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蒙古沙冬青伴生植物AM真菌物种多样性及生态适应性研究

郭清华  
【摘要】:我国西北荒漠带气候条件恶劣,使得该地区植被稀疏,植物种类组成与群落结构简单。人们盲目开垦,使得荒漠化程度加剧,改善荒漠自然植被是目前治理土地荒漠化最有效的途径。蒙古沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)作为西北荒漠地区独有的旱生常绿豆科阔叶灌木,与其伴生植物相伴而生,既有竞争抑制,又有协同进化,根系发达,具有耐寒、抗旱等特点,是防风固沙的理想树种。AM(arbuscular mycorrhiza)真菌能与绝大多数维管植物根系形成互惠共生体。AM真菌在植物矿质营养、水分吸收和生物间相互作用等方面发挥着重要作用,其产生的球囊霉素在修复土壤的效应方面具有重要作用。本试验于2013年和2015年7月在内蒙古荒漠带选取以蒙古沙冬青为建群种的3样地磴口、乌海和阿拉善采集土样和根样,系统研究蒙古沙冬青群落中伴生植物AM真菌群落组成、生态分布及与土壤因子的关系,并与蒙古沙冬青相关研究进行对比。为充分利用AM真菌资源和生物技术,促进荒漠植被恢复和生态改良提供依据。主要试验结果如下:1.蒙古沙冬青伴生植物根围土壤共分离鉴定4属25种AM真菌,其中无梗囊霉属(Acaulospora)7种,管柄囊霉属(Funneliformis)3种,球囊霉属(Glomus)14种,盾巨孢囊霉属(Scutellospora)1种。2.AM真菌群落属种组成具有明显空间异质性,生态适应性也不同。球囊霉属和无梗囊霉属是3样地共同优势属。网状球囊霉(G.reticulatum)是3样地共同优势种,双网无梗囊霉(A.bireticulata)、集球囊霉(G.fasciculatum)、聚集球囊霉(G.glomerulatum)、粘质球囊霉(G.viscosum)是3样地共同亚优势种。AM真菌种数随土层深度增加而下降。其中网状球囊霉、聚集球囊霉为不同土层共同优势种。斑点球囊霉(G.maculosum)仅出现在乌海10-20 cm土层。3.AM真菌物种多样性具有时空异质性。Simpson指数和均匀度指数样地间无显著差异;阿拉善样地丰度和Shannon-Weiner指数显著高于磴口和乌海。2013年各样地AM真菌丰度显著高于2015年。4.伴生植物根系均能与AM真菌形成I-型(intermediate type)丛枝菌根。AM真菌总定殖率达71.38%,孢子平均密度为74.33个/20 g,说明蒙古沙冬青伴生植物与AM真菌能形成良好共生关系。5.AM真菌分布具有明显时空异质性。2013年菌丝定殖率、总定殖率和孢子密度均显著高于2015年。阿拉善孢子密度显著高于磴口和乌海;AM真菌总定殖率和孢子密度最大值均在0—30 cm浅土层。6.AM真菌多样性与土壤因子密切相关。AM真菌总定殖率、孢子密度和多样性指数与土壤有机C、碱解N、GRSP有正相关性,与土壤有效P显著负相关。7.样地土壤T-GRSP平均含量为7.32 mg g-1,占土壤有机C平均百分比为57.60%,说明GRSP是土壤有机C的重要来源和组成部分。GRSP与有机C显著正相关,进一步证明了球囊霉素在退化生态系统中起着重要作用。8.PCA分析表明,土壤GRSP、有机C、碱解N、有效P和酸性磷酸酶是3样地主要影响因子,能综合反映内蒙古荒漠带营养状况。


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