【摘要】：菌根真菌在環(huán)境修復(fù)中的作用成為近年來生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的一個研究熱點。由于菌根在促進植物生長、提高植物抗逆性、修復(fù)退化與污染土壤、保持生態(tài)平衡、穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)等方面具有顯著作用,因而受到越來越多的關(guān)注。我國西南巖溶石漠化地區(qū)是典型的生態(tài)脆弱區(qū),表層土壤缺水是制約石漠化地區(qū)植被恢復(fù)的關(guān)鍵因素,土壤淺薄,富鈣缺磷,水土流失等因素非常不利于該地區(qū)的植被恢復(fù),而菌根真菌所具有的優(yōu)良生態(tài)特性與石漠化地區(qū)植被生長的限制因子之間具有較好的耦合關(guān)系。本研究對西南石漠化地區(qū)常用造林樹種青岡櫟進行接種菌根真菌試驗,以期闡明菌根真菌對提高石漠化造林樹種耐旱性與喀斯特土壤特性的影響與作用機制,探討菌根真菌在石漠化退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)中的生態(tài)學(xué)意義,為菌根技術(shù)在石漠化植被恢復(fù)中的廣泛應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。本研究用3種菌根真菌(摩西球囊霉Glomus mosseae、根內(nèi)球囊霉Glomus intraradices和彩色豆馬勃Pisolithus tinctorius)對喀斯特地區(qū)造林樹種青岡櫟進行接種育苗,在溫室大棚內(nèi)進行盆栽試驗,設(shè)置正常水分、中度干旱和重度干旱3種水分梯度模擬干旱脅迫,研究了菌根真菌對不同水分條件下青岡櫟幼苗生長、葉綠素含量、光合作用、養(yǎng)分吸收、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量和抗氧化酶活性的影響作用；利用根系掃描儀Epson PerfectionV700和根系分析軟件WinRhizo Pro,分析菌根真菌對青岡櫟根總長、根系表面積、根體積等根系形態(tài)指標的影響；通過設(shè)計分室裝置,隔離菌根和菌絲,研究菌根網(wǎng)絡(luò)對青岡櫟根際pH值、養(yǎng)分含量、土壤酶活性、土壤微生物量碳／氮和土壤水穩(wěn)性團聚體的改良和促進作用；利用分室裝置和重氫同位素示蹤劑,研究菌根網(wǎng)絡(luò)(Common Mycorrhizal Networks, CMNs)的水分傳輸功能,研究菌根網(wǎng)絡(luò)在促進青岡櫟水分吸收和水分再分配中的作用,估算了干旱條件下菌根網(wǎng)絡(luò)對青岡櫟水分吸收的貢獻。本研究主要得出以下結(jié)論：(1) G. mosseae (Gm)、G.intraradices (Gi)和P. tinctorius (Pt)和混合接種(Mi)均能有效侵染青岡櫟幼苗根系,形成菌根共生體。與對照處理相比,在中度干旱脅迫下,接種菌根真菌處理對青岡櫟生物量、株高、地徑、葉綠素含量和葉片相對含水量均有顯著促進作用；在重度水分脅迫下,Pt處理對植株生長指標和葉片相對含水量無顯著促進作用。中度干旱條件下,4種接種處理菌根依賴性大小順序為：Pt(47.68%)Gm(46.27%)Mi(45.47%)Gi(40.87%),在重度干旱條件下,Gm和Gi處理菌根依賴性增加,而Pt處理菌根依賴性下降24.03%。在中度干旱脅迫下,Gm、Gi、Pt和Mi處理青岡櫟水分利用效率比對照處理分別提高了23.6%、15.1%、21.7%和18.8%,在重度干旱脅迫下,分別比對照提高了41.1%、39.6%、9.5%和32.6%。(2)與對照處理相比,中度干旱下,Pt處理顯著提高了植物總氮含量,而在重度干旱下,Gi處理對植物總氮含量具有顯著提高作用；無論土壤是否干旱,所有接種處理均能顯著促進青岡櫟總磷和總鉀的含量。土壤干旱脅迫時,接種菌根真菌使青岡櫟體內(nèi)可溶性糖含量增加,使脯氨酸含量降低,與未接種處理相比,接種菌根真菌使植株更易保持體內(nèi)水分。與對照處理相比,接種處理植株超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase, SOD)、過氧化物酶(Peroxidase, POD)和過氧化氫酶(Catalase, CAT)活性增強,尤其是在重度干旱脅迫下,接種處理POD酶活性顯著高于未接種處理,Gm、Gi和混合接種SOD酶活性顯著高于對照,而Pt處理與對照處理差異不顯著。(3)與未接種處理相比,接種處理青岡櫟根系生物量、總根長、根體積和根表面積均顯著增加,而根平均直徑降低。在中度干旱下,Gm、Pt、Gi和Mi處理根生物量分別比對照處理高86.6%、66.1%、88.4%和84.7%；在重度干旱時,對照處理和Pt處理根生物量顯著下降,而其余處理無顯著性變化；總根長在中度干旱條件下最大,Gm、Gi、Pt和Mi處理分別比未接種處理高128.3%、120.9%、139.7%和132.5%；重度干旱使青岡櫟根總長顯著下降。中度干旱脅迫下,未接種處理根平均直徑顯著高于接種處理,Gm、Gi、Pt和Mi處理根平均直徑分別比對照處理低22.4%、31.1%、45.3%和46%。重度干旱條件下,對照處理根平均直徑顯著大于Gm和Gi處理,而與Pt和Mi處理無顯著性差異,接種處理使青岡櫟根系變得更細,使青岡櫟根系更易從土壤中吸收水分和養(yǎng)分。(4)與對照相比,接種菌根真菌顯著降低青岡櫟根際土壤pH值；接種處理使根際土壤和非根際土壤堿解氮和速效磷含量顯著升高；與非接種處理相比,接種菌根真菌能夠顯著提高土壤有機質(zhì)含量；接種處理根際土壤菌絲密度大小順序為PtGmGi,非根際土壤菌絲密度為GmGiPt;接種處理根際土壤脲酶和酸性磷酸酶活性顯著高于非根際土,Pt處理和未接種處理非根際土壤脲酶和酸性磷酸酶活性顯著低于Gm和Gi處理。接種處理顯著提高了根際土壤微生物量碳含量,而對根際土壤微生物量氮無顯著性影響,Pt和未接種處理非根際土壤微生物量碳和微生物量氮均顯著低于Gm和Gi處理。同時,接種處理還顯著提高了根際和非根際土壤0.25mm土壤水穩(wěn)性團聚體含量。(5)同位素示蹤結(jié)果表明,在干旱期間,青岡櫟根系具有水分提升和水分再分配功能,相鄰青岡櫟之間能夠通過菌根網(wǎng)絡(luò)傳輸水分。根據(jù)混合線性模型公式估算,干旱期間,受體室青岡櫟體內(nèi)水分有1.66%的比例是通過菌根網(wǎng)絡(luò)吸收,由于未考慮尼龍網(wǎng)的阻隔效應(yīng)和受體室土壤水分部分來自供體室,實際通過菌根網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃至恳h高于估算值。
【學(xué)位授予單位】：南京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S792.16;S714

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 陳丹明;郭娜;郭紹霞;;叢枝菌根真菌對牡丹生長及相關(guān)生理指標的影響[J];西北植物學(xué)報;2010年01期

2 梁秀棠;;V-A菌根對杜果實生苗吸收營養(yǎng)和生長的影響[J];廣西農(nóng)學(xué)院學(xué)報;1990年04期

本文編號：2792154