全 文 ：第 13卷 第 3期
2 0 0 5年 7月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
VoI．13 NO．3
July， 2005
蚕豆任米问作接种 真菌与根瘤菌对其吸磷量的影响*
李淑敏 李 隆 张福锁
(中国农业大学植物营养系 北京 100094)
摘 要 盆栽试验研 究不同根系分隔方式蚕豆 ／玉米间作接种 AM 真菌和根瘤菌对其吸收有机磷影响结果表 明，
接种 AM 真菌均显著促进玉米和蚕豆吸收有机磷，与对照相比吸 P量分别增加 138．1％和 82．3％；接种 AM 真菌
和根瘤菌对蚕豆吸收有机磷有协同促进作用，蚕豆根瘤数、根瘤重和菌根侵染率显著增加 ，并改善与其 间作玉米的
营养状况 ，明显促进玉米生长。
关键词 蚕豆 压 米间作 AM 真菌 根瘤菌 有机磷 促进作用
Effect of inoculation of arbuscular mycorrhizal fungi and Rhizobium on the P uptake in faba bean／maize intercropping
system·LI Shu—Min，LI Long，ZHANG Fu—Suo(Department of Plant Nutrition，China Agricultural University．Beijing
100094，China)，CJEA，2005，13(3)：136～139
Abstract Pot experiments with different root separations were conducted tO study the efect of inoculation of arbuscular
mycorrhizal(AM)fungi and Rhizobium on the organic P uptake in faba bean／maize intercropping system．The results
show that P uptakes by faba bean and maize inoculated with AM fungi are increased by 138
． 1％ and 82．3％ compared
with the contro1．Symmetrical efect on organic P uptake is observed when faba bean is inoc ulated with AM fungi and
Rhizobium ．The number of nodules ，weight of nod ules and mycorrhizal colonization of faba bean are significantly in—
creased．At the same time the growth of the associated maize is significantly facilitated due tO the improvement of nutrition
condition．
Key words Faba bean／maize intercropped ，Arbuscular mycorrhizal fungi，Rhizobium ，Organic P，Facilitation
(Received June 23，2004；revised July 27，2004)
目前有关间作作物种间 P吸收的促进作用研究已见诸报道[ 加]，但这些研究均集 中在土壤无机磷方
面。接种 AM 真菌可促进作物对有机磷的吸收_l ，而接种根瘤菌能促进豆科作物根瘤固 N[ ，改善菌根
的 N素营养，提高植株菌根侵染率 ，二者有一定协同作用_l 。但间作同时接种 AM 真菌和根瘤菌对植株吸
收有机磷的影响研究 目前 尚少见报道。本试验研究了蚕豆／玉米间作接种 AM 真菌和根瘤菌对其吸收有机
磷的影响，为促进作物生长发育提供依据。
1 试验材料与方法
供试土壤采 自中国农业大学 昌平长期定位试验未施 P砂土，土壤 pH值 7．8，有机质 10．5g／kg，全 N
0．82g／kg，速效磷 2．40mg／kg，速效钾 80．6mg／kg。供试作物为“临蚕 2号”蚕豆和“中单 2号”玉米 ，供试
