本文關(guān)鍵詞： 間作 叢枝菌根真菌 小麥 蠶豆 土壤微生物 磷　出處：《中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：間作最主要的優(yōu)勢(shì)在于比單作栽培可獲得較高的產(chǎn)量,即間作優(yōu)勢(shì),特別是在低肥力低投入土壤中間作優(yōu)勢(shì)更加顯著。間作優(yōu)勢(shì)的形成與植物種間互作密切相關(guān)。叢枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi, AMF)作為一類(lèi)重要的土壤微生物,能與80%的陸生植物形成共生關(guān)系。因此理解間作體系植物種間互作的作用機(jī)制,不可忽視AMF的作用。本論文在室內(nèi)模擬條件下,以豆類(lèi)／禾谷類(lèi)間作體系為研究對(duì)象,探討了AMF對(duì)植物種間(內(nèi))互作的調(diào)節(jié)作用及對(duì)雜草生長(zhǎng)的影響；利用Logistic models檢測(cè)了互作過(guò)程中植物生長(zhǎng)和養(yǎng)分吸收的動(dòng)態(tài)過(guò)程；分析了微生物和不同磷形態(tài)對(duì)種間互作的調(diào)節(jié)作用,以及AMF和根瘤菌互作對(duì)間作作物生長(zhǎng)和養(yǎng)分吸收的影響。以期揭示土壤微生物在作物種間互作中的調(diào)節(jié)機(jī)理。主要結(jié)果如下：(1)不接種條件下,P養(yǎng)分資源的缺乏抑制了玉米、小麥、蠶豆和狗尾草的生長(zhǎng),減弱了植物地下部的互作強(qiáng)度。當(dāng)接種Funneliformis mosseae時(shí),AMF對(duì)單作玉米、小麥、蠶豆和狗尾草的生長(zhǎng)及N和P養(yǎng)分吸收均具有顯著的促進(jìn)作用；在玉米/小麥／狗尾草或蠶豆/玉米/狗尾草混作的條件下,根系互作和AMF對(duì)植物種間(內(nèi))互作具有顯著的促進(jìn)作用,加強(qiáng)間作優(yōu)勢(shì),而根系互作和AMF則顯著抑制了狗尾草的生長(zhǎng)。(2)在小麥／蠶豆間作體系中,不接種條件下,小麥的最大瞬時(shí)生長(zhǎng)速率(0.303,4).396 g·d-1)約是蠶豆(0.081～0.093 g.d-1)的3-5倍。當(dāng)接種Funneliformis mosseae時(shí),小麥和蠶豆的最大瞬時(shí)生長(zhǎng)速率分別為0.286～0.437 g.d-1和0.149～0.277 g·d-1。相對(duì)于不接種處理,接種F. mosseae未改變小麥達(dá)到最大瞬時(shí)生長(zhǎng)速率及N和P養(yǎng)分吸收速率的時(shí)間,但接種蠶豆的最大瞬時(shí)生長(zhǎng)速率、N和P養(yǎng)分吸收速率則分別延遲了2-9天、11-16天和16-24天。小麥對(duì)AMF的響應(yīng)較小,接種F. mosseae改變了小麥/蠶豆的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,AMF不對(duì)稱性的偏利于蠶豆,提高了蠶豆對(duì)N和P養(yǎng)分資源的獲取。AMF對(duì)小麥／蠶豆在生長(zhǎng)、N和P養(yǎng)分資源吸收利用時(shí)間上的改變是其共存的重要機(jī)制。(3)相對(duì)于滅菌處理,不施肥土壤微生物顯著抑制了小麥的生長(zhǎng)(生物量)、N和P養(yǎng)分的吸收,抑制作用分別達(dá)到了253.0、327.0和66.1%。施用植酸鈉和KH2PO4促進(jìn)了小麥的生長(zhǎng)和對(duì)N和P養(yǎng)分吸收,土壤微生物的抑制效應(yīng)分別降至149.1、184.9和9.3%(植酸鈉)；49.0、22.4和44.9%(KH2P04)。施用羥基磷酸鈣對(duì)小麥的生長(zhǎng)無(wú)顯著影響,KH2PO4對(duì)小麥生長(zhǎng)的促進(jìn)作用最為顯著。小麥／蠶豆間作在一定程度上可降低土壤微生物對(duì)小麥生長(zhǎng)的負(fù)反饋。與小麥相反,土壤微生物顯著促進(jìn)了蠶豆對(duì)P養(yǎng)分的吸收利用,相對(duì)于滅菌處理,P吸收量平均增加了31.3%。不同P形態(tài)對(duì)蠶豆的生長(zhǎng)影響較小。小麥／蠶豆間作對(duì)根際微生物群落結(jié)構(gòu)無(wú)顯著影響。小麥／蠶豆在不同P形態(tài)利用上的生態(tài)位互補(bǔ)及對(duì)土壤微生物響應(yīng)的不同可能有利于間作優(yōu)勢(shì)。(4)單一接種AMF (Funneliformis mosseae)和蠶豆根瘤菌(Rhizobium leguminosarum)及雙接種均顯著促進(jìn)了單作或間作小麥的生長(zhǎng)、N和P養(yǎng)分的吸收利用。雙接種顯著增加了蠶豆的根瘤數(shù)。接種AMF促進(jìn)了根瘤形成及其固氮作用,改善了宿主植物和相鄰植物的生長(zhǎng),雙接種優(yōu)勢(shì)明顯大于單一接種。蠶豆通過(guò)有機(jī)酸或質(zhì)子釋放活化土壤P,有利于種間互作。
[Abstract]:The main advantage of intercropping than monoculture cultivation can obtain higher yield, namely intercropping advantage, especially in the low fertility soil of low input among more significant advantages. Intercropping advantage formation and interspecific interactions are closely related. Arbuscular mycorrhizal fungi (Arbuscular Mycorrhizal, Fungi, AMF) as a kind of important the soil microorganisms, and 80% terrestrial plants form a symbiotic relationship. Therefore understanding the mechanism of intercropping system of plant species interaction, can not ignore the role of AMF. This paper simulated conditions in laboratory, with beans / cereal intercropping system as the research object, discusses the AMF of plant species (in the regulation of the interaction) and the influence on the growth of weeds; to detect the dynamic process of interaction between plant growth and nutrient absorption in the process of using Logistic models; analyzes the different forms of phosphorus and microbial regulation of interspecific interactions for the And AMF and Rhizobium interaction effects of intercropping crop growth and nutrient absorption. In order to reveal the soil microorganisms in crop species interaction mechanism. The main results are as follows: (1) without inoculation conditions, the lack of P nutrient