菌根对滇池流域坡耕地间作体系磷素迁移的影响及作用机制

滇池水体的富营养化，是云南湖泊治理亟待解决的重大环境问题之一。滇池流域农业非点源污染中磷素迁移及影响因素研究是当今土壤与环境科学研究关注的焦点。其中，降雨、坡度、土壤类型及植被因素对土壤磷迁移的影响较大。目前，尚缺乏菌根真菌对滇池流域磷素迁移输出影响的研究或报道。本研究以滇池流域坡耕地主要土壤类型（红壤、紫色土）及典型间作体系（玉米/大豆）为对象，通过盆栽试验、淋溶模拟以及径流模拟研究接种丛枝菌根真菌（Glomus mosseae和Glomus etunicatum）对土壤磷的吸收累积与活化利用，磷素壤中迁移能力、吸附特性和表层迁移的减控影响及作用机理，并辅以地表径流模拟研究间作土壤磷素迁移的田间小区试验。研究结果将揭示滇池流域坡耕地间作体系菌根对土壤磷素的吸收利用、吸附固定及表层减控的影响机制，丰富非点源磷素污染控制理论，并为指导国内外地表水体的富营养化治理提供科学理论支持与应用基础。

滇池水体的富营养化，是云南湖泊治理亟待解决的重大环境问题之一。磷是导致水体富营养化的主要污染物。农业土壤磷迁移影响因素中，降雨、坡度、土壤类型及生物因素贡献较大。本项目以滇池流域坡耕地红壤和紫色土及玉米/大豆间作体系为对象，研究了接种丛枝菌根真菌（Glomus mosseae 和Glomus etunicatum）对土壤磷的吸收累积、活化利用及吸附特性影响，土著AMF对磷素壤中迁移能力和表层迁移的减控影响及作用机理，并通过田间试验验证了不同坡度间作红壤磷素的地表迁移效应。结果表明：（1）GE-隔尼龙网处理对间作玉米/大豆的生长及磷素累积的促进作用最好。（2）根室接种与分室磷添加处理下，红壤上植株磷含量及吸收量显著高于紫色土；GM-OP50处理时能增加植株磷含量和根系的侵染，GE-IOP50处理能促进红壤上植株的生长和磷吸收，两处理下土壤磷酸酶活性均较高，能活化更多的潜在磷；相同磷浓度下，红壤吸附量主要集中在0~2 h，紫色土主要集中在0~1 h；红壤对磷的等温吸附方程与Langmuir方程拟合好于紫色土。（3）磷迁移试验得出未抑菌-间作处理显著增加了植株磷含量与吸收量而降低了根际土壤全磷含量，促进了玉米和大豆生长。（4）淋溶试验表明，各处理紫色土渗流总磷、可溶性磷随时间推移呈先增后降低的过程，颗粒磷则随之呈现升高趋势；紫色土间作模式下，未抑菌渗流各形态磷显著低于抑菌处理；不管抑菌与否，红壤上间作渗流总磷和可溶性磷显著低于单作处理。（5）径流模拟试验显示，未抑菌-间作处理使红壤径流总磷、可溶性磷和颗粒态磷浓度分别降低了约42.28%、37.05%和29.85%以上，使紫色土径流总磷和颗粒态磷浓度降低约15.9%和39.8%；不管红壤还是紫色土，未抑菌-间作处理均增加了根际土壤菌丝密度和总球囊霉素相关蛋白含量，以及增加了>0.25 mm土壤水稳性大团聚体的含量。（6）大田试验结果显示，不同坡度复合处理中，未抑菌-间作处理的红壤径流总磷浓度最低；无论是否抑菌，间作处理使15°试验田径流可溶性磷浓度降低了22.0%以上，未抑菌-间作处理使8°试验田径流颗粒态磷浓度降低49.6%。可见，AMF与间作体系的协作通过促进植株磷累积、降低土壤磷残留、增加磷吸附及形成水稳性大团聚体等机制减少了磷的流失。研究结果丰富了非点源磷污染控制理论，可为指导国内外地表水污染治理提供科学依据。