丛枝菌根真菌提高黄土高原紫穗槐抗旱能力的研究

【摘要】：本文在陕西黄土高原的甘泉、绥德、米脂、榆林4县（市）选取4个样地，研究紫穗槐（Amorpha fruticosa）不同深度土层丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）侵染率、孢子密度、球囊霉素和土壤因子之间的关系，并利用盆栽试验研究了水分胁迫下接种丛枝菌根真菌对紫穗槐生长和抗旱性的影响。得出以下主要结论： 1. AMF侵染率平均值绥德样地最大，为100%，米脂样地最小，为75.02%；孢子密度平均值米脂样地最大，为5.91个/g，榆林样地最小，为1.57个/g。4个样地孢子密度最大值均在0~(-1)0cm土层，并且随土层加深而降低。AMF侵染率与孢子密度在各样地间差异显著，同一样地侵染率与孢子密度变化规律不一致。榆林样地的有机碳、铵态氮、速效磷、脲酶和碱性磷酸酶活性平均值显著高于其他样地。除绥德、米脂样地的蔗糖酶和甘泉样地的碱性磷酸酶外，其他样地的土壤酶活性和球囊霉素含量均随土层加深而降低，且各土层之间差异显著，最大值均在0~(-1)0cm土层。 2. AMF侵染率与土壤pH、总球囊霉素和易提取球囊霉素含量呈极显著正相关，与有机碳、硝态氮、速效磷含量呈显著正相关。孢子密度与速效磷含量、蔗糖酶和脲酶活性呈显著正相关，与铵态氮含量呈显著负相关。主成分分析表明，第1、2主成分的累积方差贡献率达到56.4%，第1主成分主要综合了球囊霉素含量、AMF侵染率和孢子密度；第2主成分综合了土壤pH和部分土壤因子信息。因此，球囊霉素含量、AMF侵染率、孢子密度、pH、部分土壤因子对决定土壤生态起主要作用。 3.水分胁迫下（土壤相对含水量为30%），接种植株的根系活力（0.66mg g~(-1) h~(-1)）显著高于对照（0.49mg g~(-1) h~(-1)）；随着土壤相对含水量从70%降至30%，接种和对照的植株株高、地上和地下部干重、根系活力均下降，而接种的菌根侵染率则从43.99%提高到88.47%，显著上升；接种丛枝菌根真菌显著增加了叶片脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量，降低了叶片丙二醛含量，尤其到胁迫后期，土壤相对含水量为30%时接种植株的脯氨酸含量为135.67μg/g，为对照（58.72μg/g）的2.31倍。土壤相对含水量为50%时接种植株SOD、POD、CAT的活性分别是对照的1.47、1.48和1.37倍。植株在长时间受到水分胁迫时，接种AMF可以显著提高这三种酶的活性。 4.水分胁迫下，接种植株的Fv/Fm显著高于对照。土壤相对含水量为30%的对照，随着水分胁迫时间的延长，Fv/Fm在中后期从0.76快速降低至0.70，而接种则始终维持在0.78左右。水分胁迫前期各水分处理ETR值差异不显著，随着水分胁迫时间的延续，ETR值呈先降低再升高的趋势，土壤相对含水量为30%时的对照在中期下降幅度最大，从9.8降至6.0，且后期不能升高到原有水平，而接种可以恢复到接近原水平。随着土壤相对含水量的增加，qL显著上升，接种高于对照。水分胁迫至中期，土壤相对含水量为30%的接种和对照qL显著下降，从0.86降至0.73。胁迫至后期，对照qL继续降低至0.60，而接种回升至0.84，接近前期水平。各处理在水分胁迫初期，NPQ随土壤相对含水量的降低而上升，水分胁迫延续至中后期，各处理NPQ均缓慢上升，对照高于接种。