叢枝菌根真菌對玉米在三種類型煤矸石上生長的影響研究.pdf

1、內(nèi)蒙古地區(qū)煤炭資源豐富，煤炭開采在帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，煤矸石等廢棄物的排放也給內(nèi)蒙古草原生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。因此，從保護(hù)煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境和維持草原生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的長遠(yuǎn)大局出發(fā)，急切需要尋求綜合治理煤矸石廢棄地的可行性途徑。植被重建是解決煤矸石生態(tài)破壞與環(huán)境污染最經(jīng)濟(jì)有效的途徑之一。本論文選擇內(nèi)蒙古包頭石拐煤礦區(qū)新排、風(fēng)化和自燃3種類型煤矸石為植物生長基質(zhì)，研究了叢枝菌根（arbuscularmycorrhizal，AM）

2、真菌對煤矸石中玉米（ZeamaysL.）生長的作用及其所發(fā)揮的菌根效應(yīng)，探討了接種AM真菌在煤矸石山植被恢復(fù)中的潛在作用。
　　采用溫室盆栽試驗(yàn)的方法，研究了接種5種AM真菌(G.aggregatum、G.etunicatum、G.intraradices、G.mosseae或G.versiforme)對3種類型煤矸石中玉米生長、礦質(zhì)營養(yǎng)吸收、C∶N∶P生態(tài)化學(xué)計(jì)量比及金屬元素吸收的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，在3種煤矸石上5種AM真菌均

3、與玉米成功建立了互惠共生關(guān)系，平均菌根侵染率為36％～90％。5種AM真菌均不同程度增加了煤矸石上玉米植株的干重和營養(yǎng)元素N、P、K的吸收量，表現(xiàn)出了不同的菌根依賴性，接種G.mosseae、G.intraradices和G.etunicatum分別對新排、風(fēng)化和自燃煤矸石中玉米生長和營養(yǎng)吸收的促進(jìn)作用最明顯。接種AM真菌顯著降低了玉米植株C∶P比和N∶P比，符合生長速率假設(shè)。接種對植株地上部和根部重金屬Cu、Fe、Mn、Zn濃度的影響

4、也存在顯著的差異。結(jié)果表明5種AM真菌在3種類型的煤矸石上表現(xiàn)出了不同的菌根效應(yīng)，G.mosseae、G.intraradices和G.etunicatum分別更適于新排、風(fēng)化和自燃煤矸石的植被恢復(fù)。綜合考慮，G.intraradices對3種煤矸石中玉米的生長均具有較好的效果，選擇作為進(jìn)一步試驗(yàn)菌種。
　　試驗(yàn)以篩選出的菌種G.intraradices為研究對象，利用盆栽試驗(yàn)進(jìn)一步研究了接種AM真菌在水分脅迫條件下（基質(zhì)含水量分

5、別為田間最大持水量的80％、60％和40％）對3種煤矸石中玉米生長、礦質(zhì)營養(yǎng)吸收、C∶N∶P生態(tài)化學(xué)計(jì)量比、金屬元素吸收和植株水分狀況的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，在不同水分條件下3種煤矸石中玉米植株均具有較高的菌根侵染率，平均為65％～90％，并隨基質(zhì)含水量的降低逐漸增加。接種處理顯著促進(jìn)了3種水分條件下自燃煤矸石中及重度水分脅迫條件下風(fēng)化煤矸石中玉米的生長，未顯著影響新排煤矸石中玉米的生長。水分脅迫條件下，接種處理明顯增加了3種煤矸石中玉米

6、對P的吸收量，也改善了自燃煤矸石中玉米的其他礦質(zhì)營養(yǎng)狀況(N、K、Mg和Ca)。隨著水分脅迫程度的增加，玉米生物量和營養(yǎng)元素吸收量隨之降低。接種處理顯著調(diào)節(jié)了玉米C∶N∶P生態(tài)化學(xué)計(jì)量比，符合生長速率假設(shè)。接種、水分脅迫和基質(zhì)類型顯著影響了玉米植株金屬元素，尤其是Cu、Zn和Mn的濃度。接種G.intraradices顯著增加了水分脅迫條件下自燃和風(fēng)化煤矸石中玉米葉片鮮重含水量和水分利用效率，加快了植株復(fù)水速率，改善了玉米的水分狀況，提

7、高了玉米的抗旱能力，未明顯影響新排煤矸石中玉米的水分狀況。研究結(jié)果表明G.intraradices對3種煤矸石基質(zhì)中玉米生長和抗旱性的作用效果為:自燃煤矸石＞風(fēng)化煤矸石＞新排煤矸石，對增強(qiáng)新排煤矸石中玉米抗旱性具有潛在的作用。
　　試驗(yàn)初步證明AM真菌對于增強(qiáng)玉米適應(yīng)不同類型煤矸石基質(zhì)的復(fù)合逆境，以及在草原生態(tài)系統(tǒng)不同類型煤矸石廢棄地上重建植被均具有一定的潛在作用，應(yīng)進(jìn)一步驗(yàn)證野外自然條件下AM真菌在不同類型煤矸石山植被恢復(fù)中的實(shí)