本文關(guān)鍵詞：喀斯特生境中AMF分解枯落物并向宿主植物傳遞養(yǎng)分，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：叢枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizae fungi, AMF)如何利用土壤養(yǎng)分資源供給宿主植物生長是當(dāng)前菌根生態(tài)研究的熱點問題。水土流失嚴(yán)重的南方喀斯特地區(qū),生境異質(zhì)性高,喀斯特生境中的植物個體是如何通過AMF吸收并利用土壤中的養(yǎng)分資源來維持植物的生長,從而實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)循環(huán)和養(yǎng)分平衡的問題還沒有認(rèn)識清楚�？λ固厣持蠥MF是否具有分解有機物并利用其養(yǎng)分的能力一直未見報道,土壤養(yǎng)分含量是如何調(diào)節(jié)了這一過程的發(fā)生?喀斯特生境中具有較高的AMF多樣性,這些菌種是如何共同維持植物生長所需要的土壤養(yǎng)分資源的?養(yǎng)分的形態(tài)是如何通過AMF影響了植物生長和土壤性質(zhì)的?這些問題的明確對闡明喀斯特生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分維持機制具有重要意義。為此,本文進行了如下的兩個試驗,旨在探索喀斯特土壤中AMF是否具有分解枯落物的腐生營養(yǎng)能力以及多菌種的混合效應(yīng)對宿主植物的共生發(fā)育和土壤性質(zhì)的影響。 具體的試驗方法為：試驗一是以喀斯特地區(qū)適生植物香樟(Cinnamomum camphor a)為研究對象、采用隔室分離系統(tǒng)、溫室控制實驗以及15N同位素示蹤方法,以喀斯特土壤作為基質(zhì)接種AMF。分室系統(tǒng)隔室裝置(用20um或0.45umm尼龍網(wǎng)雙層隔離)對香樟幼苗進行幼套球囊霉(Glomus etunicatum)接種后,在根際周圍施加外源無機氮NH4NO3,相鄰隔室施加15N標(biāo)記的黑麥草(Lolium perenne)枯落物,以檢測AMF的腐生營養(yǎng)能力和外源氮對枯落物分解的影響；試驗二采用相同的裝置對香樟接種幼套球囊霉和摩西球囊霉(Glomus mosseae)的混合接種,相鄰隔室用15N標(biāo)記的(NH4)2SO4處理,并在12周后種植黑麥草,以檢測AMF混合接種對香樟幼苗共生發(fā)育和土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)移的影響。所有苗木培養(yǎng)15周后測定了隔室幼苗生理生化及土壤生化指標(biāo)：侵染率、菌絲體密度、根系性狀特征、光合指標(biāo)、植株和土壤氮、磷含量,δ15N值、微生物量氮、微生物量碳、堿性磷酸酶和蛋白酶活性等。主要的試驗結(jié)果如下： (1)外源氮調(diào)節(jié)AMF對-土壤枯落物分解和養(yǎng)分轉(zhuǎn)移 施加外源N提高了相鄰隔室菌絲密度,凈光合速率、根系直徑、根體積和生物量的積累；施加外源N提高了植株根、莖、葉各部分的N：P比率,但植株總N攝取量沒有顯著影響；施加外源N降低了香樟葉片δ15N值；提高了隔室微生物量碳、微生物量氮和有機碳的含量,也提高了微生物量C：N比率；施加外源N對隔室堿性磷酸酶和蛋白酶活性沒有顯著影響,但菌絲隔離對二者影響顯著。