保護(hù)土地壤中AM真菌群落結(jié)構(gòu)與功能的初步研究.pdf

1、作為重要環(huán)境與功能菌物，叢枝菌根（arbuscularmycorrhizas，AM）真菌通過(guò)與植物根系建立具有特定形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的互惠共生體，對(duì)促進(jìn)農(nóng)、林、牧業(yè)生產(chǎn)、維持和提高生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力、環(huán)境安全性和可持續(xù)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。在自然條件下，AM真菌是以其獨(dú)特的群落結(jié)構(gòu)特征和功能，直接和間接發(fā)揮著各種生理、生化和生態(tài)作用。保護(hù)地栽培中，AM真菌修復(fù)連作退化土壤和生物防治土傳病害潛力巨大。土壤中的生物往往是以一定群落結(jié)構(gòu)形式

2、而存在和發(fā)揮作用的。因此，從群落結(jié)構(gòu)的角度研究其群落結(jié)構(gòu)特征與功能會(huì)更有實(shí)際意義。然而，對(duì)保護(hù)地AM真菌群落結(jié)構(gòu)及其生理生態(tài)功能的了解目前還十分有限。本研究采用傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)方法和分子技術(shù)，探索北京大興、山東昌樂(lè)和山東萊陽(yáng)保護(hù)地不同連作年限（5，10，15和20年）土壤和非保護(hù)地自然農(nóng)田土壤中AM真菌群落結(jié)構(gòu)特征，以非保護(hù)地自然土壤中AM真菌群落結(jié)構(gòu)特征為依據(jù)，設(shè)計(jì)不同的AM真菌群落組合，初步探索不同AM真菌群落組合對(duì)保護(hù)地植物健康、土壤質(zhì)

3、量、保護(hù)地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力的貢獻(xiàn)，以其為進(jìn)一步研發(fā)專(zhuān)一的AM真菌群落結(jié)構(gòu)制劑及其在保護(hù)地?zé)o公害蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.我國(guó)北方保護(hù)地土壤具有獨(dú)特的AM真菌群落結(jié)構(gòu)特征，其水平結(jié)構(gòu)特征表現(xiàn)在各樣地之間AM真菌群落構(gòu)成差異明顯:球囊霉屬（Glomus）是各樣地的優(yōu)勢(shì)屬。幼套球囊霉（G.etunicatum）是北京大興和山東昌樂(lè)樣地連作5年的土壤中共同優(yōu)勢(shì)種。近明球囊霉（G.claroid

4、eum）是山東昌樂(lè)和萊陽(yáng)樣地連作5年和10年的土壤中共同優(yōu)勢(shì)種，淺窩無(wú)梗囊霉（Acaulospora.lacunosa）是北京大興樣地連作10年的土壤中的優(yōu)勢(shì)種。3個(gè)樣地連作15和20年的土壤中的優(yōu)勢(shì)種并不明顯。3個(gè)樣地4個(gè)連作年限共有的菌種為近明球囊霉（G.claroideum）;3個(gè)樣地連作5年之間相似性系數(shù)在0.67到0.84，而3個(gè)樣地連作20年之間的相似性系數(shù)在0.29到0.33之間。垂直結(jié)構(gòu)特征表現(xiàn)為:隨著土壤深度的增加，3

5、個(gè)樣地（北京大興、山東昌樂(lè)和萊陽(yáng)）的AM真菌最大孢子密度、種豐度和多樣性指數(shù)均出現(xiàn)在0-10cm土層，且隨土壤剖面深度增加呈現(xiàn)遞減的趨勢(shì);時(shí)間結(jié)構(gòu)特征表現(xiàn)為:6月和10月孢子密度、豐度、Shannon指數(shù)最高，8月和12月孢子密度最低。
　　 2.PCR-DGGE圖譜分析表明，山東昌樂(lè)保護(hù)地不同連作年限的西瓜土壤AM真菌群落結(jié)構(gòu)組成及變化明顯。共獲得28條DNA序列，保護(hù)地土壤中AM真菌種的豐度和多樣性指數(shù)較低，隨著連作年限的增

6、加，種的豐度減少。Shannon指數(shù)隨種植年限增加呈現(xiàn)先下降后趨于緩和的變化。典范對(duì)應(yīng)分析(CCA)結(jié)果顯示CCA的第1排序軸和第2排序軸的物種與環(huán)境關(guān)系的累積率達(dá)67.6％，說(shuō)明土壤性質(zhì)對(duì)AM真菌群落組成具有重要的影響。土壤速效磷含量和種植年限是影響AM真菌群落組成的重要因素。
　　 3.接種AM真菌群落盆栽試驗(yàn)結(jié)果表明，AM真菌群落顯著增加了2-5mm，1-2mm，1-0.5mm，0.5-0.25mm土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)數(shù)量

7、，降低了土壤電導(dǎo)率;提高了細(xì)菌和放線菌的數(shù)量，而真菌的數(shù)量顯著降低，提高了脲酶、蔗糖酶和多酚氧化酶的活性;AM真菌群落能明顯改善黃瓜的生長(zhǎng)，增加株高、干重、最大葉面積，提高了黃瓜葉片的葉綠素相對(duì)含量、可溶性糖含量、根系活力，增強(qiáng)了對(duì)逆境的抵抗能力。這種效應(yīng)顯著高于單接種AM真菌處理和對(duì)照。與其他各AM真菌群落相比，以AM真菌群落組合F(Glomusetunicatum+G.mosseae+Gigasporamargarita十Acaul