羅園園，郝鮮俊， 張鎧玨

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，山西 太谷 030801)

【研究意義】山西是我國(guó)煤礦資源豐富的省份之一，礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)歷史悠久，開(kāi)采面積巨大。據(jù)2014-2017年山西省深化采煤沉陷區(qū)治理規(guī)劃最新成果報(bào)告顯示，山西省礦山開(kāi)采形成大面積采空區(qū)(5000 km2)和沉陷區(qū)(3000 km2)，引起礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，如崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫等[1]。而且多年來(lái)大面積的開(kāi)采，耕地破壞、引起原生地貌大面積的劇烈擾動(dòng)，造成土壤板結(jié)、壓實(shí)，土壤肥力下降尤其是土壤生物活性降低，微生物數(shù)量極其稀少，使大量土地淪荒或被廢棄[2]。開(kāi)展土地復(fù)墾工作已刻不容緩，迫在眉睫?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】土壤微生物修復(fù)技術(shù)，是礦區(qū)土壤治理的系統(tǒng)工程之一[3]。它通過(guò)微生物與作物根系形成共生關(guān)系來(lái)提高土壤基本養(yǎng)分與生物活性，尤其是提高石灰性土壤磷的有效性，使礦區(qū)土壤重新恢復(fù)生產(chǎn)力。目前使用較廣泛的是菌根真菌，是由土壤中的菌根真菌與高等植物根系形成的一種共生體[4]，它是自然界中普遍存在的共生現(xiàn)象，在調(diào)控生態(tài)系統(tǒng)中養(yǎng)分和能量循環(huán)方面起著重要作用。大量文獻(xiàn)報(bào)道菌絲能夠有效地獲取宿主植物根際的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，尤其能夠改善植物的磷素營(yíng)養(yǎng)狀況[5-11]，結(jié)合 AMF 對(duì)宿主植物養(yǎng)分吸收利用的促進(jìn)作用，李淑敏等[12]采用間作盆栽試驗(yàn)，研究了接種AM 菌根對(duì)間作蠶豆/玉米植株有機(jī) P 吸收的影響，發(fā)現(xiàn)玉米和蠶豆植株有機(jī) P 吸收量均以接種 AM 菌根處理顯著高于不接種處理，分別提高138.1 %和82.3 %。叢枝菌根由于能增加植物對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)特別是P的吸收,當(dāng)作物處于磷養(yǎng)分脅迫下,接種AM真菌可以促進(jìn)作物生長(zhǎng)，增加植株磷素濃度，提高植物競(jìng)爭(zhēng)力，在有效磷低的土壤上可以顯著地增加植物的生長(zhǎng)量或產(chǎn)量[13-15]，提高植物的光合效率及對(duì)不良環(huán)境的抗逆性[16-17]；對(duì)礦區(qū)廢棄土壤的復(fù)墾有明顯的生態(tài)效應(yīng)[18]。叢枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungus，AMF) 因其適應(yīng)性強(qiáng)，分布廣，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于礦區(qū)土壤改良。已有研究表明，菌根促進(jìn)植物對(duì)磷的吸收主要是通過(guò)菌根真菌溶解無(wú)機(jī)磷或礦化有機(jī)磷來(lái)增加土壤磷的有效性。那么，不同的AMF對(duì)土壤磷形態(tài)的影響如何，是否不同的AMF對(duì)土壤磷形態(tài)的影響不同，不同磷的形態(tài)之間，尤其是有機(jī)磷和無(wú)機(jī)磷之間是否存在相關(guān)關(guān)系，土壤磷形態(tài)與Olsen-P是否具有相關(guān)關(guān)系，研究土壤磷分級(jí)是揭示土壤供磷能力的有效方法，也是研究土壤中磷素遷移轉(zhuǎn)化的重要途徑[19]。1957年, Chang S C, Jason M L[20]首次提出了較完整的土壤磷分級(jí)體系。Fife C V.r[21-22]認(rèn)為該研究方案仍存在許多問(wèn)題，直至20世紀(jì)60年代Petersen G W,Corey R B.[23-24]提出的磷分級(jí)體系才趨于完善。1982 年Hedley提出了兼顧無(wú)機(jī)磷和有機(jī)磷的方法，是目前國(guó)外公認(rèn)的較為合理的土壤磷素分級(jí)方法[25]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】本文通過(guò)盆栽試驗(yàn)研究接種不同AMF對(duì)土壤Hedley磷形態(tài)的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】旨在篩選出優(yōu)質(zhì)的AM真菌，來(lái)提高土壤中的肥力，促進(jìn)可供作物吸收的磷形態(tài)的形成，提高土壤中的有效磷形態(tài)，也為AM真菌的應(yīng)用起到了很大的推廣作用。

