丛枝菌根真菌和根系对白三叶和多年生黑麦草种间互作的影响
本实验以多年生黑麦草和白三叶为研究对象,采用盆栽试验方法,在接种和不接种丛枝菌根真菌(AMF)条件下分别进行根系互作和无根系互作的处理,剖析AMF和根系互作在不同混播比例下对白三叶和多年生黑麦草种间关系的影响。主要结果如下(1)接种AMF在不同混播比例下对白三叶和多年生黑麦草地上地下生物量均没有显著影响;(2)种间和种内的根系互作均降低了白三叶的地上生物量,从而降低了白三叶的竞争力,也降低了总地上生物量;(3)种间和种内的根系互作均增加了多年生黑麦草地下生物量,根系互作处理下总地下生物量的增加主要来源于多年生黑麦草的贡献;(4)种间的根系互作增加了多年生黑麦草的地上生物量,而种内的根系互作却降低了多年生黑麦草的地上生物量。混播降低了多年生黑麦草的种内根系互作,增加混播总产量,有助于形成超产效应。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
一、绪论1
(一)国内外研究概况1
1.白三叶和多年生黑麦草间的互作1
2.丛枝菌根真菌与植物种间互作2
二、材料和方法3
(一)试验设计3
(二)技术路线3
(三)实验材料3
1.植物材料准备3
2.接种菌剂准备4
3.培养装置准备4
4.培养基质准备5
5.补偿其他微生物群落5
(四)混播体系的建立5
(五)取样及样品分析5
1.植物地上生物量5
2.植物总氮含量6
3.AMF菌根侵染率(孢子、菌丝)6
(六)数据分析6
三、实验结果7
(一)白三叶和多年生黑麦草的菌根侵染率7
(二)白三叶地上和地下生物量8
(三)多年生黑麦草地上和地下生物量9
(四)总地上和地下生物量10
(五)混播比例对超产效应的影响11
(六)白三叶地上部分氮含量12
(七)多年生黑麦草地上部分氮含量12
四、讨论与结论13
致谢13
参考文献14 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
丛枝菌根真菌和根系对白三叶和多年生黑麦草种间互作的影响
引言
一、绪论
(一)国内外研究概况
1.白三叶和多年生黑麦草间的互作
混播草地是指两种或两种以上的草种混合种植的草地,它可以适应不同的周边环境,增加草地的使用时间,相比于单播草地具有更强的抗逆性和适应性[1]。白三叶(Trifolium repens)和多年生黑麦草(Lolium perenne)是混播草地的常用草种,它们互相竞争光、水、土壤等空间资源,同时又在在生理特性、养分分配等方面具有许多互补作用,能够提高草地生产力[23]。
Mouat(1983)通过实验发现,多年生黑麦草的根部竞争力强于白三叶,前者主要与其根的迅速生长和养分的高效利用有关,后者主要与其根部的性状、土壤中磷等主要元素浓度及离子交换力有关[4]。Dennis (1987)发现,在多年生黑麦草与白三叶的混播草地中,施氮会增强多年生黑麦草的竞争力,而施磷却能增加白三叶的竞争力[5]。多年生黑麦草与白三叶的混播草地的持久性与稳定性取决于两种牧草的品种、施肥类型、施肥时期、开花期、生长季、刈割频率和刈割时期等[6]。正常生长情况下,多年生黑麦草比白三叶的叶层高,会对后者形成一定的遮蔽,从而降低白三叶在混播草地中的竞争力,此时可通过刈割或放牧来增加白三叶的叶片受光面积,提高其生长竞争力。