隔網(wǎng)對菌絲阻隔顯著降低了相鄰隔室菌絲體密度、苗高、地徑,葉綠素含量和凈光合速率,從而降低了生物量的積累；菌絲隔網(wǎng)對植株N：P比率沒有顯著影響,但是顯著降低了植株N和P的攝取量和N：P比率；降低了幼苗葉片的δ15N值和微生物量C：N比率。試驗結(jié)果表明：試驗處理對香樟幼苗侵染率沒有顯著影響,但是顯著改變了相鄰隔室菌絲體密度。菌絲體的阻隔改變了根系形態(tài)特征和植株生物量；試驗證實了AMF具有腐生營養(yǎng)能力,促進了土壤枯落物的分解并吸收其釋放的15N供應(yīng)給宿主植物利用；香樟幼苗優(yōu)先利用根際周圍N維持生長；在低N狀態(tài)下,香樟植株通過AMF菌絲體更多地利用了相鄰隔室枯落物分解釋放的15N；施加根際外源氮有利于AMF對隔室枯落物的分解,但降低了植株對枯落物氮的利用；根際高N狀態(tài)下植株的N、P攝取量較大,相鄰隔室微生物量碳、氮含量和菌絲體密度提高。 (2)AMF混合接種對宿主植物無機養(yǎng)分的吸收和轉(zhuǎn)移效應(yīng) 混合接種處理對侵染率和菌絲體密度沒有顯著影響；混合接種提高了香樟幼苗生長和生物量的積累,改變了根系性狀特征如根長、根體積等,但差異不顯著；混合接種處理對凈光合速率沒有顯著影響；混合接種提高了根和莖的N：P比率,也提高了植株總N攝取量,但總P攝取量效應(yīng)不顯著,也顯著提高植株總體的N：P比率；混合接種提高了香樟葉片δ15N值,降低了相鄰隔室土壤和黑麥草葉片的815N值；混合接種顯著降低了相鄰隔室的微生物量C,也降低了土壤微生物量的C：N比率；混合接種提高了相鄰隔室堿性磷酸酶和蛋白酶活性。菌絲隔網(wǎng)對菌絲阻隔顯著影響了相鄰隔室菌絲體密度,降低了根、莖、葉生物量、根長、根體積、葉綠素含量和凈光合速率；隔網(wǎng)顯著降低了植株N、P攝取量和N：P比率、15N值,但相鄰隔室土壤和黑麥草葉片δ15N值顯著高于其他處理；隔網(wǎng)顯著降低了隔室土壤的微生物量N和微生物量C及其比率；隔網(wǎng)對相鄰隔室全N、堿解N和有效P有顯著的降低作用,但是相鄰隔室堿性磷酸酶和蛋白酶活性則提高。試驗結(jié)果表明：混合接種對香樟幼苗侵染率和相鄰隔室菌絲體密度沒有顯著影響。菌絲網(wǎng)的阻隔改變了根系形態(tài)特征和植株生物量。AMF混合接種效應(yīng)提高了相鄰隔室養(yǎng)分的利用,促進植株生長,改變了共生體系中的根系性狀特征和生物量的積累和植株體內(nèi)N、P的攝取、土壤酶活性和微生物量C、N等。菌絲體顯著影響了植株養(yǎng)分的利用,從而影響到光合作用和生物量的積累�；旌辖臃N促進了植株利用更多的遠(yuǎn)距離的無機養(yǎng)分,而這些養(yǎng)分的利用時通過菌絲體吸收并轉(zhuǎn)移獲得的。 (3)養(yǎng)分形態(tài)和AMF菌絲對宿主植物共生發(fā)育建成及土壤性質(zhì)的影響 雙因素方差分析結(jié)果表明：養(yǎng)分形態(tài)(有機和無機養(yǎng)分)對香樟幼苗生長發(fā)育的影響主要是通過影響了根系生物量改變了植株總生物量的積累,光合速率和葉綠素a的含量也顯著受養(yǎng)分形態(tài)的影響,而菌絲對植株的生物量積累以及形態(tài)建成均有顯著或較大的影響；香樟幼苗總N和總P攝取量受有機養(yǎng)分或無機養(yǎng)分的影響不顯著,但是對攝取養(yǎng)分的N：P比率影響顯著,而菌絲隔網(wǎng)對N：P比率影響不顯著,養(yǎng)分形態(tài)和菌絲隔網(wǎng)交互作用對N的攝取影響顯著,但對P的攝取不顯著。