水分脅迫下AM真菌與解磷細(xì)菌協(xié)同對(duì)玉米生長(zhǎng)及 土壤肥力的影響

畢銀麗，張延旭，江 彬，裘 浪

(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 煤炭資源與安全開采國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083)

在全球干旱、半干旱區(qū)，水資源匱乏是區(qū)域生態(tài)環(huán)境主要限制性因素之一，不僅影響植物生長(zhǎng)，造成作物減產(chǎn)，且使土地退化，嚴(yán)重威脅當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)環(huán)境[1]。我國(guó)干旱、半干旱區(qū)面積較大，降雨量嚴(yán)重不足，土地貧瘠，普遍缺磷，嚴(yán)重威脅當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實(shí)踐及生態(tài)平衡[2]。內(nèi)蒙古敏東礦區(qū)氣候干旱，土壤貧瘠，植被群落單一，煤炭井工開采造成地面塌陷，地表產(chǎn)生大量的地表裂縫，導(dǎo)致土壤水分、養(yǎng)分的流失，植被死亡，加劇了干旱對(duì)礦區(qū)造成的生態(tài)破壞。因此，如何提高植物抗旱性，增強(qiáng)作物水分利用效率，提高土壤肥力是我國(guó)干旱半干旱區(qū)生產(chǎn)實(shí)踐急需解決的重要課題之一，而利用生物手段提高植物抗旱性，促進(jìn)植物生長(zhǎng)和發(fā)育，增加作物產(chǎn)量，提高土壤肥力已成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)，并取得了廣泛進(jìn)展。

叢枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi，簡(jiǎn)稱AMF)是陸地生態(tài)系統(tǒng)中，分布最廣泛的一種常見土壤真菌種類，能與陸地上大部分植物形成共生關(guān)系并在根際土壤中形成菌絲網(wǎng)，擴(kuò)大植物根系對(duì)氮、磷等礦質(zhì)元素及水分的吸收面積，改善植物營(yíng)養(yǎng)狀況，促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育，提高其抗逆性[3-5]。研究表明，水分脅迫下，接種AM真菌不但能促進(jìn)沙打旺[1]、玉米[2]的生物量，增加植物氮、磷吸收量，提高植物葉片相對(duì)含水量，還能改良根際土壤微生物環(huán)境，提高土壤肥力[6]，這對(duì)于提高植物水分利用率，活化土壤，減少化肥施用量具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。

土壤中的解磷細(xì)菌可合成和分泌一些有機(jī)酸和酶類等代謝產(chǎn)物，促使土壤中的不溶性磷轉(zhuǎn)化為可溶性磷，促進(jìn)植物對(duì)磷的吸收利用[7]。劉玲利等[8]研究發(fā)現(xiàn)，不同解磷微生物解磷能力不同，且接種解磷菌的油菜產(chǎn)量、葉綠素含量顯著高于對(duì)照。郜春花等[9]用自行分離篩選的B2和B67解磷細(xì)菌制成解磷菌劑，進(jìn)行小麥、玉米、甘藍(lán)、青菜、莜麥等的盆栽和大田對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果表明，各作物增產(chǎn)效果顯著，并有提高土壤速效磷含量、培肥土壤的作用。目前關(guān)于AM真菌與解磷細(xì)菌的聯(lián)合接種已取得一定進(jìn)展。秦芳玲、張煥仕等[10-12]研究表明，聯(lián)合接種AM真菌與解磷細(xì)菌可顯著提高紅三葉草、蓖麻的生物量、磷吸收量，提高根系侵染率。邢禮軍等[13]向玉米、花生和三葉草分別接種AM真菌和解磷細(xì)菌，發(fā)現(xiàn)雙接種對(duì)玉米促進(jìn)效果最為明顯，顯著提高其干重和吸磷量。但是，關(guān)于菌根與解磷細(xì)菌聯(lián)合在礦區(qū)特別是干旱條件下的應(yīng)用研究尚不多見。

