外生菌根真菌对植物促生抗逆作用机制研究进展

外生菌根真菌（ECM）为土壤真菌与陆地植物根系形成的一种互惠共生体,是森林生态系统关键的组成部分。作为生态系统的重要组分,外生菌根真菌具有较强的适应能力,可适应干旱、盐碱、重金属污染等逆境条件,外生菌根真菌侵染宿主植物根系可促进宿主植物生长、土壤养分吸收与利用、提高抗逆和抗病能力、改善土壤环境微生物群落结构。林业生产与菌根关系密切,外生菌根真菌是林木生长必不可少的重要组成部分,森林的可持续经营离不开外生菌根真菌,菌根化育苗与造林可显著提高林木成活率、促进苗木对土壤中营养元素的吸收利用和植物生长、提高植物抗逆性。文中系统阐述了外生菌根真菌促进植物生长、增强宿主植物对重金属污染、干旱、盐碱以及病虫害胁迫抗性的机制及生物修复作用,同时对外生菌根真菌资源开发、环境因子对外生菌根真菌资源的影响及利用现代技术深入研究外生菌根真菌作用机制提出了研究建议与展望。     

中国外生菌根资源的研究进展与展望

菌根(Mycorrhiza)是自然界土壤中的特定真菌菌丝与高等植物根系形成的一种特殊联合体,是二者在长期进化过程中协同进化的产物,是土壤微生物和植物相容性共生的普通现象。德国植物病理学家Frank于1885年首次发现了菌根。随后100多年来,世界各国科学家对菌根分类学、生理学、生态学及其应用技术等方面进行了大量的研究,并已越来越多地认识到菌根真菌在自然界中的重要地位。菌根真菌从植物体内获取生长必需的营养物质,而植物通过与共生真菌结合,也能更好的从土壤中得到所需的养分及水分等。Hacskaylo(1972)把这种关系描述为“生理上平衡良好…     

湖南会同第2代杉木人工林地土壤酶活性

为探讨湖南会同第2代杉木人工林林地土壤质量状况,研究了林地土壤酶活性特点及其与土壤肥力的关系.结果表明：随着第2代杉木林林分年龄的增长,土壤酶活性呈递减趋势;土壤酶活性随土壤深度增加而下降,0-30 cm土层中的酶活性明显高于30-60 cm土层;立地条件不同,土壤酶活性也不同,山顶和山脊土壤酶活性明显低于山腰,而山腰又低于山洼,自然恢复杉木林地（Ⅶ区）的土壤酶活性明显高于20年生的第2代杉木人工林地（Ⅲ区）;各种土壤酶活性夏季最高,其它季节酶活性因不同酶而异,土壤酶活性与土壤其它肥力因素的关系密切,林地土壤中各种酶活性之间共同作用影响土壤养分状况.     

屏边县杉木林地土壤肥力特征

土壤肥力是土壤与植物进行生理谐调的过程中,土壤不断调节供应水、肥、气、热,以保证植物正常生长的能力。研究土壤肥力就是研究土壤水、肥、气、热的协调性。杉木是亚热带树种,喜温暖潮湿气候,其根系穿插能力弱,根际微生物多为好气性真菌,它要求土壤疏松,适水透气、排水良好且湿润肥沃的酸性土壤。因此,从土壤物理性入手,包括土壤透水性、容重、总孔隙、毛管孔隙、非毛管孔隙、土壤温度及土壤中气体成份等方面,研究杉木丰产土壤肥力条件。本文根据屏边杉木林地土壤野外调查材料及不同地区主要土壤剖面理化分析结果整理如下。     

不同林分土壤微生物、酶活性与土壤肥力的关系研究综述

土壤微生物和土壤酶活性是反映土壤肥力最为重要的生物学指标之一。文章综合论述了不同林分土壤微生物种群和数量的分布及其影响因素，并对土壤酶活性对土壤肥力的影响做了分析，显示土壤微生物、酶活性与土壤养分有显著的相关关系。     

