酸性铝胁迫下菌根化马尾松幼苗对难溶性磷的吸收和转化

发布时间：2020-04-23 03:19

【摘要】：磷是植物生长发育的必需元素。土壤酸化易引起土壤铝活化,不仅加剧土壤中磷酸根离子的固持,使本就很低的有效磷愈加匮乏,还对根系产生原初毒害,严重影响植物对土壤磷的吸收和利用。外生菌根真菌(Ectomycorrhizal fungi,ECMF)是森林土壤中的一类重要微生物,与根系共生后能促进林木对磷的吸收和利用,进而提高植物对铝毒的抗性,对森林生态系统的修复和重建具有重要意义。然而,ECMF能否促进酸性铝胁迫下植物体内磷的形态转化,进而利于磷的上行运输和利用,目前还不甚清楚。为此,研究选取抗铝性不同的两种ECMF,即彩色豆马勃(Pisolithus tinctorius 715,Pt 715)和松乳菇(Lactarius deliciosus 2,Ld 2)侵染马尾松幼苗,然后将其培养在含铝和无机难溶性磷的酸性土壤中,经一个年生长周期后取马尾松菌根化苗,分别检测其生长、根系形态、磷和铝的吸收与分布,以及磷的形态转化,结合磷和铝的吸收动力学,以非菌根化苗为对照,探索酸性铝胁迫下菌根化在马尾松幼苗吸收和转化难溶性磷中的作用。主要研究结果如下:(1)Pt 715和Ld 2均能与马尾松幼苗建立良好的共生关系,并显著促进酸性铝胁迫下马尾松幼苗的生长,且Ld 2的促生效果显著优于Pt 715。除Fe-P外,Na-P和Al-P均显著提高马尾松幼苗的生物量,且Na-PAl-PFe-P≈0-P。酸性铝胁迫和难溶性磷(尤其是Al-P)共同处理下,Pt 715和Ld 2侵染均显著促进马尾松幼苗的生长,且Ld 2还显著提高马尾松幼苗的根系生物量、根长、根体积、根表面积、根尖数和根分支数,而Pt 715仅显著提高Al-P处理下的根系生物量、根尖数和根分枝数。Ld 2对根形态指标的促进效果显著大于Pt715。因此,ECMF侵染促进酸性铝胁迫和难溶性磷共同处理下的马尾松幼苗根系分生和伸长,扩大根系表面积和体积,改善根系生长状况,减轻活性铝对根系的原初毒害,提高马尾松幼苗对酸性铝胁迫的抗性,而且Ld 2的改善作用显著高于Pt 715。(2)酸性铝胁迫和难溶性磷处理下,接种Pt 715和Ld 2不仅显著增加马尾松幼苗根际土壤中的有效磷含量,且Al-P处理下Ld 2Pt 715;而且显著促进马尾松幼苗对土壤中难溶性磷的吸收利用,并促进磷在马尾松体内的转运。Ld 2对Al-P的利用显著高于对Fe-P的利用;Pt 715和Ld 2的侵染都显著抑制马尾松幼苗对土壤中铝的吸收,且主要将铝固定在根系,并显著抑制铝的上行运输。(3)磷在马尾松体内以残渣态磷比例最高,其后依次为核酸磷、酯磷、脂磷、络合态磷和无机磷。酸性铝胁迫和难溶性磷共同处理下,接种ECMF显著提高马尾松根系的脂磷、酯磷和无机磷及地上部的脂磷、酯磷、无机磷、核酸磷,显著降低根系的络合态磷、核酸磷及地上部的残渣态磷。可见,菌根化处理促进了马尾松根系内络合态磷、核酸磷向脂磷、酯磷和无机磷的转化,地上部残渣态磷向脂磷、酯磷、无机磷、核酸磷的转化,即减少了络合态磷、核酸磷等磷在根系的固定,而有利于脂磷、酯磷、无机磷、核酸磷向地上部的转运。(4)马尾松菌根苗和非菌根苗对磷和铝的吸收符合主动吸收规律。接种ECMF未显著改变马尾松幼苗对磷的亲和性(K_m)及最低吸收浓度(C_(min)),但显著影响对磷的最大吸收速率(I_(max))。其中,接种Ld 2显著提高I_(max),而接种Pt 715显著降低I_(max)。此外,接种Pt 715和Ld 2都能显著增加马尾松幼苗对磷的耐瘠能力,且Ld 2比Pt 715菌根苗更耐低磷。接种2种ECMF显著降低马尾松对铝的K_m和C_(min)值,而增加I_(max)值,且Pt 715对K_m和C_(min)值的降幅大于Ld 2,而对I_(max)值的增幅小于Ld 2。因此,菌根化能显著提高马尾松幼苗对铝的亲和性,降低对铝的吸收阈值,提高铝的综合吸收能力。综上,酸性铝胁迫和难溶性磷处理下接种Pt 715和Ld 2显著促进马尾松幼苗的生长、根系伸长和分生、扩大根系表面积和体积,促进苗木对难溶性磷的吸收利用和转运,抑制苗木对铝的吸收和转运;菌根化显著提高残渣磷、络合磷转化成脂磷、酯磷、无机磷,并利于脂磷、酯磷、无机磷、核酸磷的上行运输;接种Pt 715和Ld 2显著增强马尾松幼苗对磷的耐瘠能力。接种的两种ECMF中,Ld 2的作用强于Pt 715。
【图文】：

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图 4-3 外生菌根对酸性铝胁迫和难溶性磷处理下马尾松幼苗根长的影响 Effects of ectomycorrhizae on the root length of Pinus massoniana under aluminum stress andsparingly soluble phosphorus treatment4-4可以看出，酸性铝胁迫对无ECMF处理和Pt 715处理的马尾松根系表面积影响不显著， 2 处理显著增加了 48.84%。在无酸性铝胁迫处理下，接种 Ld 2 对马尾松根系表面积无显接种 Pt 715 处理使马尾松根系表面积增加了 22.28%。但在酸性铝胁迫下，接种 ECMF 显马尾松根系表面积，，接种Pt 715和Ld 2分别使马尾松根系表面积增加了17.75%和34.46%。胁迫下，难溶性磷处理对 Pt 715 处理影响不显著，但 Al-P 和 Fe-P 使得 Ld 2 处理根系表面 47.11%和 23.99%。酸性铝胁迫下难溶性磷对 Ld 2 处理影响不显著，但 Al-P 和 Fe-P 使得理根系表面积降低了 23.06%和 31.93%。各 ECMF 处理下马尾松菌根苗根表面积大小表现Pt 715>CK，各磷源处理下马尾松菌根苗根表面积大小表现为：Na-P>0-P>Fe-P≈Al-P。 4-5 可以看出，根体积与根表面积表现相似，酸性铝胁迫对无 ECMF 处理和 Pt 715 处理的系体积影响不显著，但使得 Ld 2 处理显著增加了 39.35%。在无酸性铝胁迫处理下，接种0-P Al-P Fe-P Na-P 0-P Al-P Fe-P Na-PAl0 Al1

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图 4-4 外生菌根对酸性铝胁迫和难溶性磷处理下马尾松幼苗根表面积的影响 Effects of ectomycorrhizae on the root area of Pinus massoniana under aluminum stress andsparingly soluble phosphorus treatmentddecdddededbcccdccdeebcdebcdbbcbca0-P Al-P Fe-P Na-P 0-P Al-P Fe-P Na-PAl0 Al1CK Pt715 Ld2CK Pt715 Ld2
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S791.248

【参考文献】