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AM真菌生物肥料在提高甜玉米产量中的应用研究

夏婷婷  
【摘要】:丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,简称AM)真菌是一类能够与大量陆生植物根系很好形成共生关系的内生真菌,其根外菌丝(Extraradical Mycelium,ERM)可以深入土壤中,扩大根系吸收面积,促进寄主植物吸收氮和磷等矿质元素。而氮和磷为植物生长的限制性营养元素。不同形态和浓度的外源氮磷影响AM真菌生长发育,同时也影响共生系统对氮磷的吸收和转运。甜玉米(ZeaMays L)作为一种营养丰富的新型玉米,在金华历史悠久,品种繁多,种植广泛。农药和化肥的大量使用造成土壤和水资源的严重污染,甜玉米生产面临提高单产和改善品质的双重任务。将丛枝菌根真菌作为一种“生物肥料”应用于甜玉米种植中,对其增产有极大的帮助。本实验分别在不同外源处理条件下,接种AM真菌于甜玉米植株根系。检测菌根化甜玉米生长情况、氮磷含量及籽粒多糖和蛋白含量及组分等。关于AM真菌生物肥料在提高甜玉米产量中的应用研究,具体将从以下方面进行。(1)以磷酸二氢钾为磷源,设计5个浓度梯度(0 mg/L、20 mg/L、40 mg/L、80mg/L、160mg/L,分别记作 P0、P20、P40、P80、P160)。探究不同磷水平下,接种AM真菌对甜玉米苗期生长影响。实验结果表明在低磷水平下,菌根侵染率较高。孢子数量随磷水平提高而增加。菌丝室根外菌丝鲜重在P40时最高。菌根化的甜玉米生物量及氮磷含量显著高于对照组。此外,低磷水平使甜玉米地上部和地下部鲜重显著提高。地上部和地下部总氮含量分别在P40、P80和P20、P40时最高。地上部和地下部总磷含量分别在P80和P160时最高。菌根精氨酸含量在低磷(P20)条件下最高。研究表明接种丛枝菌根真菌促进甜玉米幼苗生长的能力与外源磷水平有关。(2)通过在菌丝室施加浓度为4 mmol/L的不同形态的氮源(精氨酸、硝酸铵、尿素、谷氨酸)。探究不同外源氮条件接种AM真菌对甜玉米苗期生长影响。结果表明,接种AM真菌对甜玉米植株生长及氮磷吸收有显著促进作用。其中以硝酸按和尿素为氮源时,菌根侵染率相对较高。以精氨酸为氮源时菌根精氨酸含量最高,植株生物量也相对较高。以尿素、硝酸铵、精氨酸为氮源时,菌根化甜玉米地上部总氮含量较高。以尿素为氮源时,地上部总磷含量最高,地下部总氮和总磷含量也最高。结果表明,从整体来看,以尿素为氮源时,更有利于菌根化甜玉米生长。(3)通过在培养基质中分别施加泥炭、泥灰和有机肥三种有机肥料,研究不同有机肥料对丛枝菌根侵染率、菌根化甜玉米生长、穗及其品质的影响。实验结果表明,有机肥组菌根化的甜玉米穗重和株重及总磷含量显著高于其他处理,但幼苗株高最低。泥灰组菌根化甜玉米籽粒可溶性糖和淀粉含量最高,可溶性糖组分主要为葡萄糖、蔗糖和果糖。泥灰和泥炭组菌根化甜玉米籽粒总氮和总蛋白及菌根精氨酸含量较高。此外,泥炭组和空白组的菌根化甜玉米籽粒中均测出16种氨基酸组分,且氨基酸总量泥炭组大于空白组。研究表明,不同有机肥料在促进甜玉米生长和改善玉米籽粒品质方面具有重要作用。(4)大葱生长周期短,根系细小而发达,可与AM真菌很好的形成共生关系。本实验采用大葱为寄主植物,接种AM真菌。待菌根侵染染率达到60%以上,在大葱生长的基质中种植甜玉米。大葱玉米共培20 d,此后每周测定共培条件对甜玉米菌根化的影响。实验结果表明,第一周时,共培条件下甜玉米菌根侵染率和生物量及氮磷含量与对照组相比没有显著提高。第二周时,共培条件下侵染率和株高显著高于对照组。第三周时,甜玉米生物量如地上部鲜重、根冠比、氮磷含量显著高于对照组。结果表明,菌根化大葱与玉米共培时,可加快甜玉米根系与AM真菌共生速率,从而促进植株生长。


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