接种丛枝菌根真菌配合氮肥减施对辣椒–大豆间作体系氮素吸收的影响.pdf

接种丛枝菌根真菌配合氮肥减施对辣椒接种丛枝菌根真菌配合氮肥减施对辣椒大豆间作体系大豆间作体系氮素吸收的影响氮素吸收的影响余众1,2，刘圆圆1,3，夏懿1，张仕颖1,2，王豹1，岳献荣1，夏运生1,2*（1云南农业大学，云南昆明650201；2云南省土壤培肥与污染修复工程研究中心，云南昆明650201；3四川农业大学，四川成都610000）摘要:【目的目的】叶菜及经济效益较高的茄果类如辣椒、番茄等占云南省设施蔬菜栽培面积的 62.19%，蔬菜连作以及氮肥的大量施用制约了设施蔬菜高产优质，降低了土壤质量。研究接种丛枝菌根真菌(AMF)和氮水平对作物生长、土壤氮残留及生物相关特性的影响，为提高设施蔬菜产量，减少氮肥施用量，降低土壤氮残留提供理论依据。【方法方法】以大豆和辣椒间作为种植模式进行盆栽试验。设计了接种 AMF、氮肥用量、种植模式三因素试验。在大豆、辣椒单作、大豆辣椒间作 3 个种植模式下，分别设 3 个施氮(N)水平：0、100、200mg/kg 土(N0、N1、N2)；每个氮水平下，再设土壤不接种、接种 AMF 菌剂处理(NM、AMF)，共组成 18 个处理。在蔬菜收获期，取样测定蔬菜生物量、根系长度、AMF 侵染率，测定根际土壤硝态氮、铵态氮含量、氮代谢酶活性以及菌丝密度。【结果结果】接种 AMF、施氮量、种植模式及三者的交互作用对辣椒和大豆根系 AMF 侵染率、植株生物量和根长的影响都达到显著水平(P0.01)。N1 处理显著增加了辣椒、大豆根系的菌根侵染率，且在间作条件下的增幅最高；N1 处理下，接种 AMF 和间作均显著增加了辣椒、大豆植株生物量和氮吸收量，抑制了根系的伸长。N2 处理显著增加了土壤铵态氮和硝态氮含量，接种 AMF 显著降低了辣椒、大豆植株根际土壤铵态氮和硝态氮含量，间作则显著降低了辣椒根际土壤硝态氮含量和大豆根际土壤铵态氮含量。接种 AMF、间作均明显增加了植物根际土壤中蛋白酶、脲酶及硝酸还原酶活性。N1 处理显著增加了土壤菌丝密度，间作条件下接种 AMF 显著增加了辣椒根际土壤菌丝密度。【结论结论】配合间作和接种 AMF 措施，氮肥减施可提高蔬菜根际菌根侵染率，增加土壤中菌丝密度，提高氮代谢酶活性，从而促进蔬菜生长和氮素吸收，减少土壤氮残留，因此，蔬菜间作种植下，接种 AMF 配合氮肥减施有望成为改善设施土壤肥力，提高氮肥利用效率，促进蔬菜健康生长，减少土壤氮素残留的配套技术。关键词:连作设施土壤；丛枝菌根真菌；辣椒大豆间作；氮肥减施；土壤氮循环相关酶活性；菌丝密度；土壤氮残留Effects of AMF inoculation and nitrogen fertilizer reduction on nitrogen uptakein pepper-soybean intercropping systemsYUZhong1,2,LIUYuan-yuan1,3,XIAYi1,ZHANGShi-ying1,2,WANGBao1,YUEXian-rong1,XIAYun-sheng1,2*(1 Yunnan Agricultural University,Kunming,Yunnan 650201,China;2 Yunnan Soil Fertility and Pollution Remediation EngineeringResearch Center,Kunming,Yunnan 650201,China;3 Sichuan Agricultural University,Chengdu,Sichuan 610000,China)Abstract:【Objectives】InYunnanProvince,leafyandhigh-profitfruitvegetablesaccountfor62.19%ofthetotalfacilitiescultivation,thecontinuousapplicationofnitrogenfertilizer(N)inlargequantityhasrestrictedthefurtherimprovementofvegetableyieldandquality,anddeterioratedsoilfertility.Targetingonthesituation,westudiedtheeffectsofmicrobialagent,Nreductionandplantingpatterns.