李 婷，張 麗，劉大會(huì)，張乃明，寧東衛(wèi)，岳獻(xiàn)榮，夏運(yùn)生?

（1. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，昆明 650201；2. 云南省土壤培肥與污染修復(fù)工程實(shí)驗(yàn)室，昆明 650201；3. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，昆明 650201；4. 湖北中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，武漢 430065；5. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)水利學(xué)院，昆明 650201）

氮素是植物生長(zhǎng)過(guò)程中需求量最大的營(yíng)養(yǎng)元素之一，是陸地生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)力的主要限制因子[1]。但我國(guó)集約農(nóng)業(yè)區(qū)化肥氮的普遍不合理大量施用[2]，致使施用于田地的肥料超過(guò)50%進(jìn)入環(huán)境中[3]，從而在降雨條件下隨徑流及淋溶作用流失，形成土-水界面的氮污染流。土-水界面氮污染流的形成實(shí)質(zhì)是流失的氮素在土-水界面擴(kuò)散的過(guò)程，是一種特殊的農(nóng)業(yè)面源污染表現(xiàn)形式。研究表明[4]，除氮?dú)馔?，化肥氮施用量的?9.1%會(huì)影響環(huán)境質(zhì)量，成為地表水體富營(yíng)養(yǎng)化、地下水硝酸鹽化等環(huán)境問(wèn)題的主要來(lái)源，加劇農(nóng)業(yè)面源污染。據(jù)2010 年《我國(guó)第一次全國(guó)污染源普查公報(bào)》顯示，種植業(yè)是農(nóng)業(yè)源水體污染物排放中總氮的主要來(lái)源，其貢獻(xiàn)率達(dá)59.1%，其中經(jīng)地表徑流流失總氮量達(dá)32.01萬(wàn)噸，地下淋溶流失量達(dá)20.74 萬(wàn)噸。這使得研究氮素在土-水界面的遷移規(guī)律及影響因素尤為迫切，對(duì)保護(hù)土壤及水環(huán)境、減緩農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染也具有十分重要的意義。

廣泛分布于自然生態(tài)系統(tǒng)的叢枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungus，AMF），是與植物關(guān)系極為密切的土壤微生物之一，能夠通過(guò)植物根系與陸地上約92%的植物建立共生關(guān)系[5]。在自然生態(tài)系統(tǒng)及農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，菌根共生體的作用已被普遍證實(shí)[1，5]，在菌根共生體中，AMF 可以促進(jìn)作物對(duì)土壤中礦質(zhì)養(yǎng)分如氮、磷等的吸收，進(jìn)而促進(jìn)作物生長(zhǎng)，提高作物產(chǎn)量[6]。AMF 還能夠通過(guò)根系分泌物及根外菌絲促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的形成，改善土壤質(zhì)量，穩(wěn)定土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤的抗蝕性等[7-8]，從而減少因水土流失帶來(lái)的養(yǎng)分流失。間作是我國(guó)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)耕作方式，合理的間作模式對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)已被廣泛承認(rèn)[9]。間作可以提高作物對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收利用率，減少土壤氮、磷等養(yǎng)分的殘留，促進(jìn)作物生長(zhǎng)[10]，還可維持土壤肥力，減輕水土流失對(duì)坡地土壤的沖刷[11]。由此可見(jiàn)，AMF 與間作對(duì)減少土壤養(yǎng)分流失均表現(xiàn)出一定的積極作用。

關(guān)于菌根與間作協(xié)同對(duì)減緩農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的影響，課題組前期研究表明[12]，菌根真菌與間作體系協(xié)同能在一定程度上減少因坡耕地紅壤徑流流失帶來(lái)的土壤磷流失，而研究?jī)烧邊f(xié)同作用對(duì)紫色土-水界面不同形態(tài)氮流失的削減效應(yīng)以及削減潛力，尚缺乏相關(guān)研究報(bào)道?；诖?，本文結(jié)合AMF 共生理論與間作系統(tǒng)，研究土著AMF 對(duì)紫色土間作系統(tǒng)上徑流及側(cè)滲氮形態(tài)變化，分析其在削減坡耕地紫色土-水界面氮素流失方面的協(xié)同作用，可為控制西南地區(qū)紫色土坡耕地氮流失帶來(lái)的農(nóng)業(yè)面源污染提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試土壤采自滇池流域?qū)毾蠛铀畮?kù)坡地附近，其基本化學(xué)性質(zhì)為：pH7.5，有機(jī)質(zhì)24.8 g·kg-1，全氮1.2 g·kg-1，全磷0.2 g·kg-1，堿解氮45.5 mg·kg-1，有效磷5.9 mg·kg-1。

