地区：上海市 宝山区
关键词：广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000003916
成果描述：
| 课题来源：广西自然科学基金青年基金项目“丛枝菌根真菌对石漠化地区造林树种耐旱性的影响与作用”（2013GXNSFBA019070)。岩溶石漠化地区因其所处的特殊生境条件，植被一旦受到破坏便难以恢复。近年来，该区的石漠化生态恢复取得很大进展，但人工植被覆盖度仍很小，造林成活率低，抗逆性差，植被恢复的生态效应仍不明显。在退化的岩溶生境下，缺水少土，植被恢复十分困难。良好的土壤环境是影响植物生长的重要条件，除土壤本身理化特性外，对植物影响较为重要的是土壤微生物。菌根（Mycorrhiza）便是土壤微生物真菌与植物根系共生作用的结果，它同时具有植物根系和微生物的特性。菌根生态适应性强，对恶劣环境下的植被恢复和生态重建有明显的促进作用，能明显提高植物的抗逆性。岩溶石漠化区土壤贫瘠、多钙缺磷、干旱少水，而菌根能够适应和改善这种生境并促进植物的生长。利用菌根苗造林是岩溶石漠化植被恢复的重要途径，对改善该地区的生态环境具有重要意义。通过该项目的实施，得到以下结论：在干旱胁迫下，AMF提高石漠化造林树种耐旱性和生长量。在正常水分和土壤干旱条件下，青冈栎幼苗接种G.mosseae、G.intraradices、P.tinctorius以及混合接种均能促进其株高、地径、叶面积和生物量的增加，同时还改善了植物的光合作用和水分利用效率。在中度干旱条件下，接种G.mosseae和P.tinctorius处理对青冈栎幼苗生长促进作用较其他处理明显，在重度干旱下，P.tinctorius侵染率显著降低，菌根促生效应下降。总体而言，无论接种内生菌根还是外生菌根均能促进青冈栎幼苗的生长、改善其水分利用效率，这对于退化石漠化地区植被恢复来说意义重大。AMF促进造林树种养分吸收和抗氧化酶活性。与对照处理相比，接种菌根真菌能够促进喀斯特植物青冈栎地上部氮、磷、钾元素的吸收，尤其是在土壤干旱胁迫下，接种处理的促进作用更加显著。同时，在干旱胁迫下，接种菌根真菌通过增加青冈栎体内可溶性糖含量，降低细胞渗透势，保持体内水分，比未接种处理更易耐旱，通过其体内脯氨酸含量可以看出接种处理受到的胁迫伤害远小于未接种处理。此外，接种菌根真菌处理植株抗氧化酶SOD、POD和CAT活性增强，尤其是在重度干旱胁迫下，接种处理POD酶活性显著高于未接种处理，接种内生菌根真菌处理的SOD酶活性也显著高于未接种处理；在干旱胁迫下，这些酶活性的增强可促进青冈栎清除体内活性氧和自由基，降低青冈栎细胞受到的伤害，进而增加青冈栎幼苗的耐旱性。AMF改变造林树种根系结构特征，使植物更耐旱。接种处理青冈栎根系生物量、根总长、根体积和根表面积均显著增加，降低根平均直径。在中度干旱下，Gm、Pt、Gi和Mi处理根生物量分别比对照处理高86.6%、66.1%、88.4%和84.7%；在重度干旱时，对照处理和Pt处理根生物量显著下降，而其余处理无显著性变化；总根长在中度干旱条件下最大，Gm、Gi、Pt和Mi处理分别比未接种处理高128.3%、120.9%、139.7%和132.5%；重度干旱使青冈栎根总长显著下降。中度干旱胁迫下，未接种处理根平均直径显著高于接种处理，Gm、Gi、Pt和Mi处理根平均直径分别比对照处理低22.4%、31.1%、45.3%和46%。重度干旱条件下，对照处理根平均直径显著大于Gm和Gi处理，而与Pt和Mi处理无显著性差异，接种处理使青冈栎根系变得更细，使青冈栎根系更易从土壤中吸收水分和养分。这些研究结果表明，在干旱胁迫下，接种菌根真菌能改变喀斯特地区植物根系形态，使植物更加耐旱，同时促进碳水化合物向根系积累和分配。接种AMF改善植物根际土壤酶活性和养分有效性。试验证明，接种处理之间土壤全磷、全氮、pH、有效钾、土壤酶活性、微生量碳氮等指标影响无显著性差异，但接种P.tinctorius处理的根际土壤速效磷含量和菌丝密度显著高于接种G.intraradices处理；而在非根际土壤中，Pt处理非根际土壤的菌丝密度、有机质含量、速效磷、碱解氮、脲酶活性、酸性磷酸酶活性、微生物量碳氮显著低于Gm和Gi处理，这一方面表明，接种P.tinctorius对青冈栎根际土壤菌丝和磷含量促进效应好于Gi，但另一方面也表明，P.tinctorius菌丝密度在非根际土壤中显著下降，对土壤养分有效性、土壤酶活性以及有机质含量的促进效应降低。 |
