植烟土壤微生物在烟株营养吸收转化中的作用

植烟土壤微生物在烟株营养吸收转化中的作用

日期：2009/7/710:28:22作者：雷丽萍来源：云南省烟草农业科学研究

院

土壤微生物主要是由细菌、真菌和放线菌三大类群及氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌、好气性自生固氮菌、嫌气性自生固氮菌、纤维素分解菌、磷细菌、硅酸盐细菌等微生物类群组成。上述微生物生理群与土壤肥力关系极为密切。土壤放线菌类群是进行异养活动的微生物，对有机质具有较强的分解能力，其中相当多的是分解木素、单宁及一般微生物难以分解的腐殖质，并产生多种抗生素类物质。土壤细菌类群中少量是自养细菌，可以使土壤中无机化合物氧化，使土壤中的养分转化。亚硝酸细菌把铵氧化成亚硝酸，硝酸细菌把亚硝酸进一步氧化成硝酸。土壤中异养细菌数量多，种类复杂，其共同点是能分解有机质。好气性细菌在有氧条件下，可以迅速分解有机质。土壤真菌都是异养微生物，其中多数能利用无机氮，也有部分即能利用有机氮又能利用无机态氮。土壤真菌在土壤中的主要的作用是分解有机残体，并能形成一定量的腐殖质，改善土壤物理状态，真菌菌丝的交错缠绕作用还可使土粒紧密结合改善土壤结构。

优质烟田土壤微生物区系构成合理，不同施肥技术下烟田土壤微生物的数量和组成上有很大差异，并与烟叶产量、质量相关。关于微生物对土壤养分的转化和吸收以及对烟草营养的促进作用，集中于菌根对N、P、K的转化与吸收研究。

大多数植物的根系可以与特定的土壤真菌形成菌根共生体(Mycorrhizasymbiosis)，能与植物形成菌根的真菌称为菌根真菌。真菌专化性寄生植物根系外皮层，形成外源菌丝体，帮助植物从土壤中吸收矿质养分，同时真菌从寄主光合产物中获得碳水化合物(Azcon-AguilarC etal.1994)。目前已经确知，菌根在生态系统养分循环及保护植物抵御不良环境胁迫中起关键作用(BareaJM etal.1995)。根据菌根真菌组织是否形成菌鞘、是否进入寄主根皮层细胞，传统上将菌根分为三大类型：外生菌根(Ectomycorrhiza)、内生菌根(Endomycorrhiza)和内外兼生菌根(Ectoendomycorrhiza)。

内生菌根又可分为丛枝菌根(AM)、杜鹃类菌根(Ericaceousmycorrhiza)和兰科菌根(Orchidaceousmycorrhiza)。其中，AM的胞间菌丝无隔膜，胞内菌丝呈丛枝状(Arbuscular)典型结构。AMF属于结合菌纲，毛霉目，内囊霉科，可以和85%以上陆生植物形成共生体，具极其重要的生态及经济价值。

AM对植物的有益作用：扩大寄主植物根吸收面积，提高植物根系间矿质养分的循环，增强寄主植物光合作用及水分循环运转，增强寄主植物的抗病性。

一、丛枝菌根真菌对烟草钾的吸收的影响我国大部分植烟土壤中磷、钾含量不足，加之土壤中磷、钾元素较难分解利用或易于流失而利用率较低。VA菌根促进了烟草对矿质营养的吸收利用，特别是磷含量在旺长期提高较显著，适合烟草生长前、中期对磷素吸收量较大的需要，并对促进蛋白质的合成和分解、光合、磷酸化作用、三羧酸循环以及协调氮、钾元素的吸收代谢具有重要作用。刘延荣等(1997)选用球囊霉属Glomus的变形球囊霉G.versiforme近球明囊霉

G.claroideum和摩西球囊霉G.mosseae接种于烟株，发现接种后50天和80天，生长量提高，明显促进烟株前期生长。对烟叶中氮、磷、钾含量的测定表明：移栽80天后，接种VA菌根菌可以促进上部2烟叶中氮含量，比对照增加了11.6%；总磷含量平均提高21.1%；钾含量总平均增加14.6%。表明接种VA菌根菌促进了氮、磷、钾的吸收利用，烟叶中磷和钾含量的增加，有利于烟叶内在品质的改善。各接种处理使烟叶产量增加，多菌株混合接种稍好于单菌株接种。对

