AM真菌与毛霉菌的互作在海滨盐土修复中的应用研究

发布时间：2020-05-11 22:50

【摘要】：目前盐土资源占地球陆地总面积的7%,而土地持续盐碱化在21世纪中叶将毁掉全球近一半适耕土地。我国各种类型的盐渍土总额接近1亿hm2,其中海滨盐土近0.2亿hm2,而滩涂盐土面积为300万hm2左右。土壤盐分会显著降低植物对矿质营养成分特别是磷元素的吸收,这是因为磷离子在盐土中较易与钙离子等阳离子结合并沉淀,以致无法被植物吸收利用。因此盐土中磷缺乏成为植物生长的一个重要限制因子。然而,磷肥的大量、重复使用等不合理措施不仅导致盐土农业面源污染的加剧,成本居高不下,还会因干扰土壤微生物多样性造成土壤肥力下降,最终导致作物产量下降。因此,研究包括解磷菌和丛枝菌根(AM)真菌等有益微生物在盐土农业生态系统修复中的作用代表了一种深度应用环境友好型微生物肥料的合理选择。本文的研究目标是探索盐土接种解磷真菌和AM真菌后土壤酶活性以及土壤理化指标的变化规律,探明两类土壤微生物在修复海滨盐土的过程中促进植物生长的机理。本文利用两类土壤微生物和两种油料植物,开展了室内试验和大田试验,首先筛选了在盐胁迫下促进海滨锦葵生长的最佳菌种组合,然后比较得出在海滨盐土中促进蓖麻生长和提高盐土质量的毛霉菌和AM真菌的最佳配伍比例。在此基础上,比较了不同剂量的微生物菌剂在大田条件下对土壤肥力和蓖麻生长的促进效果。最后研究了微生物菌剂联合不同磷肥或氮肥水平的施用对盐土质量和蓖麻产量的影响,建立了海滨盐土中AM真菌-毛霉菌-化肥复合作用模式。主要研究内容与结论如下:(1)在四种盐分梯度下,利用盆栽基质接种两种AM真菌和一种解磷真菌(毛霉菌)来验证我们的假定:a.盐胁迫下接种AM真菌和毛霉菌能促进典型盐生植物海滨锦葵的生长。b.接种微生物会协同影响植物根际土壤中的土壤酶活性(如:转化酶、过氧化氢酶、尿酶、碱性和中性磷酸酶)和速效磷含量。试验结果表明,AM真菌和毛霉菌双接种对于植物生长的促进效果要好于三重接种。接种两类真菌能显著提高土壤酶活性和速效磷含量,这可能会减轻盐胁迫对植物生长的抑制作用。因此,我们可以筛选适于盐土环境并具有较高促进植物生长效果的AM真菌和解磷真菌组合以获取高效生物肥料。(2)本文在室内试验条件下,利用采自江苏沿海地区的盐土,通过测定植物生物量、土壤酶活性、速效磷含量等指标,比较了不同剂量比例的AM真菌和毛霉菌对部分蓖麻生长和土壤理化指标的影响效果。结果表明,两种真菌的混合接种可以显著提高海滨盐土中的土壤酶活性和速效磷含量,促进蓖麻根系对磷素的吸收,从而达到提高蓖麻生物量的目的。对盐土质量和植物生长达到最佳刺激效果的菌种剂量比例是28.56个:11.5×105 CFU(AM真菌孢子数:毛霉菌落数)。(3)本文在大田条件下比较了不同剂量的混合菌剂(AM真菌孢子数:毛霉菌落数=28.56个:11.5×105 CFU)对蓖麻生长和产量以及土壤理化和生化指标的影响。数据显示,混合菌种能显著提高蓖麻在野外盐土中的成活率,并大幅提高生物量和种子产量。混合菌种接种主要通过刺激土壤酶活性提高、降低土壤电导率,并增加土壤速效磷和速效氮含量来达到提高盐土肥力的效果。本试验中提高盐土肥力最有效的剂量是混合菌剂20克/株(大约含AM真菌孢子78个,毛霉菌落2.4×106 CFU)。因此,在大田条件下联合应用AM真菌和毛霉菌可以促进海滨盐土修复。(4)最后,本文设计了一个大田试验来考察不同的磷肥或者氮肥水平对AM真菌和毛霉菌的影响,以及蓖麻和土壤肥力对化肥和菌剂之间互作效应的响应。结果表明:从蓖麻生长角度看,蓖麻生物量随磷肥或氮肥水平的提高而增加;从盐土肥力角度看,混合菌剂40克/株(大约含AM真菌孢子185个,毛霉菌落3.7×106 CFU)联合施用过磷酸钙(磷含量30%)120公斤/公顷或尿素(氮含量46%)240公斤/公顷在大多数土壤肥力指标上具有较好的促进效果。化肥和生物菌剂在植物不同的生长时期对一些土壤生化指标(如:土壤微生物群落、土壤酶活性等)有不同的作用。本文的创新点有三:(1)复合接种毛霉菌和AM真菌有利于海滨盐土的修复;(2)盐土中毛霉菌和AM真菌的双接种有利于耐盐油料植物的生长,其最佳配伍是28.56个:11.5×105 CFU(AM真菌孢子数:毛霉菌落数);(3)盐土中毛霉菌和AM真菌混合菌剂40克/株(大约含AM真菌孢子185个,毛霉菌落3.7×106 CFU)联合施用过磷酸钙(磷含量30%)120公斤/公顷或尿素(氮含量46%)240公斤/公顷在大多数土壤肥力指标上具有较好的促进效果。
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：S156.42

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