供試植物玉米為水果玉米“好滋味”，大豆為“滇豆4 號(hào)”。挑選籽粒飽滿(mǎn)且大小勻稱(chēng)的種子，用10%H2O2浸泡消毒10 min，用蒸餾水沖洗多次，沖凈后均勻置于放有濕潤(rùn)定量濾紙的培養(yǎng)皿中，于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中催芽2 d 后播種。

供試抑菌劑為苯菌靈，一種AMF 專(zhuān)性抑制劑，可以抑制菌根共生體的生成，使植物的菌根侵染率降低。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2017 年5 月至9 月在云南農(nóng)業(yè)大學(xué)科研基地內(nèi)完成，在自然降雨條件下模擬地表徑流氮素遷移試驗(yàn)，模擬坡度為8°，共采集7 次徑流及側(cè)滲水樣。昆明6 月下旬以陰雨天氣為主，下旬平均降雨量為101.2 mm，7 月中旬降雨天氣明顯，下旬強(qiáng)降雨天氣頻發(fā)，月均降雨量為294.9 mm，8 月中下旬降水偏多，多有陣雨，月均降雨量為153.2 mm，9 月上中旬降雨偏多，中旬以多云有陣雨天氣為主，月平均降雨量為140.8 mm。模擬試驗(yàn)設(shè)置兩個(gè)因素，分別為種植模式與菌根處理，其中種植模式包括單作玉米（MM）、玉米/大豆間作（MSI）、單作大豆（MS），菌根處理包括抑菌（MI）、未抑菌（NM），共6 處理，每處理重復(fù)3 次。

試驗(yàn)裝置（專(zhuān)利號(hào)：ZL 201420184013.4）為鐵皮制作的長(zhǎng)方體（見(jiàn)圖1），規(guī)格長(zhǎng)×寬×高=90 cm×30 cm× 0 cm，裝等量0～25 cm 耕層原狀土壤，下裝碎石，出水孔內(nèi)側(cè)與土壤接觸界面用60 目尼龍網(wǎng)封住，且在尼龍網(wǎng)與土壤接觸面之間填入一層小石子，以防止土塊隨滲流水涌入造成滲流管堵塞，起到過(guò)濾作用。

試驗(yàn)采用帶狀種植，間作處理種植玉米1 列，大豆2 列，玉米和大豆均為6 行，列間距為7.5 cm，行間距為17 cm。單作玉米和單作大豆分別種植2列和4 列，均為6 行。單作玉米列間距為10 cm，單作大豆列間距為6 cm，單作處理行間距與間作處理相同。于2017 年5 月20 日開(kāi)始播種，玉米和大豆每穴分別為3 顆和5 顆，長(zhǎng)勢(shì)穩(wěn)定后依據(jù)生長(zhǎng)勢(shì)分別間苗至1 株和2 株，9 月1 日收獲作物。

供試植物播種前不施用基肥，至植株生長(zhǎng)中期分別以NH4NO3、KH2PO4、K2SO4溶液的形式向土壤中進(jìn)行追肥（N 60 mg·kg-1，P 30 mg·kg-1，K 90 mg·kg-1），以避免植株在生長(zhǎng)期間受養(yǎng)分缺失的脅迫。抑菌處理將5 g 體積分?jǐn)?shù)為50%的苯菌靈溶于4 L 蒸餾水中，未抑菌處理以4 L 蒸餾水相應(yīng)澆灌作為對(duì)照，每15 天處理一次。

