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生物肥料的开发利用是粮食生产的新动力。素有“生物肥料”之称的AM真菌是农田益生菌,能改善作物的营养状况、提高作物产量并且增强其抗性等。目前已经在无菌条件下,弄清了AM真菌对可溶性小分子N的代谢途径。为了切实指导AM菌肥田间施用,运用在实验室中所建立模拟生态环境的“微型生境”,研究了AM真菌高效繁殖的条件、对不同氮肥的利用效率及对作物生长的效应。主要研究结果如下:
1.运用盆栽培养体系,系统研究了外源生化因子对AM真菌产孢和侵染的影响,发现:在有机氮种类丰富或无机氮+矮壮素条件下,AM侵染率高达90％以上。以高粱为宿主,C／N比值为4:1和1:2时,孢子产量分别为2227个／20g沙样、2458个／20g沙样,显著高于对照(157个／20g沙样)。以葱为宿主,C／N比值为20:1和根浸出液互作时,孢子产量最高为1185个／20g沙样,显著高于对照(169个／20g沙样)；C／N比值为2:1和类黄酮互作时,孢子产量为2116个／20g沙样,显著高于对照(690个／20g沙样)；矮壮素与尿素互作条件下,孢子产量最高为3400个／20g沙样,显著高于对照(811个／20g沙样)。共生体培养3～4个月后,可以收获到较丰富的孢子。
2.运用盒栽培养体系和三室培养体系,对比研究了AM菌丝、菌根及宿主植物对不同有机氮肥和无机氮肥的利用效率,发现AM真菌、AM菌根和高粱对同种氮肥的利用效率不同。AM真菌菌丝对固体氨基酸肥料的利用效率最高,达到82.25％,其次利用液体氨基酸肥料效率为77.17％,尿素为75.9％,玉米浆为72.49％,碳酸氢铵为68.55％；AM菌根利用固体氨基酸肥料的效率为70.5％:高粱对玉米浆的利用效率为70.1％,尿素为64.5％。该培养条件下,不同处理对这些氮肥的利用效率都高于氮肥利用效率的世界平均水平(40～60％)；此外,AM菌丝和菌根相对于高粱对液体氨基酸肥料、固体氨基酸肥料、碳酸氢铵肥料的利用效率都有所提高,并且AM菌丝也提高了玉米浆和尿素的利用效率,但AM菌根则降低了对它们的利用效率。AM真菌提高了高粱植株地上部生物量(除AM菌丝在液体氨基酸肥料条件下外)。由此也可以看出对AM真菌而言,氨基酸是其较佳的氮源。
3.探究了在不同培养基质、不同宿主和不同培养条件下,AM真菌对作物生长的效应。试验表明:实验室条件下,以清洗并灭过菌的营养贫瘠的河沙为基质,AM真菌显著提高芦笋的生物量,并且增强其抗病性；以营养丰富的黑土壤、蛭石、河沙、麦芽根(为AM-植物共生体提供养分和生长因子等)和氨基酸复合肥(为AM-植物共生体提供养分)混合物为基质,AM真菌对生姜和大蒜几乎不侵染。田间原位对大豆接种但不施肥,AM真菌提高了大豆植株的生物量、大豆产量和大豆蛋白质含量,其中使产量提高了49.3％,使大豆蛋白质含量提高了1.51％。
综上所述:AM真菌繁殖及其在农业生产中的应用,外源生化因子的影响应充分重视。可以通过调控土壤中的养分,来研究AM菌肥在农田中的的应用与管理。