本試驗(yàn)以玉米為宿主植物，沙土為基質(zhì)，在溫室盆栽條件下，模擬內(nèi)蒙古東部井工煤礦區(qū)干旱條件，研究接種AM真菌與解磷細(xì)菌對(duì)玉米的生長(zhǎng)及土壤改良的影響，為菌根及解磷微生物作為生物肥料廣泛應(yīng)用于礦區(qū)，促進(jìn)旱區(qū)植物生長(zhǎng)和土壤熟化，恢復(fù)礦區(qū)和旱區(qū)生態(tài)環(huán)境提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試土壤為沙土，取自內(nèi)蒙古東部敏東礦區(qū)，過(guò)1 mm篩，經(jīng)121 ℃蒸汽滅菌1 h，風(fēng)干后待用。土壤基本理化性質(zhì)為pH=7.44，有機(jī)碳0.34 g/kg，全氮0.05 g/kg，速效磷4.95 mg/kg，速效鉀24.56 mg/kg，電導(dǎo)率(EC)840 μs/cm，田間最大持水量為21.6%。

試驗(yàn)用盆規(guī)格為50 cm×32 cm×20 cm灰色塑料盆，洗凈并用75%酒精消毒。供試玉米種子由中國(guó)農(nóng)科院中農(nóng)種子公司提供，品種為品糯28。播種前用10%H2O2浸泡消毒15 min，后用去離子水反復(fù)清洗數(shù)遍，在25 ℃黑暗培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2 d，待播種。

試驗(yàn)供試AM真菌菌種為摩西管柄囊霉(Funneliformismosseae)(簡(jiǎn)稱Fm)，其孢子密度為126個(gè)/g菌劑)，經(jīng)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)微生物復(fù)墾實(shí)驗(yàn)室通過(guò)玉米擴(kuò)繁得到，侵染率為97%，接種劑為含有宿主植株侵染根段、孢子和菌絲的沙土混合物。供試解磷細(xì)菌是斯式泛菌(Pantoeastewartii)(簡(jiǎn)稱CA)，是本實(shí)驗(yàn)室從寧夏粉煤灰樣品中自主分離并純化培養(yǎng)的高效解磷細(xì)菌。在30 ℃溫度條件下振蕩培養(yǎng)，使菌株處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期時(shí)使用。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與管理

試驗(yàn)設(shè)2個(gè)水分處理:70%(正常供水)、40%(干旱脅迫)。同一水分處理下設(shè)4個(gè)接菌處理:不接菌(CK)、單接AM真菌(Fm)、單接解磷細(xì)菌(CA)、聯(lián)合接種AM真菌與解磷細(xì)菌(Fm+CA)，每個(gè)處理3次重復(fù)，隨機(jī)排列。試驗(yàn)在中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)日光溫室中進(jìn)行，于2016-04-12開始布置，每盆裝土45 kg，AM真菌接種量為每1 kg滅菌沙土加入50 g菌劑充分混合，不接種處理加入與菌劑等重的滅菌沙土。解磷細(xì)菌接種量為每1 kg滅菌沙土加入5 mL解磷細(xì)菌溶液充分混合，不接種解磷細(xì)菌的處理加入同等體積經(jīng)121 ℃蒸汽滅菌1 h后的解磷細(xì)菌溶液。種植前向滅菌沙土中加入以NH4NO3,KH2PO4,K2SO4配置的營(yíng)養(yǎng)液作為底肥，用量控制為土壤中N,P，K質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為100,10,150 mg/kg，植物生長(zhǎng)40 d后追肥1次，用量與之前相同。播種前，澆水至土壤最大持水量，待水分平衡1 d之后播種，每盆8顆。玉米出苗7 d后進(jìn)行間苗，每盆保持4株。采用稱重法控制澆水量，1周1次，保持土壤含水量為最大持水量的70%，30 d后進(jìn)行控水試驗(yàn)。正常供水組每盆土壤含水量維持在田間最大持水量的70%，干旱脅迫澆水量為田間最大持水量的40%左右。

