種植轉(zhuǎn)植酸酶玉米對(duì)土壤磷形態(tài)及含量的影響.pdf

1、與傳統(tǒng)玉米生產(chǎn)的飼料相比，轉(zhuǎn)植酸酶玉米飼料可以提高單胃動(dòng)物對(duì)磷素的利用率，但是導(dǎo)入的植酸酶基因由于增加了磷的活性，可能會(huì)導(dǎo)致潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。一方面，轉(zhuǎn)植酸酶玉米通過(guò)向土壤釋放植酸酶而直接影響土壤磷的構(gòu)成和水平;另一方面，轉(zhuǎn)植酸酶玉米的根系、秸稈等作物殘?bào)w化學(xué)組成或質(zhì)量的變化會(huì)進(jìn)一步影響土壤生物群落和土壤生化活性，間接影響包括土壤無(wú)機(jī)和有機(jī)磷的固定和礦化釋放過(guò)程。本研究首先在田間定位實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，調(diào)查種植轉(zhuǎn)植酸酶玉米對(duì)土壤磷素含量和組成的

2、影響;然后，基于轉(zhuǎn)植酸酶玉米通過(guò)根系向外分泌植酸酶活化土壤磷素和叢枝菌根真菌與磷的密切相關(guān)性，通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步分析添加不同磷源和接種叢枝菌根真菌情況下，轉(zhuǎn)植酸酶玉米對(duì)土壤磷素組成和植物磷吸收的影響。
　　實(shí)驗(yàn)一，基于田間定位實(shí)驗(yàn)，通過(guò)連續(xù)兩年定期采樣研究轉(zhuǎn)植酸酶玉米和親本玉米對(duì)土壤磷和土壤肥力的影響，研究結(jié)果如下:
　　1)與親本相比，種植轉(zhuǎn)植酸酶玉米對(duì)土壤磷的影響強(qiáng)烈依賴于采樣時(shí)間和磷素形態(tài)，在特定的玉米生長(zhǎng)季種植轉(zhuǎn)植酸

3、酶玉米土壤活性磷（微生物生物量磷、水溶態(tài)磷、碳酸氫鈉提取態(tài)無(wú)機(jī)磷、碳酸氫鈉提取態(tài)有機(jī)磷）和中等活性磷（氫氧化鈉提取態(tài)無(wú)機(jī)磷和有機(jī)磷）含量顯著低于親本，而對(duì)難溶性磷（稀鹽酸提取態(tài)無(wú)機(jī)磷、濃鹽酸提取態(tài)無(wú)機(jī)磷和有機(jī)磷）和殘留態(tài)磷含量沒(méi)有顯著影響。種植轉(zhuǎn)植酸酶玉米顯著提高土壤植酸酶活性，在多數(shù)采樣期顯著提高堿性磷酸酶活性，降低蔗糖酶和脲酶活性。種植轉(zhuǎn)植酸酶玉米對(duì)土壤速效磷、速效鉀含量在某些采樣期有顯著影響，但這種影響沒(méi)有持續(xù)下去;對(duì)pH、全磷、

4、有機(jī)碳和全氮?jiǎng)t沒(méi)有顯著影響。
　　2)轉(zhuǎn)植酸酶玉米植株和根系磷含量顯著高于親本玉米含量;在2012年和2013年成熟期轉(zhuǎn)植酸酶玉米植株氮含量顯著低于親本含量，根系氮含量則在2012年成熟期、2013年抽穗期和成熟期出現(xiàn)上述差異;而植株鉀含量在兩年采樣季轉(zhuǎn)植酸酶玉米和親本玉米含量未見(jiàn)差異。
　　實(shí)驗(yàn)二，基于室內(nèi)調(diào)控實(shí)驗(yàn)，通過(guò)施用不同磷源和接種叢枝菌根真菌（AMF），研究轉(zhuǎn)植酸酶玉米對(duì)磷含量和組成的影響，研究結(jié)果如下:
　

5、　1)與親本相比，轉(zhuǎn)植酸酶玉米對(duì)土壤磷形態(tài)的影響強(qiáng)烈依賴于磷源形態(tài)和AMF的接種與否，轉(zhuǎn)植酸酶玉米顯著提高了接種AMF時(shí)土壤MBP、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi和NaOH-Po含量，降低了H2O-Pi和Conc.HCl-Po含量;不接種AMF時(shí)顯著提高了MBP、Conc.HCl-Po;在施用不同磷源時(shí)，轉(zhuǎn)植酸酶玉米對(duì)不同形態(tài)的磷影響不同，施用Phytate-Na顯著增加了土壤有機(jī)磷含量，而施用NaH2PO4顯著增加土壤活性無(wú)機(jī)磷含

6、量，不同磷源對(duì)活性和中等活性磷影響大于難溶性磷。接種AMF降低了土壤難溶性磷和部分有機(jī)磷的含量。磷源、AMF及與轉(zhuǎn)植酸酶玉米的交互作用對(duì)大部分磷素形態(tài)有顯著影響。轉(zhuǎn)植酸酶玉米均有降低土壤全磷和速效磷的趨勢(shì)，但差異不顯著。施用NaH2PO4增加土壤速效磷含量。種植轉(zhuǎn)植酸酶玉米均增加土壤植酸酶和堿性磷酸酶活性，且施用Phytate-Na提高兩種酶活性。轉(zhuǎn)植酸酶玉米和親本蔗糖酶活性沒(méi)有顯著差異，在接種AMF時(shí)轉(zhuǎn)植酸酶玉米顯著降低土壤脲酶活性。

7、
　　2)對(duì)于植株和根系磷，轉(zhuǎn)植酸酶玉米均顯著增加其含量，且以NaH2PO4為磷源和接種AMF增加了植株和根系磷含量。轉(zhuǎn)植酸酶玉米對(duì)植株和根系氮、鉀影響較小。轉(zhuǎn)植酸酶玉米的生物量較親本均增加，且以NaH2PO4為磷源和接種AMF影響更為顯著。
　　綜上所述，田間定位實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明種植轉(zhuǎn)植酸酶玉米只在一些采樣期對(duì)某些活性磷和中等活性磷有顯著影響。而室內(nèi)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)在不同磷源、菌根真菌作用下，種植轉(zhuǎn)植酸酶玉米對(duì)土壤有機(jī)磷的影響大