丛枝菌根真菌对玉米籽粒氮素吸收和土壤细菌群落组成的影响

摘要

明确丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)通过调控土壤细菌群落组成影响玉米产量和籽粒氮素吸收的作用机制,为玉米增产增效提供理论依据。2018和2019年2个玉米生育季,采用分室(生长室和菌丝室)箱体装置,设置氮肥形态和丛枝菌根真菌双因素试验,测定玉米籽粒产量、籽粒氮素积累量、植株根系性状;并采用Hiseq2500 PE250高通量测序技术测定土壤细菌群落结构和多样性。结果表明,不同形态氮肥处理下接种丛枝菌根真菌,均显著增加玉米籽粒产量及其氮素积累量,并显著改善玉米根系性状。与铵态氮肥处理均值相比,硝态氮肥处理下分别提高玉米产量和籽粒氮素积累量14%和31%。与M0处理均值相比,铵态氮肥处理下M1和M2处理产量分别增加65%和182%,籽粒氮素积累量增加158%和813%;硝态氮肥处理下产量分别增加48%和123%,籽粒部氮素积累量增加106%和387%。NMDS分析表明,不同形态氮肥和丛枝菌根真菌均显著影响细菌群落组成。与铵态氮肥处理均值相比,硝态氮肥处理目水平Tepidisphaerales相对丰度增加10%,Bradyrhizobium相对丰度降低5%。与M0处理均值相比,铵态氮肥条件下M1和M2处理目水平Bradyrhizobium相对丰度分别增加21%和55%;硝态氮条件下Bradyrhizobium相对丰度分别增加49%和74%,其中Tepidisphaerales和Bradyrhizobium的相对丰度与玉米籽粒氮素积累量呈显著正相关。本研究表明,不同形态氮肥处理下玉米接种丛枝菌根真菌通过改善土壤细菌群落组成,促进玉米产量和籽粒氮素积累量增加,其中主要是增加了土壤目水平Tepidisphaerales和属水平Bradyrhizobium细菌的相对丰度。