4种牧草接种AM真菌效应分析

通过对红三叶(Trifolium pratense)、白三叶(Trifolium repens)、高丹草(Sorghum sudanense)、紫花苜蓿(Medicago sativa)接种AM真菌,测定植物根际AM真菌菌根侵染率、孢子密度,地上和地下部分生物量,了解宿主植物与AM真菌之间的协同作用,明确AM真菌对牧草的促生长效应,并筛选与4种牧草匹配的AM真菌。结果表明,AM真菌可侵染4种牧草且均能产生孢子,但不同牧草的侵染率和孢子密度存在差异。当对高丹草接种Glomus mosseae、Glomus intraradices、Glomus etunicatum、Glomus cladoideum、Glomus microagregatum、Glomus caledonium(简称G6),对红、白三叶接种Glomus intraradices(简称Gi),对苜蓿接种Glomus mosseae(简称Gm)时产量提高水平较对照组最为明显,接种AM真菌有效促进了植株的生长发育,提高了牧草的产量。     

两种AM真菌对箭筈豌豆生长及炭疽病发生的影响

通过温室盆栽试验,以兰箭3号春箭筈豌豆(Vicia sativa Lanjian No.3)为试验材料,探究接种AM真菌扭形球囊霉(Glomus tortuosum)与根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices)对箭筈豌豆生长及炭疽病发生的影响。结果表明,接种扭形球囊霉后,箭筈豌豆炭疽病的发生受到明显抑制,发病率较不接种对照降低70.15%,病情指数较对照降低51.36%;两种AM真菌显著促进了箭筈豌豆生长及N、P吸收,接种扭形球囊霉和根内根孢囊霉后地上生物量相比对照增加18.44%~54.92%,地下生物量增加25.68%~84.68%,N、P含量增幅最高在1倍以上;两种AM真菌也显著增加了箭筈豌豆过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,降低了丙二醛含量(P<0.05)。综上可知,扭形球囊霉和根内根孢囊霉不仅能够有效抑制箭筈豌豆炭疽病的发生,而且可显著促进植物养分吸收和植株生长,影响植物抗逆生化指标,有作为箭筈豌豆炭疽病潜在的生防菌株的潜力。     

AM真菌对高寒草地2种禾本科牧草的接种效果研究

为探究丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌对高寒草地多年生禾本科牧草的接种效应,本研究测定了根内球囊霉(Glomus intraradices,GI)和摩西球囊霉(Glomus mosseae,GM)2种AM真菌在室内和大田环境下对‘川草2号’老芒麦(Elymus sibiricus'Chuancao No.2’)和‘阿坝’垂穗披碱草(Elymus nutans'Aba’)生长的影响。结果表明：接种GM能显著增加‘阿坝’垂穗披碱草的地上生物量和‘川草2号’老芒麦的地下生物量(P < 0.05)。然而,在大田中接种GI和GM 3个月后,2种多年生禾本科牧草的叶片数和节数等与不接种AM真菌的对照(CK)相比无显著差异,但菌根侵染率显著高于CK。施有机肥显著提高GI和GM对2种多年生禾本科牧草的菌根侵染率。综上所述,接种AM真菌可能会促进高寒草地多年生禾本科牧草的生长,但短期内促生效果不显著。     

不同丛枝菌根真菌对苜蓿生长的影响

利用盆栽试验接种5种不同的AM真菌即地表球囊霉(Glomus versiforme,简称GV)、单孢球囊霉(Glomus monosporum,简称GM)、根内球囊霉(Glomus intraradices,简称GI)、光壁无梗囊霉(Acaulospora laevis,简称AL)和无梗囊霉(Acaulospora,简称PJ-1)及未接种处理(CK),比较了不同AM菌剂处理下对苜蓿菌根侵染率、总生物量、地上生物量、地下生物量、株高等生长指标和光合作用生理指标的影响。结果表明:5种菌剂均能与苜蓿根系形成菌根,GV、GM对苜蓿根侵染率最高,分别为53.7%、50.2%;5种AM真菌对苜蓿生长、光合作用均具有促进作用,各处理间差异显著。其中,GM和GV对苜蓿株高、地上生物量、地下生物量、总生物量、光合作用具有显著的促进作用,与对照相比GV提高了苜蓿株高14.35%;GM对苜蓿地上、地下和总生物量分别增加了45.4%,40.2%和43.1%;GM、GV可显著增大气孔导度、减小胞间CO_2浓度,较CK显著提高植株叶片净光合速率159.6%、163.4%。不同的AM真菌对同一宿主的促生效应不尽相同,GV、GM对苜蓿植株的促进效应最为显著,具有开发为苜蓿菌根菌剂的潜力。     

