酸性铝胁迫下外生菌根对无机难溶性磷的活化与利用

发布时间：2020-09-24 08:44

　　我国南方森林土壤90%以上都呈酸性,酸性土壤中铝极易被活化而对植物产生毒害,森林常因普遍存在的铝毒而生长受限。铝活化后易与土壤中的磷结合而降低磷的有效性,使原本贫瘠的有效磷愈加匮乏。外生菌根真菌(ECMF)可与大多数林木形成互利共生体系,在提高植物养分吸收和利用方面作用突出,有利于维持森林生态系统健康,促进林业的可持续发展。然而,在酸性铝胁迫下,外生菌根能否活化土壤中的难溶性磷,进而促进寄主植物对磷的吸收和利用,目前还不甚清楚。为此,研究以前期试验中抗铝能力和促生效果均优良的西南林区土著ECMF,即松乳菇(Ld2和Ld3)和彩色豆马勃(Pt715)为菌根菌剂,将其拌种马尾松种子,在酸性铝胁迫下培养一段时间后,检测分析根际土壤中无机难溶性磷的形态变化,以及寄主植物对磷的吸收利用情况,以探索酸性铝胁迫下外生菌根对无机难溶性磷的活化和利用,并筛选出抗(耐)铝能力和解磷能力均较强的外生菌根真菌,为将外生菌根技术应用于我国酸性富铝林地的植树造林和生态恢复提供理论和实践依据。主要研究结果如下:(1)酸性铝胁迫下,3种ECMF均能与马尾松建立良好的共生关系,显著促进马尾松幼苗的生长和对无机难溶性磷源的利用。与非菌根苗相比,接种3种ECMF均显著促进无机难溶性磷源处理下马尾松幼苗的生长,促生能力高低顺序依次为Ld3Ld2Pt715,使幼苗生物量增长了9.83%~16.55%,幼苗根冠比显著降低,有利于光合产物向地上部的分配,提高活立木蓄积量。酸性铝胁迫下,菌根苗在难溶性磷源Fe-P和Al-P中生长良好,其生物量、苗高、地径等生长指标都显著高于无磷处理,即菌根苗在酸性铝胁迫下能很好地利用难溶性磷源Fe-P和Al-P。3种菌根苗中,Ld3菌根苗的生长在供试条件下均优于Ld2和Pt715。(2)酸性铝胁迫下,接种3种ECMF均显著提高马尾松幼苗的磷、钾、钙、镁含量,尤其促进磷、钙的吸收和转运,抑制铝的上行运输。3种菌根苗的平均含磷量高低依次为Ld3≥Ld2Pt715,含铝量为Pt715Ld2Ld3,即松乳菇的两个株系在促进磷吸收、抑制铝的上行运输能力上都优于Pt715,且Ld3强于Ld2。与无磷处理相比,生长于施用难溶性磷源土壤上的菌根苗的磷、钾、钙含量显著增加,但铝含量显著降低,表明酸性铝胁迫下接种ECMF促进马尾松幼苗对难溶性无机磷源Fe-P、Al-P的利用。在含Al-P土壤上生长的菌根苗对K、Ca、Mg、Al的吸收和转运能力高于、但对磷的吸收和转运能力则低于Fe-P处理。(3)相关分析结果表明,3种菌根苗的P、K、Ca、Mg含量间呈极显著正相关(p0.01),即菌根苗对这4种养分的吸收有协同促进作用;P、K、Ca、Mg含量与Al含量间呈极显著负相关(p0.01),说明铝会抑制菌根苗对P、K、Ca、Mg的吸收。(4)与非菌根苗相比,接种ECMF显著降低马尾松幼苗根际土壤的pH值。酸性铝胁迫下,在含难溶性磷源Fe-P和Al-P土壤上生长的马尾松菌根苗的根际土壤pH值均低于无磷处理。说明菌根化促进了根际H~+的分泌,且酸性铝胁迫下难溶性磷处理会加剧菌根苗H~+的分泌。(5)接种ECMF显著促进马尾松幼苗根际土壤无机难溶性磷向有效磷的转化。菌根苗根际土壤的有效磷平均含量比非菌根苗高出130%~157%。酸性铝胁迫显著降低马尾松幼苗根际土壤的有效磷含量,非菌根苗的下降幅度达到96%。接种ECMF显著减缓有效磷的下降幅度。3种菌根苗中,Ld3根际土壤有效磷含量最高,其后依次为Ld2和Pt715。以Fe-P为磷源时,根际有效磷含量最高。(6)酸性铝胁迫显著增加根际无机难溶性磷的含量,接种3种ECMF促进根际土壤无机难溶性磷活化。菌株不同,活化的难溶性磷源有异:Ld2主要活化Fe-P,Pt715的是Al-P,Ld3的是Al-P、Fe-P和Ca-P,且Ld3菌根苗根际O-P增幅最小。与无磷处理相比,施入难溶性磷源更能促进菌根苗对土壤难溶性磷源向有效磷源的转化。3菌株中,Ld3和Ld2菌根苗对难溶性磷的活化能力强于Pt715,更适合酸性土壤上马尾松幼苗对难溶性磷的利用。总之,酸性铝胁迫下接种Ld2、Ld3和Pt715显著促进马尾松幼苗的生长和对无机难溶性磷源Al-P与Fe-P的利用,有利于光合产物向地上部分的分配。3种菌根苗中,以Ld3的效果最好,Ld2次之,Pt715相对较弱。3种ECMF的侵染均显著提高酸性铝胁迫下难溶性磷源处理下马尾松幼苗对磷、钾、钙、镁等养分,特别是磷和钙的吸收和转运,抑制铝的上行运输;促进根际H~+的分泌,以及无机难溶性磷向有效磷的转化。因此,酸性铝胁迫下接种Ld2、Ld3和Pt715有利于提高马尾松幼苗根际土壤中无机难溶性磷源的生物有效性,其中H~+可能起重要作用。
【学位单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S791.248

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