1.3 樣品采集與分析測(cè)定

試驗(yàn)水樣的采集密度為抑菌處理達(dá)到一定時(shí)間，在降雨條件下產(chǎn)生有效徑流后采集一次水樣。采集水樣時(shí)提前查看天氣狀況，若有降雨天氣，則將礦泉水瓶提前固定于徑流及側(cè)滲出水口，若當(dāng)日降雨產(chǎn)生有效徑流及側(cè)滲不足200 mL，則舍棄該次水樣，重新采集試驗(yàn)水樣。每次采集水樣約500 mL，采樣后立即加入2 mL 濃硫酸進(jìn)行酸化處理，帶回實(shí)驗(yàn)室放冰箱冷藏保存，于7 d 內(nèi)完成水樣總氮、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮測(cè)定。其中總氮測(cè)定采用堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法，硝態(tài)氮測(cè)定采用紫外分光光度法，銨態(tài)氮測(cè)定采用納氏試劑比色法[13]。植株根系氮吸收效率（mg·μg-1）依據(jù)單位根系生物量（mg）所對(duì)應(yīng)的植株養(yǎng)分吸收量（μg）來(lái)計(jì)算。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Excel 2007 統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行分析，使用SPSS 19.0 統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)菌根處理和種植模式間進(jìn)行Duncan 分析比較，檢驗(yàn)菌根處理與種植模式間的差異顯著性（P<0.05）。

2 結(jié) 果

2.1 徑流與側(cè)滲各形態(tài)氮濃度動(dòng)態(tài)變化

由圖2a 可知，6 月28 日采集的徑流總氮、銨態(tài)氮濃度在所有處理間差異較為明顯，除單作玉米—抑菌處理的硝態(tài)氮濃度達(dá)到峰值外，其在各處理間無(wú)明顯差異。隨后的采樣時(shí)間內(nèi)徑流各形態(tài)氮濃度總體增加。8 月12 日采集的徑流總氮、硝態(tài)氮濃度較前2 次采樣時(shí)間明顯下降，而銨態(tài)氮濃度總體達(dá)到最大值，隨后總體達(dá)到最小值。隨后的采樣時(shí)間中徑流總氮、硝態(tài)氮濃度總體表現(xiàn)出先下降后上升趨勢(shì)，而銨態(tài)氮濃度整體呈現(xiàn)出先上升后下降趨勢(shì)。在7 次取樣時(shí)間內(nèi)，徑流總氮、硝態(tài)氮濃度總體呈現(xiàn)出波浪式上升的趨勢(shì)，而銨態(tài)氮濃度則整體表現(xiàn)出先上升再下降的趨勢(shì)。

據(jù)圖2b 可得，6 月28 日采集的側(cè)滲總氮濃度在未抑菌各處理下為最大值；硝態(tài)氮濃度除單作玉米—抑菌及間作—抑菌處理外，整體為最大值；銨態(tài)氮濃度在各處理間差異較小。7 月12 日采集的側(cè)滲總氮、硝態(tài)氮濃度在所有處理間無(wú)明顯差異。7月29 日采集的側(cè)滲總氮濃度在抑菌各處理下達(dá)到峰值；硝態(tài)氮、銨態(tài)氮濃度出現(xiàn)明顯增加趨勢(shì)，且銨態(tài)氮濃度整體達(dá)到最大值。隨后的采樣時(shí)間內(nèi)，側(cè)滲各形態(tài)氮濃度均表現(xiàn)出明顯下降并趨于平緩的趨勢(shì)，在各處理下的差異較小。在7 次取樣時(shí)間內(nèi)，側(cè)滲總氮濃度趨勢(shì)總體呈現(xiàn)出先下降再上升后下降的趨勢(shì)，并趨于平緩；硝態(tài)氮濃度整體表現(xiàn)出下降并趨于平緩的趨勢(shì)；銨態(tài)氮濃度則整體表現(xiàn)出先上升再下降后趨于平緩的趨勢(shì)。