【Methods】Athree-factorpotexperimentwasconducted,usingacontinuousleafyvegetableproductionsoil,andpepper(TianjiaoNo.6F1)andsoybean(DiandouNo.7)astestmaterials.Plantpatternsincludedpepper,soybeanmonoculture,and植物营养与肥料学报2024,30(1):137146doi:10.11674/zwyf.2023241JournalofPlantNutritionandFertilizershttp:/www.plantnutrifert.org收稿日期：20230529接受日期：20230827基金项目：云南省重大科技专项计划项目(202002AE320005-1)。联系方式：余众E-mail:；*通信作者夏运生E-mail:intercropping.Undereachpattern,threeNrates:0,100,200mg/(kg,soil)weresetupanddenotedasN0,N1,andN2;andeachNratecontainedAMFinoculationandnoinoculation(denotedasAMF,andNM).Afterharvest,theplantbiomass,Nconcentration,therootlengthandAMFinfectionratewereinvestigated.Soilsampleswerecollectedatthesametimeforthedeterminationofprotease,ureaseandnitratereductaseactivity,andnitrateandammoniumNcontent,andmyceliumdensity.【Results】AMFinoculation,Nrateandplantpattern,andtheinteractionofthethreefactorsshowedextremelysignificanteffectontheplantbiomass,rootlength,andAMFinfectionrate(P0.01).N1significantlyincreasedrootinfectionofpepperandsoybean,withthehighestinfectionrateunderintercroppingpattern.UnderN1condition,AMFinoculationsignificantlyincreasedplantbiomassandNuptake,butinhibitedrootelongationofpepperandsoybean,likely,intercroppingsignificantlyincreasedplantbiomassbutinhibitedrootelongation.N2rateincreasedsoilammoniumNandnitrateNcontentsignificantly,butAMFinoculationdecreasedrhizosphereammoniumNandnitrateNcontent,andintercroppingdecreasedpepperrhizospheresoilnitrateNandsoybeanrhizospheresoilammoniumNcontent.AMFinoculationandintercroppingincreasedtheactivitiesofsoilprotease,ureaseandnitratereductase.N1increasedsoilhyphaedensitysignificantly,AMFinoculationincreasedthatinintercroppedpepperrhizosphericsoil.