1 材料與方法

1.1 供試土壤、作物與AM真菌

供試土壤采于2017年4月山西省介休市金山坡煤礦，過(guò)篩去除土壤中的石塊及根段后，自然風(fēng)干備用。經(jīng)緯度分別為：東經(jīng)112°05′17″～112°08′00″，北緯36°59′30″～37°01′00″，該礦在2007年3月關(guān)閉后一直未被利用，該地土壤類型為山地褐土，取表層土(0～20 cm)，供試作物為玉米(華農(nóng)138)，其基本養(yǎng)分狀況為pH值8.44，有機(jī)質(zhì)17.89 g/kg，全氮0.10 g/kg，全磷0.05 g/kg，有效磷8.01 mg/kg，全鉀1.04 g/kg，速效鉀94.20 mg/kg。

供試AMF分別為根內(nèi)球囊霉(Glomusintraradices，G.i)、摩西球囊霉(Glomusmosseae，G.m)與幼套球囊霉(Glomusetunicatum，G.e)，這3種真菌均購(gòu)置于北京市農(nóng)林科學(xué)院的植物營(yíng)養(yǎng)與資源研究所BGC菌種庫(kù)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法及樣品采集

本試驗(yàn)為盆栽試驗(yàn)，設(shè)4 個(gè)處理，分別接種根內(nèi)球囊霉(Glomusintraradices，G.i)、摩西球囊霉(Glomusmosseae，G.m)、幼套球囊霉(Glomusetunicatum，G.e)，以不接種AMF處理為對(duì)照(No inoculation，NAMF )，進(jìn)行種植第3茬玉米。每個(gè)處理重復(fù)3 次，共計(jì)12 盆，每盆裝土6 kg。根據(jù)收獲第2茬玉米后土壤氮、磷、鉀含量，使用尿素、磷酸鈣、硫酸鉀補(bǔ)齊氮素、磷素、鉀素含量，使N、P2O5、K2O含量均為150 mg/kg，通過(guò)接種AM真菌處理,分單接種G.i、G.m與G.e 3個(gè)處理，分別接入菌劑30 g；不接菌處理(NAMF)為接種相同重量的滅菌菌劑，以保證除叢枝菌根真菌以外的其它成分保持一致。本試驗(yàn)在2017年5-9月種植第3茬玉米，種植時(shí)每盆播種玉米6 粒，出苗1周間苗，每盆留玉米4 株，第1次取樣后每盆定苗為1 株。土壤樣品采集時(shí)，用四分法取1份風(fēng)干土樣，過(guò)100目篩供測(cè)Hedley磷分級(jí)。

1.3 土壤磷素形態(tài)分析采用Hedley磷分級(jí)

土壤磷素形態(tài)分析采用修正的Hedley 磷分級(jí)法進(jìn)行分級(jí)[26]，總磷(H2O-Pt、NaHCO3-Pt、NaOH-Pt、HCl-Pt)的測(cè)定：吸取提取液5 mL轉(zhuǎn)移到50 mL比色管。加入 0.9 mol/L H2SO410 mL、過(guò)硫酸銨0.5 g。在121 °C的消煮鍋里加熱1 h，冷卻后加1滴2,6-二硝基酚，調(diào)節(jié)pH，加顯色劑，20 min后定容比色。

圖1 接種不同叢枝菌根真菌對(duì)玉米侵染效應(yīng)的影響Fig.1 Effect of AM fungi inoculation on maize infection

無(wú)機(jī)磷(H2O-Pi、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi、HCl-Pi)的測(cè)定：吸取提取液10 mL轉(zhuǎn)移到50 mL比色管。加入0.9 mol/L H2SO43.6 mL，加1滴2,6-二硝酚，調(diào)節(jié)pH，加顯色劑，20 min后定容比色。