AM菌种为 Glomus mosseae 93，根瘤菌为 Rhizobium NM353。试验设接种根瘤菌(NM353)、接种 AM 真菌
(G．m)、同时接种根瘤菌和 AM 真菌(NM353+G．m)和未接种对照(cK)4个接种及隔塑料布、隔尼龙网和
未分隔 3种根系分隔方式共 12个处理，隔塑料布和隔尼龙网根系分隔方式是将塑料盆从中间纵向切开 ，用
聚氯乙烯粘合剂将尼龙网(30／~m)或塑料膜粘在中间从而将盆分隔成 2室 ，使单作与间作作物地上生长条件
一 致。土壤过 2mm筛并在 120℃下蒸汽灭菌 2h。每盆装混好肥料的砂土 2．6kg，每室装土 1．3kg，AM 真菌
按 20mg／kg接种量装盆时铺在土室中间，对照组加入相同重量经灭菌处理的接种剂。各处理均施 N肥
(NH4NO3)50mg／kg~，P肥 50mg／kg~，K肥(K2SO4)200mg／kg~，Mg肥(MgSO 4)50mg／kg~，Fe、Mn、Cu和
zn各 5mg／kg~，P源为植酸钠 ，重复 4次。蚕豆和玉米种子经 100g／kg H202消毒催芽后播种 ，每室出苗后
*国家 自然科学基金项 目(30070450)和教育部科学研究重点项 目(0112)资助
**通讯作者
收稿 日期 ：2004—06-23 改回日期 ：2004-07-27
第 3期 李淑敏等 ：蚕豆／玉米间作接种 AM 真菌与根瘤菌对其吸磷量的影响 137
留蚕豆和玉米各 2株。接根瘤菌处理玉米和蚕豆每室同时接种 10mL根瘤菌菌液(根瘤菌菌数 8．2亿个)，
未接种处理加等量无菌液体培养基。作物生长期间充分供水以满足作物对水分 的需求 ，生长 80d后收获。
植株于 105"C杀青 30min，70"C烘干称重。用钒钼黄比色法测其 P浓度 ，用计数法测定蚕豆根瘤数菌根侵染
率，其测定方法为将根系清洗干净后称取 1．0g鲜根 ，按常规步骤透明、酸化，用曲利苯蓝染色 ，乳酸甘油脱
色，之后选取 30条根段制片并镜检。根据 Trouvelot等(1986)计算菌根侵染频度、根系菌根侵染强度、侵染
根段的菌根侵染强度及根系丛枝丰度。
2 结果与分析
2．1 不同间作与接种对植株生长的影响
表 1表明不同接种处理对蚕豆和玉米生长均有明显促进作用，接种根瘤菌处理蚕豆生物量 比对照增加
22．5％，接种 AM 真菌处理蚕豆生物量 比对照和接种根瘤菌处理分别增加 43．8％与 17．4％，同时接种 AM
真菌和根瘤菌处理效果最佳，比前 3个处理分别增加 52．8％、24．8％和 6．3％。玉米也表现相同增加趋势，
接种根瘤菌处理 与对照无显著差异 ，接种 AM 真菌 处理 比对照和接种根瘤 菌处理分别增加 59．0％与
47．0％，同时接种根瘤菌和 AM 真菌处理 比前 3个处理分别增加 77．0％、63．6％与 11．3％。表明同时接种
AM 真菌和根瘤菌能促进蚕豆生长，且对与其间作 的玉米有协同促进作用。不同分隔方式对蚕豆生长无显
著影响，表明蚕豆与玉米间作玉米根系对蚕豆生长无显著影响。与蚕豆相比不同分隔方式对玉米有显著影
响，接种和未接种处理玉米生物量均以根系完全相互作用最高，平均比尼龙网分隔和完全分隔处理高 9．6％
和 23．0％。在未接种、接种根瘤菌、接种 AM 真菌及同时接种根瘤菌与 AM 真菌条件下，未分隔比完全分隔
处理玉米生物量平均分别增加 19．6％、26．3％、15．7％和 29．5％，表明蚕豆对玉米生长有促进作用，在接种
根瘤菌条件下促进作用增加。本试验土壤施 N水平较低且以有机磷为 P源，接种 AM 真菌可促进蚕豆对有
机磷的吸收，改善蚕豆的 P素营养并提高其固 N能力，能进一步改善与其间作玉米的 N、P营养 ，有研究表
明间作豆科作物固定的 N可向非豆科作物转移-1 3l，故与蚕豆根系完全相互作用处理玉米生物量最大，且以
同时接种根瘤菌和 AM 真菌处理最高，表现与蚕豆相同的接种效应。
表 1 不同间作与接种对作物生物量的影响
Tab．1 Efect of diferent intereropping and inoculation on the biomass of plant
作 物 接 种 生物量／g·盆一 Bioma~ 作 物 接 种 生物量／g·盆一 B；omaSS
Crops Inoculation 完全分隔 尼龙网分隔 未分隔 平 均 Crops Inoculation 完全分隔 尼龙网分隔 未分隔 平 均
