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AM真菌对菌根植物和非菌根植物种间竞争作用的影响

张宇亭  
【摘要】:两种或两种以上的植物生长在同一个区域是一种普遍的生态学现象,当不同植物物种共同利用同一资源而受到相互干扰或抑制时,便会产生种间竞争。而种间竞争是塑造植物形态、生活史以及植物群落结构和动态特征的主要动力之一同时也是决定生态系统结构和功能的关键生态过程之一。在自然生态系统中,菌根植物和非菌根植物对土壤磷营养的吸收利用机制有明显的差别。为了探索接种AM真菌(arbuscular mycorrhiza fungus, AM真菌)对菌根植物和非菌根植物种间竞争作用的影响,本研究选用了紫色土和石灰性潮土两种土壤类型,分别代表两种不同磷养分供应能力的土壤条件,将菌根植物(玉米或小麦)和非菌根植物(油菜)模拟进行间作、尼龙网分隔种植和单作3种不同模式的种植,以便分别模拟菌根植物和非菌根植物在不同土壤条件下的种间竞争状态。主要结论如下: (1)紫色土为供试土壤条件下,通过对玉米和油菜进行间作、尼龙网分隔和单作种植,发现接种AM真菌显著降低了间作体系油菜根系的磷含量和磷吸收量,并对菌根植物玉米的磷营养状况有改善的趋势。并且,接种AM真菌可以降低非菌根植物油菜的生物量,同时提高菌根植物玉米的生物量。无论接种AM真菌与否,玉米的相对竞争能力均小于油菜,但接种AM真菌后能显著提高玉米相对油菜的种间竞争能力,并能改变两植物对土壤磷营养的竞争比率,促进菌根植物玉米和非菌根植物油菜的共存。 (2)石灰性潮土为供试土壤条件下,通过对玉米和油菜进行间作、尼龙网分隔和单作种植,发现接种AM真菌可以显著降低土壤中总无机磷含量,并且促进土壤难溶性磷源Ca10-P和O-P向有效态磷源的转化,帮助菌根植物(玉米)从间作植物根际和菌根际中获得更多的无机磷资源,显著提高了菌根植物玉米的生物量和磷吸收量,并显著降低了间作体系中油菜的生物量和磷吸收量,从而使间作体系中菌根植物的相对竞争能力和对磷营养的竞争比率可以显著的提高,进一步加强菌根植物的竞争优势,降低非菌根植物与菌根植物的共存能力。 (3)紫色土为供试土壤条件下,通过对小麦和油菜进行间作、尼龙网分隔和单作种植,间作和尼龙网分隔种植模式下,接种AM真菌有提高小麦地上部生物量和吸磷量的趋势,并有降低油菜地上部生物量和吸磷量的趋势。无论接种AM真菌与否,小麦的相对竞争能力和对磷养分的竞争比率均大于油菜,接种AM真菌后能显著提高小麦相对油菜的种间竞争能力和磷养分竞争比率,加强小麦的种间竞争优势,降低非菌根植物与菌根植物的共存能力。 (4)石灰性潮土为供试土壤条件下,通过对小麦和油菜进行间作、尼龙网分隔和单作种植,间作和尼龙网分隔种植模式下,接种AM真菌可以显著降低土壤中Ca2-P、Ca8-P、A1-P和总无机磷含量。并且,菌根菌丝除了可以活化利用O-P外,还能促使油菜根系活化土壤中的Ca10-P,使得Ca10-P和O-P这些难溶性磷向有效态磷源的转化,帮助宿主植物(小麦)从间作植物根际和菌根际中获得更多的无机磷资源,显著提高了小麦地上部的生物量和磷吸收量,并能降低油菜地上部的生物量和磷吸收量,从而提高小麦相对油菜的竞争能力和磷营养的竞争比率进而提高间作体系下小麦与油菜的共存能力。


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