玉米生長(zhǎng)70 d收獲，分別收獲植株地上部、地下部，洗凈，待用。剩下根系及地上部烘干測(cè)定干重并粉碎，過(guò)0.5 mm篩，備用。

1.3 指標(biāo)測(cè)定及方法

1.3.1玉米生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定

玉米植株地上、地下部干重采用稱重法。植株全氮含量采用硫酸-過(guò)氧化氫消煮，凱氏定氮法測(cè)定;全磷和全鉀含量采用硫酸-過(guò)氧化氫消煮，ICP-OES法測(cè)定[14]。

1.3.2土壤基本指標(biāo)測(cè)定

土壤pH值(水土比2.5∶1)和電導(dǎo)率用電位法(水土比5∶1);土壤有機(jī)碳采用重鉻酸鉀氧化法;全氮采用凱氏定氮法;速效磷采用NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法[14];速效鉀采用碳酸銨浸提，用ICP-OES測(cè)定[15]。

1.3.3菌根相關(guān)指標(biāo)測(cè)定

菌根侵染率測(cè)定采用Phillips和Hayman的方法[16]。

1.3.4相關(guān)公式[17]

菌根侵染率(%)=AM真菌侵染根段數(shù)/觀察總根段數(shù)× 100

菌根依賴性(%)=(接菌干重-非接菌干重)/接菌干重× 100

菌根貢獻(xiàn)率(%)=(接菌含量-非接菌含量)/接菌含量× 100

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行處理。經(jīng)檢驗(yàn)符合正態(tài)分布，數(shù)據(jù)采用SAS 8.1軟件進(jìn)行單因素、雙因子差異性分析(P<0.05)，通過(guò)最小顯著差異法(LSD)檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 水分脅迫下接種AM真菌與解磷細(xì)菌對(duì)玉米生長(zhǎng)量的影響

由表1可知，隨著土壤相對(duì)含水量降低，各處理玉米植株地上、地下及總干重，根系侵染率均顯著降低。同一水分條件下，與未接種處理相比，接種微生物提高了玉米干重，除正常供水的Fm地下部干重外均表現(xiàn)差異顯著，說(shuō)明接種微生物能提高玉米抗旱能力，促進(jìn)植株生長(zhǎng)發(fā)育。正常供水條件下，各接種株玉米的地上、地下及總干重表現(xiàn)為Fm+CA>CA>Fm，差異顯著(P<0.05);Fm的侵染率高于Fm+CA，差異不顯著(P>0.05)。水分脅迫下，接菌處理玉米干重表現(xiàn)為單接菌Fm>CA>Fm+CA，其中Fm地下干重顯著高于其他處理(P<0.05);Fm+CA的侵染率高于Fm，但差異不顯著(P>0.05)。不接種CA條件下，玉米在土壤相對(duì)含水量為70%,40%時(shí)的菌根依賴性分別為9%和34%，表明水分脅迫下玉米對(duì)AMF的依賴程度更高。接種CA條件下，玉米在土壤相對(duì)含水量為70%,40%時(shí)的菌根依賴性分別為13%和-4%，表明正常水分條件下，解磷細(xì)菌與AM真菌對(duì)玉米生物量具有相互促進(jìn)作用，而在水分脅迫時(shí)，2者反而產(chǎn)生拮抗作用。雙因子方差分析表明，水分脅迫和接種微生物對(duì)玉米的地上部、地下部、總生物量、菌根侵染率均有顯著交互作用。

2.2 水分脅迫下接種AM真菌與解磷細(xì)菌對(duì)玉米養(yǎng)分吸收量的影響

由表2可知，隨著土壤相對(duì)含水量的降低，玉米植株對(duì)氮的吸收呈下降趨勢(shì)。接種微生物顯著提高了植株氮吸收量。正常供水條件下，植株氮吸收量表現(xiàn)為Fm+CA>Fm>CA>CK，較對(duì)照分別提高71%,42%,26%且差異顯著(P<0.05)。干旱條件下植物氮吸收量表現(xiàn)為Fm>CA>Fm+CA>CK，較對(duì)照顯著提高62%,60%,50%(P<0.05)。不同水分條件下，菌根貢獻(xiàn)率表現(xiàn)不同，玉米植株在土壤相對(duì)含水量為70%,40%時(shí)單接Fm的氮吸收菌根貢獻(xiàn)率分別為29%和38%，而接種Fm+CA處理對(duì)氮的菌根貢獻(xiàn)率分別為26%和-7%，表明干旱脅迫條件下單接Fm更能促進(jìn)玉米對(duì)養(yǎng)分的吸收，而Fm與CA之間存在一定的拮抗作用。