有機(jī)磷(Po)=總磷(Pt)-無(wú)機(jī)磷(Pi)

1.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用Excel對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，用Sigmaplot 12.5對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行制圖；用IBM spass statistics 20軟件采取鄧肯新復(fù)極差法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較(α=0.05)以及進(jìn)行顯著性分析，主要是通過(guò)接種不同真菌對(duì)Hedley磷各組分進(jìn)行顯著性分析及與Olsen-P之間的相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 接種不同叢枝菌根真菌對(duì)玉米根系侵染效應(yīng)的影響

通過(guò)接種不同叢枝菌根真菌對(duì)玉米根系叢枝豐富度、侵染密度與侵染率的影響來(lái)反映玉米根系侵染效應(yīng)。不接種處理(NAMF)的玉米根系無(wú)侵染效應(yīng)，接種不同的叢枝菌根真菌玉米根系侵染效應(yīng)都顯著高于不接種處理。接種G.m、G.i與G.e處理根系叢枝豐富度、侵染密度、侵染率三者之間的的顯著性變化趨勢(shì)基本一致，均表現(xiàn)為：G.m≥G.i≥G.e(圖1)。

接種G.m、G.i、G.e處理對(duì)玉米根系叢枝豐富度有顯著差異(圖1a)，且接種G.m比接種G.i、G.e提高了40.23 %、64.94 %；接種G.i與G.e之間處理差異顯著，接種G.i較G.e提高了41.34 %。

接種G.m較接種G.e處理對(duì)玉米侵染密度有顯著差異(圖1b)，接種G.m比接種G.i、G.e提高了23.99 %、60.09 %；接種G.i與接種G.e處理差異不顯著。

接種G.m較G.i、G.e 處理之間差異顯著(圖1c)。接種G.m處理較接種G.i、G.e處理提高了25.94 %、32.02 %，接種G.i、G.e處理之間差異不顯著，但接種G.i處理的玉米侵染率略高于接種G.e處理，且接種G.i比接種G.e提高了8.21 %。

由此可見(jiàn)：接種G.m玉米根系侵染效應(yīng)最大，已有研究采用侵染率來(lái)衡量侵染效應(yīng)，而本文在接種不同真菌條件下根系叢枝豐富度、侵染密度與侵染率都有一致的變化趨勢(shì)，因此本文也可以用侵染率來(lái)反映玉米的侵染效應(yīng)(P< 0.05)。

2.2 接種不同叢枝菌根真菌對(duì)土壤Olsen-P的影響

接種不同AMF對(duì)土壤Olsen-P含量有顯著差異(圖2)。顯著性差異表現(xiàn)為：G.m> G.i≥G.e> NAMF。接種G.m處理土壤Olsen-P含量最高為40.51 mg/kg，接種G.m、G.e、G.i較NAMF處理差異顯著，接種G.m、G.e、G.i分別比NAMF處理顯著提高了18.46 %、14.19 %、13.96 %。接種G.m較接種G.e、G.i處理差異顯著，接種G.m比接種G.e、G.i處理提高了5.23 %、4.99 %，接種G.i與G.e處理差異不顯著，接種G.i比接種G.e略高0.3 %(P<0.05)。因此，接種G.m較G.e、G.i、NAMF能夠更加充分的發(fā)揮土壤中的磷素潛力，加速土壤的磷素礦化率，使土壤中不易被作物吸收的穩(wěn)定態(tài)磷向可被作物吸收的有效磷轉(zhuǎn)化。

圖2 接種不同叢枝菌根真菌對(duì)土壤有效磷的影響Fig.2 Effect of inoculation with different AM fungi on available phosphorus in soil

圖3 接種不同叢枝菌根真菌對(duì)土壤H2O-P、NaHCO3-P的影響Fig.3 Effects of different arbuscular mycorrhizal fungi on soil H2O-P and NaHCO3-P