木麻黄与根系微生物关系研究进展

木麻黄是我国沿海防护林基干林带中的主栽树种，与土壤中的微生物可以形成共生关系，提高自身耐干旱、抗贫瘠、抗盐碱等适应恶劣环境的能力。土壤中的细菌和真菌能够与木麻黄根系形成稳定的相互作用的微生态系统，其中微生物主导的物质代谢循环是植物获取营养的主要来源之一，反之木麻黄的根系分泌物可以为微生物的生长提供养分。文中综述了木麻黄与根系微生物之间相互作用的相关研究，尤其是接种弗兰克氏菌（Frankia）及菌根菌提高木麻黄抗逆性方面的研究进展，对木麻黄与根系微生物体系的促生、抗逆机制进行了探讨和展望。     

杉阔混交林地土壤肥力研究综述

营造杉阔混交林是改良杉木林地土壤肥力，提高林地生产力和林分稳定性的重要途径。综述了我国营造杉阔混交林对土壤物理性质、土壤微生物、酶活性、土壤养分循环、土壤养分贮量和供应状况的影响，提出了该领域今后的研究设想。     

“AM真菌-根系-土壤”耦合作用机制研究进展

丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌,能够与大多数高等植物根系形成有益共生体,调控退化生态系统的恢复与重建。文中综述国内外有关"AM真菌-根系-土壤"之间耦合的主要研究成果,揭示AM真菌调控植物生长与土壤修复的微生物机制,并展望AM菌根研究与应用的未来方向,旨在为退化生态系统恢复重建提供新的理论视角。"AM真菌-根系"界面上的耦合,主要通过菌丝桥的形成,促进植物水、碳、氮及磷等物质的代谢过程,调控植物激素分泌、抗旱性、耐盐性、抗病性等生理生化过程,从而促进植物生长、调节同种或异种植物之间的竞争以及促进植物群落的演替与恢复;"AM真菌-土壤"界面上的耦合,能够促进土壤团聚体形成、球囊霉素蛋白分泌以及增加土壤有机养分,改良土壤理化性质及活化土壤养分,调控土壤生物生态学过程,从而促进植物生长。因此,"AM真菌-根系-土壤-植物"之间形成的耦合作用,主要通过菌丝桥形成直接或间接地调控植物的物质代谢、抗性、种间和种内竞争以及土壤理化状况,并促进生态系统的物质循环与能量流动,进而调控植物生长及植被恢复与演替。     

梵净山典型植被类型的根系真菌群落结构及功能类群特征研究

[目的]解析世界自然遗产地梵净山地区典型植被类型对真菌群落结构及功能的影响,为深入探讨可见的地上植物群落和未知的地下真菌群落结构间的关联机制提供数据支撑。[方法]以梵净山常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林和亚高山矮林3种植被类型为研究对象,高通量测序技术探讨根系真菌群落结构在植被类型间的差异,FUNGuild对真菌进行功能预测,并分析真菌群落与土壤性质、细根性状和叶性状间的关系。[结果]子囊菌门和担子菌门为优势真菌门,undefined saprotroph、丛枝菌根真菌、外生菌根真菌、植物病原菌、内生真菌、寄生性真菌和杜鹃花类菌根真菌为主要功能类群。常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林和亚高山矮林的显著差异功能类群分别是丛枝菌根真菌、外生菌根真菌和杜鹃花类菌根真菌。真菌群落组成在植被类型间存在显著差异,常绿阔叶林真菌多样性和Shannon指数显著高于常绿落叶阔叶混交林和亚高山矮林,而Bray-Curtis相异性指数在亚高山矮林显著低于常绿阔叶林和常绿落叶阔叶混交林。ABT分析表明,根碳含量是影响真菌丰富度的首要因子,叶干物质含量是影响真菌Shannon指数、Simpson指数和Pielou指数...     

杉木,马褂木七年生混交林的生长与土壤条件的调查研究

建德林场1983年营造的112.5亩杉木、马褂木混交林经过对其的生长情况、根系分布特点、林地养分消耗与归还、土壤肥力的变化及根际土壤微生物区系等调查研究,认为这是一个有前途的混交组合。     

Post-fire vegetative dynamics as drivers of microbial community structure and function in forest soils

