论文部分内容阅读
人类活动使全球范围内氮投入越来越多,土壤中氮的富营养化增加了植物群落的生产力,却减少了植物的多样性,进而影响植物群落的组成。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是土壤中一类重要的微生物,它能同80%的陆生植物建立互惠共生关系。AM真菌向植物提供磷、氮、镁等无机矿物质及水分,植物亦向AM真菌提供光合产物。土壤中速效氮含量及AM真菌均能直接或者间接地影响植物个体的生长发育,从而影响植物的种间相互作用,然而在长期氮施肥环境中,AM真菌群落生态功能的变化还尚待研究,且非生物因子(氮肥)与生物因子(AM真菌)的交互作用对植物种间相互作用的影响还需进一步的研究。本实验以青藏高原东缘的当地作物蚕豆(Vicia faba L.)、青稞(Hordeum vulgare L.)、油菜(Brassica napus L.)作为研究对象,采用盆栽实验系统地研究不同施氮水平、不同种植模式、不同时期(两次收获)、AMF处理对单种植物的生长及植物种间关系的影响。主要实验结果如下:(1)未施肥条件下,接种AM真菌对单独种植的蚕豆、青稞、油菜生长影响不显著。施肥条件下,接种AM真菌对单独种植的蚕豆、青稞生长影响不显著,但显著降低了油菜的总生物量、总磷含量(P<0.05)。(2)蚕豆/青稞混种时,在未施肥情况下,AM真菌不对称性地偏利蚕豆,抑制青稞的生长;施加氮肥增加了青稞的竞争力,而接种AM真菌后削弱了青稞的生长优势,促进了蚕豆的生长;蚕豆/油菜混种时,不施加氮肥条件下AM真菌显著地抑制了油菜的生长,削弱了油菜的竞争力而对蚕豆生长没有影响;施加氮肥后,接种AM真菌显著减弱了优势植物蚕豆的竞争力。青稞/油菜混种时,不施加氮肥,AM真菌增加了青稞的竞争力。施加氮肥后,接种AM真菌显著减弱优势植物青稞的竞争力。(3)蚕豆/青稞/油菜混合种植模式,未施肥条件下,蚕豆为优势植物,接种AM真菌削弱了蚕豆的竞争力;施肥条件下,青稞为优势植物,接种AM真菌显著削弱了青稞的竞争力。(4)各植物在两次收获期的菌根响应表现出不一致,因此AM真菌对各植物的响应存在时间异质性。而菌根的功能与植物的营养状态有关r=0.22(P=0.04),故菌根功能受植物自身营养状态影响,亦可能与土壤养分有关。总之,AM真菌群落在不同含氮量土壤中功能存在一定差异。未施肥条件下,AM真菌对单种的蚕豆、青稞、油菜无显著影响。而施肥处理后,AM真菌对蚕豆、青稞均表现出弱响应,而对油菜的生长表现出负响应。未施肥条件下,混种的各植物生长均受氮限制,接种AM真菌促进了菌根依赖性高的植物的生长;经长期施肥处理的AM真菌群落结构已发生一定程度的改变,在施肥环境中AM真菌表现出抑制不同种植模式中优势植物生长的趋势,削弱了因土壤氮含量增加带来的负效应,进一步促进植物种间的共存。当多种植物混合种植时,AM真菌具有抑制植物群落中优势植物生长的趋势,一定程度上维持了植物群落稳定。