2.3 接種不同叢枝菌根真菌對(duì)Hedley磷分級(jí)的影響

2.3.1 接種不同叢枝菌根真菌對(duì)土壤H2O-P影響 土壤中的水溶性磷是水提取態(tài)的無(wú)機(jī)磷(H2O-Pi)和有機(jī)磷(H2O-Po)，它具有較高的釋放潛力，但由于水的提取能力較弱，因而測(cè)定值較小。接種不同處理(NAMF、G.i、G.m、G.e)土壤H2O-Pi含量高于H2O-Po含量，H2O-Pi的含量分別為H2O-Po含量的2.48、2.76、2.5和2.24倍(圖3a)。這說(shuō)明在礦區(qū)廢棄土壤中H2O-P主要是以H2O-Pi形態(tài)存在。H2O-Po的含量較低，當(dāng)土壤中H2O-Pi含量不足以供給作物生長(zhǎng)，H2O-Po也可以通過(guò)礦化作用轉(zhuǎn)化為H2O-Pi來(lái)供作物吸收利用。

在礦區(qū)土壤中分別接種G.e、G.m、G.i與NAMF 處理，土壤H2O-Pi差異不顯著。接種G.m處理土壤H2O-Pi含量最高為20.00 mg/kg，接種G.m、G.i較接種NAMF處理土壤H2O-Pi含量分別提高了9 %、7 %。接種G.e土壤H2O-Pi含量低于接種NAMF，較NAMF降低了3.52 %。這表明接種G.m能夠更好的發(fā)揮菌根優(yōu)勢(shì)，增加了土壤的礦化速率，促進(jìn)土壤中的有效態(tài)磷(H2O-Pi)形成。

接種G.e、G.m、G.i與NAMF 處理土壤H2O-Po的顯著性差異為：G.m≥G.e> NAMF ≥G.i。接種G.m土壤H2O-Po含量最高為8.00 mg/kg，接種G.e、G.m處理較NAMF處理差異顯著，比接種NAMF處理顯著提高了6.38 %、8.25 %，接種NAMF與接種G.i處理差異不顯著。接種G.e、G.m處理較接種G.i處理差異顯著，接種G.e、G.m處理分別比接種G.i處理提高了9.57 %、11.38 %(P<0.05)。

2.3.2 接種不同叢枝菌根真菌對(duì)土壤NaHCO3-P影響 1 mol/L NaHCO3溶液浸提的無(wú)機(jī)磷(NaHCO3-Pi)和有機(jī)磷(NaHCO3-Po)為表面較松散的活性磷。接種不同處理(NAMF、G.i、G.m、G.e)，土壤NaHCO3-Pi含量遠(yuǎn)高于NaHCO3-Po含量，分別為NaHCO3-Po含量的3.50、3.43、3.09和3.33倍(圖3b)。這表明在礦區(qū)廢棄土壤中NaHCO3-P主要是以NaHCO3-Pi為主。NaHCO3-Po的含量較低，當(dāng)土壤中H2O-Pi、H2O-Po、NaHCO3-Pi含量不足以供給作物生長(zhǎng)，NaHCO3-Po經(jīng)過(guò)礦化作用轉(zhuǎn)化為NaHCO3-Pi供作物吸收利用。

接種不同叢枝菌根真菌對(duì)土壤NaHCO3-Pi顯著性為：G.e≥G.m> G.i≥NAMF。接種G.e處理土壤NaHCO3-Pi含量最高為71.77 mg/kg，接種G.e、G.m、G.i比NAMF 處理顯著提高了4.42 %、2.71 %、0.50 %，不接菌與接種G.e處理差異不顯著，接種G.e、G.m處理較接種G.i處理差異顯著，接種G.e、G.m處理比接種G.i處理提高了3.94 %、2.23 %(P<0.05)。

接種不同處理(NAMF、 G.i、 G.m、G.e)對(duì)土壤NaHCO3-Po顯著性差異為： G.m≥G.e≥G.i≥NAMF 。接種G.m處理土壤 NaHCO3-Po含量最高為22.84 mg/kg，接種G.e與G.m處理較NAMF 處理差異顯著，較NAMF處理提高了9.05 %、14.23 %。接種G.i 與NAMF處理差異不顯著，接種G.e 與G.m處理差異不顯著，接種G.m較G.i差異顯著，接種G.m較G.i提高了12.04 %(P<0.05)。