Soil microorganisms have numerous functional roles in forest ecosystems, including: serving as sources and sinks of key nutrients and catalysts of nutrient transformations; acting as engineers and maintainers of soil structure; and forming mutualistic relationships with roots that improve plant fitness. Although both prescribed and wildland fires are common in temperate forests of North America, few studies have addressed the long-term influence of such disturbances on the soil microflora in these ecosystems. Fire alters the soil microbial community structure in the short-term primarily through heat-induced microbial mortality. Over the long-term, fire may modify soil communities by altering plant community composition via plant-induced changes in the soil environment. In this review, we summarize and synthesize the various studies that have assessed the effects of fire on forest soil microorganisms, emphasizing the mechanisms by which fire impacts these vital ecosystem engineers. The examples used in this paper are derived primarily from studies of ponderosa pine-dominated forests of the Inland West of the USA; these forests have some of the shortest historical fire-return intervals of any forest type, and thus the evolutionary role of fire in shaping these forests is likely the strongest. We argue that the short-term effects of fire on soil microflora and the processes they catalyze are transient, and suggest that more research be devoted to linking long-term plant community responses with those of the mutually dependent soil microflora.     

不同林龄杉木人工林土壤微生物群落代谢功能差异

【目的】研究不同林龄杉木人工林土壤理化性质以及微生物对碳源利用的差异,明确林龄对土壤微生物功能多样性的影响,为杉木人工林可持续经营管理提供理论依据。【方法】在福建武夷山脉选择3、12和38年生的杉木人工林,采用Biolog-ECO法研究不同林龄杉木人工林表土层(0~20cm)土壤微生物对碳源的利用特征,并对土壤微生物利用各类碳源的特性进行热图分析、主成分分析(PCA)和相关性分析,揭示利用碳源的差异及导致差异的主要影响因素。【结果】不同林龄杉木人工林土壤微生物群落的代谢活性、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数、McIntosh多样性指数和McIntosh均匀度指数均随林龄的增加而增加。在96~168h培养时间内,38年生杉木人工林土壤微生物群落的代谢活性显著高于12年生和3年生(P<0.05)。38年生对酚酸类、胺类和氨基酸的利用强度较大,12年生对酚酸类、多聚物和氨基酸的利用强度较大,3年生对多聚物、羧酸和碳水化合物的利用强度较大,并且38年生土壤微生物群落代谢碳水化合物、氨基酸、羧酸和胺类的强度显著高于3年生,而12年生和3年生土壤微生物群落对6类碳源的利用率差异不显著(P>0.05)。热图分析结果表明:38年生和12年生杉木人工林土壤微生物群落能够代谢31种碳源底物,而3年生杉木人工林土壤微生物群落仅能代谢19种碳源底物。环境因子中,土壤pH、全氮、速效钾和碳氮比能够显著影响微生物群落的代谢功能。【结论】38年生杉木人工林表土层(0~20cm)土壤微生物群落代谢活性和多样性最高,3年生最低,pH、全氮含量随林龄的增加而上升,碳氮比则随林龄增加而下降,因此林龄是驱动杉木人工林土壤生物学和非生物性质变化的重要因素。     

亚热带地区杉木人工林和阔叶林土壤活性有机质研究(英文)

土壤活性有机质对土壤养分如氮、磷、硫的生物化学循环具有作用,其含量和质量影响土壤的初级生产力。本试验在中国科学院会同森林生态实验站通过对第一代、第二代杉木纯林和地带性阔叶林土壤活性有机质组分的对比研究,发现杉木纯林土壤活性有机质的含量低于地带性阔叶林。第一代杉木纯林易氧化有机碳、微生物生物量碳、水溶性有机碳和水溶性碳水化合物的含量分别比第二代杉木纯林高35.9%、13.7%、87.8%和50.9%,比地带性阔叶林的低15.8%、47.3%、38.1%和30.2%。在调查的三种林地内,土壤微生物生物量碳和水溶性有机碳含量下降幅度较大,其次为水溶性碳水化合物,而易氧化有机碳的变化最小。同时,杉木纯林土壤养分等理化性质也比地带性阔叶林低。这表明在杉木纯林取代地带性阔叶林以及杉木纯林连栽后林地的土壤肥力降低。图3 表2参26。     

人工林地力的持续利用问题和对策

概述国内外人工林地力衰退情况,人工林地力衰退原因的探讨,从不合理的栽培措施、树种特性、人工林生态系统结构等方面分析了杉木人工林生产力下降的研究动态。提出改革栽培制度、改善林分结构、保护和发展阔叶林,控制杉木林的发展规模等对策,以实现林地持续利用。     

