中文摘要：

由于土壤对磷的强烈固定，土壤中全磷含量高而有效磷含量低，提高磷肥当季利用率和土壤累积态磷的活化利用是农业资源领域的重大问题；土壤磷的活化和高效利用与作物根系-微生物、微生物-微生物之间的相互作用密不可分，揭示根际和菌根菌丝际生物互作机制是国际科学研究的前沿。本课题以前期建立的研究根际和菌丝际的三室和五室隔网根箱法、菌根真菌纯菌丝培养的玻璃珠法、跟踪根分泌物在微生物群落中转化的13C-RNA-SIP法等技术为研究手段，构建作物-根系-菌根真菌纯培养体系，研究根瘤菌、菌根真菌及其互作对不同磷效率基因型作物根系形态构型和生理活性以及根际酸化作用的影响，探明菌根真菌与根瘤菌协同强化土壤磷的活化和利用的机制，研究作物磷营养状况对菌根菌丝生长发育及其磷活化利用的影响，揭示菌丝际微生物互作影响菌根共生体活化和利用磷的机理，为深入理解根际和菌丝际生物互作机理、充分挖掘微生物活化利用养分的潜力提供理论依据。

结论摘要：

针对如何提高磷肥当季利用率和土壤累积态磷的活化利用这一农业资源领域的重大问题，本课题从作物根系-菌根真菌-功能细菌间的生物互作机制入手开展创新研究，获得以下主要研究成果建立了玉米等作物根系-菌根真菌-解磷细菌纯培养体系；证明铵态氮肥诱导的菌根际-菌丝际酸化能够提高磷酸酶活性、促进难溶性有机磷的矿化，这一发现改变了过去有关根际酸化仅活化土壤无机磷的认识；定量解析了玉米获取磷的菌根真菌途径和根系途径的效率，发现适宜土壤供磷强度下菌根途径对磷效率的贡献最大，证明通过培育高菌根依赖性玉米品种能够充分利用土著菌根真菌是降低玉米生产过度依赖磷肥的有效途径；发现解磷细菌与根系、菌根真菌在土壤有机磷的周转与活化利用方面存在竞争，证明了通过根际启动磷肥能将竞争关系转化为协同互作的调控机制；发现根瘤能够分泌质子并酸化根瘤周围环境的效应，证明了菌根真菌通过增强固氮活性强化根瘤际酸化、通过改变根系形态构型强化磷的获取，进而提高难溶性磷的活化利用的交互作用机理；揭示了接种根瘤菌在促进大豆生长和活化利用磷方面的重要作用，证明了大豆高亲和磷转运子GmPT5调控大豆根部向根瘤磷的运转的功能。田间监测发现玉米生殖生长期土壤菌丝密度最高，菌丝仍具较高的吸磷能力。这些发现为深入理解根际和菌丝际生物互作机理、充分挖掘微生物活化利用养分的潜力提供了理论依据。课题培养博士后2名、博士生8名、硕士生12名，完成一批高质量SCI论文，其中在Advance in Agronomy,Plant Physiology等重要刊物已发表12篇。