【Conclusions】CombinedwithintercroppingandAMFinoculation,reducingNapplicationratecouldincreasetherootAMFinfection,increasehyphaedensityinsoil,enhancenitrogencyclingrelatedenzymeactivities,therebyimproveplantgrowthandrootelongation,increasenitrogenuptakeandtheutilizationrateofsoilN,andreducesoilNresidues.Intercropping,AMFinoculation,andNreductionisanprospectivecombinationmeasurementfortheefficientandsustainablefacilitiesvegetableproductioninYunnanProvince.Key words:continuouscroppingsoil;arbuscularmycorrhizalfungi;pepper-soybeanintercropping;nitrogenratereduction;nitrogencyclingenzymeactivity;hyphaedensity;soilnitrogenresidue设施蔬菜栽培由于其较高的人为可控性，一定程度上可以突破气候对作物生长的限制，实现农产品的反季节上市，成为蔬菜生产中最具活力的新型产业，我国设施栽培面积以每年 50%左右的速度迅速发展，初步形成了华南与西南、长江流域、黄土高原、云贵高原、北部高纬度及黄淮海与环渤海地区等六大蔬菜生产优势区域，截止 2017 年已达 3.7106hm2，成为世界上设施园艺面积最大的国家1。云南省作为蔬菜主要产区之一，叶菜类及经济效益较高的茄果类如辣椒、番茄等种植面积高达 62.19%，主要分布在昆明、晋宁、嵩明、通海、元谋等地。氮素作为植物生长的重要元素，在用量较少时植物生长随氮肥施用量的增加而明显加快2，但氮肥施用量过多反而会导致植物的生长受到抑制，并且会明显增加土壤的氮素累积。根据豆科植物生物固氮的优点，豆科与其他作物的间作在农业生产上的应用越加广泛，由此不难看出氮与豆科植物是间作系统的重要驱动因素3，根据前人研究发现，搭配不同的作物进行间作将会不同程度影响豆科作物的固氮作用4。大量研究3,57表明，不同作物在与豆科作物间作时均存在氮营养间作优势，且间作可以提高氮素利用效率和土壤酶活性，促进作物对氮的吸收和利用8。研究910证实，土壤中的丛枝菌根真菌(arbuscularmycorrhizalfungi，AMF)与植物根系共生后，其根外菌丝形成的菌丝网络不仅连接根与土壤，同时向土壤中广泛延伸，促进植物对无机养分如氮素和水分的吸收利用，提高养分利用效率，也有助于减少土壤无机氮的流失。因此，AMF 在植物土壤系统氮循环利用中扮演着重要角色，其作用机制主要在于建立共生体后，植物根系依赖 AMF 庞大的菌丝网络直接利用 NH4+-N、NO3-N 和简单形态的氨基酸11，且可以分泌碳化合物，给菌丝际微生物带来大量碳源，改变土壤微生物群落组成，进而提高相应酶活性。而当 AMF 与间作体系中作物共生时，可以更进一步促进作物对氮的吸收，进而促进作物生长1217，尤其是间作系统中的豆科植物接种 AMF后，总生物量和根长、根瘤数都会增加，从而促进氮素的吸收利用4。目前国内外研究主要集中在接种单一纯化的AMF 菌种1316或间作促进植株生长与氮吸收利用方面1620，已明确 AMF 对土壤肥力、结构及微生物学性状的改善效果和间作种植模式的潜力。前期研究已证明，辣椒与菜豆间作条件下，接种 AMF138植物营养与肥料学报30卷和施氮能促进宿主植物对土壤不同形态氮素的吸收利用2122。此外，根据调查，1 年种植 58 茬的叶菜施肥量明显比设施果菜栽培施肥量多，且连续的种植导致土地利用强度过大而退化，叶菜与果菜种植时分别采用的喷灌、滴灌施肥方式也会导致土壤养分的累积差异，因此合理的轮作方式可以有效改善土壤养分资源的利用23，改善土壤的退化问题。然而，设施叶菜连作土壤上关于 AMF、间作与不同氮水平对辣椒间作大豆植株氮利用和土壤氮残留的协同效应，及根际土壤酶活性和菌丝的反馈作用尚不明确。因此，本研究以设施叶菜栽培土壤和辣椒、大豆为研究对象，通过盆栽试验，探讨 AMF 与减氮对间作蔬菜与豆科植株生长、氮吸收利用与土壤酶活性和菌丝密度的影响，为强化宿主植物对土壤氮素的吸收利用和减少氮肥施用量，以及设施土壤养分资源高效利用和土壤质量提升提供理论依据。