元宝枫根际AM真菌群落结构及其促生机制的研究

作     者：李晴 

作者单位：西北农林科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：盛敏

授予年度：2023年

学科分类：0907[农学-林学] 08[工学] 0829[工学-林业工程] 09[农学] 

主      题：元宝枫 丛枝菌根真菌 群落结构 根系形态 枯落物分解 

摘      要：元宝枫(Acer truncatum)作为高经济效益树种,由于生长缓慢、缺少优良单株,致其产量低下,难以满足市场需求。当前,如何促进元宝枫生长已成为元宝枫产业发展中急需解决的关键问题之一。丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌能与90%以上的陆生植物形成菌根,菌根对大部分植物的促生效应已基本明确,然而有关AM真菌对元宝枫生长的影响及其影响机制至今尚未被充分地揭示。因此,本研究首先以种植于陕西省南部的元宝枫林为研究对象,阐明不同性状元宝枫(优树和普通树)于同一种植地或同一性状(普通树)元宝枫于不同种植地的生长状况、AM真菌特性及其相互关系,再于盆栽条件下通过接种试验确定AM真菌(根内根孢囊霉Rhizophagus intraradices)在元宝枫枯叶分解中的作用及该作用与元宝枫生长间的关系,揭示AM真菌对元宝枫的促生机制,为菌根技术在元宝枫产业发展中的应用奠定基础。主要研究结果如下:(1)于同一种植地中,元宝枫优树的土壤pH值、根全氮及根全磷含量显著高于普通树,而树高、叶全氮、叶全磷、叶全钾、根际土壤铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾及有机碳含量则为普通树显著高于优树。究其AM真菌特性,优树根际AM真菌菌丝密度和Chao指数显著高于普通树。优树根系和根际AM真菌群落共现网络拓扑结构较普通树更为复杂;筛选二者差异OTU发现其主要集中在元宝枫根系。元宝枫根系AM真菌群落多样性与根全磷含量显著相关;根际土壤AM真菌群落多样性与树高、胸径、土壤速效磷、有机碳和pH值显著相关;其中,土壤速效磷和有机碳含量与普通树AM真菌群落多样性显著正相关,树高、胸径和土壤pH值与优树AM真菌群落多样性显著正相关。(2)于不同种植地中,元宝枫的树高、胸径、根和叶养分状况、土壤全氮、全磷、全钾、铵态氮、有效磷、有效钾、有机碳和pH值存在显著差异,而土壤硝态氮差异不显著。究其AM真菌特性,各种植地元宝枫根际AM真菌孢子密度、菌丝密度和Richness指数差异显著,AM真菌群落的离散度于种植地FF1与FF2、FF3、FX、WG4和ZZ间差异显著,而AM真菌群落相似性于不同种植地间均无显著差异。各种植地元宝枫根际AM真菌的Richness指数与叶片养分状况呈显著正相关,不同种植地元宝枫生长状况与AM真菌群落丰富度关系密切。(3)接种AM真菌显著提高了元宝枫地上和地下部干鲜重、根全氮、根全磷、根全钾及叶全磷的含量,降低了叶全钾含量,但对株高、地径和叶全氮含量无显著影响。接种AM真菌显著改变了元宝枫的根系形态,使其细根占比降低,粗根占比升高。元宝枫根系形态各指标和粗根占比与元宝枫生物量、根全氮、根全磷、根全钾和叶全磷含量呈正相关,与细根占比和叶全钾含量呈负相关,元宝枫生长状况与根系形态关系密切。(4)接种AM真菌显著增加了元宝枫枯叶总分解量,促进了枯叶中多酚的释放,改变了分解粒径大小,降低了枯叶全氮积累,但对其单宁、纤维素、全磷、全钾和有机碳含量无显著影响。枯叶全氮积累与叶全钾含量呈正相关,与元宝枫生物量以及其他根和叶养分指标呈负相关。