Differential contribution of arbuscular mycorrhizal fungi to plant nitrate uptake (¹⁵N) under increasing N supply to the soil

Authors: Azcón R.; Ruiz-Lozano J.M.; Rodríguez R.

Source: Canadian Journal of Botany, Volume 79, Number 10, October 2001 , pp. 1175-1180(6)

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Abstract:

The objective of this study was to determine how the uptake and transport of nitrate by two species of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi is affected by its concentration in the medium and by the age of the AM symbiosis. Tracer amounts of ¹⁵N nitrate were applied at two plant growth periods to mycorrhizal or nonmycorrhizal lettuce plants, which had been grown in soil supplied with nitrate to provide a total of 84, 168, or 252 mg N/kg. At both injection times, Glomus mosseae (Nicol. and Gerd.) Gerd. and Trappe and Glomus fasciculatum (Thaxter sensu Gerd.) Gerd. and Trappe reached the highest values of nitrogen derived from the fertilizer (NdfF) at 84 mg N/kg. Glomus mosseae also reached the highest values of labeled fertilizer N utilization at 84 mg N/kg, whereas G. fasciculatum reached the highest values at 168 mg N/kg in the medium. The highest N level in the medium (252 mg N/kg) had a negative effect on % NdfF and % labeled fertilizer utilization for all mycorrhizal plants. Regarding the time of ¹⁵N fertilizer application, G. fasciculatum-colonized plants had a minimum change in % NdfF and % labeled fertilizer utilization during the growth period (60 days application vs. 30 days application). In contrast, G. mosseae-colonized plants growing at 168 mg N/kg in the medium, decreased these two values in the latest application. The present results confirm that mycorrhizal symbiosis may be particularly important for nitrogen nutrition in plants growing in neutral-alkaline soils.Key words: arbuscular mycorrhizae, nitrate assimilation, nitrate uptake, ¹⁵N-labeled fertilizer.

L'objectif de cette étude était de déterminer comment l'absorption et le transport du nitrate par deux espèces de champignon mycorhizien arbusculaire, est affecté par sa concentration dans le milieu et par l'âge de la symbiose mycorhizienne. Afin de suivre son parcours, les auteurs ont appliqué de petites quantités de nitrate ¹⁵N à deux stades de la croissance de plants de laitue mycorhizés ou non-mycorhizés, lesquels avaient été préalablement cultivés dans un sol additionné de nitrate pour fournir un total de 84, 168 ou 252 mg N/kg. Aux deux étapes d'injection, le Glomus mosseae (Nicol. et Gerd.) Gerd. et Trappe et le Glomus fasciculatum (Thaxter sensu Gerd.) Gerd. et Trappe atteignent leurs valeurs maximales pour l'azote provenant du fertilisant (NdfF) à 84 mg N/kg. G. mosseae atteint également les valuers les plus élevées d'utilisation du fertilisant N marqué à 84 mg N/kg alors que le G. fasciculatum atteint son maximum avec 168 mg N/kg dans le milieu. La concentration d'azote la plus élevée dans le milieu (252 mg N/kg) exerce un effet négatif sur le % NdfF et le % d'utilisation du fertilisant marqué chez toutes les plantes mycorhizées. Pour ce qui a trait au moment de l'application du fertilisant marqué au ¹⁵N, les plants colonisés par le G. fasciculatum montrent un minimum de changement du % NdfF et du % d'utilisation du fertilisant marqué au cours de la période de croissance (application au jour 60 vs application au jour 30). Au contraire, les plantes colonisées par le G. mosseae poussant en présence de 168 mg N/kg dans le milieu, voient ces deux valeurs diminuer avec la dernière application. Les résultats obtenus confirment que la symbiose mycorhizienne peut être particulièrement importante pour la nutrition azotée des plantes poussant dans des sols neutres ou alcalins.Mots clés : mycorhizes arbusculaires, assimilation des nitrates, absorption des nitrates, fertilisant marqué au ¹⁵N.[Traduit par la Rédaction]