低磷环境下接种丛枝菌根真菌促进紫花苜蓿生长和磷素吸收的机理

摘要

[目的]磷极易被土壤吸附和固定,导致土壤中磷有效性较低.研究接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)和低磷处理两者交互对紫花苜蓿生长和磷吸收的影响,为提高碱性土壤中磷肥利用率提供理论依据.[方法]以黄绵土和紫花苜蓿(Medicago sativa)为试验材料进行盆栽试验.在施磷0、5、20 mg/kg(P0、P5、P20)3个水平下,分别设接种和不接种丛枝菌根Glomus mosseae BGC YN02(+AMF、-AMF)处理.植物生长120天后测定植株生物量、磷吸收量、AMF侵染率以及根际和非根际土壤的pH、土壤碱性磷酸酶活性、土壤有效磷含量、土壤微生物生物量磷,分析根际有机酸的组成与含量.[结果]+AMF处理中植物根系被AMF侵染,且施磷水平对侵染率没有显著影响;施磷和+AMF处理显著提高了植株地上部、地下部生物量以及磷含量,其中P20+AMF处理生物量和磷含量最高;根际有机酸总量随施磷水平上升而显著降低,但+AMF处理有机酸总量高于-AMF处理,其中柠檬酸和乙酸含量的变化较为明显;施磷和+AMF显著降低土壤碱性磷酸酶活性,增加土壤有效磷含量和微生物生物量磷,且低磷环境(P0、P5)下根际土壤碱性磷酸酶活性和微生物生物量磷均显著高于非根际土;P20处理显著降低磷利用效率和磷肥利用率,+AMF处理显著提高磷肥利用率.[结论]碱性土壤(黄绵土)中,AMF和紫花苜蓿根系能建立较好的共生关系,低施磷水平(施磷量≤20 mg/kg)对AMF侵染率没有显著影响.施磷和接种AMF均可以显著促进紫花苜蓿生长和磷吸收.低磷环境下,接种AMF可以扩大植物根系吸收范围,同时增强根际土壤碱性磷酸酶活性,促进根系分泌有机酸,特别是乙酸和柠檬酸,从而提高磷肥利用率.