【摘 要】
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间作系统中土著丛枝菌根真菌（AMF）和氮转化核心微生物之间的互惠关系是科学调控氮素循环过程的基础。本项目在减量施氮与甜玉米//大豆间作田间长期定位试验的基础上,采用Illumina高通量测序方法分析了2017年（第10季）大豆根围土、根际土和根系丛枝菌根真菌（AMF）群落多样性;在温室大棚开展控制性盆栽试验,应用15N稳定同位素标记、稳定同位素核酸探针技术（DNA-SIP）和高通量测序技术,探讨了
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间作系统中土著丛枝菌根真菌（AMF）和氮转化核心微生物之间的互惠关系是科学调控氮素循环过程的基础。本项目在减量施氮与甜玉米//大豆间作田间长期定位试验的基础上,采用Illumina高通量测序方法分析了2017年（第10季）大豆根围土、根际土和根系丛枝菌根真菌（AMF）群落多样性;在温室大棚开展控制性盆栽试验,应用15N稳定同位素标记、稳定同位素核酸探针技术（DNA-SIP）和高通量测序技术,探讨了施氮水平对甜玉米//大豆间作系统氮素吸收利用与转移的影响;解析施氮水平及甜玉米//大豆间作对参与氮循环过程AMF群落的影响及其机理,为充分挖掘甜玉米大豆间作系统地下部互惠网络的生物学潜力、发展环境友好型和资源高效利用型的间作模式提供科学依据。主要结论如下:1、2017年秋季田间试验大豆根围土、根际土及根系AMF高通量测序结果表明:（1）根围土、根际土及根系中的AMF以Glomus、Paraglomus和Glomeromycetes unclassified三个属为主;（2）与不施肥处理相比,氮肥施用显著降低了根围土、根际土及根系中AMF群落物种多样性,大豆单作及甜玉米//大豆2:4间作不施氮处理根围土AMF的Shannon指数显著高于施氮处理;减量及常规施氮甜玉米//大豆2:4间作处理根系中AMF的Shannon指数和Chao指数显著低于其不施氮处理及大豆单作;（3）相对于大豆单作处理,甜玉米//大豆2:4间作显著增加了大豆根际土中AMF群落的物种多样性,甜玉米大豆2:4间作常规施氮处理的Simpson指数显著高于其他三个处理,在其不施氮处理的根围土及根际土中还发现Diversispora,且在其常规施氮处理的根际土中还检测到少量其他属AMF;（4）影响AMF群落结构的关键环境因素是p H、TN、TK。2、在同一种根系交互方式下,不施氮处理的甜玉米生物量显著低于其他两种处理;根系间的交互方式对甜玉米、大豆及总生物量均有极显著影响。3、施氮能显著影响大豆固氮率及其固氮量,不同根系交互方式影响养分转移,进而影响大豆固氮量。间作系统中甜玉米对氮素的需求与大豆固氮量显著相关。具体表现为:（1）在同一根系交互方式下,减量施氮与常规施氮水平下的甜玉米地上部氮素吸收量显著高于不施氮水平。在同一施氮水平下,根系间不同的交互方式对甜玉米、大豆地上部、地下部的氮素吸收量无显著影响。（2）不隔根处理（即根系间可直接接触）不施氮水平的固氮率及固氮量显著高于其他几个处理;根系间不同的交互方式对大豆固氮量有极显著影响。（3）根系间直接接触时不施氮水平的N转移量及转移率显著高于其他几个处理。4、根系间不同的交互方式对甜玉米AMF侵染率有显著影响,施氮水平及根系交互方式的交互作用对大豆的AMF侵染率有显著影响。施氮水平对菌丝长度及菌丝密度有显著影响,而在同一施氮水平下,各处理间并无显著差异。5、盆栽试验甜玉米和大豆根际土及根系AMF高通量测序结果表明:（1）施氮水平对甜玉米和大豆根际土中AMF群落结构有显著影响,随着施氮水平的增加,AMF群落物种丰富度和多样性逐渐降低,且参与氮循环的AMF群落物种丰富度逐渐降低;（2）根系间的交互方式对甜玉米和大豆根系中AMF群落结构有显著影响;（3）影响AMF群落结构的关键环境因素是AK、TK和NH4+-N。综上所述,减量施氮能满足甜玉米的生长需求,并不会降低作物生物量,是一种环境友好的农艺措施;施氮水平会影响间作系统中大豆固氮作用,从而影响作物之间的养分交流。根系间不同的交互方式对间作系统中的大豆固氮量及氮素转移有极显著影响,不同根系交互方式会影响到根际的AMF群落。同时,根系间不同的交互方式对AMF侵染率有显著影响,而AMF也能促进作物对氮素的吸收利用,但过量施用氮肥会对AMF群落产生影响,随着施氮量的增加,参与氮循环的AMF群落物种丰富度逐渐降低。
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