菌根真菌与铁还原菌互作对红壤固定态磷活化机制研究

Phosphorus fixation in red soil, which is rich with variable-charge mineral, is rather strong, which results in the accumulation of phosphorus in soil. The relationship of iron and phosphorus is the key factor that restricts the high efficiency use of the fixed phosphorus in red soil. Most of the study on the activation and desorption of phosphorus in red soil was concentrated in the chemical process, less is from the rhizosphere microbiology, which results in the low use efficiency of the phosphorus. .The aim of this proposal is to take the transformation of the iron oxide in red soil as subject: firstly, the two-compartment root box cultivation is collected, to study the activation of the Fe(Ⅲ)-absorbed phosphorus with double inoculation with AFM and IRB(iron reducing bacterial); secondly, the artificial absorbed phosphorus oxide is collected to study the coordinate process of desorption of the phosphorus by IRB and absorption by AFM; thirdly, "Available phosphorus" is added to study the "priming effect" of the activation of the fixed phosphorus by AFM and IRB. Through this research, the interaction mechanisms of iron-reducing bacteria and mycorrhizal fungi in activation and efficient use of phosphorus were expected to be undersdood, which will help to explain the process of the activation process of fixed phosphorus in red soil, and provide some realistic guidence for agricultural production.

以可变电荷矿物为主的酸性红壤对磷的固定相当强烈，导致磷素在土壤大量累积，已受到广泛关注；铁-磷的关系是制约红壤固定态磷高效利用的关键，过去的研究主要集中在其化学过程，缺少从根际微生物角度对固定态磷高效活化与高效利用协同效应研究，导致红壤磷素利用效率较低。.本研究以对磷强烈固定的红壤铁氧化物形态转化过程为对象，拟利用隔网根箱系统，通过菌根真菌和铁还原菌根际生物互作，研究菌根真菌与铁还原菌双接种对Fe(Ⅲ)结合态磷活化释放过程的影响，揭示其释放强度；利用人工合成吸附态磷氧化物，研究铁还原菌对吸附态磷解吸附的转化过程与菌根真菌磷吸收过程的协同机理；采用添加"有效磷"调节铁还原菌与菌根真菌协同对固定态磷活化的"激发效应"，揭示菌根真菌与铁还原菌双接种增强红壤固定态磷活化利用、改善植物磷营养的机制，为红壤磷素的高效活化与利用提供理论和技术支撑。

本项目针对华南红壤区集约化作物生产过程中出现的、具有华南特色的红壤磷养分资源高效利用的重大问题。本研究从根系主导的、菌根真菌根外菌丝诱导铁还原菌对红壤固定态磷素高效活化与利用的几个过程（结合态磷活化、吸附态磷解吸附、微生物转化与植物吸收过程）协同进行研究，实现固定态磷素高效活化、转化与高效利用的同步。通过以对磷强烈固定的红壤铁氧化物形态转化过程为对象，拟利用菌根真菌和铁还原菌互作，理解菌根真菌根外菌丝分泌物诱导铁还原菌在菌丝际定殖及其与菌丝的互作机理，明确二者在菌丝际促进红壤结合态磷的活化、吸附态磷的解吸附及其微生物转化过程；探索提高吸附态磷解吸附和微生物转化过程的耦合途径。.本项目完成了研究菌根真菌与铁还原菌互作如何通过影响铁形态的转化，从而间接影响固定态磷的活化与转化过程；揭示菌根真菌诱导菌丝际铁还原菌在提高结合态磷的活化、吸附态磷的解吸附和微生物转化过程及其耦合机制。.1）铁还原菌对红壤铁氧化物具有还原作用，菌根真菌根外菌丝的分泌物对铁还原菌具有营养和调控作用。在菌根真菌存在的条件下，在菌丝际接种铁还原菌，探讨菌根真菌与铁还原菌互作对红壤中不同铁氧化物的还原过程的影响，明确菌丝际土壤施加磷时其菌丝际铁氧化物物种变化过程中对磷的生物有效性影响。.2）红壤铁氧化物还原后，对土壤中有效磷的吸附增加，但是土壤颗粒对有效磷的吸附是动态过程，吸附与解吸附是动态变化的，受到根际微生物的影响。在菌根真菌存在的条件下，研究菌丝际铁还原菌在吸附态磷动态变化中的作用，理解吸附态磷的解吸附（水溶性磷）和微生物量磷的动态变化，通过上述磷素的动态变化分析菌根真菌与铁还原菌在吸附态磷的解吸附和微生物转化过程及耦合机制。