禾草内生真菌与2种AM真菌互作对黑麦草生长的影响

在温室盆栽条件下,以侵染内生真菌和未侵染内生真菌的黑麦草为材料,接种幼套球囊霉(Claroideoglomus etunicatum)和根内球囊霉(Rhizophagus intraradices)以及两种AM真菌的混合菌剂,通过比较单一及混合AM真菌和禾草内生真菌对黑麦草株高、根长、生物量、P含量、可溶性糖、可溶性蛋白以及光合指标等方面的差异,探究AM真菌与禾草内生真菌对黑麦草生长的影响。结果表明,接种幼套球囊霉、根内球囊霉和混合菌剂的黑麦草平均AM真菌侵染率分别为44.04%,34.13%和41.13%,禾草内生真菌降低AM真菌平均侵染率22.28%。接种AM真菌和侵染禾草内生真菌均提高了黑麦草形态和生理生化指标,且二者(尤其是幼套球囊霉与禾草内生真菌)共存时,黑麦草的形态和生理生化指标最高,与既不侵染禾草内生真菌也不接AM真菌的处理相比,幼套球囊霉与禾草内生真菌共同作用时总P含量、总生物量和净光和速率分别提高48.21%, 21.12%和73.53%,总可溶性糖和蛋白分别提高147.12%和24.27%。总体而言,AM真菌显著促进了植物地上、地下部分生长,而禾草内生真菌主要促进植物地上部分的生长。     

丛枝菌根真菌对垂穗披碱草吸收不同氮源效率的影响

为了研究丛枝菌根真菌(AM)对垂穗披碱草(Elymus nutans)吸收不同氮源效率的影响,通过在石英砂中不接菌、接种灭活真菌和激活真菌来探讨植株对谷氨酸和硝酸铵的吸收效率,以期为优质高产垂穗披碱草新品种选育及野生种质资源的开发利用提供理论指导.结果表明:接种激活真菌处理的植株根系均受到不同程度的侵染,且侵染率随时间变化呈先增加后减少的趋势.在不同氮源条件下,接种AM真菌均能显著提高垂穗披碱草的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素、总氮、总游离氨基酸、可溶性蛋白的含量和硝酸还原酶的活性(P <0.05),但对植株的叶绿素a与b的比值影响不大.当单独利用有机氮或无机氮作为氮源时,接种AM真菌能显著提高植株生物量,且在有机氮条件下效果更加明显.表明接种AM真菌有助于提高垂穗披碱草对有机氮吸收,增加牧草品质和产量.     

不同pH下接种AM真菌和根瘤菌对紫花苜蓿生长的影响

本研究设定4个pH梯度(4.43,5.06,6.43和7.16),设置了接种AMF根内球囊霉(Glomus intraradices)、苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium medicae)、同时接种AMF和根瘤菌以及不接菌处理分析温室不同pH处理下接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)和根瘤菌(rhizobia)对紫花苜蓿(Medicago sativa)生长的影响。结果表明,酸胁迫抑制了紫花苜蓿的生长,使其株高降低了1.27%~10.13%,地上生物量降低了33.33%~55.56%;AM真菌可以缓解酸胁迫,促进紫花苜蓿的生长,与不接种AM真菌相比,株高提高了244.26%~294.17%,地上生物量提高了727.78%~1 737.50%,地下生物量提高了1 120%~2 220%,根长提高了39.85%~102.63%,根冠比提高了5.71%~90.32%;根瘤菌单独接种未显著影响紫花苜蓿生长(P0.05),但与AM真菌混合接种后,可显著促进紫花苜蓿生长(P0.05)。     