resources inhibited maize, wheat, beans and Setaria growth weakened the interaction strength of the plant underground. When inoculated with Funneliformis mosseae, AMF of monoculture maize, wheat, absorption plays a significant role in promoting growth and N and P nutrients in faba bean and Setaria; as mixed in maize / wheat / maize / faba bean / or Setaria Setaria under the condition of root interaction and AMF of plants (in) interspecific interaction plays a significant role in promoting, strengthening the intercropping advantage, and root interaction and AMF significantly inhibited the growth of Setaria viridis. (2) in wheat and faba bean intercropping system, without inoculation conditions, the maximum instantaneous growth rate of wheat (0.30 3,4).396 G - D-1) is about beans (0.081 ~ 0.093 g.d-1) 3-5 times. When inoculated with Funneliformis mosseae, the maximum instantaneous rate of wheat and broad bean growth were 0.286 ~ 0.437 g.d-1 and 0.149 ~ 0.277 G - d-1. compared with the non inoculation treatment, inoculation of F. mosseae did not change the maximum instantaneous growth rate and wheat N and P rate of nutrient absorption time, but the maximum instantaneous inoculation bean growth rate, the rate of absorption of N and P nutrient were delayed 2-9 days, 11-16 days and 16-24 days. The response of AMF small wheat inoculated F. mosseae changed the competition between wheat / faba bean, which is in favor of AMF asymmetry. Increased N and P of faba bean nutrient resource.AMF in wheat and faba bean in the growth of N and P nutrient absorption and utilization of the time of the change is an important mechanism for coexistence. (3) with respect to sterilization, no fertilizer significantly inhibited soil microbial The growth of wheat (biomass), N and P inhibited the absorption of nutrients, respectively 253.0327.0 and 66.1%. using sodium phytate and KH2PO4 promoted the growth of wheat and nutrients on the N and P absorption, the inhibitory effect of soil microorganisms were reduced to 149.1184.9 and 9.3% (phytate); and 44.9% 49.0,22.4 (KH2P04). No significant effects on the growth of application of hydroxyl calcium phosphate on wheat, KH2PO4 on wheat growth promoting effect is most remarkable. Wheat and faba bean intercropping in a certain extent can reduce the negative feedback of soil microorganisms on the growth of wheat and wheat. On the contrary, soil microbes significantly promoted P broad bean on nutrient absorption and utilization, with respect to the sterilization P uptake increased by an average of 31.3%. of different P forms on the smaller impact on the growth of Vicia faba. Wheat / faba bean intercropping on rhizosphere microbial community structure had no significant effect. Wheat and faba bean in the use of different P forms The niche complementarity and the different soil microbial response may be beneficial to intercropping advantage. (4) AMF (Funneliformis mosseae) single inoculation of Rhizobium and faba bean (Rhizobium leguminosarum) and double inoculation significantly promote monoculture or intercropping wheat growth, absorption and utilization of N and P nutrient double inoculation significantly increased. The number of nodules of faba bean. AMF inoculation promoted the formation of root nodules and nitrogen fixation, improve the host plant and the adjacent plant growth, dual inoculation was significantly higher than single inoculation. The advantage of broad bean by organic acid or proton release activated soil P, in favor of interspecific interactions.

【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S154.3

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本文編號(hào)：1460528