此外,白三叶为豆科牧草,因其能与根瘤菌共生而具有较强的固氮能力,可以为混播草地中的多年生黑麦草提供氮素,同时白三叶原本也有较强的可塑性,当多年生黑麦草吸收白三叶提供的氮素后迅速生长对白三叶造成遮阴作用时,白三叶可以调节生长方向,从而加强利用基本资源的能力,有利于混播草地的稳定和持久[7]。Ennik研究发现白三叶和多年生黑麦草对氮的吸收能力与土壤中的水分含量有关,多年生黑麦草对氮的吸收能力随着水分含量的增加而增加,当水分含量较低时,白三叶吸收的氮量远小于多年生黑麦草,从而降低了其竞争力[8]。蒋文兰研究发现,多年生黑麦草和白三叶两者在混播草地中可以互利共生[9]。
白三叶和多年生黑麦草间的互作研究主要集中在地上生物量、光竞争等方面,然而关于地下微生物的作用还研究得较少。因此,研究丛枝菌根真菌和根系对白三叶和多年生黑麦草种间互作的影响有助于为合理使用草地、实施合适的农艺措施,以及为混播草地的可持续发展提供合适的参考依据。
2.丛枝菌根真菌与植物种间互作
丛枝菌根真菌(AMF)是一类与植物根系一同形成共生体的真菌,分布最为广泛。研究表明地下丛枝菌根真菌(AMF)会调节植物物种的种间互作[7]。它对于寄主植物的水分和营养的吸收具有直接的作用,并能增加根系的吸收面积,从而对植物的氮等不同养分的吸收形成一定的改善作用。
AMF侵染植物后,在根系外形成菌丝网络,能够将同种菌根植物根系或不同种的菌根植物连接在一起。而菌丝网络可以再次分配土壤营养。Wagg(2011)发现,在三叶草和多花黑麦草的互作中,AMF通过增加三叶草的竞争力,从而缩小了两者间竞争力的差异,且AMF的多样性越丰富,植物种间的共存效果越突出[10]。李敏等研究发现,接种AMF能够促进互花米草和芦苇这两种植物的氮吸收,促进的作用程度与侵染率和种植模式有关,同时混播能够改变AMF对植物的侵染率[11]。此外,AMF可以调节固氮植物和非固氮植物对于无机氮的再分配,大部分情况下的氮素都是由固氮植物通过AMF菌丝桥传递给非固氮植物的,唯有极少部分是由非固氮植物向固氮植物传递的,同时相比与硝态氮,其根外菌丝会优先利用铵态氮[12]。AMF还可以增加同种植物不同植株间的竞争,而在对不同植物间相互作用的研究发现,不同的AMF品种可以调节物种间的共存,且AMF具有一定的寄主特异性。
然而,AMF与根系分别在不同混播比例的白三叶和多年生黑麦草的互作中究竟起到什么作用及三者间的相互作用机理还知之甚少。
二、材料和方法
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
一、绪论1
(一)国内外研究概况1
1.白三叶和多年生黑麦草间的互作1
2.丛枝菌根真菌与植物种间互作2
二、材料和方法3
(一)试验设计3
(二)技术路线3
(三)实验材料3
1.植物材料准备3
2.接种菌剂准备4
3.培养装置准备4
4.培养基质准备5
5.补偿其他微生物群落5
(四)混播体系的建立5
(五)取样及样品分析5
1.植物地上生物量5
2.植物总氮含量6
3.AMF菌根侵染率(孢子、菌丝)6
(六)数据分析6
三、实验结果7
(一)白三叶和多年生黑麦草的菌根侵染率7
(二)白三叶地上和地下生物量8
(三)多年生黑麦草地上和地下生物量9
(四)总地上和地下生物量10
(五)混播比例对超产效应的影响11
(六)白三叶地上部分氮含量12
(七)多年生黑麦草地上部分氮含量12
四、讨论与结论13
致谢13
参考文献14 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
丛枝菌根真菌和根系对白三叶和多年生黑麦草种间互作的影响
引言
一、绪论
(一)国内外研究概况
1.白三叶和多年生黑麦草间的互作
