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丛枝菌根真菌对刺槐根际微生态的作用

作　者: 杜小刚
导　师: 唐明
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 林木遗传育种
关键词: AM真菌刺槐黄土高原 BIOLOG 根际微生态
分类号: S792.27
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

本论文通过开展黄土高原生态退化区不同树龄刺槐人工林及次生林根际土壤微生物群落多样性研究、AM真菌对微生物群落影响研究以及AM真菌对刺槐的接种效应研究,旨在揭示AM真菌对刺槐根际微生态的作用机制,为黄土高原退化生态系统的恢复重建和西部地区退耕还林工程的实施提供科学依据。得出以下结果:(1)不同树龄刺槐根际微生物群落功能多样性分析8a、15a、23a和30a刺槐人工林,随着树龄的增加,根际微生物总量及活性(AWCD值)增大;碳源代谢丰富度指数(S)和Shannon指数(H)逐渐增加,23a达到峰值后趋于稳定,并逐渐降低。8a次生林在根际微生物量及功能多样性均高于同龄人工林。随着树龄增大碳源利用程度增加,糖类始终是各林地的优势利用碳源。刺槐人工林根际微生物群落结构与功能随着树龄的增加存在时间上的连续性,次生林优于同龄人工林,在碳源利用上表现为与树龄更长的人工林相近。(2) AM真菌对微生物群落的影响8a、15a、23a和30a刺槐人工林,随着树龄的增加,菌根侵染率及孢子密度均先增加后降低,但两者变化趋势及幅度并不保持一致。8a次生林菌根侵染率及孢子密度均较高。不同刺槐林菌根侵染率与根瘤数显著正相关(r=0.927, P<0.05),AM真菌对磷素吸收与根瘤菌固氮发生协同作用,培肥土壤的同时促进了黄土高原生态恢复。8-15a刺槐人工林AM真菌与根际微生物群落关系密切,表现为根际微生物总量、碳源代谢丰富度指数(S)、Shannon指数(H)与菌根侵染率(r=0.869, 0.975, 0.929)及孢子密度(r=0.955, 0.999, 0.987)正相关,反映出AM真菌对刺槐根际微生物群落在数量上及功能多样性上的正效应;23-30a刺槐人工林AM真菌与根际微生物群落关系复杂,表现为23a人工林在菌根侵染率、孢子密度、微生物碳源代谢丰富度指数和Shannon指数(H)上均高于30a人工林,但根际微生物量及微生物活性(AWCD值)却低于30a人工林。(3) AM真菌对刺槐的接种效应AM真菌能够通过提高刺槐根系活力与根系活跃吸收面积、改变根系质膜透性、增加根际微生物量、提高土壤酶活性等方式,活化土壤养分,促进刺槐生长。在根系活跃吸收面积、微生物量、土壤酶活性上G. mosseae处理与G. constrictum处理差异不显著(P>0.05),但在根系活力及植株生物量上两者差异达极显著水平(P<0.01),说明AM真菌对刺槐的促生效应是一个地上与地下部分协同的综合效应,AM真菌之间的接种效应存在差异,在生产实践中应注意“适树、适菌”的选择,以实现生态效益最大化。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章文献综述  10-22
  1.1 刺槐研究现状  10-12
    1.1.1 刺槐造林育林研究  10-11
    1.1.2 AM 真菌对刺槐接种效应研究  11-12
  1.2 土壤微生物多样性研究进展  12-14
    1.2.1 微生物多样性概述  12
    1.2.2 土壤微生物多样性研究方法进展  12-13
    1.2.3 土壤微生物多样性研究方法在AM 真菌上的应用  13-14
  1.3 AM 真菌的生态分布  14-15
    1.3.1 AM 真菌生态分布的广泛性  15
    1.3.2 AM 真菌生态分布的不均衡性  15
  1.4 AM 真菌对土壤生态系统的影响  15-19
    1.4.1 AM 真菌对土壤生态系统物质循环的影响  15-16
    1.4.2 AM 真菌对土壤肥力及土壤团粒结构的影响  16-17
    1.4.3 AM 真菌对植物根系形态和根系分泌物的影响  17-18
    1.4.4 AM 真菌对土壤微生物群落的影响  18-19