2.2 菌根真菌與間作對(duì)徑流與側(cè)滲各形態(tài)氮濃度的影響

由圖3a 可見(jiàn)，在抑菌處理下，間作處理的徑流總氮濃度較單作玉米與單作大豆處理顯著降低18.2%、17.2%；在未抑菌處理下，間作處理的徑流總氮濃度較單作大豆處理顯著降低20.3%，較單作玉米處理降低13.4%。與抑菌—單作玉米、抑菌—單作大豆相比，未抑菌—間作處理的徑流總氮濃度降低約33.8%、30.9%。所有復(fù)合處理中，間作—未抑菌處理的徑流總氮濃度最低，說(shuō)明這一復(fù)合處理對(duì)徑流總氮濃度有一定的削減潛力。無(wú)論何種種植模式，未抑菌處理的徑流硝態(tài)氮濃度明顯低于抑菌處理。在抑菌處理下，間作處理的徑流硝態(tài)氮濃度較單作玉米處理顯著降低約19.0%，較單作大豆處理明顯降低約11.5%；在未抑菌處理下，相比單作玉米與單作大豆處理，間作處理的徑流硝態(tài)氮濃度分別降低約10.0%、16.7%。在所有復(fù)合處理中，間作—未抑菌處理的徑流硝態(tài)氮濃度最低，與單作玉米—抑菌、單作大豆—抑菌相比，徑流硝態(tài)氮濃度顯著降低34.0%、28.0%。由此可知，菌根真菌對(duì)徑流硝態(tài)氮濃度具有一定的削減作用。無(wú)論抑菌與否，間作處理的徑流銨態(tài)氮濃度明顯低于單作處理。在抑菌處理下，間作處理的徑流銨態(tài)氮濃度較單作大豆顯著降低約18.3%，較單作玉米處理降低約2.4%；在未抑菌處理下，間作處理的徑流銨態(tài)氮濃度較單作玉米處理降低約10.5%，較單作大豆處理顯著降低約26.0%。在所有復(fù)合處理中，間作—未抑菌處理的徑流銨態(tài)氮濃度最低，相比單作玉米—抑菌與單作大豆—抑菌處理的徑流銨態(tài)氮濃度降低約18.3%、31.6%，說(shuō)明玉米/大豆間作種植模式對(duì)徑流銨態(tài)氮也有一定的削減作用。

據(jù)圖3b 可知，間作—未抑菌處理下的側(cè)滲總氮濃度較其他復(fù)合處理顯著最低。在抑菌處理下，間作處理的側(cè)滲總氮濃度較單作玉米處理顯著降低約35.6%，較單作大豆處理降低約5.5%；在未抑菌處理下，間作處理的側(cè)滲總氮濃度較單作玉米和單作大豆處理顯著降低約56.5%、48.7%。與單作玉米—抑菌、單作大豆—抑菌處理處理相比，間作—未抑菌處理的側(cè)滲總氮濃度顯著降低約51.3%、28.6%，表明間作—未抑菌這一復(fù)合處理對(duì)側(cè)滲總氮濃度有一定的削減潛力。對(duì)于側(cè)滲硝態(tài)氮濃度，在抑菌處理下，較單作玉米與單作大豆處理，間作處理增加了側(cè)滲硝態(tài)氮濃度；在未抑菌處理下，間作處理的側(cè)滲硝態(tài)氮濃度較單作玉米和單作大豆處理分別顯著降低約57.0%、47.6%。相比單作玉米—抑菌處理，間作—未抑菌處理的側(cè)滲硝態(tài)氮濃度降低約12.1%。在所有復(fù)合處理中，間作—未抑菌處理的側(cè)滲銨態(tài)氮濃度顯著最低。在抑菌處理下，相比單作玉米與單作大豆處理，間作處理下的側(cè)滲銨態(tài)氮濃度降低約6.1%、1.3%；在未抑菌處理下，較單作玉米與單作大豆處理，間作處理顯著降低側(cè)滲銨態(tài)氮濃度，降幅分別約為29.6%、33.7%。與單作玉米—抑菌、單作大豆—抑菌處理相比，間作—未抑菌處理的側(cè)滲銨態(tài)氮濃度顯著降低約26.8%、23.1%，說(shuō)明玉米/大豆間作這一種植模式對(duì)削減側(cè)滲銨態(tài)氮濃度具有一定的作用。

2.3 菌根真菌與間作對(duì)根系氮吸收效率及氮流失的影響

由表1 可知，無(wú)論種植模式如何，未抑菌處理的根系氮吸收效率均高于抑菌處理，且未抑菌處理均能不同程度減少?gòu)搅鞲餍螒B(tài)氮流失量，與間作處理協(xié)同降低了側(cè)滲各形態(tài)氮流失量。表明土著菌根真菌能夠促進(jìn)植株根系對(duì)氮的吸收利用，對(duì)徑流各形態(tài)氮素流失能夠發(fā)揮一定的削減作用，與間作協(xié)同能夠減少側(cè)滲各形態(tài)氮素流失。