2.3.3 接種不同叢枝菌根真菌對(duì)土壤NaOH-P的影響 Hedley磷分級(jí)中的0.1 mol/L NaOH-P溶液浸提的磷包括與土壤Fe、Al化合物以及粘粒結(jié)合的無(wú)機(jī)磷(NaOH-Pi)和與土壤中腐殖酸結(jié)合的有機(jī)磷(NaOH-Po)，所以NaOH-P是作物磷素吸收利用的有效磷庫(kù)。接種不同處理(NAMF、G.i、G.m、G.e)，土壤NaOH-Pi含量高于NaOH-Po含量，不同處理下NaOH-Pi含量分別為NaOH-Po含量的2.21、2.25、2.07和2.10倍(圖4a)。這表明礦區(qū)廢棄土壤中NaOH-P主要是以NaOH-Pi形態(tài)存在。NaOH-Po的含量較低，當(dāng)土壤中以H2O-P、NaHCO3-P、NaOH-Pi形態(tài)存在的磷不足以供給作物生長(zhǎng)，NaOH-Po經(jīng)過(guò)礦化作用轉(zhuǎn)化為NaOH-Pi供作物吸收利用。

圖4 接種不同叢枝菌根真菌對(duì)土壤NaOH-P、HCl-P的影響Fig.4 Effects of different arbuscular mycorrhizal fungi on soil NaOH-P and HCl-P

接種不同叢枝菌根真菌對(duì)土壤NaOH-Pi顯著性差異為：G.m≥G.i≥G.e> NAMF 。接種G.m處理土壤NaOH-Pi含量最高為56.13 mg/kg，分別比接種G.i、G.e、NAMF 處理顯著提高了2.58 %、4.40 %、10.40 %。接種G.m、G.i、G.e處理較NAMF 處理差異顯著，分別比NAMF顯著提高了10.42 %、8.16 %、6.28 %。接種G.m較G.e處理差異顯著，接種G.i處理較接種G.e與G.m處理差異不顯著(P<0.05)。

接種不同叢枝菌根真菌處理對(duì)土壤NaOH-Po的顯著性差異表現(xiàn)為：G.m>G.e>G.i> NAMF 。接種G.m處理土壤NaOH-Po含量為27.13 mg/kg，分別比接種G.e、G.i、NAMF 處理顯著提高了5.64 %、10.14 %、16.11 %。接種G.e、G.m、G.i處理較NAMF 處理差異顯著，接種G.e、G.m、G.i處理較NAMF的增幅為6.64 %～16.11 %，接種G.e、G.m、G.i處理之間差異顯著(P<0.05)。

2.3.4 接種不同叢枝菌根真菌對(duì)土壤HCl-P的影響 Hedley磷分級(jí)中用1mol/L HCl提取的HCl-P是無(wú)效態(tài)磷，也稱閉蓄態(tài)磷。接種不同處理(NAMF、G.i、G.m、G.e)，土壤HCl-Pi含量遠(yuǎn)高于HCl-Po含量，不同處理下HCl-Pi含量分別為HCl-Po含量的2.59、2.52、2.32和2.72倍(圖4b)。這說(shuō)明在HCl-P組分中，主要以HCl-Pi形式存在。當(dāng)H2O-P、NaHCO3-P、NaOH-P不能滿足作物生長(zhǎng)所需養(yǎng)分時(shí)，HCl-Pi可以起到補(bǔ)給作用，同時(shí)，當(dāng)HCl-Pi仍不能滿足作物生長(zhǎng)所需的磷素時(shí)，HCl-Po也可以起到一定的作用。

接種不同AM真菌處理對(duì)土壤HCl-Pi的影響較小。不接菌處理土壤HCl-Pi含量最高為348.94 mg/kg，接種G.e、G.i、G.m處理降低了HCl-Pi含量，較不接菌降低了0.23 %、2.46 %、11.78 %。接種G.e、G.i處理較不接菌處理差異不顯著，接種G.e、G.i、NAMF 處理較接種G.m處理差異顯著，即接種G.m較接種G.e、G.i明顯地降低了土壤HCl-Pi含量(P<0.05)。

