论文推荐|毕银丽等:水分胁迫下AM 真菌与解磷

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时间:2020-01-10 12:16 作者:admin 点击:
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创新点

通过人工室内模拟矿区水土环境,揭示不同水分条件下丛枝菌根与解磷菌的相互作用及其对植物生长、土壤养分的影响作用机理。研究为菌根和解磷菌等微生物作为生物肥料广泛应用于矿区,提高旱区植物抗逆性,促进旱区植物生长,熟化旱区土壤,恢复矿区和旱区生态环境提供理论支撑。

作 者

毕银丽,张延旭,江 彬,裘 浪

作者单位

中国矿业大学(北京) 煤炭资源与安全开采国家重点实验室

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研究背景

在全球干旱、半干旱区,水资源匮乏是区域生态环境主要限制性因素之一,不仅影响植物生长,造成作物减产,且使土地退化,严重威胁当地农业生产及生态环境。我国干旱、半干旱区面积较大,降雨量严重不足,土地贫瘠,普遍缺磷,严重威胁当地生产实践及生态平衡。内蒙古敏东矿区气候干旱,土壤贫瘠,植被群落单一,煤炭井工开采造成地面塌陷,地表产生大量的地表裂缝,导致土壤水分、养分的流失,植被死亡,加剧了干旱对矿区造成的生态破坏。因此,如何提高植物抗旱性,增强作物水分利用效率,提高土壤肥力是我国干旱半干旱区生产实践急需解决的重要课题之一,而利用生物手段提高植物抗旱性,促进植物生长和发育,增加作物产量,提高土壤肥力已成为国内外研究热点,并取得了广泛进展。

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,简称AMF)是陆地生态系统中,分布最广泛的一种常见土壤真菌种类,能与陆地上大部分植物形成共生关系并在根际土壤中形成菌丝网,扩大植物根系对氮、磷等矿质元素及水分的吸收面积,改善植物营养状况,促进植物生长发育,提高其抗逆性。研究表明,水分胁迫下,接种AM真菌不但能促进沙打旺、玉米的生物量,增加植物氮、磷吸收量,提高植物叶片相对含水量,还能改良根际土壤微生物环境,提高土壤肥力,这对于提高植物水分利用率,活化土壤,减少化肥施用量具有不可替代的优势。

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摘 要

针对内蒙古东部井工煤矿区气候干旱、土壤贫瘠等问题,以玉米为供试材料,采用盆栽试验方法,研究干旱胁迫(供试土壤最大持水量的40%)和正常供水(供试土壤最大持水量的70%)条件下接种解磷细菌与丛枝菌根(AM)真菌对玉米生物量、养分含量和根际土壤化学性状的影响。

结果表明:在正常供水和干旱胁迫条件下,单接种AM真菌(AM)、单接种解磷细菌(CA)和联合接种AM真菌与解磷细菌(AM+CA)对玉米生物量、养分吸收量和土壤肥力均具有一定促进作用。

正常供水条件下,联合接种AM真菌与解磷细菌对玉米生长促进效果最佳,与对照相比,玉米地上生物量、根系生物量和总生物量分别提高了55.5%,25.6%,49.0%,植株氮、磷、钾吸收量分别显著提高了71%,83%,50%;联合接种处理对根际土壤速效磷含量、磷酸酶活性改善效果最好,较对照分别提高92.3%,5.3%,而单接AM真菌对根际土壤pH、电导率、有机质、全氮、速效钾改良效果最优。

干旱胁迫下,单接AM真菌对玉米生长促进效果最佳,与对照相比,显著提高玉米生物量51%,植株氮、磷、钾吸收量分别提高60%,111%,86%,同时对土壤pH、电导率、全氮、速效磷改良效果最佳。AM真菌与解磷细菌协同作用可有效促进植物生长与土壤改良,从而加速矿区植被恢复和生态重建过程,为微生物应用于矿区复垦提供了科学依据。

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文中表格

不同处理对玉米生长状况的影响

注:表中数据为3个重复均值,同列小写字母不同,表示不同水分处理下不同接种处理差异显著(P

不同处理对玉米氮吸收量的影响

不同处理对玉米养分磷吸收量的影响

不同处理对玉米养分K吸收量的影响

不同处理对土壤基本化学性状的影响

作者简介

毕银丽,女,1971年7月生,陕西米脂人,教育部“长江学者”特聘教授,现为中国矿业大学(北京)矿山生态修复研究院执行院长。获国家科技进步二等奖2项(第一完成人1项),省部级奖9项。发表论文150多篇,SCI/EI 50多篇,授权专利18项,软件著作权2项,专著2部。获得中国青年科技奖、中国生态文明先进个人、中国青年女科学家奖提名奖、国务院特殊津贴、教育部新世纪优秀人才、首都科技领军人才、北京市三八红旗奖章、北京市科技新星、霍英东青年教师基金、孙越崎青年科技奖、煤炭工业技术创新优秀人才等荣誉称号。

研究方向

矿区环境治理与生态修复

主要成果

长期从事矿区环境治理与生态修复等方面的研究工作,取得多项创新性成果,建立了西部干旱半干旱煤矿区微生物修复关键技术,为我国煤矿区生态修复提供理论支撑和技术保障。

来源:

毕银丽,张延旭,江彬,等. 水分胁迫下AM 真菌与解磷细菌协同对玉米生长及土壤肥力的影响[J]. 煤炭学报,2019,44(12):3655-3661.

BI Yinli,ZHANG Yanxu,JIANG Bin,et al. Effects of AM fungi and phosphate-solubilizing bacteria inoculation on maize growth and soil fertility under water stress[J]. Journal of China Coal Society,2019,44(12):3655-3661.

责任编辑:韩晋平 编辑整理: 郭晓炜

审 核 : 常琛

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