Solid barrier Mesh barrier No barrier MP．an Solid barrier Mesh barrier No barrier MP．an
玉 米 CK 5．6b 6．0ab 6．7a 6．1c 蚕 豆 CK 9．4a 8．3a 9．2a 8．9d
NM353 5．7b 6．8a 7．2a 6．6c NM353 10．6a 10．7a 11．5a 10．9c
G．m 8．9b 10．0a 10．3a 9．7b G．m 12．6a 12．8a 12．9a 12．8b
NM353+G／I／ 9 5b 10，5b 12．3a 10，8a NM353+G．／／ 13，1a 13．4a 14．3a 13，6a
平 均 7．4 8．3 9．1 平 均 11．4 11．3 12．0
*表中行 内相 同字母 者差 异不显 著 ，不同字母 者差 异达 0．05显著水 平 ，F同。
2．2 不同间作与接种对植株菌根侵染率的影响
玉米和蚕豆未接种 AM 真菌处理均未发现有菌根侵染，其各参数均为 0，而接种 AM 真菌处理植株均有
较高侵染率(见表 2)，其中玉米菌根侵染率高于蚕豆。玉米接种处理其菌根侵染频度均达 100％，表 明玉米
根系 100％均有真菌侵染点存在，而这些真菌结构在整个根系中所占比例平均为 88．5％～90．7％，在所有受
侵染的根段中真菌结构形成比例较高，均达 4级水平 (>50％)，从根系丛枝丰度来看 ，根系中分别有 40．8％
和 56．7％以上根系形成了丛枝 ，说明玉米菌根形成状态 良好。与玉米相比蚕豆根系菌根侵染点也较高，平
均为 86．6％～92．7％，但真菌结构在整个根系中所 占比例显著低于玉米 ，平均为 30．1％～35．4％，丛枝发育
也较差 ，说明蚕豆菌根形成状态较差。双接种处理玉米菌根侵染率与单接种 AM 真菌处理间无差异，但同
时接种根瘤菌与 AM 真菌处理蚕豆菌根侵染率明显高于单接种 AM 菌根处理。不同分隔方式对玉米和蚕
豆菌根侵染率有显著影响，未分隔与尼龙网分隔处理玉米和蚕豆菌根侵染率明显高于塑料布分隔处理，可
能由于前二者蚕豆和玉米根系问可进行物质交换 ，蚕豆固定的 N素可被玉米吸收 ，改善玉米菌根的 N营养 ，
故未分隔处理玉米菌根侵染率提高。
138 中 国 生 态 农 业 学 报 第 13卷
表 2 不同间作与接种对植株菌根侵染率的影响
Tab．2 Effect of different intercropping and inoculation on the colonization 0f plant
作 物 接 种 处 理 菌根侵染率／％Colonization 作 物 接 种 处 理 菌根侵染率／％~donmt~n
Crops In~Mation Treatments根系侵染频度 根系菌根 侵染根段的菌 根系丛枝丰度 Crops Inoculation Treatments根系侵染频度 根系菌根 侵染根段的菌 根系丛枝丰度
Cdoniration 侵染强度 根侵染强度 Arbuscule Cdonmtion 侵染强度 根侵染强度 Arbuscule
frequency in Colonization Colonization abundance in frequency in Colonization Colonization abundance in
root system intensity of intensity 0f root system root syste~n intensity 0f intensity of root system
root system rootfragment root system rootfragment
玉米 G．m 完全分隔 100．0a 80．6b 80．6b 53．0a 蚕豆 G．m 完全分隔 83．3a 22．9b 21．5b 4．1a
隔尼龙网 100．0a 92．6a 92 2a 59．2a 隔尼龙网 98．3a 39．4a 42．1a 3．1a
未 分 隔 100．0a 92．5a 92．6a 58．1a 未 分 隔 98．3a 37．9a 39．7a 3．1a
平 均 100．0a“ 88．5a 88．5a 56．8a 平 均 86．6b 30．1b 34．4a 3．4a
