中国农学通报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (34): 123-129.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0503
收稿日期:
2023-07-05
修回日期:
2023-10-19
出版日期:
2023-12-05
发布日期:
2023-11-30
通讯作者:
作者简介:
李佳齐,男,1998年出生,黑龙江齐齐哈尔人,硕士研究生,研究方向:修复生态学。通信地址:150080 黑龙江哈尔滨南岗区学府路74号 黑龙江大学生命科学学院,Tel:0451-86609306,E-mail:944532657@qq.com。
基金资助:
LI Jiaqi1(), WANG Xiaohui1, HE Xin2, SONG Fuqiang1(
)
Received:
2023-07-05
Revised:
2023-10-19
Published-:
2023-12-05
Online:
2023-11-30
摘要:
土壤酸碱度是影响植物正常生长的一个重要因素,土壤过酸或过碱都会对植物生长造成严重的影响,危害粮食作物的生长。中国人口众多,需要足够多的耕地种植粮食以供人民需求,但大量的耕地受到土壤酸化和盐碱化的危害,需要将酸化和盐碱化土壤转变为可以利用的耕地,如何改善土壤酸碱度已成为土地可持续利用的技术瓶颈。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)能与陆地上大多数植物形成菌根结构,促进植物对营养的吸收,同时分泌一些次生代谢产物调控土壤pH。鉴于AMF的良好应用前景,笔者通过AMF能够提高宿主生物量、光合作用、抗氧化酶活性,促进植物对土壤养分吸收等角度,阐述了AMF提高宿主的耐酸碱能力;从AMF能够影响植物分泌次生代谢产物、土壤微生物群落结构、土壤酶活、土壤中养分固定和土壤中金属分配等角度,阐释了AMF调节土壤pH的作用机制。同时,对AMF在今后的应用进行了展望,以期通过菌根生物技术有效改善土壤质量,并为解决土壤过酸或过碱导致的粮食减产等问题提供思路。
李佳齐, 王晓慧, 何鑫, 宋福强. 丛枝菌根真菌提高植物耐酸碱能力及改善土壤pH应用潜力[J]. 中国农学通报, 2023, 39(34): 123-129.
LI Jiaqi, WANG Xiaohui, HE Xin, SONG Fuqiang. Improvement of Plant Acid and Alkali Resistance and Soil pH Application Potential by Arbuscular Mycorrhizal Fungi[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(34): 123-129.
土壤pH | 植物物种 | AMF菌株 | 最适土壤 pH | 初始土壤 pH | 接种AMF后 土壤pH | 提高率/ % | 参考 文献 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
碱性 | 紫花苜蓿(Medicago sativa) | 根内球囊霉(Glomus intraradices) | 7.00~8.00 | 8.5 | 7.9 | -7.50 | [ |
水稻(Oryza sativa) | 摩西球囊霉(Glomus mosseae)、幼套球囊霉(Glomus etunicatum) | 6.00~7.50 | 8 | 7.89 | -1.38 | [ | |
中性 | 辣椒(Capsicum annuvm) | 土著AMF | 6.20~7.20 | 7.4 | 7.2 | -2.70 | [ |
柑橘(Citrus sinensis) | 根内球囊霉 | 6.00~6.50 | 7.18 | 7.03 | -2.09 | [ | |
梨(Pyrus pyrifolia) | 幼套近明球囊霉(Claroideoglomus etunicatum) | 5.60~7.20 | 7.01 | 6.73 | -3.99 | [ | |
甘蔗(Saccharum officinarum) | 摩西球囊霉 | 6.50~7.50 | 6.68 | 6.75 | -1.05 | [ | |
酸性 | 白三叶(Trifolium repens) | 扭形球囊霉(Glomus tortuosum)、 聚丛球囊霉(Glomus aggregatum)、幼套球囊霉等 | 6.00~7.00 | 5.5 | 5.9 | 7.27 | [ |
玉米(Zea mays) | 摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae) | 5.00~8.00 | 4.4 | 8.03 | 82.50 | [ |
土壤pH | 植物物种 | AMF菌株 | 最适土壤 pH | 初始土壤 pH | 接种AMF后 土壤pH | 提高率/ % | 参考 文献 |
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碱性 | 紫花苜蓿(Medicago sativa) | 根内球囊霉(Glomus intraradices) | 7.00~8.00 | 8.5 | 7.9 | -7.50 | [ |
水稻(Oryza sativa) | 摩西球囊霉(Glomus mosseae)、幼套球囊霉(Glomus etunicatum) | 6.00~7.50 | 8 | 7.89 | -1.38 | [ | |
中性 | 辣椒(Capsicum annuvm) | 土著AMF | 6.20~7.20 | 7.4 | 7.2 | -2.70 | [ |
柑橘(Citrus sinensis) | 根内球囊霉 | 6.00~6.50 | 7.18 | 7.03 | -2.09 | [ | |
梨(Pyrus pyrifolia) | 幼套近明球囊霉(Claroideoglomus etunicatum) | 5.60~7.20 | 7.01 | 6.73 | -3.99 | [ | |
甘蔗(Saccharum officinarum) | 摩西球囊霉 | 6.50~7.50 | 6.68 | 6.75 | -1.05 | [ | |
酸性 | 白三叶(Trifolium repens) | 扭形球囊霉(Glomus tortuosum)、 聚丛球囊霉(Glomus aggregatum)、幼套球囊霉等 | 6.00~7.00 | 5.5 | 5.9 | 7.27 | [ |
玉米(Zea mays) | 摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae) | 5.00~8.00 | 4.4 | 8.03 | 82.50 | [ |
[1] |
彭德元, 袁谋志, 付品山, 等. 张家界植烟土壤酸碱度分布及影响因素研究[J]. 作物研究, 2021, 35(6):581-584.
