氮营养与AM真菌协同对玉米生长及土壤肥力的影响
江 彬， 毕银丽， 申慧慧， 刘 浩
【摘 要】摘要：针对东部草原煤矿区土壤贫瘠、生物种群单一以及植物抗逆性差等问题，采用盆栽方法研究了施氮(0 mg/kg、100 mg/kg)与接种丛枝菌根(AM)真菌(0 g/kg、50 g/kg)协同对玉米生长状况、抗逆性和根际土壤化学性状的影响。结果表明，单施氮、单接种AM真菌、联合施氮和接种AM真菌显著提高玉米干质量 23%～62%，全株氮吸收量 77%～538%，磷吸收量 39%～191%，钾吸收量 42%～135%。其中，施氮+接种AM真菌处理效果最好。同时，3个处理也显著提高叶片可溶性糖含量、降低相对电导率和脯氨酸含量，增强了其抗逆性。其中施氮+接种AM真菌处理的可溶性糖含量最高，相对电导率最低，单施氮处理的脯氨酸含量最低。同一施氮水平下，接种AM真菌显著降低土壤pH值，却显著增加了土壤电导率、速效磷含量、速效钾含量、土壤总球囊霉素(T-GRSP)含量和易提取球囊霉素(EE-GRSP)含量。与单接AM真菌处理相比，施氮+接种AM真菌处理能显著提高土壤电导率、速效钾含量和土壤易提取球囊霉素含量。综合来说，氮肥与AM真菌协同处理有利于促进菌根效应的发挥，促进玉米生长，有效改善土壤肥力，这为菌根肥料应用于东部矿区以进行微生物复垦和生态恢复提供了依据。 【期刊名称】江苏农业学报 【年(卷),期】2017(033)002 【总页数】6
【关键词】氮营养；丛枝菌根；玉米；抗逆特性；土壤化学性质
东部草原煤矿区气候干旱、酷寒、土层瘠薄、植被稀少，采煤扰动，严重破坏
当地土壤结构和地表植被，引发植被死亡、土壤退化等环境问题，如何进行生态恢复已经成为该矿区亟须解决的问题。氮元素是植物体内蛋白质、核酸、磷脂和某些生长激素的重要组分之一，适量增加氮营养可以通过影响植物光合作用、抗氧化系统、内源激素和植物水分吸收利用状况，从而促进植物生长发育，提高作物产量和品质，同时施氮也会改变土壤生化性质，影响土壤肥力[1-8]。但是植物的氮吸收能力有限，如果施氮不当，不仅会造成氮素大量损失，还会抑制植物生长，导致作物减产，污染环境[9]。因此，如何合理施用氮肥，提高植物的氮吸收能力，降低氮素损失，促进植物生长，恢复土壤，不仅是农业可持续发展的关键，也对东部草原煤矿区进行生态恢复具有至关重要的作用。目前对采煤受损土地比较有效的治理是生物治理，即利用生物本身特性逐步改善土壤质量，促进植物吸收养分,提高植物抗逆性，恢复生态环境，实现矿区可持续发展。
丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal，AM)真菌是陆地生态系统中，分布最广泛的一种有益土壤真菌，能与陆地上大部分有花植物形成菌根共生体[10]。有研究结果表明，AM真菌不但能增加植物生物量，促进植物对氮、磷、钾的吸收，还能改良根际土壤微生物环境，提高土壤肥力[11-14]，降低极端环境对植物造成的伤害，提高其抗旱性、抗寒性和耐盐碱性，降低病虫害对植物的破坏，提高其抗病性及酶活性[15-19]，而AM真菌产生的土壤相关蛋白是土壤的一个重要碳库，同时可以增强土壤团聚体的稳定性，改善土壤基质，提高土壤肥力[6,8]。同时，AM真菌对氮素的吸收是促进植物对氮吸收的一个重要途径，目前已有学者对施氮量与AM真菌的协同作用进行了研究。付淑清等[20]研究发现，不同施氮水平下接种AM真菌均显著提高了刺槐的生长量，降低了游离脯
氨酸含量。赵青华等[21]试验结果表明，不同施氮水平下，接种AM真菌增加了茶树地上部干物质量、地下部干物质量和总干物质量，增加茶叶氮、磷、钾和可溶性糖含量。贺学礼等[22]研究结果表明，不同施氮水平下接种AM真菌均可以提高黄芪生长量、叶片可溶糖含量、植株氮含量、植株磷含量。 东部草原煤矿区土壤贫瘠，采矿造成土层扰动，加剧了水土流失，尤其是氮素的损失，严重抑制了矿区植物生长和生态恢复。目前关于丛枝菌根对矿区生态修复的影响已取得一定进展，但是关于AM真菌与氮肥协同对矿区植物生长及土壤改良的研究鲜有报道。本文拟以矿区常见农作物玉米为宿主植物，以沙土为基质，模拟矿区干旱贫瘠状况，在温室盆栽条件下，研究AM真菌和氮协同对玉米生长、抗逆性、矿质养分调节及土壤化学性状的影响，以期为菌根作为生物肥料应用于东部干旱矿区，提高植物抗逆性，熟化矿区土壤，恢复矿区生态环境提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试土壤为沙土，过1 mm筛，经121 ℃蒸汽灭菌1 h，取出放置7 d后待用。土壤基本理化性质为pH 7.44，有机碳0.34 g/kg，全氮0.05 g/kg，速效磷4.95 mg/kg，速效钾24.56 mg/kg，电导率(EC)840 μS/cm，最大持水量为21.6%。
供试玉米种子由中国农业科学院中农种子公司提供，品种为品糯28。播种前用10% H2O2浸泡消毒15 min后用去离子水反复清洗数遍，在25 ℃黑暗培养箱中培养2 d，待播种。
试验供试菌种为摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae，其孢子密度为1 g菌
氮营养与AM真菌协同对玉米生长及土壤肥力的影响
