滴灌苜蓿根际AM真菌多样性及其与固氮菌互作对苜蓿细根周转的影响

Arbuscular mycorrhizal fungi(AM fungi) can form mutualism symbiont with alfalfa fine roots,and improve the nutrient especially the phosphorus absorption .But this relationship has not been studied systematically on drip irrigation alfalfa.Meanwhile,Alfalfa is a leguminous plant,the root of Alfalfa is rich in Nitrogen fixing bacteria .AM fungi and Nitrogen fixing bacteria are all mainly infect plant's fine root, but the research about how the turnover of Alfalfa fine root are infected by AM fungi and Nitrogen fixing bacteria is relatively deficient.This project identify drip irrigation alfalfa rhizosphere AM fungi in ShiHeZi,define temporal and spatial distribution and species diversity characteristics of rhizosphere AM fungi.Then inoculate with dominant AM fungi to alfalfa to identify effect of inoculation.Cultivate large number of alfalfa monoclonal in laboratory,and then transplant it into experiment field to observe fine roots of alfalfa by minirhizotron techniques under drip irrigation congition,and analyze root growth,nodule formation and turnover of fine roots.Final identify distribution characteristics of rhizosphere AM fungi and its effect with Nitrogen fixing bacteria on fine root turnover and phophorus nitrogen content under drip irrigation condition.Provide a theoretical basis for the produce and utilization of AM fungi bio-fertilizer to drip irrigation alfalfa.

AM真菌能与苜蓿结合形成良好的互惠共生体，苜蓿的滴灌种植是一种趋势，在滴灌条件下，这种共生关系是否受到影响，AM真菌的多样性是否发生变化，目前尚无系统研究。同时，苜蓿属豆科植物，根瘤有丰富的固氮菌，AM真菌和固氮菌的侵染点都是植物细根，目前有关AM真菌与固氮菌共同作用下，对苜蓿细根周转特征研究相对缺乏。本项目以新疆石河子垦区滴灌苜蓿为对象，通过分离鉴定苜蓿根际AM真菌，确定滴灌苜蓿根际AM真菌的分布状态、多样性特征以及与土壤理化性质的关系。然后利用分离出的优势AM真菌对苜蓿进行接种，明确接种效果。将实验室大批量接种侵染后的苜蓿植株移栽入滴灌小区，同时在田间滴灌条件下，以微根管动态原位观测方法来分析苜蓿细根周转特征、根瘤发育、植株磷、氮含量等。理论上，可揭示AM真菌在滴灌条件下的分布变化规律，及AM真菌与固氮菌互作对苜蓿细根周转的影响；实践价值上，可以为滴灌苜蓿生物菌肥的开发提供研究基础。

本项目以新疆石河子垦区滴灌苜蓿为对象，通过分离鉴定苜蓿根际AM真菌，确定滴灌苜蓿根际AM真菌的分布状态、多样性特征以及与土壤理化性质的关系。然后利用分离出的优势AM真菌对苜蓿进行接种，明确接种效果。将实验室大批量接种侵染后的苜蓿植株移栽入滴灌小区，同时在田间滴灌条件下，以微根管动态原位观测方法来分析苜蓿细根周转特征、根瘤发育、植株磷、氮含量等。研究发现AM真菌接种能显著促进苜蓿生长，其中G.m、G.i两种AM真菌具有较好的接种优势，接种后菌根侵染率、土壤孢子密度以及生物量均显著高于其他组。在AM真菌、根瘤菌的双接种实验中，G.m-K双接种的苜蓿具有最高的细根侵染率（55.61%）、土壤孢子密度（50）以及根瘤数（31）。此外，G.i、K根瘤菌单接种对苜蓿的生长同样具有促生作用，然而两者G.i-K双接种后却降低了这种促生效果。本研究发现，在整个生长季内，紫花苜蓿细根现存生物量具有明显的动态变化。各处理组苜蓿活细根现存量具有相似的变化趋势，均在9月初达到最大，在10月下降到最低。而苜蓿死细根现存生物量则呈现“W”型变化，且在9月内死根的生物量急速增加，在10月升高到最大值。此外，研究发现，相较于未接种对照组，接种处理均能显著提高了苜蓿细根生长量，并降低细根的死亡量和周转速率，延长细根的寿命，其中以G.m-K双接种的促进效果最为显著，同样说明G.m与K存在正效作用，且能与苜蓿根系形成良好的互惠共生关系。