交互作用主要是影響了植株莖的生物量來影響植株總的生物量的,養(yǎng)分形態(tài)對根系性狀沒有顯著影響,但是這些指標(biāo)主要受到菌絲隔網(wǎng)的顯著影響,他們共同影響了植株的光合和葉綠素含量；土壤有效態(tài)的N和P含量受養(yǎng)分形態(tài)和菌絲網(wǎng)影響顯著,他們共同影響了土壤微生物量C,而微生物量N則主要受到菌絲隔網(wǎng)的影響。試驗結(jié)果表明土壤養(yǎng)分的形態(tài)對植株生長所需要的養(yǎng)分和土壤生化過程產(chǎn)生顯著影響,AM菌絲體在植物養(yǎng)分利用方面起到了顯著的調(diào)節(jié)作用,植株生長維持所需的養(yǎng)分與其在土壤中存在的形態(tài)和AM菌絲狀況有關(guān)。 綜上所述,AM真菌具有促進土壤有機物分解的能力,根際養(yǎng)分的高低對植株養(yǎng)分利用和有機物分解產(chǎn)生顯著的作用,多菌種的混合效應(yīng)在植株養(yǎng)分利用和維持生長方面具有顯著的正效應(yīng),植株生長在一定程度上受到土壤養(yǎng)分形態(tài)和菌絲體狀況的影響,這兩個因素共同作用并影響了植物-AM-土壤共生體系的生化過程。
【關(guān)鍵詞】：喀斯特 AM真菌 枯落物 分解 養(yǎng)分 傳遞
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：S154.3
【目錄】：

• 摘要7-10
• ABSTRACT10-13
• 第1章 文獻綜述13-31
• 1.1 叢枝菌根營養(yǎng)生態(tài)學(xué)研究進展13-18
• 1.1.1 叢枝菌根的概念及多樣性13-14
• 1.1.2 叢枝菌根改善宿主植物營養(yǎng)利用的機理14-15
• 1.1.3 叢枝菌根對土壤養(yǎng)分利用的研究15-16
• 1.1.4 叢枝菌根與宿主植物養(yǎng)分動力學(xué)機制研究16-17
• 1.1.5 叢枝菌根網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中養(yǎng)分平衡與分配的研究17-18
• 1.2 喀斯特地區(qū)植物生態(tài)學(xué)研究進展18-20
• 1.2.1 喀斯特的概念18
• 1.2.2 喀斯特地區(qū)植物群落生態(tài)研究18-19
• 1.2.3 喀斯特適生植物生理生態(tài)學(xué)研究19
• 1.2.4 喀斯特地區(qū)適生植物遺傳生態(tài)學(xué)研究19-20
• 1.2.5 喀斯特生態(tài)系統(tǒng)中的營養(yǎng)生態(tài)學(xué)研究20
• 1.3 喀斯特生態(tài)系統(tǒng)中的菌根生態(tài)學(xué)研究20-21
• 1.4 小結(jié)21-22
• 參考文獻22-31
• 第2章 前言31-35
• 2.1 立題依據(jù)31
• 2.2 研究目的及意義31
• 2.3 科學(xué)問題31-32
• 2.4 研究內(nèi)容32-33
• 2.5 項目來源33
• 2.6 技術(shù)路線33-35
• 第3章 外源氮調(diào)節(jié)AMF對土壤枯落物分解和養(yǎng)分轉(zhuǎn)移效應(yīng)35-61
• 3.1 引言35
• 3.2 研究方法35-37
• 3.2.1 試驗設(shè)計35-36
• 3.2.2 材料培養(yǎng)和處理36-37
• 3.3 結(jié)果與分析37-54
• 3.3.1 試驗處理對香樟幼苗菌根侵染率和隔室菌絲體密度的影響38
• 3.3.2 試驗處理對香樟幼苗生長及形態(tài)性狀特征的影響38-41