短周期杉木人工林不同林龄土壤肥力综合评价

为探讨不同生长发育阶段林地土壤肥力状况及地力衰退趋势,分析影响地力衰退的主要影响因子,以不同林龄(2、4、6、8和11 a)杉木短周期小径材培育人工林的土壤样本为研究对象,检测土壤有机质、全氮、全钾、全磷、水解性氮、速效钾、有效磷、有效铁、交换性钙、交换性镁含量和pH值共11个土壤肥力指标,分析不同林龄土壤养分差异及其变化趋势。结果表明:除土壤pH值外,土壤主要肥力指标的变化幅度较大,有机质、全氮、水解性氮、速效钾、有效磷含量在不同土层和不同林龄间均存在极显著差异(P<0.01);随着林龄的增长,林地土壤有机质和氮磷肥消耗较大,其中,表土层(0~20 cm)有机质、水解性氮、有效磷含量到11 a主伐时的降幅均超过30%,但不同林龄间各肥力指标差异不显著;采用改进后的Nemerow法计算的土壤肥力综合指数为0.412~0.530,土壤肥力等级为Ⅲ级(P_综<0.9),土壤肥力较低,相比较而言,土壤中有机质和氮肥含量较充足,而交换性阳离子极为贫乏;有机质、速效钾、水解性氮、有效磷含量与综合肥力指数呈显著或极显著正相关(R_偏~2>0.8),是影响土壤肥力的主要因子;土壤肥力综合指数随林龄增大而降低,11 a主伐期比造林初期(2 a)下降22.26%,但不同林龄间各单项肥力指数及综合肥力指数均不存在显著差异(P>0.08)。在该栽培模式的超短经营周期内,随着林龄增大及林木生长对土壤养分的消耗,林地土壤肥力出现一定程度的退化现象,但并未达到显著水平,有必要通过提高整地质量、改良土壤、林粮间作、增施有机肥及氮磷钾肥等措施适度增加土壤肥力,维持林地长期生产力。     

毛竹纯林长期经营对林地土壤肥力的影响

对竹木混交林和改为毛竹纯林处于不同经营时期的林地土壤肥力变化进行了调查分析。研究结果表明，竹木混交林土壤的自然肥力均高于相近地段上相同立地条件的毛竹纯林。毛竹纯林随经营的期延长，其土壤的自然肥力呈下降趋势，这是毛竹纯林的生长特性和经营方式决定的。     

不同森林植被下土壤微生物量碳和易氧化态碳的比较

土壤碳库平衡是土壤肥力保持的重要内容[1].不同森林类型,由于其凋落物数量、类组及分解行为不同,因而形成的土壤碳库大小与特征将存在较大差别.常绿阔叶林、马尾松(Pinus massoniana Lamp.)林、杉木(Cunninghamia lanceolata (Lamb.)Hook.)林和毛竹(Phyllostachys edulis(Carr.)H.de Lehaie)林是我国亚热带最主要的4种森林类型.     

Growth response, phosphorus content and root colonization of Polylepis australis Bitt. seedlings inoculated with different soil types

Polylepis forests are one of the most endangered high mountain ecosystems of South America and reforestation with native Polylepis species has been highly recommended. Greenhouse bioassays were set up to determine the influence of three different soils on growth and phosphorous nutrition of Polylepis australis seedlings. Soils were collected from a grassland, a rare mature forest and a forest degraded due to repeated fires. We identified the arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) present in the three soils and after 12 months we harvested the seedlings to evaluate root and shoot biomass, plant P content and root colonization by native AMF and dark septate endophytes (DSE). The soil inocula contained 26 AMF morphospecies. Grassland inoculum showed the highest AMF richness, and mature forest showed a different AMF community assembly from grassland and degraded forest inocula. Root biomass and root colonization were highest in seedlings inoculated with mature forest soil, meanwhile shoot biomass and plant P content were similar between all treatments. AMF colonization correlated negatively with DSE and root biomass was negatively correlated with DSE colonization, thus these fungal symbionts could be competing for resources. Our results indicate that AMF inoculum from the mature forest stand has the potential to improve P. australis performance, probably due to the dominance of Glomeraceae and Acaulosporaceae families. However, other soil microorganisms could be together with AMF in the natural inocula, affecting the growth response of P. australis seedlings. Future studies evaluating the effect of these inocula under field conditions should be carried out.