表1 菌根真菌對(duì)根系氮吸收效率及氮削減量的影響Table 1 Effect of native AMF on N uptake efficiency of roots and different forms of nitrogen in runoff and lateral infiltration

由表2 可知，在抑菌處理下，間作處理的根系氮吸收效率均高于單作玉米與單作大豆處理，且間作處理均能減少?gòu)搅?、?cè)滲總氮流失量；在未抑菌處理下，單作玉米與單作大豆處理的根系氮吸收效率均低于間作處理，同時(shí)，間作處理均能不同程度減少?gòu)搅鳌?cè)滲各形態(tài)氮流失量。無(wú)論是否抑菌，間作處理的根系氮吸收效率均高于單作處理，且間作處理均能削減徑流及側(cè)滲總氮流失量。表明，間作能在一定程度上促進(jìn)植株對(duì)氮素的吸收，減少土壤氮素殘留，削減氮素流失。

表2 間作對(duì)根系氮吸收效率及氮削減量的影響Table 2 Effect of intercropping on N uptake efficiency of roots and different forms of nitrogen in runoff and lateral infiltration

由表3 可知，徑流和側(cè)滲各形態(tài)氮流失的主要形態(tài)為硝態(tài)氮，側(cè)滲是各形態(tài)氮流失的主要途徑，通過(guò)側(cè)滲流失的總氮、硝態(tài)氮含量均占總的流失量的70%以上，銨態(tài)氮含量占總的流失量的50%左右。無(wú)論是否抑菌，玉米/大豆間作處理均能不同程度減少各形態(tài)氮流失量。在抑菌處理下，較單作玉米處理，間作處理顯著減少總流失量中總氮流失量，降幅約達(dá)32.0%，且明顯減少總流失量中硝態(tài)氮和銨態(tài)氮流失量；在未抑菌處理下，相比單作玉米和單作大豆處理，間作處理顯著減少總流失量中各形態(tài)氮含量，其中總流失量中總氮、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮流失量較單作玉米顯著減少約50.1%、51.3%、21.7%，較單作大豆顯著降低了約43.5%、42.9%、30.2%。無(wú)論何種種植模式，無(wú)論是否抑菌，間作—未抑菌處理的各形態(tài)氮總流失量最小。這說(shuō)明側(cè)滲即壤中流為紫色土氮素流失的主要途徑，硝態(tài)氮為紫色土氮素流失的主要形態(tài)，間作系統(tǒng)與土著AMF 協(xié)同具有削減紫色土氮素流失的潛力。

表3 菌根真菌與間作對(duì)徑流、側(cè)滲氮總流失量及分配比例的影響Table 3 Total N loss and its distribution ratio in runoff and lateral infiltration relative to treatment