表1 不同處理對(duì)玉米生長(zhǎng)狀況的影響
Table 1 Effects of different treatments on maize growth

土壤相對(duì)含水量/%處理毎盆干重/g地上部地下部總干重侵染率/%菌根依賴性/%CK38.4d9.21c47.6d0c—70Fm42.9c9.46c52.4c68.3a9CA51.2b10.37b61.6b0c—Fm+CA59.7a11.46a71.1a66.7a13CK16.8f2.74f19.5f0c—40Fm24.6e4.93d29.5e36.7b34CA24.5e3.96e28.5e0c—Fm+CA23.5e3.94e27.4e44.4b-4P(W)????—顯著性P(I)????—P(W×I)????—

注:表中數(shù)據(jù)為3個(gè)重復(fù)均值，同列小寫字母不同，表示不同水分處理下不同接種處理差異顯著(P<0.05，n=3)。P(W)為水分脅迫下差異顯著性;P(I)為接種微生物下差異顯著性;P(W×I)為水分脅迫和接種微生物的交互作用;*為在0.05 水平差異顯著;NS為差異不顯著;下同。

表2 不同處理對(duì)玉米氮吸收量的影響
Table 2 Effects of different treatments on maize plantN uptake

土壤相對(duì)含水量/%處理氮吸收量/(g·盆-1)地上部地下部總吸收量菌根貢獻(xiàn)率/%CK0.8cd0.22c1.03c—70Fm1.23ab0.23bc1.46b29CA1.04bc0.26ab1.30b—Fm+CA1.48a0.28a1.76a26CK0.44e0.06e0.50e—40Fm0.71d0.10d0.81cd38CA0.73d0.07de0.80cd—Fm+CA0.66de0.09d0.75de-7P(W)???—顯著性P(I)???—P(W×I)???—

由3可知，不同水分條件下，接菌促進(jìn)了植株對(duì)磷的吸收。正常供水時(shí)，植株磷吸收量表現(xiàn)為Fm+CA>CA>Fm>CK，較對(duì)照分別提高83%,56%,32%且差異顯著(P<0.05)。而在干旱脅迫時(shí)表現(xiàn)為Fm>Fm+CA>CA>CK，較對(duì)照分別提高111%,78%,30%，其中Fm,Fm+CA顯著高于對(duì)照，而CA處理與對(duì)照差異不顯著。干旱脅迫條件下，有Fm菌劑處理均表現(xiàn)為菌根貢獻(xiàn)率高于正常供水時(shí)相應(yīng)處理，表明菌根在干旱逆境條件時(shí)發(fā)揮作用更大，AM真菌與解磷細(xì)菌協(xié)同在干旱條件下能促進(jìn)植物對(duì)磷元素的吸收。

表3 不同處理對(duì)玉米養(yǎng)分磷吸收量的影響
Table 3 Effects of different treatments on maize plantP uptake

土壤相對(duì)含水量/%處理磷吸收量/(g·盆-1)地上部地下部總吸收量菌根貢獻(xiàn)率/%CK67d10.24c77d—70Fm91c11.17c102c25CA108b12.68b120b—Fm+CA127a13.73a141a15CK25f2.40g27f—40Fm49e7.21d57e53CA32f3.50f35f—Fm+CA43e4.86e48e27P(W)???—顯著性P(I)???—P(W×I)???—