1 材料与方法1.1 供试材料1.1.1供试作物供试辣椒品种为“天骄六号F1”，大豆品种为“滇豆 7 号”，均购买于云南省昆明市小板桥种子交易市场。辣椒和大豆种子采用10%的 H2O2消毒，催芽参见刘圆圆等22的方法，待种子露白 1cm 左右开始播种。1.1.2供试土壤供试土壤采集于云南省曲靖市陆良县华侨农场(1024446E，2581N)大棚内叶菜多年栽培土壤，风干后过 2mm 筛，混匀后高压灭菌(121 间歇灭菌 2h)，晾置 1 周后收入密封袋中，基本化学性质为：pH7.51、有机质 36.61g/kg、碱解氮 184mg/kg、有效磷 12.4mg/kg、速效钾531mg/kg、电导率 0.80mS/cm2，对比土壤养分分级标准可知该土壤存在氮、钾残留量过高等退化问题。1.1.3供试 AMF 菌剂和无机氮采集云南省昆明市官渡区小哨乡(11395E，2718N)玉米、大豆间作试验田收获季节根际多点混合土壤，自然风干后在云南农业大学科研大棚内以玉米和三叶草为宿主植物，经与河沙、蛭石等混合扩繁后，获得包含 AMF侵染根段、菌丝片段和真菌孢子等的供试 AMF 混合菌剂，其中每 100g 菌剂含有 1.2103个 AMF 孢子。供试氮肥为分析纯尿素。1.2 试验设计试验共包含 3 个因素，AMF 菌剂、施氮水平、种植模式。设接种 AMF 菌剂 40g 处理(AMF)和接种 40g 灭菌菌剂+20mL 菌剂滤液对照(NM)；3 个施氮水平：0、100、200mg/kg 土24，分别记为N0、N1(减氮)、N2；种植模式设置辣椒、大豆单作和辣椒与大豆间作模式。共计 18 个处理，每个处理重复 3 次，共 54 盆。每盆装入 2kg 供试土壤，单作辣椒每盆种植 4 株，单作大豆每盆种植 6 株，间作每盆种植 2 株辣椒、3 株大豆。1.3 试验管理及收获植株生长 3 个月后，将植株全部收获，轻轻抖动根际收集根际土壤，于牛皮纸上晾干后过筛备用。用自来水和蒸馏水将植株冲洗干净，晾干。取出部分根样，剪成 1cm 左右根段，采用曲利苯蓝方格交叉法测定根长和 AMF 侵染率，剩余植株样经烘干(72，72h)、称重、粉碎后待分析。植株氮含量及土壤铵态氮、硝态氮含量测定参见土壤农化分析25，氮吸收量根据单位植株干重所对应的植株氮含量计算。土壤蛋白酶、脲酶及硝酸还原酶活性的测定参见土壤酶及其研究法26，其中土壤蛋白酶用 Folin-Ciocalteu比色法测定，脲酶用靛酚蓝比色法测定，硝酸还原酶用酚二磺酸比色法测定。土壤中菌丝密度根据 Jones 等的方法27用真空泵微孔滤膜抽滤法测定。1.4 试验数据处理试验数据使用 Excel2010 进行均值和标准差计算，用 SPSS19.0 统计软件进行三因素方差分析和LSD 多重比较。文中数据为平均值标准误差，三因素方差分析的结果用文字描述。2 结果与分析2.1 不同氮水平下接种 AMF 与间作对辣椒、大豆植株生长的影响经方差分析可知，AMF、施氮、种植模式及三者的交互作用对辣椒和大豆根系 AMF 侵染率、植株生物量和根长的影响达到显著水平(表 1)。由表 2 可知，N1 和 AMF 处理下，间作显著提高了辣椒和大豆根系的菌根侵染率。与 N0 相比，N1 处理均显著提高了辣椒、大豆根系的菌根侵染率，以 N1 间作处理的提升效果最佳。此外，无论施氮量多少和接种 AMF 与否，间作均显著增加了辣椒、大豆植株生物量，抑制了根系生长，并且不论间作和接种 AMF 与否，施氮处理同样显著增加了辣椒、大豆植株生物量，抑制了根系伸长。无论单作还是间作模式，减氮条件下，接种 AMF 显著增加了1期余众，等：接种丛枝菌根真菌配合氮肥减施对辣椒大豆间作体系氮素吸收的影响139辣椒、大豆植株生物量，抑制了根系生长。2.2 不同氮水平下接种 AMF 与间作对辣椒、大豆植株氮积累的影响经方差分析，AMF、施氮、种植模式对辣椒、大豆植株氮含量和氮吸收量有极显著影响(P0.01)，三者的交互作用对大豆植株氮吸收量影响达到显著水平(PN2N0。在相同施氮条件下，间作处理辣椒、大豆植株氮含量明显高于单作，增长幅度分别为 6.46%、15.14%。由图 1 可知，无论单作或间作，AMF 接种处理均显著提高了辣椒、大豆植株对氮素的吸收量。