烟叶的化学成分的分析表明接种处理的烟叶中，各化学成分含量协调，烟叶品质较好。

二、营养元素与VA菌根的协同作用及对烟草生长的影响

（一）钾元素与AM真菌的协同作用

1.AM真菌接种解除K胁迫，提高烟草生长量和生物量一般认为烟叶含钾量

正常为2%~8%，优质烟叶含钾量应大于2.5%。但我国烟

叶的含钾量平均只有1.8%（胡国松等1997）。目前只有通过施用钾肥提高烟叶含钾量。接种VA菌根可促进烟草对N以及矿物质元素P和K的吸收（刘延荣等1997）。李登武等（2003）则研究施钾量与接种AM真菌对烤烟K累积量与分配的影响发现，不同施钾水平下，AM真菌对烤烟不同生长时期烟叶含钾量的影响极显著（PV0.01）。而同一施钾水平下，AM真菌对烤烟不同生长期含钾量的影响为：旺长期、成熟期的菌根效应明显高于伸根期。AM真菌在高钾水平下，不利于菌根效应的发挥，降低了烟叶含钾量。菌根菌与施钾量二者组合对烤烟烟叶含钾量的提高作用在生长中、后期最为显著，接种AM真菌对烤烟整株烟叶含钾量的影响，主要是提高了上、中、下位叶的含钾量，进而提高了整株烟叶的含钾量。接种AM真菌还可以提高钾在烟叶中的分配比例，降低K在茎中的分配比例，当施钾（KO）水平在0.75~1.125g.kg-i时，接种AM真菌对提高烤烟伸根期、旺长期、成熟2期烟叶含钾量的效果最好。

2.钾对外生菌根真菌的影响外生菌根不仅能吸收土壤中的有效钾，而且还

能利用土壤中的某些无效钾

（HuangJG etal.1996）。对植物来说，无效钾一般难于被吸收利用（KongT etal.1987）。目前认为，外生菌根真菌和菌根吸收与活化无效钾的机理是因为它们的外延菌丝的数量多，比表面积大，与土壤广泛接触，益于接触吸收HarleyJL etal.1983）。但菌根真菌体内的养分含量也必然会影响它们吸收和传递养分的过程（MarksGC etal.1973）。因此，用接触面积大的观点也难于完整地解释它们吸收与活化土壤无效钾的机理。

袁玲等（2001）用无钾、低钾、中钾和高钾的液体培养基培养外生菌根真菌14~21d,随着钾离子浓度的降低，外生菌根真菌分泌H+和草酸的速率提高。由于

H+能取代2：1型粘粒矿物晶层和晶格内的钾,草酸能络合矿物中的Fe、Al离子，促进AlO八面体风化，推测菌根真菌和菌根活化土壤无效钾的能力在低钾时较强，在高钾时较弱。在外生菌根真菌分泌的H+中，溶液中草酸电离产生的H+仅占H+总浓度的13.51%，因此，草酸电离可能不是它们的主要来源，而是一些目前尚未知道的有机酸。关于有机酸的种类、数量，特别是在无钾和低钾条件下，外生菌根真菌分泌哪些有机酸还需要深入研究。此外，液体培养基中的钾离子不同程度地影响外生菌根真菌体内的氮和钾含量，而对鳞含量的影响不大。环境中的钾离子供应影响了真菌菌丝对养分的吸收。各处理菌根真菌含钾量的大小顺序为：无钾＜低钾＜中钾＜高钾（Pt441和Cgsiv稍有例外），即真菌吸收钾的数量随着供钾量的增加而提高。在自然条件下，随着土壤含钾量的提高，外延菌丝吸收钾的数量也可能随之增加。

3.AM真菌和钾共同施用对烟草植株钾素累积和分布的交互效应

贺学礼等（2003）采用盆栽试验，研究不同施K水平下接种AM真菌摩西球

囊霉（Glomusmosseae）对烤烟烟叶生长和植株中K素累积和分布的影响结果表明，不同施K水平对AM真菌的接种效果有显著的影响，以每公斤土施KO0.75〜

2

1.125g时接种效果最好。接种AM真菌提高了烟草根系菌根侵染率，增加了烟叶