施肥對(duì)垂穗披堿草根系內(nèi)AM真菌群落功能的影響.pdf

1、叢枝菌根（arbuscular mycorrhiza。AM）真菌是一類非常重要的植物根系內(nèi)共生微生物，能與多數(shù)陸生植物形成基于碳、氮、磷物質(zhì)交換的互惠共生體（AM真菌為植物提供氮磷來(lái)?yè)Q取植物的碳），是地上與地下生態(tài)系統(tǒng)的重要聯(lián)系節(jié)點(diǎn)。AM真菌的多樣性受生物與非生物等多種因素影響，已有研究表明，土壤氮、磷含量的增加能引起AM真菌多樣性的喪失及其群落結(jié)構(gòu)的改變。然而，AM真菌的群落功能是否同樣受土壤肥力的影響？植物與 AM真菌群落的共生關(guān)系

2、是否也受土壤肥力的調(diào)控？這些問(wèn)題迄今仍未得到科學(xué)的回答。針對(duì)上述問(wèn)題，本研究以高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)中不同氮磷施肥處理（3年）樣地中的AM真菌群落和優(yōu)勢(shì)植物垂穗披堿草為實(shí)驗(yàn)材料，通過(guò)溫室 AM真菌群落接種技術(shù)及常規(guī)生理生態(tài)分析手段，在闡明氮、磷施肥處理對(duì)植物和AM真菌群落相互關(guān)系、植物的菌根效應(yīng)等影響的基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步揭示了施肥對(duì)AM真菌群落功能的影響。本研究取得的主要研究結(jié)果如下：
　?。?）不同氮肥施加水平顯著影響了AM真菌的叢枝侵

3、染率（F=3.091,P=0.050）、泡囊侵染率（F=4.135。P=0.020）、根外菌絲密度（F=6.300,P=0.003）及植物的菌根依賴性（P<0.050），且高氮肥處理對(duì)以上四個(gè)指標(biāo)有顯著的抑制作用，但對(duì)土壤中的孢子密度（F=1.319,P=0.296）及球囊霉素含量（F=1.224。P=0.327）無(wú)顯著影響。接種AM真菌顯著提高了植物地下部菌根依賴性（P<0.05）。氮肥施加水平顯著影響了植物株高、根生物量、地上生物量

4、、根冠比、總生物量、地上部總磷濃度和吸收量、地上部氮磷比的菌根效應(yīng)。低氮肥（N5,5g/m2N每年）處理下，AM真菌的總侵染率及叢枝侵染率輕微升高（P>0.05,與CK相比），AM真菌對(duì)植物分蘗數(shù)、根生物量、根冠比、總生物量、地上部氮磷比的效應(yīng)為顯著的正效應(yīng)，植物株高、地上部總氮吸收量、地上部總磷濃度和吸收量的菌根效應(yīng)為顯著的負(fù)效應(yīng)；中（N10,10g/m2 N每年）、高（N15,15g/m2 N每年）氮肥處理下，接種AM真菌顯著促進(jìn)了

5、植物根冠比，顯著降低了植物株高、地上生物量及地上部總氮吸收量。線性回歸分析發(fā)現(xiàn)代表植物地上部總磷濃度和吸收量菌根效應(yīng)的第二主成分與AM真菌泡囊侵染率（R2=0.218,P=0.021）、根外菌絲密度（R2=0.190。P=0.033）顯著正相關(guān)，與菌根依賴性不顯著地正相關(guān)（P>0.05）。
　?。?）磷肥的施加顯著減低了AM真菌的侵染率（P<0.05）、根外菌絲密度（F=19.780。P<0.001）及植物地下部菌根依賴性（F=4

6、.807,P=0.011），但對(duì)土壤中的孢子密度（F=0.821。P=0.497）及球囊霉素含量（F=2.816。P=0.065）無(wú)顯著影響。接種AM真菌不顯著地提高了植物地下部菌根依賴性（與地上部菌根依賴性相比）。磷肥添加水平顯著影響了植物株高、地上生物量、根冠比、總生物量、地上部總氮和總磷濃度、地上部氮磷比的菌根效應(yīng)。低（P2,2g/m2 P每年）、中（P4,4g/m2 P每年）磷肥條件下植物生長(zhǎng)指標(biāo)的菌根效應(yīng)不顯著，但植物地上部總

7、氮濃度及吸收量、地上部總磷濃度的菌根效應(yīng)為顯著的負(fù)效應(yīng)；高（P8,8g/m2 P每年）磷肥條件下，植物根生物量、地上生物量、總生物量的菌根效應(yīng)為顯著的正效應(yīng)，而植物地上部總氮濃度及吸收量、地上部氮磷比的菌根效應(yīng)為顯著的負(fù)效應(yīng)。Pearson相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)AM真菌的生長(zhǎng)特征與植物地上部總氮濃度（r=0.435。P=0.034）和總磷濃度（r=0.641。P=0.001）的菌根效應(yīng)、地下部菌根依賴性（r=0.589。P=0.002）顯著正相關(guān)

8、。
　?。?）氮磷肥處理對(duì)AM真菌及菌根依賴性的影響與磷肥處理一致。同樣，氮磷肥條件下，接種AM真菌提高了植物地下部菌根依賴性，且最高（N10P8,10g/m2 N每年和8 g/m2P每年）氮磷肥處理下的作用最為顯著（t=4.861,P=0.001，與地上部菌根依賴性相比）。氮磷肥添加水平顯著影響了植物株高、分蘗數(shù)、根生物量、根冠比、地上部總氮濃度及吸收量、地上部總磷濃度及地上部氮磷比的菌根效應(yīng)。中、低氮磷肥條件下，植物生長(zhǎng)及氮磷

9、營(yíng)養(yǎng)的菌根效應(yīng)不顯著；高氮磷肥（N10P8）條件下，植物分蘗數(shù)、根生物量、根冠比、總生物量、地上部總氮濃度及吸收量的菌根效應(yīng)均為顯著的正效應(yīng)。Spearman相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)AM真菌生長(zhǎng)特征與植物根生物量菌根效應(yīng)（rho=0.550,P=0.005）及地下部菌根依賴性（rho=0.554,P=0.005）顯著正相關(guān)，與地上部總氮濃度（rho=-0.657,P=0.000）、總氮吸收量（rho=-0.442。P=0.031）的菌根效應(yīng)顯著負(fù)相

10、關(guān)。
　　以上結(jié)果表明：施肥對(duì)AM真菌的侵染產(chǎn)生了顯著的負(fù)影響，但對(duì)土壤中的孢子密度及球囊霉素含量無(wú)顯著影響。本實(shí)驗(yàn)施肥條件下的AM真菌能提高植物地下部菌根依賴性（與地上部菌根依賴性相比）。適宜濃度的氮肥（N5）處理對(duì)AM真菌及植物的生長(zhǎng)均有促進(jìn)作用，這是 AM真菌與垂穗披堿草互利共生較有利的環(huán)境。單施N肥、單施P肥及N10P8的處理表明不平衡的氮、磷施肥，更有利于AM真菌與植物間的互惠共生關(guān)系。AM真菌的生長(zhǎng)不一定與所有的菌根效