NM353+G．m完全分隔 100．0a 85．7b 86．3b 37．7b NM353+G．m完全分隔 88．0a 24．9b 25．0b 17．2a
隔尼龙网 100．0a 93．4a 93 4a 55．6a 隔尼龙网 95．7a 41．4a 44．6a 18．2a
未 分 隔 100．0a 92．9a 92．9a 60．1a 未 分 隔 94．4a 39．9a 42．3a 19．6a
平 均 100．0a 90．7a 90．9a 51．1b 平 均 92．7a 35．4a 37．3a 18．3a
*为同一处理不同分隔方式间比较；**为同种作物不同接种方式间比较。
2．3 不同间作与接种对蚕豆根瘩数及根瘤重的影响
表 3表明接种对蚕豆根瘤数影响显著，蚕豆根瘤数大小顺序依次为同时接种根瘤菌与 AM 真菌处理 >
表3 不同间作与接种对蚕豆根瘤数及根瘤重的影响 接种 AM 真菌处理 >接种根瘤菌处理 >未接
Tab．3 Efect of diferent intercropping and inoculation on the number
and weight of nodules of faba bean
种处理，但接种 AM 真菌和同时接种根瘤菌与
AM 真菌处理间根瘤数差异不显著，根瘤重变
化也呈相同趋势，表明接种 AM 真菌后蚕豆吸
收有机磷增加 ，故蚕豆根瘤数和根瘤重明显提
高。不同分 隔方式对蚕豆根瘤数和根瘤重也
有显著影响，未接种和接种根瘤菌条件下分隔
方式间根瘤数和根瘤重无显著差异。接种 AM
真菌和同时接种根瘤菌与 AM 真菌条件下玉
米 P营养得到显著改善 ，生物量增加较大 ，对
土壤 N竞争较强，间作系统中禾本科作物对土
壤 N的竞争可增加豆科作物固 N【3,14]，故未分
隔与尼龙 网分隔处理蚕豆根瘤数和根瘤重显
著增加 ，蚕豆固 N量增加 ，进而改善玉米的 N
素营养。本试验接种根瘤菌后蚕豆根瘤数显
著增加 ，但根瘤重较低，说明 P营养 尚不能满足蚕豆生长需要。
2．4 不同间作与接种对植株吸收有机磷的影响
接种 AM真菌显著增加了玉米和蚕豆的吸 P量 ，
但对玉米的促进作用大于蚕豆，接种 NM353、G．m．和
同时接种根瘤菌与 AM 真菌处理玉米 吸 P量分别为
对照未接种处理的 1．17、2．38和2．71倍 ，蚕豆吸 P量
分别为对照未接种处理的 1．19、1．82和2．01倍(见表
4)，表明接种 AM 真菌对玉米吸收有机磷 的促进作用
大于蚕豆。接种根瘤菌可改善蚕豆的 N营养，提高其
菌根侵染率 ，间接促进蚕豆对有机磷的吸收 ，同时可
能由于蚕豆固 N可改善玉米 N素营养，进而增加玉米
吸收有机磷量。与玉米相比蚕豆吸 P量高于玉米 ，说
明蚕豆对有机磷的利用率高于玉米，菌根对玉米吸收
表 4 不 同间作与接种对植株吸 P量的影响
Tab．4 Efect 0f diferentintereropping andinoculation OntheP uptake by DIarIt
第 3期 李淑敏等：蚕豆／玉米间作接种 AM 真菌与根瘤菌对其吸磷量 的影响 139
有机磷的贡献率高于蚕豆。不同分隔方式对玉米吸P量有显著影响，接种 AM 真菌和同时接种根瘤菌与
AM 真菌条件下蚕豆、玉米吸 P量均以未分隔处理最高，未分隔和尼龙网分隔处理玉米吸P量显著高于完全
分隔处理，未接种条件下与蚕豆间作未分隔处理玉米吸 P量显著高于完全分隔处理，说明蚕豆促进了玉米
对有机磷的吸收。不同分隔方式对蚕豆吸 P量无显著影响。
3 小 结 ·
蚕豆利用有机磷能力高于玉米 ，接种根瘤菌可促进蚕豆生长。接种 AM 真菌对玉米和蚕豆吸收有机磷
均有促进作用，但对玉米的促进作用高于蚕豆。同时接种 AM 真菌和根瘤菌对蚕豆生长有协同促进作用，
蚕豆根瘤数和根瘤重增加 ，且提高蚕豆的菌根侵染率，显著增加蚕豆吸收有机磷量 ，蚕豆固 N量提高，同时
改善与其间作玉米的 N营养，促进玉米生长。故开展菌根真菌和固氮微生物双接种的研究[ 对改善作物
生长具有重要意义 ，但 2个不同菌种之间相互关系以及与宿主植物之间共生关系极其复杂 ，如何调控 3者间
的关系以利于作物生长尚待进一步深入研究。
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