论文部分内容阅读
由酸沉降引起的土壤酸化及其对植物根际生态过程的影响是森林衰退的主要原因之一酸化使地壳中含量最多的铝被活化,对植物产生毒害。酸性土壤中植物受到的铝毒害之一,是使矿质元素的转运和吸收失衡,其中植物生长所必需的营养元素-磷的吸收受影响最大。外生菌根真菌(ECMF)可与多种树木形成互利共生体系,在抗铝和解磷方面作用突出,对维持森林生态系统健康可持续发展具有重要作用。为更深入了解酸铝胁迫下ECMF对难溶性无机磷源(Fe-P和Al-P)的活化利用及其机理,本研究选取Pt715(彩色豆马勃)、Ld2(松乳菇)、Ld3(松乳菇)为研究对象,采用液体纯培养技术,系统探讨了铝胁迫下不同磷源对ECMF生长、营养元素吸收以及分泌作用的影响,以期为西南林区酸沉降导致的衰退森林的恢复以及森林的健康可持续经营提供理论依据,主要研究结论如下:(1)3种ECMF均具有较强的抗(耐)铝性,在0-lmmol/L铝处理范围内其生长并未受酸铝处理的抑制,耐铝能力大小表现为Ld2>Ld3>Pt715,且Ld2的平均生长速率也最快。铝胁迫(lmmol/L)条件下菌丝生物量总体表现为Fe-P处理下最大,Al-P次之,而P0(不加磷)处理下最小,说明难溶性磷源处理促进了菌丝的生长,且无论在哪种磷源处理下,Ld2生长均较快。从生长量指标上看,Ld2是抗铝和解磷效果最好的菌种选择。(2)不同处理条件下ECMF对养分的吸收利用存在显著差异。在有铝与无铝处理时,Fe-P、Al-P处理的菌丝磷含量、菌株磷吸收量、磷总活化利用量均显著高于Na-P处理(P<0.05),而其钾含量、钾吸收量均显著低于Na-P处理(P<0.05);铝处理提高了菌丝的平均铝含量、镁含量以及铁含量。铝胁迫下三株菌种的平均Mg含量、Fe含量变化分别表现为Ld3>Ld2>Pt715, Ld2>Ld3=Pt715,即松乳菇类较高。这表明,铝胁迫下ECMF能很好地利用酸性土壤中存在的难溶性无机磷源Fe-P、Al-P,并表现出快速生长、高铝吸收、高磷吸收、低钾积累等特点,显示出较强的抗铝和解磷能力。(3) ECMF中各养分含量相关分析结果显示,磷含量与钾含量呈极显著负相关(P<0.05),与铝含量、镁含量、铁含量呈极显著或者显著正相关,这表明高磷吸收伴随着低钾吸收,且磷吸收与铝、镁、铁等高价阳离子的吸收之间有协同促进作用;而钾含量与铝含量、镁含量呈极显著或者显著负相关,铝含量与铁含量呈极显著负相关关系(P<0.01),这可能与吸收利用过程中的金属离子相互竞争抑制作用有关。(4)3种ECMF在各处理下均能分泌H+、草酸和甲酸,其含量因铝磷处理和菌种不同而有所差异。铝胁迫下各磷源处理的H+分泌量表现为Fe-P>Na-P>Al-P,三株菌种的平均H+分泌量表现为Pt715>Ld2>Ld3.铝胁迫条件下Al-P和Fe-P处理下的草酸与甲酸分泌速率均表现为Ld2最快,其次是Pt715, Ld3最慢。无铝处理条件下,各磷源处理下草酸离解产生的H+均不是培养液中H+的主要来源,而在铝胁迫条件下,A1-P处理下草酸离解产生的H+占培养液中H+的百分比为75.17%(Pt715)、69.38%(Ld2)、37.22%(Ld3),可见Al-P处理下草酸离解产生的H+可能是菌液中氢离子的主要来源。(5)相关分析结果表明,草酸分泌量在Pt715、Ld3中与磷、铁、钾的吸收利用显著相关,而在Ld2中与磷、铝、镁、钾的吸收利用显著相关;甲酸分泌量在Pt715、Ld3中与铁含量显著负相关(P<0.05),而在Ld2中与铁含量极显著正相关(P<0.01);氢离子分泌量与铝含量呈极显著或显著负相关,与铁含量呈极显著正相关(P<0.01)。这表明,草酸分泌量与磷以及金属阳离子的吸收利用均直接相关,而甲酸分泌量、氢离子分泌量仅与铝、铁等高价阳离子的吸收利用直接相关,作用方式因菌种而异。考虑到ECMF磷含量与阳离子吸收的显著相关性,甲酸分泌量、氢离子分泌量可能是ECMF磷吸收的间接影响指标。