蚕豆/玉米间作及接种根瘤菌对土壤细菌、古菌及氮循环相关菌群数量的影响

【作者】 张楠楠； 孙艳梅； 李宝珍； 袁红莉； 陈文新；

【机构】 中国农业大学生物学院农业生物技术国家重点实验室；

【摘要】 豆科与禾本科间作系统能够促进生物固氮,增加土壤有机质,对防治作物病害,提高产量具有显著的效果。豆科植物不仅能通过生物固氮作用满足自身的氮素营养需求,还可以将固定的氮素转移给禾本科作物利用,并影响土壤氮循环。根瘤菌作为豆科植物固氮的关键因素,豆科植物接种根瘤菌对作物产量、生物固氮量等方面也有重要影响。根际微生物的种类及数量,尤其是主要微生物种群对作物的生长起着至关重要的作用。因此,研究根际微生物量尤其是与氮循环相关菌群数量的变化对解析豆科/禾本科间作下田间生物量相互促进的机理具有重要意义。本实验利用荧光定量PCR技术(qPCR)研究蚕豆单作、玉米单作、蚕豆单作接种根瘤菌、蚕豆//玉米间作条件下接种/不接种根瘤菌(蚕豆)处理对蚕豆和玉米根际土壤细菌、古菌、氨氧化细菌(AOB)、氨氧化古菌(AOA)及反硝化细菌数量的影响,并对蚕豆开花期和成熟期两个不同生长期进行研究。结果表明,植物不同的生长期对土壤微生物生物量的影响不同。蚕豆开花期时,间作、间作接种根瘤菌、单作接种根瘤菌处理均降低了蚕豆根际土壤细菌、AOA和反硝化细菌数量;在蚕豆成熟期时,间作、间作接种根瘤菌处理对蚕豆根际土壤AOA、AOB和反硝化细菌数量无显著影响,单作接种根瘤菌降低了AOA、AOB和反硝化细菌数量。间作、间作接种根瘤菌处理在两个不同生长期均降低了蚕豆根际土壤古菌数量。间作对玉米根际土壤细菌、古菌及氮循环相关菌群数量的影响较小,而间作接种根瘤菌处理,在蚕豆成熟期时显著提高了玉米根际土壤古菌、AOA、AOB及反硝化细菌数量。间作和接种根瘤菌体系对地下部分土壤氮循环相关菌落数量的显著影响,可能直接影响了土壤氮循环及植物对氮的吸收,并对提高产量起着重要作用。更多还原