《集約化農田叢枝菌根真菌群落構建機制及驅動因子分析》是依託中國農業大學，由張俊伶擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：集約化農田叢枝菌根真菌群落構建機制及驅動因子分析
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：張俊伶
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
對農田地下生態系統中關鍵微生物多樣性和功能的認識對理解養分資源高效利用的生物學過程，實現作物高產和農業可持續發展非常重要。叢枝菌根真菌是土壤中一類非常重要的微生物，然而對集約化農田叢枝菌根真菌群落構建的機制還缺乏認識，目前正成為國際上菌根生理生態學關注的一個熱點。項目將以長期進行集約化農業生產研究的河北曲周長期定位站試驗樣地為採樣區，選取不同農藝措施處理進行農田大範圍採樣，採用454高通量測序和其它分子生態學技術，系統研究外部投入（化肥、有機肥）和耕作對土壤叢枝菌根真菌群落結構和多樣性的影響；採用群落生態學分析方法，建立集約化農田菌根真菌群落構建的理論模式，並進行驅動因子分析；結合植物根內以及土壤中關鍵功能菌根菌的多樣性特徵，從系統發育進化角度，對農田功能菌根菌的生態功能進行綜合評價，為進一步通過改良農業措施，實現根際定向調控，充分發揮和挖掘土壤有益微生物的生態功能提供重要的理論科學依據。
結題摘要
高產高效是華北平原集約化農業生產的目標，長期以來大量化肥投入是該地區作物高產的一項重要農藝措施，然而由於高投入化肥引起的環境問題和資源浪費已成為該地區農業發展的主要制約因子。叢枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,簡稱AMF）是土壤中一類重要的有益微生物，但集約化農業生產體系中菌根的效應尚不明確，一個基本核心的問題是土壤中菌根真菌的群落特徵及其驅動因子還不清楚。本項目研究目標是明確集約化農田生態系統中菌根真菌多樣性和群落結構特徵，分析AM真菌群落構建的驅動因子，提出群落構建的理論，並對集約化生產體系菌根真菌的生態功能進行綜合評價，為實現對農田土壤中菌根真菌的定向調控，充分發揮其對作物生產的作用提供理論科學依據。選取華北代表性的長期定位磷肥、氮肥和有機肥試驗田塊開展試驗。主要結果如下： a、土壤中AM真菌的群落結構受施肥（氮肥、磷肥和有機肥）的影響，施肥主要通過影響土壤理化性狀影響ＡＭ真菌群落結構。除目標施肥（如氮肥和磷肥）外，AM真菌的群落結構是各種因子綜合作用的結果，尤其是有機肥處理。因此研究長期施肥對土壤AM真菌群落結構的作用，不能單純研究某一元素的作用，需要考慮各種因子的互動作用和綜合效應。 b、底層土壤AM真菌較豐富，底層土壤AM真菌嵌套在表層土壤中，一些稀有種類在底層土壤中丟失。 c、玉米根系菌根真菌物種豐富度顯著低於土壤中AM真菌。根系菌根真菌的群落結構主要受作物生育期的影響。菌根真菌誘導玉米磷轉運蛋白基因的表達對外界磷的供應量敏感，對氮肥施用不敏感。 d、大田條件下AM真菌的群落結構較符合生態位理論，作物特性和土壤理化性質共同影響ＡＭ真菌的群落結構。 e、菌根真菌的根外菌絲具有一定的可塑性，高磷抑制其生長，在低磷區菌絲恢復生長。ＡＭ菌根共生體存在植物光合碳優先分配，但共生體C-P的優先分配受土壤中磷供應強度的影響。 f、大田土壤接種土壤ＡＭ真菌的效應受多種因素的影響，如接種劑的數量以及微生物適應性等的影響。大田條件下如何發揮有益微生物的作用，還需進一步最佳化措施。