玛曲沙化高寒草甸植被、土壤理化性质及土壤微生物数量研究

对不同沙化程度高寒草甸植被特征、土壤理化性质及土壤微生物数量进行调查分析,结果表明:1)随着沙化程度的加剧,植物多样性指数、地上/地下生物量、土壤含水量及浅层土壤有机质、全氮、速效磷含量呈逐渐下降趋势,植物优势度、pH值呈增加趋势;深层土壤有机质、全氮、速效磷在轻度沙化样地上达到最高值。2)在不同沙化程度的土壤中,细菌数量最多,之后依次为放线菌、固氮菌、真菌;微生物在轻度沙化样地中的数量比其他3个样地都大。3)以土壤深层速效磷作为控制因子,偏相关关系分析显示,土壤微生物总量及土壤细菌数量变化与地上植物丰富度指数、植物生物量、地下生物量呈极显著负相关关系,而与植物地上/地下生物量之比呈极显著正相关关系;固氮菌数量与地上生物量呈显著相关关系,而真菌数量与地下生物量呈显著相关关系;除地上/地下生物量之比与土壤微生物数量之间呈正相关关系外,其余植被特征值与土壤微生物数量之间均呈现负相关关系。     

多梯度氮磷添加对高寒草甸植物群落生物量与氮磷含量的影响

为研究不同梯度氮、磷单独及混合添加对高寒草甸植物群落生物量、植物养分含量及化学计量比的影响,本实验分析了青海省门源县典型高寒草甸植物群落地上总生物量,功能群水平地上生物量,植物全氮、全磷含量及氮磷比对多梯度氮、磷添加的响应情况。结果表明：氮、磷添加均对群落地上生物量影响极显著(P<0.001);氮添加对禾草类和豆科生物量影响极显著(P<0.001);磷添加对禾草类和莎草类生物量影响极显著(P<0.001);氮磷交互作用对豆科和莎草类生物量影响显著(P<0.05)。群落水平上,氮添加显著提高了植物全氮含量,对植物氮磷比(N∶P)有正效应,磷添加显著提高了植物全磷含量,对植物N∶P有负效应,植物全磷对N∶P的负效应大于全氮对N∶P的正效应。本研究表明氮、磷添加可能会使高寒草甸植物群落组成和植物养分含量发生改变,植物群落逐渐向禾草类发展;此外,高寒草甸植物生长趋向于受氮磷共同限制。     

施用生物炭和AM真菌对镉胁迫下玉米生长和生理生化指标的影响

为了探究镉(cadimum, Cd)胁迫下生物炭和丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal, AM)对植物生长的协同效应,采用盆栽试验,研究在3个Cd污染(0,3,6 mg Cd·kg^-1)水平下,施用小麦秸秆生物炭和接种AM真菌(Glomus intraradices BEG 141)对玉米生长和生理生化特性的影响。结果表明,施用生物炭和接种AM真菌单独或复合处理均能提高玉米的株高、生物量、光合色素含量、光合特性和抗氧化酶活性,降低胞间CO₂浓度(C_i)、MDA含量。接种AM真菌促进玉米生长效果优于生物炭,而生物炭对提高土壤pH效果较好,施用生物炭和接种AM真菌复合处理对Cd胁迫下玉米生长和改善玉米生理生化特性的促进效应最佳。其中,在6 mg Cd·kg^-1水平下,施用生物炭和接种AM真菌复合处理使株高、生物量分别增加43.87%、79.10%;净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)分别提高33.09%,45.04%,31.27%;叶片的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性、过氧化物酶(peroxidase,POD)活性、过氧化氢酶(catalase,CAT)活性分别提高51.42%,82.91%,43.96%。综合来看,生物炭和AM真菌单独或复合处理均能够减轻Cd胁迫和促进植物生长,以生物炭和AM真菌复合处理效果最佳,AM真菌处理效果次之,生物炭处理效果较差。     