接種不同AM真菌對(duì)土壤HCl-Po有一定的影響。接種G.i處理土壤HCl-Po含量最高為135.24 mg/kg，分別比不接菌、接種G.m、G.e處理提高了0.30 %、1.83 %、5.45 %。接種G.i、G.m處理與較不接菌處理無(wú)顯著性差異，接種G.m、G.e處理之間差異不顯著，不接菌處理、接種G.i處理較接種G.e處理差異顯著(P<0.05)。

2.3.5 接種不同叢枝菌根真菌對(duì)土壤殘?jiān)?Residual P)的影響 殘?jiān)?Residual P)是土壤中最穩(wěn)定的磷素形態(tài)，很難被一般的酸堿浸提劑浸提出來(lái)，是土壤的潛在磷源。接種不同AMF對(duì)殘?jiān)?Residual P)的顯著性差異表現(xiàn)為：NAMF > G.e≥G.i≥G.m(圖5)。不接菌處理土壤殘?jiān)缀孔罡邽?09.87 mg/kg，不接菌處理較接種G.e、G.m、G.i處理差異顯著，接種G.e、G.i、G.m處理降低了Residual P含量，較不接菌處理降低了10.92 %、11.48 %、16.33 %。接種G.e、G.i 、G.m處理之間差異不顯著(P<0.05)。

圖5 接種不同叢枝菌根真菌對(duì)土壤殘?jiān)椎挠绊慒ig.5 Effects of different arbuscular mycorrhizal fungi on soil residual phosphorus

Olsen-PH2O-PiH2O-PoNaHCO3-PiNaHCO3-PoNaOH-PiNaOH-PoHCl-PiHCl-PoResidue-POlsen-P10.4290.4880.5440.662?0.925??0.920??-0.690?-0.169-0.818??H2O-Pi1-0.0590.011-0.0970.599?0.354-0.594?0.361-0.647?H2O-Po10.726??0.787??0.4340.766??-0.574-0.457-0.439NaHCO3-Pi10.529?0.5050.679?-0.210-0.765??-0.620?NaHCO3-Po10.5680.802??-0.678?-0.487-0.412NaOH-Pi10.839??-0.729??-0.163-0.939??NaOH-Po1-0.790??-0.273-0.776??HCl-Pi1-0.090-0.609?HCl-Po10.207Residue-P1

2.4 土壤中Hedley各形態(tài)磷組分與有效磷的相關(guān)分析

土壤Hedley分級(jí)形態(tài)與有效磷存在一定關(guān)系，一般認(rèn)為，土壤有效磷與某形態(tài)磷組分的相關(guān)性愈顯著，則該形態(tài)組分磷的有效性愈大，其相對(duì)有效性也愈高[27-28]。對(duì)土壤Hedley分級(jí)各形態(tài)磷素與土壤有效磷的相關(guān)分析結(jié)果表明(表1)。土壤有效磷與H2O-Pi、H2O-Po、NaHCO3-Pi之間呈正相關(guān)，與NaOH-Pi、NaOH-Po呈極顯著正相關(guān)，與NaHCO3-Po呈顯著正相關(guān)，與Residue-P呈極顯著負(fù)相關(guān)，與HCl-Pi呈顯著負(fù)相關(guān)，與HCl-Po呈負(fù)相關(guān)。NaOH-Pi和NaOH-Po與有效磷的相關(guān)系數(shù)最高，而穆曉慧等[29]在黃土高原石灰性土壤中的研究得出H2O-Pi和NaHCO3-Pi與有效磷的相關(guān)系數(shù)最大，與本文的結(jié)論不一致，可能是由于礦區(qū)廢棄地的生物種類單一，微生物活性較低，土壤結(jié)構(gòu)破壞程度大，造成礦化速率減緩。H2O-Pi、H2O-Po、NaHCO3-Pi三者與有效磷呈正相關(guān)，但不顯著，說(shuō)明穩(wěn)定態(tài)的磷含量遠(yuǎn)高于有效態(tài)磷。

