不同土壤施磷和接种根瘤菌对大豆||玉米间作系统氮磷吸收的影响

通过在酸性与石灰性土壤进行大豆[Glycine max(L.)Merr.]||玉米(Zea mays L.)间作接种根瘤菌的盆栽试验,对比不同土壤类型不同施磷条件下根瘤菌接种对间作大豆、玉米的生长、氮磷吸收和根际理化性质的影响,为根瘤菌剂的田间应用提供参考。本试验以‘巴西十号’大豆品种和‘正甜68’玉米品种为试验材料,采用三因素试验设计:A因素为磷水平[施磷肥(+P)和不施磷肥(–P)];B因素为两类土壤[酸性(宁西和翁源土壤)土壤与石灰性(三坪和昌平土壤)土壤];C因素为两种接种处理[接种(+Ri)与不接种根瘤菌(–Ri)],大豆结荚期测定间作大豆根瘤性状以及间作大豆和玉米的植株干重、植株总吸氮/磷量与相关根际指标。结果表明,酸性土壤施磷条件下接种根瘤菌显著增加了间作大豆的总吸氮量;石灰性土壤无论是否施用磷,接种根瘤菌均改善了间作大豆的根瘤性状,增加了总吸氮量;并且石灰性土壤接种根瘤菌能够促进间作大豆磷吸收。两地的石灰性土壤接种根瘤菌后大豆植株总吸磷量显著增加,三坪石灰性土壤施磷条件下接种根瘤菌后大豆根际pH显著降低,根际酸性磷酸酶活性显著增加;昌平石灰性土壤施磷条件下接种根瘤菌后大豆及其间作玉米根际碱性磷酸酶活性均显著增加。石灰性土壤在间作大豆植株总吸氮/磷量增加的基础上,接种根瘤菌增加了植株干重;然而,接种根瘤菌对间作玉米植株干重和总吸氮/磷量的促进作用并不明显。综上,土壤pH和磷有效性显著影响根瘤菌接种的效果。酸性土壤施磷条件下接种根瘤菌增加了间作大豆的总吸氮量,石灰性土壤接种根瘤菌能够达到氮磷协同高效促进间作大豆的生长。石灰性土壤接种根瘤菌促进磷活化吸收主要是由于增强了间作大豆的根际过程。

玉米与大豆种间互作对根际细菌群落结构及多样性的影响

研究玉米||大豆种间互作对根际微生物群落结构的影响及其与产量的关系,对于深入理解特定作物间套作模式的产量效应有重要理论与实际意义。本研究应用随机区组试验设计方法,在玉米与大豆以最佳间作比例(2∶3)条件下,采用无隔(无隔离)、网隔(尼龙网分隔)、全隔(塑料薄膜分隔)3种种间根系间隔处理,并以两作物的单作为对照,借助BIOLOG和T-RFLP技术对不同处理下间作玉米与大豆的根际微生物多样性进行分析,探究不同种间互作对微生物结构和功能的影响及其与复合作物群体产量的关系。结果表明,玉米||大豆间作下,无隔、网隔和全隔的根际土壤阻断处理的土地当量比分别为1.39、1.13和0.98,同一间作模式下种间根系互作加强,土地当量比随之提高。进一步分析表明,无论是间作玉米还是间作大豆,其根际土壤微生物多样性和均匀度指数均随根系互作加强而明显提高。AWCD分析根际微生物生理种群差异的结果显示,在玉米与大豆间作体系中,无隔和网隔处理的根际微生物对底物碳源利用能力分别占据第1和第2位;全隔和单作下,根际微生物对底物的利用能力相应降低;而加强种间根系互作(即从网隔到无隔),大豆根际微生物对6大类碳源底物中酚类碳源和羧酸类碳源利用能力有所下降,对胺类碳源、聚合物类碳源、氨基酸类碳源和碳水化合物底物的利用能力分别提高181.01%、32.6%、37.84%和78.28%;而玉米根际微生物对酚类碳源、聚合物类碳源和氨基酸类利用能力有所下降外,对羧酸类碳源、碳水化合物类碳源和胺类碳源等底物利用能力分别提高46.26%、6.54%和15.84%。T-RFLP分析结果发现,与全隔处理比较,无隔处理的大豆根际红球菌属和喜盐芽孢杆菌属等优势菌群丰度明显增多。而玉米根际微生物中也发现相似生理功能红球菌属和芽孢杆菌属等有益优势菌群的丰度增多现象,最终导致间作作物地上部产量和土地当量比提高。