外源氮素添加对长江源区高寒沼泽草甸土壤养分及植物群落生物量的影响

为探讨氮沉降对高寒沼泽草甸土壤养分及其群落生物量的影响,本研究对风火山地区3种氮添加处理下（0,5和10 g N·m^-2·a^-1）土壤养分及植物群落生物量展开研究。结果显示：外源氮素添加使得沼泽草甸土壤趋向酸化、土壤有机碳及全氮含量发生改变,显著影响了植物对土壤养分的吸收利用,除繁殖期土壤有效氮显著增加外,其他时期显著降低;外源氮素添加使得群落地上生物量增加,总生物量与地下生物量除返青期显著增加外,其他时期明显减少;整个生长季地下生物量的分配比例随施氮的增加而下降;土壤有效氮含量与植物群落生物量及其分配均显著相关（P<0.01）。综上所述,长江源区高寒沼泽草甸土壤有效氮和植物群落生物量对土壤氮素状况的变化反应敏感,在有效养分匮乏的高寒沼泽草甸添加氮素能够促进植物地上部分的增长,从而改变其自身光合产物的分配模式。     

内生真菌和丛枝菌根真菌互作对醉马草幼苗生长和镉耐性的影响

本研究通过接种土壤从枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌孢子,探讨了在温室盆栽条件下,甘肃内生真菌(Epichlo?gansuensis)在不同重金属镉(Cd^2+)离子胁迫下对醉马草(Achnatherum inebrians)根系AM真菌侵染率的影响,以及内生真菌、Cd^2+和AM真菌三者互作对醉马草幼苗生长的影响。结果表明,Cd^2+和内生真菌互作对醉马草菌根侵染率无显著(P>0.05)影响,菌根侵染率随着Cd^2+浓度的增加呈现先升后降的趋势,在高浓度Cd2+(0.9 mmol·L^-1)条件下,内生真菌侵染(endophyte-infected,EI)的醉马草植株菌根侵染率显著(P<0.05)高于不带菌(endophyte-free,EF)的植株。低浓度Cd2+(0.3 mmol·L^-1)显著(P<0.05)促进了醉马草的生长,而高浓度Cd^2+(0.9 mmol·L^-1)条件下显著(P<0.05)抑制了醉马草的生长;内生真菌在高浓度Cd^2+(0.9 mmol·L^-1)胁迫条件下能够减轻其对醉马草的伤害;接种AM真菌显著(P<0.05)促进醉马草地上部分生长的同时显著(P<0.05)抑制了其根系的生长;三者互作显著(P<0.05)促进醉马草叶绿素含量和地上鲜重,但显著(P<0.05)抑制了醉马草根长。以上结果表明,内生真菌和Cd2+均能影响AM真菌对醉马草根系的侵染,但二者无互作效应,内生真菌、AM真菌和Cd2+三者互作会影响醉马草幼苗地上和地下生长。     

模拟氮沉降对克氏针茅和碱韭种间竞争的影响

以克氏针茅和碱韭为研究对象,分析单播和混播种植方式下,氮沉降对两种植物地上生物量、地下生物量的影响,比较两种植物的竞争能力。结果表明:单播时,克氏针茅的株高随着施氮浓度的增加而上升且在施氮20 g/(m^2·yr)时显著高于其他处理(P<0.05),碱韭的株高在施氮20 g/(m^2·yr)时显著低于其他处理(P<0.05)。氮素对克氏针茅种群和碱韭种群都具有显著的调节效应,随着氮素梯度的增加,克氏针茅与碱韭的地上生物量、地下生物量、总生物量均有增加的趋势。克氏针茅对氮素添加的响应相比碱韭更明显,在单播时,克氏针茅在施氮10 g/(m^2·yr)时地上、地下及总生物量显著高于其他处理(P<0.05),混播时,克氏针茅在施氮20 g/(m^2·yr)时地上、地下及总生物量最大;在模拟氮沉降的过程中,克氏针茅与碱韭的种内竞争大于种间竞争,说明氮沉降对两者之间的竞争关系影响较小。     