|
[2] |
乔晓春. 从“七普”数据看中国人口发展、变化和现状[J]. 人口与发展, 2021, 27(4):74-88.
|
[3] |
沈仁芳, 赵学强. 酸性土壤可持续利用[J]. 农学学报, 2019, 9(3):16-20.
|
[4] |
孙琛琛. 天津滨海新区“盐碱地研究中心”景观营造研究[D]. 北京: 中国林业科学研究院, 2016.
|
[5] |
doi: 10.1016/j.fcr.2023.108827 URL |
[6] |
doi: 10.1016/j.envexpbot.2022.105031 URL |
[7] |
doi: 10.1016/j.scienta.2022.111455 URL |
[8] |
周际海, 黄荣霞, 樊后保, 等. 污染土壤修复技术研究进展[J]. 水土保持研究, 2016, 23(3):366-372.
|
[9] |
李建生, 杨宪杰. 矿地酸性土壤水土保持植物修复技术[J]. 中国水土保持, 2007(8):32-33.
|
[10] |
宋协明, 王健, 徐艳. 7种耐盐碱植物脱盐效果研究[J]. 现代农业科技, 2019(21):144-149.
|
[11] |
孙瑞, 韦伟. 植物修复技术在土壤污染治理中的环保应用策略[J]. 新型工业化, 2020, 10(10):162-163.
|
[12] |
吕莹, 胡学武, 陈素素, 等. 多环芳烃污染土壤的微生物修复技术研究进展[J]. 化工进展, 2022, 41(6):3249-3262.
doi: 10.16085/j.issn.1000-6613.2021-1482 |
[13] |
doi: 10.1016/j.ecoenv.2021.111996 URL |
[14] |
doi: 10.1016/j.rhisph.2017.11.002 URL |
[15] |
doi: 10.1016/j.agee.2017.05.031 URL |
[16] |
doi: 10.1080/01904167.2019.1701029 URL |
[17] |
doi: 10.3390/jof7070531 URL |
[18] |
doi: 10.1016/j.sjbs.2018.03.009 URL |
[19] |
doi: 10.1016/j.plaphy.2019.05.013 URL |
[20] |
doi: 10.1016/j.heliyon.2022.e09009 URL |
[21] |
|
[22] |
doi: 10.1080/01904167.2016.1267208 URL |
[23] |
pmid: 27799283 |
[24] |
doi: 10.1016/j.rhisph.2021.100345 URL |
[25] |
李倩. 采煤塌陷区土壤接种丛枝菌根真菌和根瘤菌对苜蓿及土壤养分的影响[D]. 太谷: 山西农业大学, 2017.
|
[26] |
李信茹. 汞胁迫下丛枝菌根真菌对水稻生长生理特性和吸收积累汞的影响[D]. 北京: 中国环境科学研究院, 2021.
|
[27] |
周洪印, 张仕颖, 赵乾旭, 等. 有机氮和土著AMF对辣椒||菜豆生长及竞争力的影响[J]. 中国生态农业学报(中英文), 2022, 30(2):194-202.
|
[28] |
曹石超. 根瘤菌与丛枝菌根真菌互作对红江橙营养吸收及生理效应的影响[D]. 重庆: 西南大学, 2020.
|
[29] |
张飞. 丛枝菌根真菌对梨铜吸收效应及其缓解铜胁迫作用机理的研究[D]. 重庆: 西南大学, 2018.
|
[30] |
孔垂豹, 庞孜钦, 张才芳, 等. 不同施肥水平下丛枝菌根真菌对甘蔗生长及养分相关基因共表达网络的影响[J]. 作物学报, 2022, 48(4):860-872.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2022.14052 |
[31] |
李扬. 有机肥、秸秆添加后丛枝菌根真菌对白三叶生长和镉吸收的影响[D]. 南京: 南京农业大学, 2019.
|
[32] |
覃圣峰, 杨怡森, 马俊卿, 等. 酸性土壤条件下接种丛枝菌根真菌缓解铝对玉米生长抑制作用的研究[J]. 江苏农业科学, 2022, 50(2):59-66.
