黄土高原旱地小麦根际AMF多样性与氮肥运筹的协同机制研究

There are significant benefits in wheat yield achieveing, fertilizer policy and preventing pollution from environment and freshwater through fertilizer applying properly via enhancing AMF function in N uptaking.This project is mainly engaged in the relationship between AMF biodiversity and nitrogen use efficiency (NUE) based on different cultivation techniques for wheat in dryland condition of Loess plateau. Synergy ascension effect mechanism should be detected by analyzing component of AMF biodiversity according the pattern of N supplying and translocation from AMF to host plants．The roles of AMF in the N allocation in host plants and the related ecological significance at community and ecosystem levels will be elucidated，this can benefit to create a new wheat cultivation techniques and some issues to be further elucidated on the N metabolism in the wheat root-AMF symbiote.

科学施氮以及提升菌根对土壤氮素的转运对于确立黄土高原旱地小麦土壤培肥目标、提高小麦产量、减缓环境与水质污染意义重大。本项目以旱地小麦根系及根际土壤为研究对象，拟研究不同栽培措施结合施氮条件下，土壤氮素转运、氮素组分残留与根际AMF(丛枝菌根真菌)多样性变化的关系以及双向调节机制。借助山西农业大学黄土高原旱地小麦定位试验站（1978-至今，山西闻喜）这一平台，立足旱地小麦不同栽培措施及施氮梯度的周年试验，通过对小麦不同生育期土壤氮素组分及氮素利用效率的测定、并采用目前最为先进的宏基因组测序技术对根际AMF多样性进行分析，研究氮肥运筹与AMF多样性变化的关系，以探明AMF多样性的菌根群落构成与土壤氮素利用效率的协同提升效应机理，充分挖掘旱地小麦高效利用氮素资源的土壤生物学潜力，为建立黄土高原旱地小麦基于菌根群落结构优化下的氮素高效利用的可持续高产高效栽培技术体系提供依据。

小麦是人类最重要的粮食作物之一，全世界1/3以上的人口以小麦为主食。我国黄土高原是传统的旱地小麦种植区，小麦在本区域农业生产与生活中占有重要地位。特殊的地理环境与气候类型、特别是产量受自然降水的制约、增施化肥的报酬递减效应以及由此产生的环境与生态污染的严峻问题，这些因素决定了这一区域的小麦产量的提高不能以单一的增市化肥来实现。同时，在农业发展“双减一增”的新形势下，通过合理可行的栽培技术措施，研究评价小麦菌根对肥料利用协同提升效应与增产的作用，提高旱地小麦水肥生产效率，挖掘生产潜力，对这一区域的小麦生产、产业发展与粮食安全意义重大。.本项目以黄土高原旱地小麦根际土壤为研究对象，研究了不同栽培措施结合施氮条件下，土壤氮素转运、氮素组分残留以及根际土壤AMF(丛枝菌根真菌)多样性的变化。通过对小麦不同生育期土壤氮素组分及氮素利用效率的测定、根际土壤AMF多样性的测定，分析了随着小麦生育期推进，不同耕作措施下，不同施氮量以及不同土层下AMF多样性变化的规律。.研究表明：1、随着小麦生育期推进（初冬-春-夏），根际AMF多样性呈明显先下降后上升趋势，小麦越冬期前（P1时期，初冬）与成熟期（夏季）多样性最丰富。2、随着施氮量的增加，根际AMF多样性呈底—高—底的变化曲线，说明在不同立地条件下，合适的施氮量增加了AMF的多样性与丰度指数，有利于根际菌根群落的形成。3、不同土层AMF多样性的变化与小麦不同生育期、耕作措施与施氮量均有关系。.通过研究，探明了旱地小麦不同立地下AMF多样性形成的菌根群落构成与土壤氮素利用效率的协同提升关系，为建立旱地小麦基于菌根群落结构优化下合理施氮以及氮素高效利用的可持续高产高效栽培技术模式提供了借鉴与依据。

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