3 討 論

氮是許多生態(tài)系統(tǒng)中的關(guān)鍵限制營(yíng)養(yǎng)元素，植物主要通過(guò)無(wú)機(jī)形式獲取土壤中的氮，其中N和N是土壤中最易被植物吸收和利用的兩類(lèi)基礎(chǔ)無(wú)機(jī)氮源，而土壤中的氮大多以有機(jī)形式存在，植物吸收有機(jī)形式氮依賴(lài)于微生物將其分解成無(wú)機(jī)形式[14]。菌根真菌在植物獲取土壤養(yǎng)分中起著關(guān)鍵作用，是農(nóng)業(yè)和生態(tài)系統(tǒng)中最重要的土壤微生物，能夠促進(jìn)土壤中營(yíng)養(yǎng)元素的吸收和流動(dòng)[15]，可為宿主植物吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)大量的無(wú)機(jī)氮[16]。研究表明，AMF 可以加快土壤中植物難以利用的有機(jī)氮的礦化并直接從有機(jī)物質(zhì)中獲取氮，增加植物可利用的氮素[14]，同時(shí)還可促進(jìn)植物對(duì)土壤中氮素的吸收，增強(qiáng)植物對(duì)氮素的吸收利用效率，減少土壤氮?dú)埩?。本研究中，無(wú)論種植模式如何，未抑菌處理的根系氮吸收效率均高于抑菌處理。汪新月等[17]研究發(fā)現(xiàn)，接種AMF 顯著提高了玉米和大豆氮吸收量，減少了玉米和大豆根際土壤的堿解氮?dú)埩簟４送?，AMF 可以改良土壤結(jié)構(gòu)，其侵染植物后生成的菌絲網(wǎng)絡(luò)及菌絲分泌物可以促進(jìn)土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體的形成和穩(wěn)定，增強(qiáng)土壤的抗蝕性，減少水土流失[18-19]，從而減少因水土流失帶來(lái)的氮素養(yǎng)分流失。說(shuō)明AMF可通過(guò)增強(qiáng)植株對(duì)氮素的吸收，減少土壤中氮素殘留的同時(shí)，穩(wěn)定土壤結(jié)構(gòu)，阻控水土流失，進(jìn)而削減土壤中的氮素流失。本試驗(yàn)中，無(wú)論何種種植模式，抑菌處理的徑流總氮、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮濃度均明顯高于未抑菌處理；且間作處理下，未抑菌處理的側(cè)滲總氮、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮濃度均明顯低于抑菌處理。張淑娟[20]研究發(fā)現(xiàn)，接種AMF 提高了水稻對(duì)氮磷的吸收量及其分配至稻穗的比例，且能夠降低稻田退水的氮磷濃度的平均值，以及溶解態(tài)氮磷濃度和顆粒態(tài)氮磷濃度，可減少水稻季農(nóng)田氮磷流失。此外，6 月28 日以及7 月29 日采集的側(cè)滲水樣各形態(tài)氮濃度均明顯高于其他采樣時(shí)間，這可能是因?yàn)樵摬蓸悠陂g玉米和大豆植株尚處于生長(zhǎng)前期，而玉米和大豆生長(zhǎng)前期對(duì)土壤中的氮、磷、鉀等養(yǎng)分吸收較少，土壤中留有多余未被利用氮素，且昆明6 月下旬降雨量較大，7 月下旬多強(qiáng)降雨天氣。降雨強(qiáng)度越大，紫色土坡面產(chǎn)沙量和侵蝕率越大，水土流失越嚴(yán)重[21]，從而使土壤中未被利用的氮素在降雨條件下大量流失。在整個(gè)采樣時(shí)間內(nèi)，單作玉米和單作大豆處理下，未抑菌處理的側(cè)滲總氮、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮濃度高于抑菌處理，這可能是因?yàn)锳MF 對(duì)土壤中無(wú)機(jī)態(tài)氮發(fā)揮了較強(qiáng)的活化作用[14]，加之整個(gè)取樣時(shí)間處于雨季，降雨量大，降雨頻繁，且紫色土本身易被侵蝕，增強(qiáng)了土壤的淋溶作用，加劇了土壤養(yǎng)分的流失。

間作在我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的過(guò)程中具有重要作用，對(duì)于維護(hù)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展具有重要意義。豆科/禾本科間作是一種典型、常見(jiàn)的間作種植模式，能夠使禾本科作物獲得更多氮養(yǎng)分同時(shí)使豆科作物的結(jié)瘤固氮作用充分發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)兩者氮素利用的生態(tài)位分離[22]，促進(jìn)其生長(zhǎng)，提高植株對(duì)氮素的吸收利用率，降低土壤氮?dú)埩鬧23-24]。本研究中，間作處理的植株根系氮吸收效率均高于單作處理。此外，間作還可以通過(guò)提高植株根系密度及根型分布，改善土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量[11]，增強(qiáng)土壤的固土能力，從而有效保持水土，降低因水土流失帶來(lái)的氮素流失風(fēng)險(xiǎn)。另有研究報(bào)道[25]，玉米與花椒間作，對(duì)徑流流失量和泥沙流失量的控制均有較好的效果，對(duì)控制徑流中氮素流失的也有較好的效果。說(shuō)明間作可能通過(guò)提高植株氮素吸收利用率，降低土壤氮素殘留的同時(shí)，增強(qiáng)土壤抗蝕能力，保持水土，減少水土流失，從而削減土壤氮素流失。本試驗(yàn)表明，無(wú)論抑菌與否，間作處理的徑流及側(cè)滲總氮濃度較單作玉米與單作大豆處理均有不同程度降低。已有研究[26]證實(shí)，玉米/大豆間作均能在一定程度上降低徑流及側(cè)滲總氮、總磷濃度，對(duì)土壤中氮磷養(yǎng)分的流失具有一定的控制作用，這與本研究一致。此外，整體取樣時(shí)間內(nèi)，抑菌處理下，間作處理的側(cè)滲硝態(tài)氮濃度大于單作玉米與單作大豆，這可能是間作條件下，玉米對(duì)土壤中氮素始終處于競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)地位[27]，緩解了大豆固氮的“氮阻遏”作用[22]，使大豆植株發(fā)揮了較強(qiáng)的固氮作用，使土壤中氮含量增加，在降雨條件下隨水土流失。

