菌根真菌介导的间作系统中秋季覆盖作物对大蒜氮素利用效率的提升及产量权衡机制

本研究针对硬皮大蒜生产体系中氮肥利用效率优化需求，探索了秋季覆盖作物（CC）与丛枝菌根（AM）真菌联用对大蒜产量及养分吸收的调控机制。结果表明：间作（RI）虽首年导致大蒜减产21-31%，但次年养分浓度恢复正常，燕麦RI系统可显著提升氮素利用效率（NUE），为可持续大蒜生产提供实践依据。

　　

背景方面，将秋季种植的覆盖作物（CC）与丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal, AM）真菌引入硬皮大蒜生产体系，可提升美国东北地区大蒜种植的可持续性。研究人员假设：在直立生长的覆盖作物中进行大蒜接力间作（relay intercropping, RI），并接种商业化AM真菌，能够（i）通过覆盖作物残体增强养分固持作用，进而影响大蒜鳞茎产量与营养浓度；（ii）在春季为大蒜植株提供替代氮源（覆盖作物残体分解），最终提升氮素利用效率（nitrogen use efficiency, NUE）。

结果显示，大蒜对间作体系的产量响应取决于覆盖作物在秋季的生物量积累（2021年为2301–3696千克/公顷干重，2020年则低于1500千克/公顷）。2021年，覆盖作物与大蒜的种间竞争导致RI处理的大蒜鳞茎产量较无覆盖作物对照组下降21%–31%。尽管首年大蒜对氮、磷、钾和锰的吸收受到负面影响，但第二个种植季中各养分浓度均恢复正常，表明在RI系统下需多年实施才能改善大蒜品质。本研究中，接种AM真菌并未显著提升大蒜产量和营养品质。在燕麦RI系统中，氮素利用效率达到最优，且该处理在第二年RI系统中产量最高。

结论认为，覆盖作物接力间作可提升大蒜生产系统的氮素利用效率，但需合理管理覆盖作物以避免鳞茎减产。多年实施RI能平衡大蒜养分吸收，克服首年生产中的负面效应。