保護土地壤中AM真菌群落結構與功能的初步研究.pdf

1、作為重要環(huán)境與功能菌物，叢枝菌根（arbuscularmycorrhizas，AM）真菌通過與植物根系建立具有特定形態(tài)結構和功能的互惠共生體，對促進農、林、牧業(yè)生產、維持和提高生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)生產力、環(huán)境安全性和可持續(xù)發(fā)展做出了巨大貢獻。在自然條件下，AM真菌是以其獨特的群落結構特征和功能，直接和間接發(fā)揮著各種生理、生化和生態(tài)作用。保護地栽培中，AM真菌修復連作退化土壤和生物防治土傳病害潛力巨大。土壤中的生物往往是以一定群落結構形式

2、而存在和發(fā)揮作用的。因此，從群落結構的角度研究其群落結構特征與功能會更有實際意義。然而，對保護地AM真菌群落結構及其生理生態(tài)功能的了解目前還十分有限。本研究采用傳統(tǒng)形態(tài)學方法和分子技術，探索北京大興、山東昌樂和山東萊陽保護地不同連作年限（5，10，15和20年）土壤和非保護地自然農田土壤中AM真菌群落結構特征，以非保護地自然土壤中AM真菌群落結構特征為依據(jù)，設計不同的AM真菌群落組合，初步探索不同AM真菌群落組合對保護地植物健康、土壤質

3、量、保護地生態(tài)系統(tǒng)的生產力的貢獻，以其為進一步研發(fā)專一的AM真菌群落結構制劑及其在保護地無公害蔬菜生產中的應用提供理論依據(jù)和技術支持。主要研究結果如下:
　　 1.我國北方保護地土壤具有獨特的AM真菌群落結構特征，其水平結構特征表現(xiàn)在各樣地之間AM真菌群落構成差異明顯:球囊霉屬（Glomus）是各樣地的優(yōu)勢屬。幼套球囊霉（G.etunicatum）是北京大興和山東昌樂樣地連作5年的土壤中共同優(yōu)勢種。近明球囊霉（G.claroid

4、eum）是山東昌樂和萊陽樣地連作5年和10年的土壤中共同優(yōu)勢種，淺窩無梗囊霉（Acaulospora.lacunosa）是北京大興樣地連作10年的土壤中的優(yōu)勢種。3個樣地連作15和20年的土壤中的優(yōu)勢種并不明顯。3個樣地4個連作年限共有的菌種為近明球囊霉（G.claroideum）;3個樣地連作5年之間相似性系數(shù)在0.67到0.84，而3個樣地連作20年之間的相似性系數(shù)在0.29到0.33之間。垂直結構特征表現(xiàn)為:隨著土壤深度的增加，3

5、個樣地（北京大興、山東昌樂和萊陽）的AM真菌最大孢子密度、種豐度和多樣性指數(shù)均出現(xiàn)在0-10cm土層，且隨土壤剖面深度增加呈現(xiàn)遞減的趨勢;時間結構特征表現(xiàn)為:6月和10月孢子密度、豐度、Shannon指數(shù)最高，8月和12月孢子密度最低。
　　 2.PCR-DGGE圖譜分析表明，山東昌樂保護地不同連作年限的西瓜土壤AM真菌群落結構組成及變化明顯。共獲得28條DNA序列，保護地土壤中AM真菌種的豐度和多樣性指數(shù)較低，隨著連作年限的增

6、加，種的豐度減少。Shannon指數(shù)隨種植年限增加呈現(xiàn)先下降后趨于緩和的變化。典范對應分析(CCA)結果顯示CCA的第1排序軸和第2排序軸的物種與環(huán)境關系的累積率達67.6％，說明土壤性質對AM真菌群落組成具有重要的影響。土壤速效磷含量和種植年限是影響AM真菌群落組成的重要因素。
　　 3.接種AM真菌群落盆栽試驗結果表明，AM真菌群落顯著增加了2-5mm，1-2mm，1-0.5mm，0.5-0.25mm土壤水穩(wěn)性團聚體結構數(shù)量

7、，降低了土壤電導率;提高了細菌和放線菌的數(shù)量，而真菌的數(shù)量顯著降低，提高了脲酶、蔗糖酶和多酚氧化酶的活性;AM真菌群落能明顯改善黃瓜的生長，增加株高、干重、最大葉面積，提高了黃瓜葉片的葉綠素相對含量、可溶性糖含量、根系活力，增強了對逆境的抵抗能力。這種效應顯著高于單接種AM真菌處理和對照。與其他各AM真菌群落相比，以AM真菌群落組合F(Glomusetunicatum+G.mosseae+Gigasporamargarita十Acaul