混播草地是指两种或两种以上的草种混合种植的草地,它可以适应不同的周边环境,增加草地的使用时间,相比于单播草地具有更强的抗逆性和适应性[1]。白三叶(Trifolium repens)和多年生黑麦草(Lolium perenne)是混播草地的常用草种,它们互相竞争光、水、土壤等空间资源,同时又在在生理特性、养分分配等方面具有许多互补作用,能够提高草地生产力[23]。
Mouat(1983)通过实验发现,多年生黑麦草的根部竞争力强于白三叶,前者主要与其根的迅速生长和养分的高效利用有关,后者主要与其根部的性状、土壤中磷等主要元素浓度及离子交换力有关[4]。Dennis (1987)发现,在多年生黑麦草与白三叶的混播草地中,施氮会增强多年生黑麦草的竞争力,而施磷却能增加白三叶的竞争力[5]。多年生黑麦草与白三叶的混播草地的持久性与稳定性取决于两种牧草的品种、施肥类型、施肥时期、开花期、生长季、刈割频率和刈割时期等[6]。正常生长情况下,多年生黑麦草比白三叶的叶层高,会对后者形成一定的遮蔽,从而降低白三叶在混播草地中的竞争力,此时可通过刈割或放牧来增加白三叶的叶片受光面积,提高其生长竞争力。
此外,白三叶为豆科牧草,因其能与根瘤菌共生而具有较强的固氮能力,可以为混播草地中的多年生黑麦草提供氮素,同时白三叶原本也有较强的可塑性,当多年生黑麦草吸收白三叶提供的氮素后迅速生长对白三叶造成遮阴作用时,白三叶可以调节生长方向,从而加强利用基本资源的能力,有利于混播草地的稳定和持久[7]。Ennik研究发现白三叶和多年生黑麦草对氮的吸收能力与土壤中的水分含量有关,多年生黑麦草对氮的吸收能力随着水分含量的增加而增加,当水分含量较低时,白三叶吸收的氮量远小于多年生黑麦草,从而降低了其竞争力[8]。蒋文兰研究发现,多年生黑麦草和白三叶两者在混播草地中可以互利共生[9]。
白三叶和多年生黑麦草间的互作研究主要集中在地上生物量、光竞争等方面,然而关于地下微生物的作用还研究得较少。因此,研究丛枝菌根真菌和根系对白三叶和多年生黑麦草种间互作的影响有助于为合理使用草地、实施合适的农艺措施,以及为混播草地的可持续发展提供合适的参考依据。
2.丛枝菌根真菌与植物种间互作
丛枝菌根真菌(AMF)是一类与植物根系一同形成共生体的真菌,分布最为广泛。研究表明地下丛枝菌根真菌(AMF)会调节植物物种的种间互作[7]。它对于寄主植物的水分和营养的吸收具有直接的作用,并能增加根系的吸收面积,从而对植物的氮等不同养分的吸收形成一定的改善作用。
AMF侵染植物后,在根系外形成菌丝网络,能够将同种菌根植物根系或不同种的菌根植物连接在一起。而菌丝网络可以再次分配土壤营养。Wagg(2011)发现,在三叶草和多花黑麦草的互作中,AMF通过增加三叶草的竞争力,从而缩小了两者间竞争力的差异,且AMF的多样性越丰富,植物种间的共存效果越突出[10]。李敏等研究发现,接种AMF能够促进互花米草和芦苇这两种植物的氮吸收,促进的作用程度与侵染率和种植模式有关,同时混播能够改变AMF对植物的侵染率[11]。此外,AMF可以调节固氮植物和非固氮植物对于无机氮的再分配,大部分情况下的氮素都是由固氮植物通过AMF菌丝桥传递给非固氮植物的,唯有极少部分是由非固氮植物向固氮植物传递的,同时相比与硝态氮,其根外菌丝会优先利用铵态氮[12]。AMF还可以增加同种植物不同植株间的竞争,而在对不同植物间相互作用的研究发现,不同的AMF品种可以调节物种间的共存,且AMF具有一定的寄主特异性。
然而,AMF与根系分别在不同混播比例的白三叶和多年生黑麦草的互作中究竟起到什么作用及三者间的相互作用机理还知之甚少。
二、材料和方法
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