单作-NM 条件下，与 N0 处理相比，N1、N2 处理辣椒表 1 AMF 接种、种植模式和氮施用量对辣椒、大豆菌根侵染率、植株生物量及根长的效应分析Table 1 Variance analysis of AFM inoculation,N application rate and planting pattern on colonization rate,plantbiomass and root length of pepper and soybean plants处理Treatment菌根侵染率Colonizationrate(%)植株生物量Plantbiomass(g/plant)根长Rootlength(m/plant)辣椒Pepper大豆Soybean辣椒Pepper大豆Soybean辣椒Pepper大豆Soybean种植模式Plantingpattern(PP)*施氮水平Nrate(N)*NS*NS接种处理AMFtreatment(AI)*NSNS*PPN*NS*NSPPAI*NS*NAI*PPNAI*注：*P0.05；*P0.01；*P0.001；NS不显著。Note:*P0.05；*P0.01；*P0.001；NSNotsignificant.表 2 辣椒、大豆根系丛枝菌根真菌侵染率及植株生长状况Table 2 Mycorrhizal colonization rate and plant growth of pepper and soybean种植模式Plantingpattern氮处理Ntreatment接种处理AMFtreatment辣椒Pepper大豆Soybean菌根侵染率Colonizationrate(%)植株生物量Plantbiomass(g/plant)根长Rootlength(m/plant)菌根侵染率Colonizationrate(%)植株生物量Plantbiomass(g/plant)根长Rootlength(m/plant)单作MonocroppingN0NM1.20.1g20.50.6a1.00.1i14.20.9aAMF12.20.8d1.50.1ef17.51.4b11.31.0f1.40.3h12.41.2bN1NM1.80.8de18.51.0b2.20.1f12.01.1bcAMF15.90.7b2.40.2bc15.10.7cd16.71.1d2.40.0e10.60.8cdN2NM1.60.2ef15.50.4c1.60.2gh10.70.9cdAMF14.40.3c1.70.1de14.40.6cde14.51.2e1.70.1g7.61.1e间作IntercroppingN0NM1.40.1f14.90.7cd1.50.1h10.91.2bcdAMF16.81.7b1.90.2d12.31.5f21.21.4c3.40.1c9.60.8dN1NM2.40.1b13.70.3def2.80.1d7.31.0eAMF20.41.0a3.30.1a10.41.3g28.91.9a4.90.1a6.70.4eN2NM1.70.2de13.00.9ef2.20.1ef6.30.5eAMF11.41.9d2.20.1b9.00.5g23.22.0b4.10.1b4.81.0f注：N0、N1、N2处理施氮量分别为0、100、200mg/kg土，NM、AMF表示不接种和接种AMF菌剂。同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著(P0.05)。Note:N0,N1,andN2representNapplicationrate0,100,200mg/kgsoil;NMandAMFindicatewithoutandwithAMFinoculation.Differentsmalllettersafterdatainthesamecolumnindicatesignificantdifferenceamongtreatments(P0.05).140植物营养与肥料学报30卷植株氮吸收量分别增加了 89.0%、46.87%；大豆植株氮吸收量分别增加了 144.8%、70.1%。与 AMF-N1-单作处理相比，AMF-N1-间作处理下辣椒、大豆植株氮吸收量均显著提高，增幅分别为 62.3%、187.4%。2.3 不同氮水平下接种 AMF 与间作对设施土壤氮残留的影响经方差分析，接种 AMF、施氮量、种植模式及三者的交互作用对辣椒、大豆种植土壤铵态氮、硝态氮含量的影响均达到极显著水平(P0.01)。从图 2 可以看出，无论单作或是间作，相同施氮量下接种 AMF 均显著降低了土壤铵态氮和硝态氮含量。