|
[33] |
doi: 10.1093/treephys/27.8.1103 URL |
[34] |
|
[35] |
doi: 10.3390/microorganisms8030327 URL |
[36] |
doi: 10.1016/j.apsoil.2021.104325 URL |
[37] |
doi: 10.1016/j.pedobi.2013.07.003 URL |
[38] |
王莉琴, 牛琳琳, 刁莉华, 等. 不同丛枝菌根真菌对梨园土壤微生物和土壤养分的影响[J]. 西南师范大学学报(自然科学版), 2013, 38(5):103-108.
|
[39] |
康佳, 梁夕金, 杨文龙, 等. 丛枝菌根真菌(AMF)对盐碱地花生根系土壤微生物的影响[J]. 山东农业科学, 2022, 54(7):77-84.
|
[40] |
doi: 10.1007/s10343-018-0420-5 |
[41] |
|
[42] |
doi: 10.1007/s11356-014-3396-4 URL |
[43] |
doi: 10.1016/j.soilbio.2014.10.016 URL |
[44] |
doi: 10.1007/s40333-018-0019-9 |
[45] |
doi: 10.1016/j.envpol.2020.114406 URL |
[46] |
doi: 10.1264/jsme2.ME18010 pmid: 30122692 |
[47] |
doi: 10.1016/j.envpol.2011.07.008 URL |
[1] | 黄文镜, 杨树华, 葛红, 寇亚平, 赵鑫, 贾瑞冬, 陈己任. AMF对观赏植物生长发育影响的研究进展[J]. 中国农学通报, 2023, 39(7): 55-63. |
[2] | 陈桢禄, 潘晓英, 卢钰升, 黄振瑞, 顾文杰, 郭俊杰, 魏彬, 曾瑜玲, 刘意旋, 何经纬, 李集勤. 有机无机复配调理剂对酸化土壤性状和烟叶产质量的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(3): 28-34. |
[3] | 孙喜军, 吕爽, 高莹, 蔡苗, 孟菁, 李荃. 西安市耕地土壤pH空间变异及主控因素分析[J]. 中国农学通报, 2023, 39(29): 59-67. |
[4] | 雷早娟, 武亚明, 刘子欢, 安鹏天, 娄巧哲, 窦华云. 盐碱地冬枣内生真菌的分离鉴定及抑菌活性研究[J]. 中国农学通报, 2023, 39(27): 140-148. |
[5] | 卢梓雅, 陈晓琳, 黄思敏, 段茜茜, 彭博言, 肖子健, 项载盈, 郭晓梅, 刘雅琪, 林思晴, TAN Karsoon, 张洪宽, 郑怀平. 太平洋牡蛎对海洋酸化响应的分子机制——基于转录组的分析[J]. 中国农学通报, 2023, 39(26): 137-146. |
[6] | 熊建州, 齐雅柯, 李朝周, 焦健. 巴丹吉林沙漠南缘沙地与盐碱地芦苇根际土壤真菌多样性研究[J]. 中国农学通报, 2023, 39(23): 45-54. |
[7] | 李煜婧, 夏紫祎, 申桐, 王斐, 郑磊, 周建利, 张强, 孙楠, 徐明岗. 烟台市典型县域土壤pH时空变化特征及影响因素[J]. 中国农学通报, 2023, 39(21): 103-108. |
[8] | 罗毅, 张雪, 佘新松, 庄敏, 苏敏, 胡长玉, 田原. 香榧林下复合种植模式对皖南山区土壤养分保持的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(20): 51-59. |
[9] | 王璐, 郭徽, 郭洪海, 刘芳芳, 胡鑫慧, 刘振林, 贾曦. 黄河三角洲盐碱地菊芋起垄种植对产量的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(13): 13-18. |
[10] | 李少杰, 肖清山, 宋福强, 王歆. 丛枝菌根(AM)真菌扩培技术研究进展[J]. 中国农学通报, 2022, 38(9): 115-122. |
[11] | 刘翠兰, 王开芳, 吴德军, 燕丽萍, 李善文, 王芳, 任飞, 王因花. 滨海盐碱胁迫下白蜡无性系生长及生理特性的响应[J]. 中国农学通报, 2022, 38(35): 7-16. |
[12] | 周先林, 覃琴, 孟永明, 王龙, 胡成成, 朱海勇, 赖波. 不同改良剂对新疆盐碱土壤改良及棉花生长的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(34): 91-96. |
[13] | 沙月霞, 黄泽阳, 魏照清. 生物菌剂撒施对宁夏石嘴山盐碱地微生物群落结构的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(34): 82-90. |
[14] | 李伟, 徐忠华, 郑鸣洁. 淋溶及有机肥对盐碱地改良及无患子生长的影响研究[J]. 中国农学通报, 2022, 38(32): 32-37. |
[15] | 赵英, 王丽, 赵惠丽, 陈小兵. 滨海盐碱地改良研究现状及展望[J]. 中国农学通报, 2022, 38(3): 67-74. |
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