  1.5 AM 真菌对陆地植被系统的影响  19-21
    1.5.1 促进植物生长，增强抗逆性  19-20
    1.5.2 调节植物种间关系，促进物种多样性  20
    1.5.3 影响植物群落结构和演替  20-21
  1.6 AM 真菌在环境生态系统中的指示作用  21-22
第二章前言  22-24
第三章材料与方法  24-30
  3.1 材料  24-25
    3.1.1 野外试验  24
      3.1.1.1 研究区域概况  24
      3.1.1.2 土壤样品采集  24
    3.1.2 盆栽试验  24-25
      3.1.2.1 盆栽土壤  24
      3.1.2.2 供试菌种及宿主植物  24-25
  3.2 研究方法  25-30
    3.2.1 土壤样品的制备  25-26
      3.2.1.1 四分法  25-26
      3.2.1.2 风干处理  26
      3.2.1.3 磨细和过筛  26
    3.2.2 土壤理化性质测定  26
    3.2.3 AM 真菌研究方法  26-27
      3.2.3.1 菌根侵染状况分析  26-27
      3.2.3.2 AM 真菌孢子密度及菌根依赖性测定  27
      3.2.3.3 AM 真菌的分离  27
    3.2.4 BIOLOG ECO Microplate 检测法  27-28
      3.2.4.1 BIOLOG ECO Microplat 原理  27
      3.2.4.2 BIOLOG ECO Microplate 接种液制备  27-28
      3.2.4.3 多底物酶联反应(ELISA)  28
      3.2.4.4 数据分析  28
    3.2.5 土壤微生物测定  28-29
    3.2.6 土壤酶测定  29
    3.2.7 植株生理指标测定  29-30
第四章结果与分析  30-47
  4.1 不同树龄刺槐根际微生物群落功能研究  30-40
    4.1.1 ELISA 反应碳源平均颜色变化率(AWCD)  30-31
    4.1.2 同一树龄刺槐根际微生物对6 类不同碳源利用分析  31-33
    4.1.3 不同树龄刺槐根际微生物对同一类碳源利用分析  33
    4.1.4 同龄次生林与人工林根际微生物群落碳源代谢指纹图谱分析  33-34
    4.1.5 不同树龄刺槐根际土壤微生物功能多样性分析  34-35
    4.1.6 刺槐根际微生物群落功能主成分分析  35-37
    4.1.7 刺槐根际微生物群落碳源利用的聚类分析  37-39
    4.1.8 BIOLOG 代谢剖面模型拟合  39-40
  4.2 AM 真菌对微生物群落的影响  40-43
    4.2.1 菌根形态与侵染率测定  40
    4.2.2 AM 真菌对根瘤菌的影响  40
    4.2.3 AM 真菌对根际微生物的影响  40-43
  4.3 AM 真菌对刺槐的接种效应  43-47
    4.3.1 AM 真菌对刺槐根系的影响  43
    4.3.2 AM 真菌对刺槐根际微生物数量的影响  43-44
    4.3.3 AM 真菌对刺槐根际土壤酶活性的影响  44-46
    4.3.4 AM 真菌对刺槐的促生作用  46-47
第五章结论与讨论  47-51
  5.1 结论与讨论  47-49
    5.1.1 不同树龄刺槐根际AM 真菌的变化  47
    5.1.2 AM 真菌对根际微生物群落的影响  47
    5.1.3 AM 真菌对刺槐次生林地的影响  47-48
    5.1.4 AM 真菌对刺槐生长及根际微环境的影响  48
    5.1.5 AM 真菌对生态恢复的意义  48-49
    5.1.6 AM 真菌影响生态恢复的机理分析  49
  5.2 创新与特色  49-50
  5.3 研究展望  50-51
参考文献  51-58
致谢  58-59
图版  59-61
作者简介  61

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