丛枝菌根真菌对高寒草地6种禾本科牧草生长的影响

为了解丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌对退化高寒草地恢复中常用的多年生禾本科牧草生长的影响,本研究测定了根内球囊霉(Glomus intraradices,GI)和摩西球囊霉(Glomus mosseae,GM)2种AM真菌对扁穗冰草(Agropyron cristatum)、'青牧1号'老芒麦(Elymus sibiricus'Qingmu No.1')、寒生羊茅(Festuca kryloviana)、冷地早熟禾(Poa crymophila)、'川草2号'老芒麦(Elymus sibiricus'Chuancao No 2')和'阿坝'垂穗披碱草(Elymus nutans'Aba')株高、生物量和根系发育的影响。结果表明:GI和GM均能侵染6种禾本科牧草;接种AM真菌对6种禾本科牧草株高的影响不显著,却能显著增加地上和地下生物量(P<0.05);除了寒生羊茅和冷地早熟禾外,总根长均是GI和GM显著高于CK (P<0.05);GI和GM对总根表面积、总根体积、总根尖数和分枝数均有一定的促进作用,对根平均直径无显著影响。综上所述,接种AM真菌对高寒草地6种禾本科牧草的生长具有一定的促进作用。     

根系修剪处理下丛枝菌根真菌对枳根系形态的影响

研究了根剪处理（切除1/2主根）下接种丛枝菌根（AM）真菌（Diversispora versiformis、Funneliformis mosseae和Rhizoglomus intraradices）对枳实生苗生物量和根系形态的影响。结果表明：根剪处理显著提高了枳实生苗菌根侵染率（除D. versiformis外）,但抑制了地上部的生长,而接种AM真菌缓解了抑制效应且促进了生物量的增加,其中F. mosseae处理效果最好。根剪处理显著降低了枳根系主根长度,但增加了一级侧根密度、二级侧根和三级侧根数,而接种AM真菌则进一步增强根剪的影响。此外,AM真菌接种显著改善根剪实生苗根系构型参数（总根长、投影面积、表面积和体积）,并增加了0～1.5cm短根系总长度。根剪和AM真菌对枳侧根的发生存在一定的叠加效益。     

AM真菌提高宿主植物耐受重金属胁迫的生理机制

本文围绕重金属胁迫条件下丛枝菌根（AM）真菌的生理生态响应特征,从生理和分子水平上综述AM真菌对重金属离子吸收和控制的机理：1）AM真菌菌丝的吸附作用减缓重金属向植物地上部分的迁移,从而达到保护植物免受重金属毒害的目的;2）AM真菌的菌丝体分泌物与重金属之间的螯合作用;3）AM真菌促进宿主植物对矿质营养元素的吸收;4）调节重金属在宿主植物地上部分和地下部分的分布;5）AM真菌调节宿主植物体内抗氧化酶的活性和内源激素的水平;6）AM真菌调节参与吸收和转运重金属离子的基因的表达。综上所述,本文提出在广泛调查、筛选超累积菌根植物的基础上,不断探索植物－微生物－菌根复合体的修复机制,并结合基因工程技术,以促进重金属污染土壤的生物修复。     

AM真菌对紫花苜蓿应答蚜虫胁迫的影响

紫花苜蓿是优质的多年生豆科牧草,广泛种植于世界各地。豌豆蚜是紫花苜蓿的主要害虫之一,其不仅可危害植物生长,还会传播多种植物病害,从而降低牧草产量和品质,造成巨大的经济损失。丛枝菌根(AM)真菌可与80%的陆生植物根系共生形成互惠共生的菌根结构,其可促进植物对矿物营养的吸收,增强植株抗逆性。以紫花苜蓿为材料,探究AM真菌对植物应答豌豆蚜胁迫的生化机理。结果表明,AM真菌可以通过促进植物生长和养分吸收,改变植株防御性酶活性以及植物激素信号物质含量来调控植物自身对蚜虫的响应。2种AM真菌根内球囊霉和幼套球囊霉均显著提高了紫花苜蓿生物量、分枝数和植株N、P含量(P0.05)。此外,根内球囊霉显著提高了植物过氧化物酶(POD)活性,且蚜虫处理下,较不接菌处理,根内球囊霉植株的POD、过氧化氢酶(CAT)活性以及激素信号物质水杨酸(SA)含量均显著增加(P0.05)。在蚜虫处理下,相比不接菌处理,幼套球囊霉显著增强了植株POD活性(P0.05)。蚜虫取食显著提高了植株SA含量,降低了超氧化物歧化酶(SOD)活性(P0.05);且接种AM真菌后,蚜虫处理下的根系POD活性和SA含量提升程度更大,表明AM真菌可抑制蚜虫对植株造成的负效应。     

