模拟氮沉降情境下丛枝菌根介导的土壤碳固持研究

论文摘要

丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza,AM）真菌能与近80%的陆生植物根系形成互惠共生体,它能帮助植物吸收N、P元素,作为交换,植物分配给AM真菌碳源。AM真菌能显著改善植物的营养状况,促进植物生长,是地上地下生态系统相互联系的重要节点,影响和驱动了元素循环等许多生态系统过程。AM真菌不仅是土壤C库的重要组成部分,而且能通过影响其它土壤微生物的活性来影响有机质降解和土壤C固持作用。但,迄今为止,AM真菌如何介导土壤的C固持过程?AM真菌介导的土壤C固持是否受N沉降等全球变化因子的影响?这些问题仍未得到系统的回答,严重阻碍了我们对AM真菌生态系统功能的进一步理解。为回答上述问题,本研究在青藏高原高寒草甸生态系统中,以长期模拟N沉降施肥样地(0、5、10和15 g N m-2yr-1;对应简称为N0、N5、N10和N15)为研究对象,通过埋设两种类型的菌丝生长袋（添加及未添加植物凋落物;菌袋孔径为38.5μm;植物根系不能进入菌袋,但AM真菌的菌丝可以进入）,开展了AM真菌介导的土壤C固持研究。主要研究结果如下:1.在菌袋外的土壤中,施N增加了土壤有机C含量,但对AM真菌C含量无显著影响(N0:1.54 mg C g-1土;N15:1.47 mg C g-1土)。AM真菌C对土壤有机C库的贡献率随N施肥浓度的升高从N0的6.4%逐渐下降至N15的5.4%（施N影响效应:P=0.02）。施N显著增加了土壤中的总微生物PLFA量（P=0.015）和细菌PLFA量（P=0.009）,但对总真菌PLFA和AM真菌PLFA量则均无影响（both P≥0.2）,进而导致施N处理下的真菌细菌PLFA比值显著低于未施肥处理。2.在添加（Res）及未添加（CK）凋落物的两种菌袋内,施N显著降低了纤维二糖水解酶活性（both P≤0.001）,同时提高了中性磷酸酶活性（bothP<0.001）,但对β-葡糖苷酶活性则无显著影响（both P≥0.09）。施N对凋落物降解速率无显著影响（施N影响效应:P=0.15）。施N对AM真菌C含量（both P≥0.3）与AM真菌PLFA含量（both P≥0.08）均无显著影响,表明施N对AM真菌直接介导的碳固持作用没有显著影响。同时,施N对菌袋内总微生物与总细菌PLFA含量无显著影响,对两组菌袋中腐生真菌PLFA含量影响不同（显著提高了Ck组菌袋中腐生真菌PLFA含量:P=0.01,对Res组无显著影响）,同时,施N对净C固持量（both P≥0.3）无显著影响,表明施N对AM真菌间接介导的碳固持作用也无显著影响。3.Res组菌袋中的酶活、各类微生物PLFA含量、AM真菌C含量及AM真菌对袋内总净C固持量的贡献率均显著高于Ck组,但年净C固持总量显著低于Ck组（菌袋类型影响效应:P<0.001）。上述研究结果表明,在高寒草甸生态系统中,N沉降对AM真菌直接及间接介导的C固持无显著影响;凋落物添加提高了AM真菌对土壤净C固持量的直接贡献率,但却降低了年净C固持量。本研究不仅揭示了N沉降对AM真菌介导的C固持的影响及其调控机制,同时也为我们科学评估与预测施肥、营养沉降等人类活动及全球变化的生态影响提供了理论依据。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 席浩

导师: 刘永俊,张琪

关键词: 氮沉降,菌根真菌,碳固持,土壤微生物,磷脂脂肪酸,青藏高原

来源: 兰州大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 生物学,农业基础科学,农艺学

单位: 兰州大学

分类号: S154.3

总页数: 65

文件大小: 4433K

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