不同水分狀況下叢枝菌根真菌對(duì)植物密度效應(yīng)的調(diào)節(jié)及機(jī)理.pdf

1、-3/2自疏法則是反映種群動(dòng)態(tài)的經(jīng)典法則，它描述了植物個(gè)體生物量與密度之間的對(duì)數(shù)關(guān)系，表現(xiàn)為種群內(nèi)的密度效應(yīng)。其中自疏指數(shù)(密度調(diào)控指數(shù))α的值為-3/2。但很多理論研究和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)該值的大小及恒定性提出了質(zhì)疑。密度效應(yīng)的主要調(diào)控因素是鄰體效應(yīng)，即植物與植物間的相互作用。而鄰體效應(yīng)受到各種非生物因素如氣候和生物因素如土壤微生物的影響。叢枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi， AMF)作為土壤微生物區(qū)系的最

2、重要成員之一以及可與陸地80％以上的陸生植物形成共生體一菌根，其對(duì)鄰體效應(yīng)的調(diào)節(jié)正逐步被重視。本研究首先通過田間原位試驗(yàn)探究了不同水分下AMF分別對(duì)兩個(gè)種群紫花苜蓿(Medicago sativa L.)和美麗胡枝子(Lespedeza formosa(Vog.) Koehne)密度效應(yīng)的調(diào)節(jié)，而后通過根箱受控實(shí)驗(yàn)深入分析了包括AMF在內(nèi)的根部系統(tǒng)對(duì)密度效應(yīng)調(diào)節(jié)的機(jī)理即對(duì)鄰體效應(yīng)的調(diào)節(jié)。主要取得如下研究結(jié)果：
　　 1、原位試驗(yàn)

3、下菌根真菌的侵染率及水分、AMF、密度處理對(duì)兩個(gè)種群生長的影響
　　 干旱(年降雨量為312mm)脅迫下，菌根侵染率降低，水分×AMF對(duì)美麗胡枝子的菌根真菌侵染率影響顯著。AMF處理對(duì)紫花苜蓿和美麗胡枝子植株的地上部分、地下部分個(gè)體生物量影響差異不明顯，而水分和密度處理差異均極顯著。
　　 2、水分、AMF、密度處理對(duì)紫花苜蓿(M.sativa)生長及密度效應(yīng)的影響
　　 水分、AMF、密度處理對(duì)根冠比(R/S)

4、影響差異顯著，且“干旱-低AMF"處理的R/S最大，其中，D3(1000株/m2)密度下的R/S高達(dá)0.68.干旱時(shí)，“高AMF”處理降低了R/S。濕潤(年降雨量為1455mm)時(shí)，“高AMF”處理促進(jìn)了低密度下個(gè)體生長，R/S下降，而加劇了高密度下個(gè)體間的競(jìng)爭，R/S上升。
　　 在干旱和濕潤兩個(gè)水分處理下，“高AMF”均加劇了高密度下個(gè)體間的競(jìng)爭，個(gè)體生物量下降，生物量-密度(B-D)曲線下滑。但干旱處理時(shí)，“高AMF"使得

5、個(gè)體生物量在較低密度(400株/m2)下即出現(xiàn)明顯下降，而濕潤處理時(shí)，高AMF在相對(duì)較高密度(2200株/m2)才導(dǎo)致個(gè)體生物量的明顯下降。對(duì)初花期數(shù)據(jù)分析表明，干旱脅迫降低|α|，且“高AMF”時(shí)植株地下部分|α|降低，地上部分的|α|升高；“濕潤-高AMF”處理的|α|最大，分別為，地上部分|α|：1.023，地下部分|α|：1.226。
　　 3、水分、AMF、密度處理對(duì)美麗胡枝子(L. formosa)生長及密度效應(yīng)的影

6、響
　　 AMF對(duì)美麗胡枝子密度效應(yīng)的調(diào)控在于旱和濕潤下差異不顯著。AMF對(duì)植株地上部分、地下部分個(gè)體生長均起促進(jìn)作用(不顯著)，且對(duì)干旱下的地下部分生長促進(jìn)較多。水分處理對(duì)R/S影響顯著，且“干旱-高AMF”處理的R/S最大，其中，D3(500株/m2)密度下的R/S高達(dá)0.63.水分、密度處理對(duì)株高影響顯著。各因素對(duì)冠幅影響不顯著。AMF的增加并未加劇干旱或濕潤下美麗胡枝子種群內(nèi)部的競(jìng)爭從而導(dǎo)致B-D曲線更快下滑或產(chǎn)生交叉。

7、干旱脅迫降低|α|，且“高AMF”時(shí)植株地下部分|α|升高，地上部分的|α|降低；“濕潤-低AMF”處理的|α|最大，分別為：地上部分|α|：1.199，地下部分|α|：0.959。
　　 4、受控實(shí)驗(yàn)下水分、根系相互作用對(duì)紫花苜蓿(M.sativa)生長及鄰體效應(yīng)的影響
　　 水分(年降雨量分別為，Wl：312mm，W2：632mm，W3:920mm，W4：1455mm)、根系相互作用處理對(duì)目標(biāo)植株地上部分、地下部分個(gè)

8、體生物量、株高影響差異均極顯著。
　　 根部系統(tǒng)(AMF和根)對(duì)不同水分下鄰體效應(yīng)的調(diào)節(jié)不同。低水分(W1)下，允許AMF透過有利于目標(biāo)植物生長，若此時(shí)根再透過，則加劇鄰體對(duì)目標(biāo)植物的競(jìng)爭。其他高水分下，允許根透過有利于目標(biāo)植物吸收營養(yǎng)，僅允許AMF透過則會(huì)加劇鄰體與目標(biāo)植物競(jìng)爭，故，在低水分下，“根系全透過”的地上部分、地下部分RII(鄰體效應(yīng)指數(shù))為最小，而其他高水分下，“水、離子、菌絲透過”的地上部分、地下部分RII為最小