不同水分條件下，接菌促進(jìn)了植物對(duì)鉀的吸收(表4)。正常供水時(shí)，植株鉀吸收量表現(xiàn)為Fm+CA>CA>Fm>CK，較對(duì)照分別提高50.0%,12.1%,1.9%，其中Fm+CA,CA處理顯著高于對(duì)照(P<0.05)。在干旱脅迫時(shí)表現(xiàn)為Fm,CA,Fm+CA較對(duì)照分別提高85.7%,85.7%,83.5%，均顯著高于對(duì)照(P<0.05)。正常供水條件下Fm+CA菌根貢獻(xiàn)率為25%，顯著高于單接Fm處理。干旱脅迫條件下，單接Fm菌根貢獻(xiàn)率為46%，而Fm+CA處理菌根貢獻(xiàn)率為-1%，表明干旱條件下菌根發(fā)揮作用較大，而CA處理對(duì)鉀吸收促進(jìn)作用不明顯。雙因子方差分析表明，水分脅迫和接種微生物對(duì)玉米植株地上部、地下部N,P、K吸收量及每盆N,P，K吸收量均有顯著交互效應(yīng)。

表4 不同處理對(duì)玉米養(yǎng)分K吸收量的影響
Table 4 Effects of different treatments on maize plantK uptake

土壤相對(duì)含水量/%處理鉀吸收量/(g·盆-1)地上部地下部總吸收量菌根貢獻(xiàn)率/%CK2.38c0.26b2.64c—70Fm2.41c0.28b2.69c2CA2.68b0.28b2.96b—Fm+CA3.61a0.35a3.96a25CK0.86e0.05d0.91e—40Fm1.59d0.10c1.69d46CA1.61d0.08dc1.69d—Fm+CA1.59d0.08dc1.67d-1P(W)???—顯著性P(I)???—P(W×I)???—

2.3 水分脅迫下接種AM真菌與解磷細(xì)菌對(duì)土壤化學(xué)性狀的影響

由表5可知，隨著土壤相對(duì)含水量的降低，各處理根際土壤pH顯著增高，土壤電導(dǎo)率、全氮、速效磷、有機(jī)質(zhì)含量降低，磷酸酶活性顯著降低。除Fm+CA增加外，其他處理土壤速效鉀含量隨相對(duì)含水量降低而顯著降低。同一水分條件下，接種微生物的土壤電導(dǎo)率、全氮、速效磷、速效鉀含量及磷酸酶活性均高于未接種。

正常供水條件下，土壤pH值的變化規(guī)律為:Fm0.05)。土壤電導(dǎo)率、全氮、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量變化趨勢(shì)一致，均表現(xiàn)為:CK0.05)，F(xiàn)m全氮、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量顯著高于其他處理。各處理土壤速效磷含量、磷酸酶活性變化規(guī)律表現(xiàn)為:CK0.05)。

表5 不同處理對(duì)土壤基本化學(xué)性狀的影響
Table 5 Effects of different treatments on soil chemical properties

土壤相對(duì)含水量/%處理pH電導(dǎo)率/(μS·cm-1)全氮/(g·kg-1)速效磷/(mg·kg-1)速效鉀/(g·kg-1)有機(jī)質(zhì)/(g·kg-1)磷酸酶/(mmol·(g·h)-1)CK7.13c954cd0.1c8.67d0.17d0.53b2.44a70Fm7.04d1 064a0.27a15.51b0.23a0.62a2.49aCA7.12c962bcd0.17b11.23c0.18c0.55b2.47aFm+CA7.08cd1 028ab0.19b16.68a0.19c0.55b2.57aCK7.24b852e0.05e4.51g0.13f0.51b2.12c40Fm7.28ab1 006abc0.11c7.9e0.15e0.52b2.27bCA7.33a859e0.09cd4.85g0.15e0.51b2.21bcFm+CA7.28ab939d0.06de6.34f0.21b0.53b2.29bP(W)???????顯著性P(I)?????NS?P(W×I)?NS???NSNS

水分脅迫下，接種處理土壤pH值高于未接種，除CA外，其他處理與對(duì)照差異不顯著(P>0.05)。土壤電導(dǎo)率、速效磷含量變化規(guī)律一致，均為:CK0.05)外，其他處理相互間差異顯著。接種處理土壤全氮高于未接種處理，其中Fm,CA處理顯著高于對(duì)照處理。土壤速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量、磷酸酶活性變化規(guī)律一致，表現(xiàn)為CK0.05)。雙因子方差分析表明，水分脅迫和接種微生物對(duì)土壤pH值、全氮、速效磷、速效鉀含量具有顯著交互作用，而對(duì)土壤電導(dǎo)率、有機(jī)質(zhì)和磷酸酶活性交互作用不顯著(P>0.05)。

