森林生态系统外生菌根的侵染状况及外生菌根养分传递与凋落物分解的耦合关系

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利用样方法于2003年8月对四川西部亚高山带分布的川滇高山栎(Quercus aquifolioides)、云杉(Picea asperata)、红桦(Betulaalbo—sinensis)、山杨(Populus davidiana)、铁杉(Tsuga chinensis)、华山松(Pinus armandi)、落叶松(Larix gmelini)和冷杉(Abies faxoniana)8个主要森林类型的外生菌根进行了调查。结果表明,所有调查的森林类型均被外生菌根真菌所侵染,不同森林类型的宿主植物外生菌根的侵染强度不同,同种森林类型由于受海拔高度、坡度、林龄等条件的影响,植物的菌根侵染率、侵染强度指数以及细根生物量都发生相应的改变。高山栎林型随着海拔高度的增加,土壤上层(0-20cm)菌根侵染率增高、下层(20-40cm)菌根侵染强度指数增大,土壤上下层有效磷浓度都明显减少;坡度小的云杉林型内上下两层细根生物量、菌根侵染率都高于坡度大的云杉林,但是菌根侵染强度指数却较低;相同立地条件下,云杉林型在种群建立(幼林龄)和衰退(成过熟林)时菌根侵染率和侵染强度指数都显著高于种群相对稳定(中林龄)时期,在养分较为肥沃的土壤环境中,菌根侵染率、侵染强度指数与营养因子不存在明显的相关性;山杨、落叶松、冷杉和红桦林型土壤上层菌根侵染率都超过了65%;华山松林型由于坡度最大(50°),其土壤上层菌根侵染强度指数也最大(55.78%):铁杉林型菌根形成状况最差,但细根生物量最大。亚高山带森林类型中的上层植物细根生物量都显著高于下层,表明植物的营养主要由上层根系所输送。 采用外生菌根真菌彩色豆马勃(Pisolithus tinctorius)接种马尾松(Pinusmassomiana)幼苗,腐生真菌青霉(Penicillium sp.)、黄曲霉(Aspergillusfiavus)、黑曲霉(Aspergillus niger)、链格孢(Alternaria tenuis)混合接种降解底物松针,构建外生菌根养分传递和凋落物分解的耦合体系。结果表明,接种外生菌根真菌彩色豆马勃能显著提高马尾松幼苗存活率,接种组为对照组(处理Ⅰ)的2.50倍。菌根化的苗木生长迅速,平均苗高、鲜重、干重、侧根干重均显著高于未接种的苗木,分别增加30%、75.56%、64.18%和174%;苗木菌根化且凋落物接种腐生菌的处理组(处理Ⅲ)的上述指标又显著高于苗木菌根化但凋落物未接种腐生菌的处理组(处理Ⅳ),前者比后者分别增加4.3%、19.3%、6.0%和26%。腐生真菌显著提高凋落物降解速率,苗木未菌根化但凋落物接种腐生菌的处理组(处理Ⅱ)的底物失重比对照组提高69%,而处理Ⅲ和处理Ⅳ分别比对照组提高123%和83%。可见,凋落物的降解,养分的释放和富集,能诱导菌根化根系的进一步生长和延伸,尤其是侧根的生长和延伸,从而扩大根系吸收面积,提高养分的吸收利用率,增加苗木的生物量,同时,外生菌根能有效改善根际土壤微环境,并释放有机酸和酶类,加速凋落物的降解和养分的释放,两者相互促进,加快凋落物的降解和养分的传递。
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