相同种植模式和接种 AMF 处理下，N2 处理的土壤铵态氮和硝态氮累积量均显著高于 N0 处理。相同施氮量和 AMF 处理下，间作种植模式下大豆根际土壤铵态氮含量显著低于单作，且辣椒根际土壤硝态氮含量也显著低于单作，最高降幅分别可达 92.02%、32.74%。2.4 不同氮水平下接种 AMF 与间作对设施土壤酶活性的影响经方差分析，发现接种 AMF、施氮量、种植模式对辣椒、大豆种植土壤蛋白酶、脲酶及硝酸还原酶活性的影响均达到极显著水平(表 3)，三者的交互作用对蛋白酶和脲酶活性影响分别达到 0.05、0.01显著水平。由表 4 可知，无论施氮及间作与否，接种 AMF 均明显增加了植物根际土壤中蛋白酶、脲酶及硝酸还原酶活性。在所有组合处理中，减氮(N1)处理土壤蛋白酶、脲酶及硝酸还原酶活性较 N0 处理均明显增加。同一施氮和接种 AMF 条件下，间作植物根际土壤蛋白酶、脲酶和硝酸还原酶活性均明显高于单作处理。2.5 不同氮水平下接种 AMF 与间作对设施土壤菌丝密度的影响经方差分析，AMF 接种、施氮量、种植模式对辣椒、大豆种植土壤菌丝密度的影响均达到极显著水平(P0.01)，三者的交互作用对菌丝密度的影响达fdeeeccdebcdabc0306090120N0N1N2N0N1N2单作Monocropping间作Intercropping单作Monocropping间作Intercropping单作Monocropping间作Intercropping单作Monocropping间作Intercropping植株氮含量(g/kg)NMAMFeddedccdccdbab03570105140N0N1N2N0N1N2hifggdefghefgcab0250500750N0N1N2N0N1N2fdeebdebddac0100200300400N0N1N2N0N1N2植株氮吸收量(mg/plant)辣椒 Pepper辣椒 pepper大豆 Soybean大豆 Soybean Nitrogen content of plantNitrogen uptake of plant图 1 不同种植模式、施氮量和 AMF 处理下辣椒和大豆植株氮含量和氮吸收量Fig.1 N concentration and uptake amount of pepper and soybean plants as affected by planting pattern,N rate and AMF inoculation注：N0、N1、N2 处理施氮量分别为 0、100、200mg/kg 土，NM、AMF 表示不接种和接种 AMF 菌剂。柱上不同小写字母表示处理间差异显著(P0.05)。Note:N0,N1,andN2representNapplicationrate0,100,200mg/kgsoil;NMandAMFindicatewithoutandwithAMFinoculation.Differentsmalllettersabovethebarsindicatesignificantdifferenceamongtreatments(P0.05).1期余众，等：接种丛枝菌根真菌配合氮肥减施对辣椒大豆间作体系氮素吸收的影响141到显著水平(P0.01)。从图 3 可以看出，接种 AMF根际土壤菌丝密度在 0.372.26m/g。不论间作还是单作，N1 处理土壤菌丝密度较 N0 显著增加。无论施氮与否，间作大豆根际土壤菌丝密度与单作大豆相当，而间作辣椒根际土壤菌丝密度显著高于单作辣椒。3 讨论3.1 AMF 与减氮对间作作物根系菌根侵染的影响辣椒是云南设施主要栽培作物，由于大量施用化学肥料尤其是氮肥，加上设施大棚特殊的环境条件，造成设施蔬菜种植土壤耕层氮残留严重4，植株生长发育不良，会严重影响蔬菜产量和品质。研究表明，减施氮肥与常规施氮相比，可以使氮肥利用率显著提高，并有利于植物对养分的吸收，AMF 侵入植物根系后会与其形成共生体，强化宿主对养分的吸收和利用，而间作则能促进 AMF 对植物根系的侵染2728。本研究发现，AMF 与辣椒、大豆均可形成良好的共生关系，促进宿主植株生物量的增加。此外，低氮和接种 AMF 条件下，间作宿主植物根系菌根侵染率有所增加，根长受到抑制，可见合适的土壤氮施用条件下接种 AMF 依靠菌丝网络对养分的强化吸收及间作对养分资源的高效利用，虽然弱化了根系的作用却有利于植物的地上部生长，而高氮条件则不利于 AMF 对植物根系的侵染及更好的发挥作用。