• 3.3.3 試驗處理對香樟幼苗光合生理的影響41
• 3.3.4 試驗處理對香樟幼苗植株根、莖、葉的氮、磷濃度的影響41-43
• 3.3.5 試驗處理下香樟幼苗植株根、莖、葉的氮、磷攝取量43-45
• 3.3.6 不同AMF接種處理下香樟幼苗植株的氮磷分配比例45-47
• 3.3.7 試驗處理對香樟幼苗葉片和隔室土壤δ~(15)N值的影響47-48
• 3.3.8 試驗處理對隔室土壤微生物量碳、微生物量氮、有機碳的影響48-50
• 3.3.9 試驗處理下隔室土壤中的氮磷含量的影響50-52
• 3.3.10 試驗處理的隔室土壤中的微生物量碳/微生物量氮比率和微生物量碳/有機碳比率52-53
• 3.3.11 試驗處理對隔室土壤堿性磷酸酶和蛋白酶活性的影響53-54
• 3.4 討論54-58
• 參考文獻58-61
• 第4章 AMF混合接種對宿主植物無機養(yǎng)分的吸收和轉(zhuǎn)移效應(yīng)61-87
• 4.1 引言61
• 4.2 研究方法61-64
• 4.2.1 試驗設(shè)計61-62
• 4.2.2 材料培養(yǎng)和處理62-64
• 4.3 結(jié)果與分析64-81
• 4.3.1 試驗處理對香樟幼苗菌根侵染率和隔室菌絲體密度的影響64
• 4.3.2 試驗處理香樟幼苗生長及形態(tài)性狀特征的影響64-67
• 4.3.3 試驗處理對香樟幼苗光合生理的影響67
• 4.3.4 試驗處理香樟幼苗植株根、莖、葉的氮、磷濃度的影響67-70
• 4.3.5 試驗處理對香樟幼苗植株根、莖、葉的氮、磷攝取量的影響70-72
• 4.3.6 試驗處理對香樟幼苗植株的氮磷分配比例的影響72-73
• 4.3.7 試驗處理對香樟幼苗葉片和隔室土壤δ~(15)N值的影響73-75
• 4.3.8 試驗處理對TEST隔室中黑麥草葉片δ~(15)N值的影響75
• 4.3.9 試驗種處理對隔室土壤微生物量碳、微生物量氮、有機碳的影響75-77
• 4.3.10 試驗處理對隔室土壤中的氮磷含量的影響77-80
• 4.3.11 試驗處理隔室土壤中的微生物量碳/微生物量氮比率和微生物量碳/有機碳比率80
• 4.3.12 試驗處理對隔室土壤堿性磷酸酶和蛋白酶活性的影響80-81
• 4.4 討論81-84
• 參考文獻84-87
• 第5章 養(yǎng)分形態(tài)和AMF菌絲對宿主植物共生發(fā)育建成及土壤性質(zhì)的影響87-95
• 5.1 引言87
• 5.2 研究方法87-88
• 5.3 結(jié)果與分析88-92
• 5.3.1 養(yǎng)分形態(tài)與菌絲阻隔對香樟幼苗生長發(fā)育的影響88-89
• 5.3.2 養(yǎng)分形態(tài)與菌絲阻隔對香樟幼苗光合作用的影響89-90
• 5.3.3 養(yǎng)分形態(tài)與菌絲阻隔對香樟幼苗氮磷攝取的影響90-91
• 5.3.4 養(yǎng)分形態(tài)與菌絲阻隔對隔室土壤氮磷含量及微生物量碳氮的影響91-92
• 5.4 討論92-93
• 參考文獻93-95
• 第6章 主要結(jié)論與研究展望95-97
• 6.1 主要結(jié)論95
• 6.2 特色與創(chuàng)新點95-96
• 6.3 存在的問題及研究展望96-97
• 附圖一 喀斯特生境97-99
• 附圖二 實驗圖片99-101
• 在學(xué)期間發(fā)表的科研成果101-103
• 致謝103

【參考文獻】

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本文編號：341305