3 討 論

菌根侵染率一定程度上反映了AM真菌與宿主植物的親和程度。正常水分條件下，菌根侵染率超過(guò)60%，說(shuō)明本試驗(yàn)所選AM真菌與玉米之間的親和程度較高，能夠很好地發(fā)揮菌根共生體的優(yōu)勢(shì)作用;而干旱脅迫下，菌根侵染率顯著降低，表明干旱對(duì)微生物活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生巨大影響，抑制了AM真菌對(duì)玉米根系的侵染，一定程度上影響菌根共同體作用的發(fā)揮。同一水分條件下，單接AM真菌和雙接AM真菌與解磷細(xì)菌的侵染率差異不明顯，表明解磷菌的加入未影響到菌根結(jié)構(gòu)的形成和發(fā)育。

接種AM真菌與解磷細(xì)菌均促進(jìn)玉米生長(zhǎng)，提高玉米地上部、地下部及總干重，促進(jìn)玉米對(duì)氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收，說(shuō)明本試驗(yàn)選取的2種微生物與玉米具有很好的適應(yīng)性，且在玉米生長(zhǎng)發(fā)育和植株氮、磷、鉀營(yíng)養(yǎng)狀況改善中發(fā)揮重要的促進(jìn)作用，這與許多研究結(jié)果一致[8-13]。但是，在不同水分條件和不同接種方式下，2種微生物對(duì)玉米生長(zhǎng)及營(yíng)養(yǎng)改善的作用存在較大的差異性。正常供水條件下，單接種解磷細(xì)菌的玉米干物質(zhì)積累和磷、鉀吸收量明顯高于單接種AM真菌，雙接種的玉米干物質(zhì)量和氮、磷、鉀吸收量顯著高于單接種。這說(shuō)明在水分充足的情況下解磷細(xì)菌的作用大于菌根的作用，且2種微生物之間存在著密切的交互作用。這一方面可能是因?yàn)樯惩镣庑院屯杆阅芎?，有利于解磷?xì)菌的生長(zhǎng)和繁殖，從而提高解磷細(xì)菌解磷能力促進(jìn)植物生長(zhǎng)[11]，另一方面可能是由于細(xì)菌影響叢枝菌根真菌侵染初期的識(shí)別反應(yīng)和侵染進(jìn)程而產(chǎn)生的一種直接或間接作用。這種作用對(duì)外生菌絲在土壤中的延伸生長(zhǎng)、分布和存活有一定的影響進(jìn)而影響到宿主植物的生長(zhǎng)和養(yǎng)分吸收[10]。干旱脅迫下，各處理玉米各部干重均顯著低于非脅迫的玉米干重，接種叢枝菌根對(duì)植物的生長(zhǎng)促進(jìn)作用優(yōu)于單施解磷菌和雙接種處理，這說(shuō)明在干旱使得解磷細(xì)菌的作用受到限制。這與菌根的生理特性密切相關(guān)，AM真菌通過(guò)侵染植物根系，與寄生植物形成菌根共生體，同時(shí)，在其根系外形成菌絲網(wǎng)，擴(kuò)大植物根系對(duì)水分、養(yǎng)分的吸收(尤其在干旱、養(yǎng)分不足地區(qū))范圍，并通過(guò)菌絲向宿主植物提供養(yǎng)分，增強(qiáng)植物的抗旱能力，促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育[18-19]。因此，接種AM真菌作為生物手段可以應(yīng)用于旱區(qū)，促進(jìn)旱區(qū)植物生長(zhǎng)及生態(tài)恢復(fù)。根際是植物根系聯(lián)系土壤界面的一個(gè)微環(huán)境，與微生物緊密結(jié)合促進(jìn)養(yǎng)分循環(huán)。研究表明，植物根系和根際微生物的生理活性對(duì)土壤化學(xué)性狀、植物養(yǎng)分吸收、生長(zhǎng)發(fā)育和健康狀況都具有明顯的影響[18]。礦區(qū)土壤養(yǎng)分不足，保水保肥能力差，通過(guò)一定手段改良土壤，恢復(fù)其肥力，使其能適合植物生長(zhǎng)，是礦區(qū)發(fā)展農(nóng)業(yè)、恢復(fù)生態(tài)的重要突破點(diǎn)。AM真菌對(duì)根際土壤的改良作用被很多研究所證實(shí)[6,18,20-21]，土壤-AM真菌-根系3者形成的有機(jī)整體深刻影響著根際微環(huán)境，而解磷細(xì)菌對(duì)根際土壤的改良效果研究尚不多見，本試驗(yàn)中菌根對(duì)土壤改良作用大于解磷細(xì)菌。

