am真菌对受镉污染紫花苜蓿生长及氮素吸收的影响

本试验通过温室盆栽试验,研究土壤镉(Cd)为0, 6mg/kg和12mg/kg的污染水平下,紫花苜(Medicago sativa L.)接种Glomus aggregatum (G.a)、G. etunicatum (G.e)、G. tortuosum (G.t)、G. intraradices (G.i) 和G. versiforme (G.v) 5种丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal, AM)真菌后生长发育、根瘤数量、菌根侵染情况以及土壤中不同形态氮素含量的变化,从而评价不同种类AM真菌接种对紫花苜蓿的影响。结果表明,在12mg/kg Cd污染条件下,G.v菌种对紫花苜蓿的侵染率最高,接种 G.v显著增加紫花苜蓿株高和有效根瘤数量。在6mg/kg Cd污染水平下,除G. i外, 接种AM真菌均能显著提高紫花苜蓿的总生物量,而在12mg/kg镉污染水平下,接种AM真菌不能提高紫花苜蓿的生物量。G. a 接种处理在12mg/kg Cd污染水平下对铵态氮和硝态氮吸收能力最强,可能与不同AM真菌接种后紫花苜蓿的氮需求不同有关。根据本研究结果,接种G. i对于提高紫花苜蓿耐镉能力不强,G. v菌种能够提高Cd污染条件下紫花苜蓿的生长能力。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法2
1.1 试验的设计 2
1.1.1 试验材料2
1.1.2 试验方案2
1.2 试验的实施2
1.2.1 Cd浓度梯度的确定2
1.2.2 播种与接种3
1.2.3 育苗管理与施氮处理3
1.3 测定指标与方法3
1.3.1 紫花苜蓿株高,地上、地下部生物量测定3
1.3.2 紫花苜蓿根瘤数量测定3
1.3.3 菌根侵染率的测定3
1.3.4 土壤相关指标及其测定3
2 结果与分析4
2.1 不同处理对紫花苜蓿生长的影响4
2.1.1 不同处理对紫花苜蓿株高的影响4
2.1.2 不同处理对紫花苜蓿生物量及根冠比的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ¥351916072$ 
影响5
2.2 不同处理对紫花苜蓿固氮效应的影响6
2.2.1 不同处理对紫花苜蓿有效根瘤数量的影响6
2.3 不同处理对紫花苜蓿菌根侵染的影响7
2.3.1 不同处理对紫花苜蓿菌根侵染的影响7
2.4 不同处理对紫花苜蓿土壤的影响8
2.4.1 不同处理对紫花苜蓿土壤的pH和电导率的影响8
2.4.2 不同处理对紫花苜蓿土壤铵态氮含量的影响9
2.4.3 不同处理对紫花苜蓿土壤亚硝态氮含量的影响9
2.4.4 不同处理对紫花苜蓿土壤硝态氮含量的影响10
3 讨论 11
致谢13
参考文献13 AM真菌对受镉污染紫花苜蓿生长及氮素吸收的影响
引言
镉(Cd)是一种毒性很强并可移动的元素,它可被植物根部吸收运输并能在芽中均匀分布[1]。即使是低浓度的Cd胁迫,也会对植物造成毒害[2]。研究表明,Cd含量在3~10mgkg1(DW)时即对植物产生伤害[3]。Cd污染已经对环境造成严重影响,因此对植物中Cd的问题进行充分研究是必要及迫切的。Cd会影响植物营养元素的吸收[4]。Cd影响植物对大量元素K、P吸收和利用。Cd会干扰冰花等植物对K吸收和利用[5],Cd等重金属降低了椰子叶P含量[6],Cd也影响植物氮代谢。Cd使水稻N含量及NR活性降低,也降低了小白菜对NO 3N吸收[78]。Cd也引起植物对Zn、Mn、Cu 、Fe等矿质微量元素吸收的紊乱[910]。紫花苜蓿(Medicago sativa L.)为多年生草本植物,是一种高营养价值的豆科牧草,它在自然界中分布广泛,根系发达,生长迅速,对环境适应性强,有望成为重金属污染土壤修复的重要植物材料。
菌根(Mycorrhiza)是自然界中菌根真菌与宿主植物间通过相互作用而达到高度平衡状态的一种共生体系[11]。由于真菌具有广发的侵染性,因此在自然界中菌根分布十分广泛,目前已发现90%的植物种类与菌根真菌存在共生的情况[12]。所有类型的菌根都能形成丛枝结构,参与形成丛枝菌根的真菌称为丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)。有大量研究表明,AM真菌在逆境条件下,能通过扩大宿主的根系吸收范围、活化土壤养分等方式,来促进宿主对矿质营养的吸收,以改良土壤结构,并提高植物在逆境中的生存能力。但关于不同种AM真菌是否都具有抵抗重金属元素的毒害作用以及关于不同AM菌种之间效果的比较,研究尚少。从营养元素的角度来看,在植物必需的营养元素中, 植物需求量大,且土壤供应量小的元素是氮,氮也是供求之间存在着尖锐矛盾的一种营养元素, 而AM真菌吸收并传递氮素可能是利于植物吸收氮的一个有效途径,近年来AM真菌吸收氮素的研究也是新的研究热点。
基于以上研究,本试验模拟了3个土壤施Cd水平,以紫花苜蓿为宿主接种AM真菌,通过测定紫花苜蓿生长、根瘤数量、菌根侵染情况及土壤中氮素形态等指标,来评定不同种类AM真菌对紫花苜蓿生长及氮素吸收的影响。以期筛选出在有利于提高在重金属镉污染胁迫下紫花苜蓿生存能力的AM真菌菌种。为深入研究AM真菌降低重金属对植物毒害作用的机制奠定基础,并为重金属污染条件下紫花苜蓿的栽培提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 试验的设计
1.1.1 试验材料
试验土壤:土壤取自大学牌楼实验基地,本试验采集的土壤平均pH值为7.56±0.06,平均电导率为0.765±0.03ms/cm,过2mm土壤筛,为了保证紫花苜蓿苗期顺利出苗生长以及菌根侵染,每盆土壤掺30%的河砂。混合基质在120℃下高温高压蒸汽灭菌30min,以消除土壤中的真菌孢子。
试验菌种:菌种购自北京市农林科学院植物营养与资源研究所“丛枝菌根真菌种质资源库”(BGC)。AMF分别为聚丛球囊霉Glomus aggregatum(G.a)、幼套球囊霉Glomus etunicatum(G.e)、扭形球囊霉Glomus tortuosum(G.t)、根内球囊霉Glomus intraradices(G.i)、地表球囊霉Glomus versiforme(G.v)。BGC编号分别为BGC BJ06、BGC HEN02A、BGC NM03A、BGC BJ09和BGC GD01C。国家微生物资源平台编号分别为1511C0001BGCAM0005、1511C0001BGCAM0028、1511C0001BGCAM0001、1511C0001BGCAM0042和1511C0001BGCAM0031。供试菌种由北京市农林科学院以高粱为宿主,利用单孢扩繁培养或菌剂扩繁培养而成。
试验牧草:宿主为紫花苜蓿,品种为百绿公司紫花苜蓿品种“三得利”,带包衣,秋眠级别6级。

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