3 討 論

(1)菌根侵染率是評(píng)價(jià)菌根真菌與植物建立共生關(guān)系與否的重要指標(biāo),是討論菌根對(duì)植物抗不良環(huán)境強(qiáng)弱的前提。即菌根侵染率越高，植物的抗不良環(huán)境的能力越強(qiáng)。礦區(qū)土壤不接種AMF處理(NAMF )對(duì)植株沒(méi)有侵染效應(yīng)，所以侵染密度、侵染率和叢枝豐度均為0。接種不同AMF對(duì)玉米侵染效應(yīng)有顯著影響，接種不同AMF對(duì)玉米侵染效應(yīng)有不同的影響，接種G.m處理玉米根系的侵染密度、侵染率、叢枝豐度達(dá)到最高，這表明接種摩西球囊霉(Glomusmosseae，G.m)強(qiáng)化了菌根對(duì)玉米根系的感染能力，易與玉米根系形成互惠互利的共生體。接種摩西球囊霉(Glomusmosseae，G.m)后玉米根系有較高的侵染率，說(shuō)明本試驗(yàn)所選用的該菌根菌劑與玉米之間的選擇適應(yīng)性較好，能夠很好地發(fā)揮共生體的優(yōu)勢(shì)作用。杜善周，畢銀麗等[18]通過(guò)定位監(jiān)測(cè)菌根的生態(tài)來(lái)探索菌根生物技術(shù)在礦區(qū)環(huán)境治理的效應(yīng)與推廣模式，得出菌根對(duì)植物生長(zhǎng)具有明顯的促進(jìn)作用，接種菌根 6 個(gè)月后楊樹(shù)和白蠟的胸周和株高分別較對(duì)照明顯增加，菌根侵染率達(dá)到 80 %以上，菌根與植物共生作用好。這與本研究中接種不同菌根的侵染效應(yīng)都顯著高于對(duì)照處理的結(jié)果一致。李少朋，畢銀麗等[30]以神東礦區(qū)塌陷區(qū)退化土壤為供試基質(zhì)，以玉米為宿主植物，研究在干旱脅迫下，叢枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizalfungi) 對(duì)玉米生長(zhǎng)和養(yǎng)分吸收的影響，接種 AMF 顯著提高了玉米根系侵染率和生物量，接種 AMF 后，玉米根際土壤總球囊霉素和易提取球囊霉素含量分別增加了 36.2 % 和 33 %。這與本研究中接種AMF能夠顯著提高玉米根系侵染率的研究結(jié)果相一致。

(2)土壤速效磷(也稱土壤有效磷)，是指土壤中能夠比較容易被植物吸收利用的磷，主要包括水溶態(tài)磷和非專性吸附態(tài)磷。土壤速效磷不僅可以反映土壤磷素狀態(tài)的動(dòng)態(tài)變化，而且也可以反映土壤對(duì)作物的供磷水平，因此它是評(píng)價(jià)土壤供磷水平的重要指標(biāo)。本文接種G.m土壤Olsen-P含量最高，據(jù)推想G.m真菌能更有效地促進(jìn)土壤中的固定態(tài)吸附性磷轉(zhuǎn)化為土壤Olsen-P被植物吸收，李少朋，畢銀麗等[30]研究在干旱脅迫下，接種叢枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi)對(duì)玉米生長(zhǎng)和養(yǎng)分吸收的影響，選取的菌種也為Glomusmosseae(簡(jiǎn)稱G.m) ，得出接種G.m玉米地上部分磷、氮、鈣和根系部分磷、鉀、鈣含量顯著增加，這與本文得出結(jié)論相一致，即接種G.m能夠促進(jìn)土壤Olsen-P的形成。

(3)本研究表明接種不同的叢枝菌根真菌，礦區(qū)廢棄土壤中Hedley各形態(tài)磷以HCl-P和Residue-P為主。土壤HCl-P是土壤供磷的潛在磷源之一，接種不同AMF對(duì)HCl-P正向效應(yīng)不明顯，可能因?yàn)?HCl-P較穩(wěn)定，接種AMF處理不能夠充分改善HCl-P的活性。殘?jiān)资峭寥乐蟹€(wěn)定的閉蓄態(tài)磷，在極度缺磷時(shí)可轉(zhuǎn)化成相對(duì)穩(wěn)定的磷組分，是土壤供磷的一種潛在磷源[29]。接種AMF降低了殘?jiān)椎暮?，可能是AMF促進(jìn)了穩(wěn)定的殘?jiān)鼞B(tài)磷向活性速效磷轉(zhuǎn)化。魯如坤[30]測(cè)定了我國(guó)5種主要類型土壤磷素的組成，發(fā)現(xiàn)北方3種石灰性土壤(潮土、黃綿土和荒漠土)的HCl-P占土壤全磷的大部分，5種土壤的殘留磷在10 %～20 %，這與本研究中得出的結(jié)果一致。