土壤有機(jī)質(zhì)是土壤肥力的重要來(lái)源。干旱對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)影響不大，但同一水分條件下，接種AM真菌提高根際土壤有機(jī)質(zhì)的積累，與李少朋等[6]研究結(jié)果一致，這可能是因?yàn)锳M真菌能分泌土壤球囊霉素相關(guān)蛋白，進(jìn)而促進(jìn)了土壤有機(jī)質(zhì)的提高。土壤pH值，電導(dǎo)率、全氮、速效磷、速效鉀、磷酸酶活性均是反映根際土壤養(yǎng)分的重要指標(biāo)。結(jié)果表明，干旱條件下各處理根際土壤的pH值增高，電導(dǎo)率、全氮、速效磷、速效鉀、磷酸酶活性均降低，這可能與植物長(zhǎng)勢(shì)有一定關(guān)系，干旱抑制了玉米生長(zhǎng)，植株根系不發(fā)達(dá)，吸收的養(yǎng)分范圍不足，導(dǎo)致根際土壤pH增高，養(yǎng)分降低。本研究中，接種叢枝菌根和解磷細(xì)菌后土壤指標(biāo)產(chǎn)生了改變，且不同接菌處理效果不同。接菌后根際土壤電導(dǎo)率、速效磷、速效鉀、全氮含量有一定程度的提高，這可能是由于接菌后微生物分泌的有機(jī)酸和酶類促進(jìn)了土壤養(yǎng)分的釋放，同時(shí)促進(jìn)了植物的生理代謝及植株的生長(zhǎng)發(fā)育，蒸騰作用增強(qiáng)，促進(jìn)了土壤中養(yǎng)分的活化運(yùn)移和在根際的富集[18]。接種菌根后根際土壤pH值下降，其主要原因可能是菌根菌絲具有酸化菌絲際土壤的能力，從而降低土壤pH值。解磷菌土壤pH值變化不大，這可能與其自身的生理特征有關(guān)[22]。綜合所述，接種AM真菌及解磷細(xì)菌均能緩解干旱脅迫對(duì)植物的迫害程度，對(duì)促進(jìn)干旱區(qū)植物生長(zhǎng)和土壤改良、恢復(fù)干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境具有一定的指導(dǎo)意義，但其具體如何提高植物抗旱性研究有待進(jìn)一步的深入研究。

4 結(jié) 論

(1)正常供水和干旱條件下，接種微生物促進(jìn)了玉米生長(zhǎng)發(fā)育，顯著提高玉米地上部、地下部生物量，提高植株氮、磷、鉀吸收量，同時(shí)有效改善了根際土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷、速效鉀、磷酸酶活性。

(2)正常水分條件下，聯(lián)合接種AM真菌與解磷細(xì)菌對(duì)玉米生長(zhǎng)促進(jìn)效果最佳，顯著提高玉米生物量49%，植株氮、磷、鉀吸收量分別提高71%,83%,50%，對(duì)土壤速效磷、磷酸酶活性提升效果最佳。

(3)水分脅迫下，單接AM真菌對(duì)玉米促進(jìn)效果最佳，顯著提高玉米生物量51%，植株氮、磷、鉀吸收量分別提高60%,111%,86%，對(duì)土壤pH、電導(dǎo)率、全氮、速效磷改良效果最佳。