中文摘要：

高产高效是我国华北平原玉米生产的目标，但集约化玉米生产体系中菌根的作用尚不明确。玉米是菌根依赖性高的作物，在国际上提出菌根存在"隐藏磷吸收"新观点的前提下，项目研究目标是明确农田系统中菌根真菌多样性和玉米菌根吸磷的作用机理。选取25年长期定位肥料试验和已进行了一年磷肥效应试验的田块，在玉米生长不同时期采集根系和不同土层的土壤样品，结合孢子形态学和分子生物学鉴定的方法，明确集约化玉米生产体系中菌根真菌生物多样性的时空变化特征；通过原位检测菌根侵染率、菌丝生长和活性、玉米吸收磷和土壤有效磷的时空动态，探讨田间条件下菌丝对玉米吸收活化土壤磷的影响；通过隔网田间埋管、磷标记等方法和手段，结合菌根玉米根系磷吸收的分子机理研究，综合评价集约化玉米生产体系中菌根吸收磷的作用潜力，为丰富和完善根层调控理论和技术，在高产高效体系中充分发挥和挖掘土壤中有益微生物资源的作用提供理论科学依据。

结论摘要：

高产高效是我国华北平原玉米生产的目标，但集约化玉米生产体系中菌根的作用尚不明确,该项目目标是明确农田菌根真菌多样性和吸磷的作用机理。研究工作包括大田和室内两个部分，项目完成了研究目标。分析了大田菌根真菌多样性分析、以及土著菌根真菌对植物生长和磷吸收的效应；室内试验完成了模拟集约化条件下菌根真菌对磷吸收的生理分子机制。选取长期定位磷肥和氮肥田块，在玉米生长不同时期采集根系和不同土层的土壤样品，研究了菌根真菌多样性的时空变化特征。发现高产玉玉米根系仍能被土著菌根真菌快速侵染，丛枝丰度和外延菌丝生物量在玉米生殖生长早期到达峰值。在60-90 cm的深层土壤中仍发现多种AM真菌孢子种类和一定量的外延菌丝，表明在高产玉米生产体系中AM真菌具有从深层次土壤中吸收养分的潜力。在大田玉米根系中监测到碱性和酸性磷酸酶活性及多聚磷酸盐，表明大田条件下AM真菌仍发挥着吸收磷的重要功能。施用磷肥降低了AMF物种丰富度和多样性指数。施磷处理表层土壤主要受土壤养分和土壤有机质影响，深层土壤则主要受盐分含量的影响；不施肥AMF群落受土壤pH影响较大。施P水平对玉米根内AM真菌群落均匀度指数影响显著，生长期则显著影响玉米根内多样性指数和物种丰富度。此外，应用田间埋管隔网方法,发现土著菌根菌丝网络有利于幼苗的快速生长，菌丝不切断时植物根系对磷（N）的吸收增强，菌丝网络的作用尤其是对小种子植物的早期存活意义重大。此外,发现不同菌根真菌对土壤异质性磷响应不同,随外界磷浓度的提高，G.intraradices对外界磷浓度的响应不敏感。接种Gi提高了根系吸磷效率，接种G.mossease有助于根外菌丝的生长，便于菌丝进一步侵染。模拟试验发现当代育种选育的玉米自交系L224对菌根真菌依赖性高，且接种提高了根系吸磷效率，不同菌根真菌对土壤磷供应强度的响应不同。表明合适的磷肥管理条件下可充分发挥土壤中土著菌根真菌的效应。项目综合评价了集约化玉米生产体系中菌根吸收磷的作用潜力，为丰富和完善根层调控理论和技术，在高产高效体系中充分发挥和挖掘土壤中有益微生物资源的作用提供理论科学依据。发表三篇SCI文章，中文核心期刊一篇，还有两篇SCI正在审理中；参加国际小型研讨会两次，参加2011年在重庆召开的国内菌根会议一次。培养了两名硕士研究生，两名博士生将于2014年夏天完成博士论文答辩。