丛枝菌根真菌接种对白车轴草耐盐性的影响

丛枝菌根真菌(AMF)可与植物共生形成复杂的菌丝网络,影响植物生长及抗逆能力。目前关于AMF对白车轴草耐盐性的影响尚存争议,本研究采用盆栽试验,研究在盐胁迫条件下(NaCl浓度为150 mmol·L^-1),接种AMF对拉丁诺白车轴草耐盐性的影响。结果表明,在盐胁迫条件下,与对照相比,白车轴草的生长与生理指标均受到抑制。盐胁迫下接种AMF后,白车轴草株高、干重、PSⅡ最大光能转换效率和相对含水量均有增加,丙二醛(MDA)含量以及相对电导率有所降低,渗透调节物质均有提高,其中可溶性糖(SS)和游离脯氨酸(Pro)含量分别提高了32.03%和9.42%。说明盐胁迫抑制白车轴草的生长,接种AMF增强了白车轴草抗逆适应能力,促进白车轴草的生长,增加渗透调节物质含量,提高白车轴草耐盐胁迫的能力。     

刈割和养分回添对羊草草原植物群落生物量及其构成的影响

基于2011年开始的养分回添控制试验,研究锡林郭勒盟草原羊草+克氏针茅+糙隐子草群落在不同肥料(氮、植物割取部分和有机质)对羊草割草场植物群落地上生物量的影响。结果表明:与不刈割相比,刈割+有机质回添、刈割+植物回添和刈割处理显著降低了植物群落地上生物量,但刈割+N素回添处理生物量并没有显著降低。4种处理均增加杂类草和一、二年生植物的地上生物量。与单纯刈割相比,刈割+植物回添处理可增加根茎禾草生物量;刈割+N素回添处理显著增加丛生型禾草地上生物量。与单纯刈割相比,刈割+植物回添处理增加了羊草(Leymus chinensis)种群地上生物量,刈割+N素回添处理增加克氏针茅(Stipa krylovii)种群地上生物量并显著增加糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)生物量。这说明养分回添对植物群落地上生物量的影响,不仅与所施肥料种类和施肥量有关,还与该草原植物群落物种组成有关。     

水氮耦合对荒漠草原植物物种多样性及生物量的影响

为了研究大气氮沉降和降水变化对荒漠草原物种多样性及地上、地下生物量的影响,设置自然降雨(CK)、增雨30%(W)和减雨30%(R)3个水分处理及0(N0)、30(N30)、50(N50)和100 kg·(hm2·a)-1(N100)4个氮素(NH4NO3)水平(其中不包括大气氮沉降),进行水氮交互试验。结果表明,1)CK×N和R×N处理下荒漠草原物种多样性随着施氮量增加,整体呈现先上升后下降的趋势,N30水平达到最大,W×N处理下随着施氮量增加物种多样性显著降低(P0.05)。2)对比W×N0处理,CK×N0和R×N0处理地上生物量显著增加(P0.05)。水氮交互作用下,随着施氮量增加,CK×N和W×N处理有助于地上生物量显著增加(P0.05),R×N处理地上生物量有增加的趋势。水氮交互作用对一、二年生植物有显著影响(P0.05),地上生物量整体呈现(W×N)(CK×N)(R×N)。3)不同水氮交互作用下,地下生物量随土层增加逐渐减少,主要集中在0-30 cm土层,W×N处理可促进根系向深层土壤生长。在CK×N和R×N处理下,随着施氮量增加,荒漠草原物种地下生物量整体呈现先上升后下降的趋势,W×N处理随着施氮量增加地下总生物量显著增加(P0.05)。4)CK×N30和R×N30处理下,根冠比显著降低(P0.05)。以上结果说明,荒漠草原植物物种多样性及生物量与水分及养分有密切关系。