3.2 AMF 与减氮对间作植株氮累积和生长的影响AMF 与宿主植物形成互惠共生体，在植物代谢过程中通过不同途径和方式影响宿主植物和 AMFggfecaigfiigfdbijh0204060N0N1N2N0N1N2N0N1N2单作辣椒Monocroppingpepper单作大豆Monocroppingsoybean间作IntercroppingNMAMFedcfgbcafgefgdfgefdhgbiief04080120N0N1N2N0N1N2N0N1N2单作辣椒Monocroppingpepper单作大豆Monocroppingsoybean间作Intercropping铵态氮含量(mg/kg)硝态氮含量(mg/kg)Ammonium nitrogen contentNitrate nitrogen content图 2 不同种植模式、施氮和 AMF 处理下土壤铵态氮和硝态氮含量Fig.2 The contents of ammonium and nitrate nitrogen in soil under different planting patterns,N rates and AMF treatments注：N0、N1、N2 处理施氮量分别为 0、100、200mg/kg 土，NM、AMF 表示不接种和接种 AMF 菌剂。柱上不同小写字母表示处理间差异显著(P0.05)。Note:N0,N1,andN2representNapplicationrate0,100,200mg/kgsoil;NMandAMFindicatewithoutandwithAMFinoculation.Differentsmalllettersabovethebarsindicatesignificantdifferenceamongtreatments(P0.05).表 3 处理因素对辣椒、大豆种植土壤蛋白酶、脲酶和硝酸还原酶活性的影响方差分析Table 3 Variance analysis of the effects of treatment factors on the protease,urease and nitrate reductase activities in pepperand soybean planting soils处理因素Treatmentfactor蛋白酶Proteaseg/(gh)脲酶Ureaseg/(gh)硝酸还原酶Nitratereductaseg/(gh)辣椒Pepper大豆Soybean辣椒Pepper大豆Soybean辣椒Pepper大豆Soybean种植模式Plantingpattern(PP)*施氮量Nrate(N)*接种处理AMFtreatment(AI)*PPN*PPAI*NAI*PPNAI*Note:*P0.05;*P0.01.142植物营养与肥料学报30卷的生长发育29，且 AMF 与间作玉米和大豆共生时，AMF 帮助间作植物吸收更多养分如磷、氮等，在促进间作植株生长的同时，间作玉米和大豆也会将更多的碳水化合物提供给 AMF，供其生长发育30。大豆与玉米套作时，AMF 易侵染的植物对施氮较为敏感31，AMF 只有在一定施氮量条件下才能促进作物生长，施氮量过高反而会影响 AMF 侵染11。不过本研究发现，在间作模式下，不管施氮与否，接种AMF 的辣椒和大豆生物量均有增加。周洪印等21通过不同量有机氮的施用对间作辣椒、菜豆生长影响进行了研究，发现有机氮施用也促进了辣椒、菜豆的生长。吴艳芬等11研究发现，接种 AMF 能为大豆根瘤菌提供充足的能量而促进植物固氮，提高植株氮累积，进而促进大豆的生长发育。张慧等32研究表明，AMF 接种能帮助植物从土壤中吸收氮，从而使土壤中氮含量降低，提升植株氮含量，而有关 AMF侵染植物对磷的吸收，任爱天等33研究表明，不同 AMF 和植物的相互适应程度不同，使得共生体间对磷的摄取存在差异性，导致植株氮磷比变化也各有差异。3.3 AMF、减氮与间作对土壤氮残留的影响土壤铵态氮和硝态氮是植物可直接吸收利用的两种主要无机氮，是植物的重要氮源，不过有机态氮是土壤氮素的主要存在形态。部分研究证实植物与微生物共生比植物吸收氮素能力更高，其中AMF 与植物根系形成共生关系后，不仅有利于提高植株对土壤氮素吸收的竞争力，帮助宿主植物获取根际土壤不同形态氮素，而且通过加速有机态氮的矿化，可减少土壤中氮的残留1922。