施氮对杉木幼苗丛枝菌根真菌及其幼苗氮素吸收的影响

发布时间：2020-10-20 03:55

　　 随经济发展氮沉降量逐渐增加,对于森林生态系统氮循环具有显著而深远的影响。丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是与陆生植物联系最为紧密的共生真菌,其与植物形成互惠互利的共生关系。菌根利用菌丝形成庞大的菌丝网,深入根系无法到达的地方,吸收养分和水分供给给植物吸收利用,提高植物的抗病性和抗旱性。同时提高植物生长量和生产力,提高植物质量,促进植物多样性的发展。作为回馈,植物将光合作用产物传递给菌根供其生长利用。杉木作为我国南方最主要的人工林,受经济利益的驱动,近年来杉木人工林种植面积不断扩大,占全国和世界人工林的18%和6%,我国现已成为世界第三大氮沉降区。丛枝菌根真菌作为杉木的土著真菌,氮沉降造成土壤环境的变化必然引起土壤微生物尤其是真菌的变化,进而引起杉木生长的变化,对于森林生态系统碳源汇,氮吸收和氮转移具有重要影响。本研究依托福建三明森林生态系统与全球变化研究站(平均海拔300 m,属中亚热带季风气候,年均气温19.1℃,年均降雨量1749 mm(主要集中在3-8月份),年均蒸发量1585mm,相对湿度81%。区域内土壤类型主要为花岗岩发育而成的红壤和黄壤),以杉木人工林为研究对象,设置三个施氮水平,探究氮添加对丛枝菌根真菌和杉木生长的影响。实验设置对照(CT),低氮(LN),高氮(HN),每个处理5个重复。在布设好的小区内按照施氮量高低分成CT(0 kgN.ha-1yr-1),LN(40 kgN.ha-1yr-1),HN(80 kgN·ha-1y-1),N 沉降采用 NH4N03(分析纯),全年分12次均匀的模拟氮沉降,每月月初以溶液的形式对小区进行喷洒。按照处理水平要求,将每个小区每次所需要喷洒的NH4N03溶解在800 mL(相当年降雨量增加约2mm)去离子水中,用手提式喷雾器在小区四周人工来回,从幼苗林冠上方处对小区进行均匀喷洒。对照小区喷洒等量的去离子水,以减少因外加水而造成对生物地球化学循环的影响。结果表明:(1)土壤微生物生物量碳不同季节变化显著,其中1月份微生物生物量碳变化剧烈;与对照相比,低氮和高氮处理下微生物生物量氮含量均有所降低。施氮降低土壤全碳含量,但不同月份间没有显著差异;不同月份土壤溶解性氮差异显著,4月份显著低于其他月份,8月份土壤溶解性氮含量最高;土壤速效磷含量不同月份差异显著,4月份和8月份显著高于其他月份,1月份含量最低。不同季节施氮后AMF侵染率呈现先上升后下降的趋势,2015年1月到8月,侵染率呈上升趋势,之后变成下降,且在2016年4月达到最低。不同处理下,施氮提高AMF侵染率;施氮提高AM孢子密度,随施氮量增加而增加;易提取球囊霉素土壤相关蛋白含量随时间延长呈上升趋势;总提取球囊霉素土壤相关蛋白含量变化大致表现为“U”型,从2015年1月到2015年8月表现为降低,2015年8月到次年4月表现为增加,且施氮降低总提取球囊霉素土壤相关蛋白含量。(2)土壤微生物总生物量、放线菌(Actinomycetes,ACT)、真菌(Fungi,F)和细菌生物量随施氮量呈现先增加后降低的趋势,且2016年与2015年相比,微生物生物量也显著降低,且微生物群落结构变化显著。4月份与11月份相比,4月份革兰氏阳性菌(Gram-positive bacteria,GP)和放线菌所占比重有所降低,革兰氏阴性菌(Gram-negetive bacteria,GN)、真菌、丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)则在总微生物群落中所占比重上升,即施氮提高真菌在微生物群落结构中的作用。丛枝菌根真菌生物量在施氮后表现为降低,尤其是高氮显著抑制丛枝菌根真菌的生长。丛枝菌根真菌物种丰度也受施氮的影响,不同种属真菌施氮与对照相比表现为增加。(3)施氮提高杉木幼苗树高、基径、冠幅的生长量,且随时间延长,增长越显著。叶片氮素含量呈现下降趋势,且于4月份达最低,叶片磷含量不同处理间差异不显著。丛枝菌根真菌侵染率与杉木幼苗株高、冠幅及叶片碳含量显著正相关,表明AMF可以促进杉木幼苗光合作用。总提取球囊霉素含量与叶片氮含量成极显著正相关,表明AMF促进土壤团聚体形成,提高杉木保水保肥能力,从而提高植物叶片养分含量。
【学位单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S791.27
【部分图文】：

图１－１全球氮沉降预测??Ｆｉｇ?１－１?Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｇｌｏｂａｌ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ??

?３．２不同施氮水平对丛枝菌根真菌共生体的影响??如图３－１显示，不同月份不同处理下丛枝菌根真菌侵染率差异显著；丛枝菌根??真菌侵染率在低氮处理下呈上升趋势（ｐ＜〇．〇５）；?２０１５年１１月高氮处理下ＡＭ真菌侵??染率显著降低。与２０１５年４月丛枝菌根真菌侵染率相比，２０１６年４月不同施氮处??理丛枝菌根真菌侵染率均显著降低（ｐ＜０．０５）。??ｎ□对照??４５?ｐ?國低氮??－ａ丨；‘?＿高氮??ｉ２。：漏邏＿??２０１５－４?２０１５－８?２０１５－１１?２０１６－４??时间（Ｔｉｍｅ）??图３－１施氮对丛枝菌根真菌侵染率的影响（均值±标准差）??Ｆｉｇ．?３－１?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ａｄｄｉｔｉｏｎ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｃｏｌｏｎｉｚａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｒｂｕｓｃｕｌａｒ?ｍｙｃｏｒｒｈｉｚａｌ?ｆｕｎｇｉ?（ｍｅａｎｓ±ＳＤ）??备注：其中小写字母表示同一处理不同月份差异显著（ｐ＜０．０５）。其中ＣＴ表示对照处理，ＨＮ表示高氮处理，??ＬＮ表示低氮处理，下同。??％??２２??

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本文编号：2848169