本試驗(yàn)還得出接種不同的叢枝菌根菌根真菌和不接菌(NAMF)土壤各形態(tài)磷均呈現(xiàn)無(wú)機(jī)態(tài)磷大于有機(jī)態(tài)磷。這與吳玉梅[31]的研究一致。在很多研究中也指出[32-34]：有機(jī)磷在土壤中所占的比例很小，僅占全磷的5 %左右。接種G.m處理土壤中各形態(tài)磷都顯著高于其他接種處理。

Hedley磷分級(jí)中的水溶態(tài)磷(H2O-P)是可供植物直接吸收利用的磷。土壤H2O-Pi 、H2O-Po、NaHCO3-Pi、NaHCO3-Po是作物的主要磷素來(lái)源，當(dāng)活性態(tài)磷不足時(shí)，土壤中等活性態(tài)磷庫(kù)具有補(bǔ)充作用，在低磷脅迫下作物對(duì)磷素利用效率最高,此時(shí)土壤穩(wěn)定態(tài)磷和殘留磷也可以作為作物吸收的一種潛在磷源，當(dāng)分別接入不同的AM真菌時(shí)，對(duì)土壤中不同形態(tài)的磷素分別產(chǎn)生不同的效果，這與謝英荷,洪堅(jiān)平等[35]通過(guò)采用修正的Hedley 9種磷素形態(tài)分級(jí)方法,研究了不同磷素水平石灰性土壤上連續(xù)種植三茬作物后,土壤各形態(tài)磷的動(dòng)態(tài)變化結(jié)果表明水溶態(tài)無(wú)機(jī)磷對(duì)作物的有效性最高，NaHCO3-Pi由于土壤中絕對(duì)含量高，是作物吸收的主要形態(tài)。無(wú)機(jī)態(tài)磷素的有效性要明顯高于有機(jī)態(tài)磷素，這與本研究的結(jié)果基本一致。

土壤NaOH-P屬于對(duì)植物基本無(wú)效的中等活性態(tài)磷[36]，NaOH-P庫(kù)對(duì)土壤活性磷具有補(bǔ)充作用。在低磷脅迫下，作物對(duì)磷素利用效率低下，NaOH-P會(huì)經(jīng)過(guò)各種生物、物理的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程轉(zhuǎn)化成可供作物吸收的有效磷[37]。接種不同AMF對(duì)土壤NaOH-P含量有顯著影響，接種G.m處理對(duì)NaOH-Pi、NaOH-Po影響最大，這可能是接種G.m處理提高微生物活性，促進(jìn)了磷素礦化，使基本無(wú)效的NaOH-P向有效磷轉(zhuǎn)化。

4 結(jié) 論

本試驗(yàn)以山西省介休市金山坡煤礦廢棄土壤為研究對(duì)象，研究了接種3種不同AMF分別對(duì)玉米侵染效應(yīng)、土壤Olsen-P含量、Hedley磷形態(tài)含量變化及其有效性的影響。為礦區(qū)復(fù)墾篩選出合適的菌種。

(1)接種摩西球囊霉(Glomusmosseae，G.m)處理玉米根系的侵染密度、侵染率、叢枝豐度均達(dá)到最高。這表明摩西球囊霉(Glomusmosseae，G.m)與玉米根系能夠形成良好的互利共生關(guān)系。

(2)接種(Glomusmosseae，G.m)處理土壤Olsen-P、H2O-Pi、H2O-Po、NaHCO3-Pi、NaHCO3-Po、NaOH-Pi、NaOH-Po含量最高，不接菌處理HCl-P與殘?jiān)缀扛哂诮臃N處理。結(jié)合Hedley磷形態(tài)中的有效性高低，得出接種G.m是礦區(qū)廢棄土壤修復(fù)的最佳處理。