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丛枝菌根真菌对土壤结构特征的影响

彭思利  
【摘要】:针对提升土壤肥力,提高土壤质量,保障我国粮食安全的迫切要求,以大多数农作物能与丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhiza fungi, AMF)建立共生关系为基础,利用土壤本身的生物学功能,研究了AMF侵染影响土壤结构的作用及其机制。首先在室内控制条件下观测接种丛枝菌根真菌对土壤团聚体结构数量及稳定性的表观效应,然后利用两室分根装置、四室分根装置系统探讨根系、菌根、球囊霉素相关土壤蛋白和有机质等因素对土壤结构的作用机制,最后应用新近改进的丛枝菌根真菌根外菌丝功能原位研究装置,在模拟田间条件下研究丛枝菌根真菌对土壤结构的作用特性及其机制。主要结论如下 (1)盆栽试验条件下,以小麦(Triticum aestivuml)为宿主植物,在不同供磷水平条件下,分别接种丛枝菌根真菌Glomus intraradices和Glomus mosseae,收获后分析土壤团聚体数量、分布和分形维数。结果显示:不加磷(Po)处理植株根系侵染率显著高于50mg/kg处理(P50);与对照相比,接种丛枝菌根真菌未对植株根系生物量产生显著影响,但接种处理显著提高了土壤中有机质含量、总球囊霉素相关土壤蛋白含量(TG),土壤水稳性大团聚体数量也显著增加。接种处理提高了土壤的平均重量直径(MWD),几何平均直径(GMD),而且降低了土壤分形维数(D)。 (2)两室分根试验条件下,接种Glomus intraradices和Glomus mosseae的菌根室土壤有机质和总球囊霉素相关土壤蛋白含量(TG)有增加的趋势;湿筛条件下菌根室土壤的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)均显著高于根室土壤,而且降低了土壤分形维数(D),显示了丛枝菌根真菌提升土壤结构特征的作用。通径分析的结果表明,在影响平均重量直径(MWD)的众多因子中,菌丝密度对其有最大的直接作用。 (3)四室分根试验条件下,土壤菌丝密度和易提取球囊霉素相关蛋白(EEG)与平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和大于0.25mm团聚体数量(R0.25)呈显著的正相关关系,菌根际土壤和菌丝际土壤水稳性R0.25与菌丝密度有显著的正相关关系,相关系数分别为0.777和0.671。接种Glomus intraradices和Glomus mosseae的菌丝际土壤MWD、GMD和R0.25均有高于根际土壤,但低于菌根室土壤的对应数值的趋势,在一定程度上说明单独的菌丝在团聚体形成和稳定中的作用超过了根系的作用,但还是小于菌丝和根系共同的作用。不同菌种对土壤结构均有不同程度的改良作用,反映了丛枝菌根真菌功能的多样性。 (4)模拟田间试验表明,旋转处理破坏了菌丝的正常生长。接种处理下,尼龙网不旋转处理土壤菌丝密度显著高于尼龙网旋转处理和塑料管壁处理。管壁处理对植株地上部分干重、菌丝密度、总球囊霉素相关土壤蛋白含量(TG)以及平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和大于0.25mm团聚体数量(R0.25)有显著的影响。


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