目前，在利用菌根技術(shù)與間作系統(tǒng)相結(jié)合探討兩者協(xié)同作用對(duì)植株生長(zhǎng)及養(yǎng)分吸收、生態(tài)環(huán)境修復(fù)等方面的影響方面，已引起相關(guān)研究人員的關(guān)注，但關(guān)于土著菌根菌與間作模式的協(xié)同作用對(duì)削減地表徑流及側(cè)滲氮的影響卻少有研究。本研究結(jié)果表明，對(duì)于徑流，在所有處理中，間作—未抑菌處理的徑流各形態(tài)氮含量最低；對(duì)于側(cè)滲，除單作大豆—抑菌處理的側(cè)滲硝態(tài)氮濃度外，間作—未抑菌處理均不同程度上降低了側(cè)滲各形態(tài)氮濃度；對(duì)于流失總量，間作—未抑菌處理的各形態(tài)氮總流失量最低；間作—未抑菌處理的玉米及大豆根系氮吸收效率均高于其他處理。表明土著菌根真菌協(xié)同豆科/禾本科間作模式可能通過(guò)增強(qiáng)植株對(duì)土壤中氮的吸收利用率，減少土壤中氮素殘留，同時(shí)穩(wěn)定土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤的抗蝕能力，阻控水土流失，從而削減徑流及側(cè)滲氮流失。此外，也有研究顯示，壤中流是紫色土氮素流失的主要途徑[28-29]，硝態(tài)氮是其流失的主要形態(tài)[30]，這與本研究一致。這可能是由于紫色土本身土層淺薄且質(zhì)地疏松，易于使土壤養(yǎng)分淋失，而降雨條件下壤中流在相同降雨時(shí)間內(nèi)產(chǎn)流小于徑流，對(duì)流失的氮含量稀釋作用小[31]，從而使土壤養(yǎng)分大量通過(guò)壤中流流失[29]，而硝態(tài)氮由于易溶于水和流動(dòng)性強(qiáng)，更易于流失?？梢?jiàn)，土著菌根真菌與合理的間作系統(tǒng)相結(jié)合可有望減少因坡耕地紫色土N 流失而造成的水體富營(yíng)養(yǎng)化，對(duì)減緩農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染有一定的潛力。

4 結(jié) 論

坡耕地氮遷移模擬研究發(fā)現(xiàn)，側(cè)滲即壤中流為紫色土氮素流失的主要途徑，硝態(tài)氮為紫色土氮素流失的主要形態(tài)。無(wú)論何種種植模式，土著菌根真菌處理的徑流各形態(tài)氮含量均低于抑菌處理。且間作處理下，土著菌根真菌處理的側(cè)滲各形態(tài)氮含量亦低于抑菌處理。無(wú)論抑菌與否，間作處理的徑流、側(cè)滲總氮濃度低于單作處理。所有復(fù)合處理中，間作-土著菌根真菌處理的徑流、側(cè)滲總氮濃度最低；且間作-土著菌根真菌處理的各形態(tài)氮總流失量最小?？梢?jiàn)土著菌根真菌與間作種植模式協(xié)同對(duì)削減紫色土-水界面各形態(tài)氮素流失顯示出了較大潛力。