论文部分内容阅读
丛枝菌根(Arbuscular mycorrizal,AM)是植物与丛枝菌根真菌形成的共生体，这种共生体通过植物光合作用产生的碳水化合物供给根系外延菌丝并交换吸收土壤养分促进植物生长，影响了植物-土壤的生态过程。喀斯特高钙生境中植物与菌根真菌的功能关系是许多研究者关注的重要问题。研究发现，喀斯特适生植物能够交替利用碳酸岩风化产生的碳酸氢根离子作为碳源，AM真菌在这一过程扮演什么角色并影响了植物-土壤体系养分利用和转化的研究还没有涉及。这一问题的明确有助于阐明全球CO2浓度升高背景下喀斯特高钙生境中AM对植物-土壤体系适应性功能调控策略，对生态系统稳定性具有重要意义。 本试验采用隔室分离系统，构建外源碳酸钙因素和菌丝隔网因素进行双因素试验。设计种植隔室组（HOST组）和菌丝测试隔室组（TEST组），每一个HOST组和TEST组由4个相同的隔室组成，共计8个隔室组成一个试验单元。在HOST组中种植香樟(Cirtnamomum camphora)幼苗，并接种丛枝菌根真菌幼套球囊霉(Glomus etunicatum)，在TEST组中采用外源13C-碳酸钙处理（C+处理，向TEST隔室中添加13C-碳酸钙；C－处理，不向TEST隔室添加13C-碳酸钙），HOST与TEST之间采用菌丝隔网处理(M+处理，采用20μm尼龙网,隔离植物根系向相邻隔室生长但菌丝可通过；M－处理，0.45μm尼龙网，隔离菌丝与植物根系向相邻隔室生长）。试验测定了香樟幼苗生长及土壤基质性状指标，主要结果如下： (1)对生长性状而言，比较隔网处理对生长性状影响的差异，C+处理下，M+隔网显著提高了植株根总长、根表面积、根尖数、根分叉数，同时提高了植株茎生物量和总生物量，但差异不显著；C－处理下，M+隔网与M－隔网的樟树幼苗根系性状指标无显著性差异，但M+隔网对茎生物量和总生物量的提高达到显著水平。比较外源碳酸钙对生长性状影响的差异， M+隔网下，C+处理显著提高根尖数和分叉数，同时茎和总生物量有所提高，但差异不显著；M－隔网下，C+处理对樟树幼苗根系性状指标和植株茎、总生物量均无显著性影响。外源性碳酸钙和隔网处理对樟树幼苗苗高、地径、叶面积均无显著影响。 (2)对植株养分而言，比较隔网处理对植株养分吸收的差异，C+处理下，M+隔网显著增加了樟树幼苗根中氮和钙的摄取量，叶片氮和磷摄取量，以及植株总氮和总钙摄取量；C－处理下，M+隔网显著提高了叶片钙、磷摄取量和植株总钙摄取量。比较外源碳酸钙对植株养分吸收的差异，M+隔网处理下，C+处理显著提高了根的氮、钙摄取量，茎的钙摄取量，叶的氮摄取量，和植株总氮、总钙摄取量；在M－隔网处理下，C+处理显著提高樟树幼苗茎的钙摄取量和植株总钙摄取量。 (3)对土壤养分而言，比较隔网处理对土壤氮磷养分浓度的差异，C+处理下，M+隔网显著增加了HOST室土壤中粒径<0.25 mm的碱解氮和全磷浓度，以及相邻隔室（TEST室）土壤中粒径>2.00 mm的全氮浓度；C－处理下，M+隔网显著降低了 HOST室土壤中粒径0.25-1.00 mm碱解氮浓度、但显著提高了粒径1.00-2.00 mm有效磷浓度，对TEST室土壤氮磷养分无影响。比较外源碳酸钙对土壤氮磷养分的差异，在M+隔网下，C+处理显著提高了HOST室粒径<0.25 mm的碱解氮浓度；在M－隔网处理下，C+处理显著提高了HOST室粒径0.25-1.00 mm全磷浓度和1.00-2.00 mm有效磷浓度，对TEST室磷浓度无显著影响。对球囊霉素含量而言，比较隔网处理对球囊霉素的差异，C+处理下，M+隔网显著增加了 TEST室粒径0.25-1.00 mm的总提取球囊霉素含量，但显著降低了粒径>2.00 mm总提取球囊霉素含量；C－处理下，M+隔网显著增加了HOST室中粒径<0.25 mm、0.25-1.00 mm易提取球囊霉素含量和粒径<0.25 mm、1.00-2.00 mm、>2.00 mm总提取球囊霉素含量，并显著提高了TEST室所有粒径的总提取球囊霉素含量。比较外源碳酸钙对球囊霉素含量的差异，在M+隔网下， C+处理显著提高了HOST室中粒径>2.00 mm总球囊霉素含量和TEST室中粒径>2.00 mm易提取球囊霉素含量，显著降低了TEST室中0.25-1.00 mm总提取球囊霉素含量；在M－隔网处理下，C+处理显著提高了HOST室四个粒径的易提取球囊霉素含量和TEST室粒径<0.25 mm、>2.00 mm总提取球囊霉素含量。 (4)对δ13C值而言，比较隔网处理对δ13C值的差异，C+处理下，M+隔网处理增加了根、茎、叶中δ13C值，并增加了HOST室粒径<0.25 mm的δ13C值；C－处理下，M+隔网增加了根、叶中的δ13C值，对土壤中δ13C值影响不显著。比较外源碳酸钙对δ13C值的差异，在M+隔网处理下，C+处理显著增加了TEST室四个粒径的土壤δ13C值，并增加了HOST室粒径<0.25 mm、1.00-2.00 mm的δ13C值，植株根茎叶的δ13C值也有所提高；在M－隔网处理下，C+处理提高了植株根茎叶中的δ13C值。 (5)总体上，施加外源碳酸钙和AM菌丝体对植株和土壤δ13C值均有影响，但二者的交互作用对土壤和植株δ13C值的影响不显著。外源碳酸钙、AM菌丝体及二者的交互作用均能促进植株对氮、钙的摄取，提高土壤的氮磷养分，增加总球囊霉素在土壤中的含量。