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杜鹃(Rhododendron simsii Planch.)杜鹃花科Ericaceae杜鹃属Rhododendron落叶灌木,杜鹃花科大多数植物能与杜鹃花类菌根真菌(Ericoid mycorrhiza,ERM)形成菌根共生体。马尾松(Pinus massoniana Lamb.)松科Pinaceae松属Pinus乔木,能与外生菌根真菌(Ectomycorrhiza,ECM)形成外生菌根共生体。杜鹃与马尾松均喜酸性土,且在贵州山林中杜鹃常以马尾松的伴生树种存在。本文模拟自然马尾松-杜鹃群落状态,利用前期从马尾松林下杜鹃根内和根际分离鉴定出来的菌根真菌菌株,回接杜鹃苗,研究对比ERM和ECM+ERM对杜鹃生长和营养吸收和积累的影响。试验以2a杜鹃苗为研究对象,采用J1(杜鹃花类菌根真菌混合接菌)、J2(杜鹃花类菌根真菌和马尾松外生菌混合接菌)、J3(不接菌,对照)3种接菌组合和不同氮磷钾施肥组合对杜鹃生长及养分吸收进行研究,研究在不同接菌处理和不同养分梯度下,杜鹃幼苗生长指标、生理指标、养分吸收的变化,探索外生菌根与杜鹃花类生菌根对杜鹃养分吸收的作用机制,为培养菌根化杜鹃苗提供理论支持和技术支撑。研究结果如下:
1.菌根真菌和营养元素对杜鹃的生长特性有显著影响
菌根真菌和施肥显著影响杜鹃苗的生长,接菌处理,特别是接J2处理,在N和P单独为1水平及N、P、K分别为1/2水平时(即施用尿素1.1g·株?1,钙镁磷1g·株?1,氯化钾0.7g·株?1)显著促进鲜重、干重、株高、冠幅、地径、根长的增长,生物量积累大小为J2>J1>J3。
接菌处理均成功侵染杜鹃苗根系,其中J2处理侵染率最高,比J1高6.99%,未接种的CK处理幼苗根系侵染率极显著低于接种处理幼苗根系的侵染率。
各接菌处理均在N、P、K的1水平达到根系活力的峰值,但J1处理各养分水平大部分从1/2至1水平增速过快,J2处理大部分从1/4水平至1/2水平增速快,J3处理随着养分增长而匀速增长,根系活力大小为J2>J1>J3。
2.菌根真菌和营养元素对杜鹃的生理特性有显著影响
混合接菌和施肥处理都能提高杜鹃叶片的叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总含量、SOD活性、POD活性、CAT活性、SP含量、IAA含量、ZR含量和GA3含量,降低杜鹃幼苗的MDA含量,同时接菌处理较不接菌处理只需要施正常氮磷钾肥量的1/4-1/2水平即可最大程度增强杜鹃苗的生理水平,特别是接J2处理。
生理生化指标总体表现为接菌处理优于不接菌处理,J2处理施养分1/2水平(即施用尿素1.1g·株?1,钙镁磷1g·株?1,氯化钾0.7g·株?1)对杜鹃苗生长及生理生化指标的影响最为明显,菌根共生体可能是通过促进养分吸收,增强光合作用能力,刺激激素合成,降低膜脂过氧化程度,提高保护酶活性,增强杜鹃苗的抗逆能力,促进杜鹃苗生长。
3.菌根真菌和营养元素促进杜鹃根际养分积累及植株养分吸收
菌根真菌和营养元素能不同程度促进杜鹃根际养分积累,杜鹃根际土壤有机质、全氮、全钾、有效钾含量总体表现为J2>J1>J3;有效氮、全磷含量总体表现为J1>J2>J3;有效磷含量含量总体表现为J2>J3>J1。
杜鹃幼苗的氮磷钾含量总体表现为接菌处理优于不接菌处理,J2处理下施用1/2养分水平(尿素1.1g·株-1、钙镁磷1g·株-1、氯化钾0.7g·株-1)对杜鹃苗生长及氮磷钾含量积累的促进作用最为明显。数据表明,J2处理促进N向叶积累,促进K向茎叶积累,促进P向根茎积累;J1处理促进N和P向根茎积累,促进K向茎叶积累。
1.菌根真菌和营养元素对杜鹃的生长特性有显著影响
菌根真菌和施肥显著影响杜鹃苗的生长,接菌处理,特别是接J2处理,在N和P单独为1水平及N、P、K分别为1/2水平时(即施用尿素1.1g·株?1,钙镁磷1g·株?1,氯化钾0.7g·株?1)显著促进鲜重、干重、株高、冠幅、地径、根长的增长,生物量积累大小为J2>J1>J3。
接菌处理均成功侵染杜鹃苗根系,其中J2处理侵染率最高,比J1高6.99%,未接种的CK处理幼苗根系侵染率极显著低于接种处理幼苗根系的侵染率。
各接菌处理均在N、P、K的1水平达到根系活力的峰值,但J1处理各养分水平大部分从1/2至1水平增速过快,J2处理大部分从1/4水平至1/2水平增速快,J3处理随着养分增长而匀速增长,根系活力大小为J2>J1>J3。
2.菌根真菌和营养元素对杜鹃的生理特性有显著影响
混合接菌和施肥处理都能提高杜鹃叶片的叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总含量、SOD活性、POD活性、CAT活性、SP含量、IAA含量、ZR含量和GA3含量,降低杜鹃幼苗的MDA含量,同时接菌处理较不接菌处理只需要施正常氮磷钾肥量的1/4-1/2水平即可最大程度增强杜鹃苗的生理水平,特别是接J2处理。
生理生化指标总体表现为接菌处理优于不接菌处理,J2处理施养分1/2水平(即施用尿素1.1g·株?1,钙镁磷1g·株?1,氯化钾0.7g·株?1)对杜鹃苗生长及生理生化指标的影响最为明显,菌根共生体可能是通过促进养分吸收,增强光合作用能力,刺激激素合成,降低膜脂过氧化程度,提高保护酶活性,增强杜鹃苗的抗逆能力,促进杜鹃苗生长。
3.菌根真菌和营养元素促进杜鹃根际养分积累及植株养分吸收
菌根真菌和营养元素能不同程度促进杜鹃根际养分积累,杜鹃根际土壤有机质、全氮、全钾、有效钾含量总体表现为J2>J1>J3;有效氮、全磷含量总体表现为J1>J2>J3;有效磷含量含量总体表现为J2>J3>J1。
杜鹃幼苗的氮磷钾含量总体表现为接菌处理优于不接菌处理,J2处理下施用1/2养分水平(尿素1.1g·株-1、钙镁磷1g·株-1、氯化钾0.7g·株-1)对杜鹃苗生长及氮磷钾含量积累的促进作用最为明显。数据表明,J2处理促进N向叶积累,促进K向茎叶积累,促进P向根茎积累;J1处理促进N和P向根茎积累,促进K向茎叶积累。