丛枝菌根真菌(AMF)对玉米/蚕豆和玉米/稗草互体系植物生长的反馈调节

摘要

[目的]丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,简称AMF)对农田生态系统中作物的生长起着重要作用.不同宿主植物和作物种植方式对土壤中菌根真菌具有一定的选择性,从而影响菌根真菌对后茬植物生长的反馈效应.间作体系是农业生产中增产增效的一种重要的种植模式,明确AMF在间作体系中对植物生长的反馈作用,对理解间作体系地上-地下相互作用具有重要的意义.[方法]本试验采用三种常见的AMF(Funneliformis mosseae、Rhizophagus intraradices和Claroideoglomus claroideum)混合接种剂,在单作(玉米,蚕豆,稗草)和间作(玉米/蚕豆和玉米/稗草)条件下,通过两个阶段(AMF驯化及反馈)的反馈试验,模拟研究了三种植物在单作和间作中的反馈强度及AMF的调节作用.[结果]在驯化阶段,玉米/稗草间作体系中,与单作相比,间作玉米地上部生物量减少了64.0％,间作稗草地上部生物量增加了47.8％.玉米/蚕豆间作体系中,与单作相比,两者作物地上部生物量增量分别达21.7％和38.3％.反馈阶段中,单作时,与灭菌处理相比接种AMF后玉米、稗草和蚕豆的地上部生物量分别增加602.3％、80.6％和21.1％;间作时,与灭菌处理相比接种AMF后玉米地上部生物量平均增加613.1％,稗草增加80.7％,蚕豆增加21.4％.单作玉米存在负到零反馈作用,与灭菌处理相比,接种AMF后玉米负反馈作用减弱至零反馈作用.从单作到间作,玉米的反馈作用由负变为零到正反馈作用.[结论]玉米和稗草之间是竞争关系,玉米处于竞争弱势稗草处于竞争优势.玉米对AMF的响应最为强烈,其次是稗草,最后是蚕豆.接种AMF或与其它植物间作后均减弱玉米的负反馈作用,表明丛枝菌根真菌可通过减弱单作玉米的负反馈实现间作增产.