丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhiza Fungi,AMF)属于接合菌门(Zygomycota)接合菌纲(Zygomycete)球囊霉目(Glomale),是寄生于土壤中的一类真菌,与自然界多数植物根系结合形成互惠共生联合体。菌根学研究的重点一直以来都是丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhiza,AM),许多研究表明,AMF对大多数植物的生长都具有促进的作用,丛枝菌根真菌菌丝在根内的变态泡囊结构和独特的丛枝状细胞结构,可以改善植物水分代谢,提高养分吸收率,改善植物根际土壤微环境,保护植物根系,促进植物根部及地上部分的生长,减少病原菌,改善逆境对植物的影响,改善植物的营养状况,提高植物经济产量。固氮菌广泛存在于土壤生态系统中。其中根瘤菌与三叶草等豆科植物形成典型的共生固氮关系,有效提高了豆科植物氮素的营养水平。同时,三叶草也是菌根植物,有研究报道三叶草能够被多种丛枝菌根真菌侵染,并促进三叶草矿质营养的吸收和生长发育。对豆科植物同时接种根瘤菌和AMF,形成双重共生关系,AMF能促进根瘤的形成和提高固氮效率,能促进根瘤菌与植株细胞间的特异性识别;同时根瘤菌能促进AMF的侵染率、菌根形成以及生长发育。这一双重共生和微生态结构对农业生产发挥重要的支撑作用,以三叶草生草栽培运用于果园生态系统中,通过菌丝桥(hyphal link)的联接,把豆科植物中根瘤菌与丛枝菌根真菌的双重共生效应传导至果树根系中,对解决果园有机质低、土壤肥力差、肥水利用率低、生产成本高等关键问题,具有重要的应用价值。梨是我国主要栽培果树之一,为全面调整我国梨产业结构,国家已经大力推广种植南方早熟梨。南方早熟梨园主要分布于山地,常常面临土层浅薄、营养缺乏和高温干旱等环境胁迫。利用豆科植物进行生草栽培,以豆科植物中根瘤菌和AMF的双重共生为切入点,通过AMF接种早熟梨根系,研究梨苗根系,梨苗生长状况,土壤养分,以及土壤微生物群落结构的影响,分析出最有利于改善梨树根系生态的丛枝菌根种类和田间作物生长模式,将其应用于生产,达到增加梨园产量的目的,相关报道尚不多见。本研究采用黄冠/川梨作为试验材料,盆栽条件下间作AMF和根瘤菌共生的三叶草,同时,接种不同AMF,研究三叶草根瘤菌与AMF互作效应,土壤微域环境中土壤微生物的变化,梨的生理代谢。试验共设置7个处理组,分别是:不接种AMF三叶草生草栽培、单接种幼套球囊霉(Glomus etunicatum)、三叶草生草栽培并接种幼套球囊霉、单接种根内球囊霉(Glomus intraradices)、三叶草生草栽培并接种根内球囊霉、单接种摩西球囊霉(Glomus mosseae)、三叶草生草栽培并接种摩西球囊霉;以及一个空白对照组。每处理小区5盆,三次重复,随机区组排列,共120盆。主要结果如下:(1)三叶草能被GM、GI和GE三种丛枝菌根真菌侵染,并且侵染率都达到了69%以上,其中GM侵染率最高,达71.5%。三叶草同时能被根瘤菌侵染,形成双重共生。(2)接种AMF显著提高了三叶草根瘤量、根际固氮酶活性以及成活率。结瘤量、固氮活性与菌根侵染率高低相联系,表明接种AMF显著促进了三叶草根瘤菌的生长发育,提高了固氮酶活性,最高提至1.45μmol(C2H4)·g-1·h-1。另一方面,试验结果还表明,同时接种根瘤菌和AMF的三叶草较仅接种AMF的三叶草根系有着更高的菌根侵染率,接种根瘤菌也显著地提高了AMF的侵染活力。(3)三叶草生草栽培的梨园根际系统中,通过AMF菌丝桥的联接,促进了梨根系矿质营养和水分的吸收运转,促进梨苗的生长发育。三叶草生草栽培后,接种三种AMF显著增加了最长侧根长,一级新根数、根体积和根冠比。同时显著促进梨苗株高、茎粗和叶面积,尤其以接种GM和三叶草生草栽培对梨生长促进效应最为显著,与对照相比各项指标分别增加43.32%、58.38%,48.66%。(4)接种AMF显著促进川梨根系发育生长,AMF通过扩大根系吸收范围,提高须根数量,增强根系活力,提高了根系可溶性糖,可溶性蛋白含量。试验表明接种AMF明显促进梨幼苗叶片矿质元素N、P、K、S、Zn、Fe、Ca、Mg的吸收。接种AMF同时显著促进了土壤养分的利用,提高了土壤酶的活力,在三叶草生草栽培条件下,接种AMF处理显著提高了土壤有机质,有机C、全N、全P、全K、碱解N、有效P、有效K的含量。(5)接种AM真菌在改善梨苗营养代谢的基础上,显著提高了梨叶片叶绿素a和叶绿素b的含量,尤其在三叶草生草栽培条件下,接种AMF处理作用更为显著。试验还表明,三叶草生草栽培下,接种AMF的植株其叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率均显著高于不接种的对照。(6)梨园间作系统改善根际微生物群落,接种AMF后细菌、放线菌、根瘤固氮菌的数量均增多,真菌的数量以对照组最高。三叶草生草栽培下,接种GM和GI均与各处理之间存在显著性差异,其中生草栽培下接种GM比对照组增加了39.26%,对土壤改善效果最佳。(7)大多数土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾含量与土壤微生物均表现出显著或极显著相关水平,其中固氮菌和碱解N相关系数高达0.952。大多数土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾含量与土壤脲酶、磷酸酶、蛋白酶、蔗糖酶表现出不同程度的正相关关系,其中脲酶和有效P相关系数高达0.979。细菌、放线菌和固氮菌与土壤脲酶、磷酸酶、蛋白酶、蔗糖酶活性均表现为显著正相关关系,其中脲酶和固氮菌的相关系数达0.934。真菌与土壤酶活性呈显著负相关。