我國南方森林土壤90%以上都呈酸性,酸性土壤中鋁極易被活化而對植物產(chǎn)生毒害,森林常因普遍存在的鋁毒而生長受限。鋁活化后易與土壤中的磷結(jié)合而降低磷的有效性,使原本貧瘠的有效磷愈加匱乏。外生菌根真菌(ECMF)可與大多數(shù)林木形成互利共生體系,在提高植物養(yǎng)分吸收和利用方面作用突出,有利于維持森林生態(tài)系統(tǒng)健康,促進林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。然而,在酸性鋁脅迫下,外生菌根能否活化土壤中的難溶性磷,進而促進寄主植物對磷的吸收和利用,目前還不甚清楚。為此,研究以前期試驗中抗鋁能力和促生效果均優(yōu)良的西南林區(qū)土著ECMF,即松乳菇(Ld2和Ld3)和彩色豆馬勃(Pt715)為菌根菌劑,將其拌種馬尾松種子,在酸性鋁脅迫下培養(yǎng)一段時間后,檢測分析根際土壤中無機難溶性磷的形態(tài)變化,以及寄主植物對磷的吸收利用情況,以探索酸性鋁脅迫下外生菌根對無機難溶性磷的活化和利用,并篩選出抗(耐)鋁能力和解磷能力均較強的外生菌根真菌,為將外生菌根技術(shù)應(yīng)用于我國酸性富鋁林地的植樹造林和生態(tài)恢復(fù)提供理論和實踐依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:(1)酸性鋁脅迫下,3種ECMF均能與馬尾松建立良好的共生關(guān)系,顯著促進馬尾松幼苗的生長和對無機難溶性磷源的利用。與非菌根苗相比,接種3種ECMF均顯著促進無機難溶性磷源處理下馬尾松幼苗的生長,促生能力高低順序依次為Ld3Ld2Pt715,使幼苗生物量增長了9.83%~16.55%,幼苗根冠比顯著降低,有利于光合產(chǎn)物向地上部的分配,提高活立木蓄積量。酸性鋁脅迫下,菌根苗在難溶性磷源Fe-P和Al-P中生長良好,其生物量、苗高、地徑等生長指標(biāo)都顯著高于無磷處理,即菌根苗在酸性鋁脅迫下能很好地利用難溶性磷源Fe-P和Al-P。3種菌根苗中,Ld3菌根苗的生長在供試條件下均優(yōu)于Ld2和Pt715。(2)酸性鋁脅迫下,接種3種ECMF均顯著提高馬尾松幼苗的磷、鉀、鈣、鎂含量,尤其促進磷、鈣的吸收和轉(zhuǎn)運,抑制鋁的上行運輸。3種菌根苗的平均含磷量高低依次為Ld3≥Ld2Pt715,含鋁量為Pt715Ld2Ld3,即松乳菇的兩個株系在促進磷吸收、抑制鋁的上行運輸能力上都優(yōu)于Pt715,且Ld3強于Ld2。與無磷處理相比,生長于施用難溶性磷源土壤上的菌根苗的磷、鉀、鈣含量顯著增加,但鋁含量顯著降低,表明酸性鋁脅迫下接種ECMF促進馬尾松幼苗對難溶性無機磷源Fe-P、Al-P的利用。在含Al-P土壤上生長的菌根苗對K、Ca、Mg、Al的吸收和轉(zhuǎn)運能力高于、但對磷的吸收和轉(zhuǎn)運能力則低于Fe-P處理。(3)相關(guān)分析結(jié)果表明,3種菌根苗的P、K、Ca、Mg含量間呈極顯著正相關(guān)(p0.01),即菌根苗對這4種養(yǎng)分的吸收有協(xié)同促進作用;P、K、Ca、Mg含量與Al含量間呈極顯著負(fù)相關(guān)(p0.01),說明鋁會抑制菌根苗對P、K、Ca、Mg的吸收。(4)與非菌根苗相比,接種ECMF顯著降低馬尾松幼苗根際土壤的pH值。酸性鋁脅迫下,在含難溶性磷源Fe-P和Al-P土壤上生長的馬尾松菌根苗的根際土壤pH值均低于無磷處理。說明菌根化促進了根際H~+的分泌,且酸性鋁脅迫下難溶性磷處理會加劇菌根苗H~+的分泌。(5)接種ECMF顯著促進馬尾松幼苗根際土壤無機難溶性磷向有效磷的轉(zhuǎn)化。菌根苗根際土壤的有效磷平均含量比非菌根苗高出130%~157%。酸性鋁脅迫顯著降低馬尾松幼苗根際土壤的有效磷含量,非菌根苗的下降幅度達到96%。接種ECMF顯著減緩有效磷的下降幅度。3種菌根苗中,Ld3根際土壤有效磷含量最高,其后依次為Ld2和Pt715。以Fe-P為磷源時,根際有效磷含量最高。(6)酸性鋁脅迫顯著增加根際無機難溶性磷的含量,接種3種ECMF促進根際土壤無機難溶性磷活化。菌株不同,活化的難溶性磷源有異:Ld2主要活化Fe-P,Pt715的是Al-P,Ld3的是Al-P、Fe-P和Ca-P,且Ld3菌根苗根際O-P增幅最小。與無磷處理相比,施入難溶性磷源更能促進菌根苗對土壤難溶性磷源向有效磷源的轉(zhuǎn)化。3菌株中,Ld3和Ld2菌根苗對難溶性磷的活化能力強于Pt715,更適合酸性土壤上馬尾松幼苗對難溶性磷的利用。總之,酸性鋁脅迫下接種Ld2、Ld3和Pt715顯著促進馬尾松幼苗的生長和對無機難溶性磷源Al-P與Fe-P的利用,有利于光合產(chǎn)物向地上部分的分配。3種菌根苗中,以Ld3的效果最好,Ld2次之,Pt715相對較弱。3種ECMF的侵染均顯著提高酸性鋁脅迫下難溶性磷源處理下馬尾松幼苗對磷、鉀、鈣、鎂等養(yǎng)分,特別是磷和鈣的吸收和轉(zhuǎn)運,抑制鋁的上行運輸;促進根際H~+的分泌,以及無機難溶性磷向有效磷的轉(zhuǎn)化。因此,酸性鋁脅迫下接種Ld2、Ld3和Pt715有利于提高馬尾松幼苗根際土壤中無機難溶性磷源的生物有效性,其中H~+可能起重要作用。
【學(xué)位單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S791.248

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本文編號：2825521