水炭菌与丛枝菌根真菌对玉米锌吸收的协同作用：菌丝网络与根际过程的作用

《Plant and Soil》：Synergistic effects of hydrochar and arbuscular mycorrhizal fungi on zinc uptake in maize: Roles of mycelial networks and rhizosphere processes

　　

摘要

背景与目的

尽管水炭材料有望提升作物根系对锌的吸收能力，但其作用机制仍不十分清楚，这限制了其在农业中的应用。研究推测，菌丝活动以及菌丝圈和根际土壤中的锌动态变化是主要作用机制，需进一步深入研究。

方法

为研究玉米的生长情况，建立了具有五个隔间的根箱系统，设置了三种不同比例的水炭材料添加量以及两种不同浓度的AMF接种量。通过电感耦合等离子体光谱法检测植物体内的总锌含量和土壤中的有效锌含量。高效液相色谱法和总有机碳分析仪分别用于测定低分子量有机酸和溶解性有机物的浓度。此外，还运用傅里叶变换红外光谱法检测水炭材料表面的官能团。

结果

添加水炭材料后，AMF介导的锌吸收效率提升了74.2%，使得玉米植株内的总锌积累量增加了54%。水炭材料还促进了菌丝生物量的增长、甲酸的分泌以及菌丝圈内总有机物的含量，这使得DTPA结合态锌的含量几乎增加了一倍。同时，水炭材料还将根际中的锌重新分配为碳酸盐结合态和氧化锰结合态，降低了游离锌的浓度。

结论

水炭材料与AMF共同促进玉米锌吸收的机制在于：水炭材料能够促进AMF菌丝的生长，进而推动菌丝分泌物在菌丝圈中促进锌的迁移，并促使根际中锌的形态发生转变。这一过程最终通过根系和菌丝两种吸收途径提升了玉米对锌的吸收效率。