本研究发现，施氮增加了辣椒和大豆植株氮的吸收和累积，以及土壤铵态氮和硝态氮含量，而接种 AMF 显著降低了土壤铵态氮和硝态氮含量，间作后植株根际土壤氮残表 4 不同施氮量和 AMF 处理下各种植模式土壤蛋白酶、脲酶和硝酸还原酶活性Table 4 The activities of protease,urease and nitrate reductase in various planting pattern soils as affected byN application rate and AMF inoculation种植模式Plantingpattern施氮处理Ntreatment接种处理AMFtreatment蛋白酶g/(gh)Protease脲酶g/(gh)Urease硝酸还原酶g/(gh)Nitratereductase单作辣椒MonocroppingpepperN0NM15.972.51f10.030.47l1.570.32iAMF26.251.20de19.882.29ij1.670.28hiN1NM19.282.77f12.871.32k2.220.42fghAMF35.172.07c26.562.13ef3.060.28cdN2NM31.641.84cd24.142.50fg2.690.28defAMF41.691.76b37.000.81c2.960.42cde单作大豆MonocroppingsoybeanN0NM20.983.81ef11.080.29kl1.570.09iAMF25.711.42de21.460.74hi1.940.16ghiN1NM27.302.70d17.820.14j2.220.16fghAMF29.401.84cd27.300.23e2.410.09efgN2NM30.442.45cd23.300.46gh2.960.09cdeAMF33.831.84c33.670.68d3.430.09bc间作IntercroppingN0NM35.533.81c21.560.27ghi1.940.48ghiAMF49.734.76b37.312.44c2.500.28defgN1NM42.704.45b28.251.50e2.780.56defAMF63.471.18a52.681.80a3.890.28abN2NM46.032.58b32.252.05d3.060.28cdAMF65.783.37a41.101.20b4.350.16a注：N0、N1、N2处理施氮量分别为0、100、200mg/kg土，NM、AMF表示不接种和接种AMF菌剂。同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著(P0.05)。Note:N0,N1,andN2representNapplicationrate0,100,200mg/kgsoil;NMandAMFindicatewithoutandwithAMFinoculation.Differentsmalllettersafterdatainthesamecolumnindicatesignificantdifferenceamongtreatments(P0.05).1期余众，等：接种丛枝菌根真菌配合氮肥减施对辣椒大豆间作体系氮素吸收的影响143留也明显减少。刘圆圆等22通过施用不同形态氮和接种 AMF 对辣椒间作菜豆植株氮利用的研究，发现间作种植模式下，蔬菜及豆科植株氮吸收量均得到增加。李银坤等34通过研究不同水氮条件对设施蔬菜种植土壤铵态氮浓度的影响，证实施氮量的增加是导致土壤铵态氮浓度增高的主要原因，且相同施氮水平下，间作处理土壤硝态氮累积量均低于单作。Asghari 等35在 AMF 侵染的植物土壤滤出液中，发现铵态氮和硝态氮浓度均有所降低。3.4 AMF、减氮与间作对土壤酶活性的影响土壤酶属于具有催化功能的蛋白质，酶活性的高低直接影响土壤养分转化速率和土壤供肥能力3。其中，蛋白酶、脲酶及硝酸还原酶关系着土壤氮素转化过程，是评价土壤肥力和土壤状况的重要指标。刘圆圆等22通过研究不同氮形态与接种 AMF 对辣椒间作菜豆植株生长及酶活性的影响，发现适量施用有机氮接种 AMF间作复合处理下，根际土壤蛋白酶、脲酶及硝酸还原酶活性相对较高。本研究结果也显示，接种 AMF 后，辣椒和大豆根际土壤蛋白酶、脲酶及硝酸还原酶活性均得到较大提高，而减氮施用和间作则还显著增加了土壤蛋白酶、脲酶及硝酸还原酶活性。说明在一定施氮量条件下