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根际生物互作影响土壤磷活化和利用的机制研究新进展
发布者:时间:2016-04-27浏览次数:1200

冯固   张福锁

 

(中国农业大学资源与环境学院,北京,100193)

    作者简介:冯固,博士,中国农业大学资环学院教授,博士生导师。主要从事植物-微生物相互作用及其生态效应、植物适应极端干旱盐渍环境的生理生态机理、盐土农业研究。兼任中国原子能农学会常务理事、中国土壤学会盐渍土专业委员会委员、中国科学院新疆生态地理研究所客座研究员;曾先后多次在澳大利亚、英国、德国做访问学者;申请发明专利5项,获国家自然科学奖二等奖等多项 。

 

    内容摘要:由于土壤对磷的强烈固定,土壤中全磷含量高而有效磷含量低,提高磷肥当季利用率和土壤累积态磷的活化利用是农业资源领域的重大问题;土壤磷的活化和高效利用与作物根系-微生物、微生物-微生物之间的相互作用密不可分。我们以作物根系-菌根真菌-功能细菌间的生物互作机制为切入点,研究了根系-菌根真菌互作对土壤磷生物有效性的影响、菌根真菌与根瘤菌互作强化土壤磷高效利用的机制、菌根菌丝活化土壤磷的机制等科学问题,获得了以下主要研究成果:建立了玉米等作物根系-菌根真菌-解磷细菌纯培养体系;证明铵态氮肥诱导的菌根际-菌丝际酸化能够提高磷酸酶活性、促进难溶性有机磷的矿化,这一发现改变了过去有关根际酸化仅活化土壤无机磷的认识;定量解析了玉米获取磷的菌根真菌途径和根系途径的效率,发现适宜土壤供磷强度下菌根途径对磷效率的贡献最大,证明通过培育高菌根依赖性玉米品种能够充分利用土著菌根真菌是降低玉米生产过度依赖磷肥的有效途径;发现解磷细菌与根系、菌根真菌在土壤有机磷的周转与活化利用方面存在竞争,证明了通过根际启动磷肥能将竞争关系转化为协同互作的调控机制;发现根瘤能够分泌质子并酸化根瘤周围环境的效应,证明了菌根真菌通过增强固氮活性强化根瘤际酸化、通过改变根系形态构型强化磷的获取,进而提高难溶性磷的活化利用的交互作用机理。田间监测发现玉米生殖生长期土壤菌丝密度最高,菌丝仍具较高的吸磷能力。这些发现为深入理解根际和菌丝际生物互作机理、充分挖掘微生物活化利用养分的潜力提供了理论依据。

(本研究由国家自然科学基金重大项目30890132和面上项目31372139;教育部博士点基金20120008130001,20110008110034 资助) 

(本文摘自第十二届全国土壤微生物学术讨论会暨第五届全国微生物肥料生产技术研讨会论文集)

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