全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 13 期摇 摇 2012 年 7 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
砂质潮间带自由生活海洋线虫对缺氧的响应———微型受控生态系研究
华摇 尔,李摇 佳,董摇 洁,等 (3975)
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植物种群自疏过程中构件生物量与密度的关系 黎摇 磊,周道玮,盛连喜 (3987)………………………………
基于景观感知敏感度的生态旅游地观光线路自动选址 李继峰,李仁杰 (3998)…………………………………
基于能值的沼气农业生态系统可持续发展水平综合评价———以恭城县为例
杨摇 谨,陈摇 彬,刘耕源 (4007)
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内蒙古荒漠草原植被盖度的空间异质性动态分析 颜摇 亮,周广胜,张摇 峰,等 (4017)…………………………
典型草地的土壤保持价值流量过程比较 裴摇 厦,谢高地,李士美,等 (4025)……………………………………
长沙市区马尾松人工林生态系统碳储量及其空间分布 巫摇 涛,彭重华,田大伦,等 (4034)……………………
厦门市七种药用植物根围 AM真菌的侵染率和多样性 姜摇 攀 ,王明元 (4043)………………………………
Cd、低 Pb / Cd下冬小麦幼苗根系分泌物酚酸、糖类及与根际土壤微生物活性的关系
贾摇 夏,董岁明,周春娟 (4052)
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凉水保护区土壤产类漆酶鄄多铜氧化酶细菌群落结构 赵摇 丹,谷惠琦,崔岱宗,等 (4062)……………………
盐渍化土壤根际微生物群落及土壤因子对 AM真菌的影响 卢鑫萍,杜摇 茜,闫永利,等 (4071)………………
菌丝室接种解磷细菌 Bacillus megaterium C4 对土壤有机磷矿化和植物吸收的影响
张摇 林,丁效东,王摇 菲,等 (4079)
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闽江河口不同河段芦苇湿地土壤碳氮磷生态化学计量学特征 王维奇,王摇 纯,曾从盛,等 (4087)……………
高山森林三种细根分解初期微生物生物量动态 武志超,吴福忠,杨万勤,等 (4094)……………………………
模拟降水对古尔班通古特沙漠生物结皮表观土壤碳通量的影响 吴摇 林,苏延桂,张元明 (4103)……………
铁皮石斛组培苗移栽驯化过程中叶片光合特性、超微结构及根系活力的变化
濮晓珍,尹春英,周晓波,等 (4114)
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不同产量水平旱地冬小麦品种干物质累积和转移的差异分析 周摇 玲,王朝辉,李富翠,等 (4123)……………
基于作物模型的低温冷害对我国东北三省玉米产量影响评估 张建平,王春乙,赵艳霞,等 (4132)……………
黄土高原 1961—2009 年参考作物蒸散量的时空变异 李摇 志 (4139)……………………………………………
莫莫格湿地芦苇对水盐变化的生理生态响应 邓春暖,章光新,李红艳,等 (4146)………………………………
不同蚯蚓采样方法对比研究 范如芹,张晓平,梁爱珍,等 (4154)…………………………………………………
亚洲玉米螟成虫寿命与繁殖力的地理差异 涂小云,陈元生,夏勤雯,等 (4160)…………………………………
黑河上游天然草地蝗虫空间异质性与分布格局 赵成章,李丽丽,王大为,等 (4166)……………………………
苦瓜叶乙酸乙酯提取物对斜纹夜蛾实验种群的抑制作用 骆摇 颖,凌摇 冰,谢杰锋,等 (4173)…………………
长江口中国花鲈食性分析 洪巧巧,庄摇 平,杨摇 刚,等 (4181)……………………………………………………
基于线粒体控制区序列的黄河上游厚唇裸重唇鱼种群遗传结构 苏军虎,张艳萍,娄忠玉,等 (4191)…………
镉暴露对黑斑蛙精巢 ROS的诱导及其蛋白质氧化损伤作用机理 曹摇 慧,施蔡雷,贾秀英 (4199)……………
北方草地牛粪中金龟子的多样性 樊三龙,方摇 红,高传部,等 (4207)……………………………………………
合肥秋冬季茶园天敌对假眼小绿叶蝉和茶蚜的空间跟随关系 杨摇 林,郭摇 骅,毕守东,等 (4215)……………
植被、海拔、人为干扰对大中型野生动物分布的影响———以九寨沟自然保护区为例
张摇 跃,雷开明,张语克,等 (4228)
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基于社会网络分析法的生态工业园典型案例研究 杨丽花,佟连军 (4236)………………………………………
基于生命周期的户用沼气系统可用能核算———以广西恭城瑶族自治县为例
齐摇 静,陈摇 彬,戴摇 婧,等 (4246)
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专论与综述
水文情势与盐分变化对湿地植被的影响研究综述 章光新 (4254)………………………………………………
松嫩碱化草甸土壤种子库格局、动态研究进展 马红媛,梁正伟,吕丙盛,等 (4261)……………………………
一种新的景观扩张指数的定义与实现 武鹏飞,周德民,宫辉力 (4270)…………………………………………
研究简报
华山新麦草光合特性对干旱胁迫的响应 李摇 倩,王摇 明,王雯雯,等 (4278)……………………………………
美丽海绵提取物防污损作用 曹文浩,严摇 涛,刘永宏,等 (4285)…………………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*306*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*37*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄07
封面图说: 涵养水源———在长白山南坡的峭壁上,生长在坡面上的森林所涵养的水源还在汨汨地往下流个不停,深红色的落叶
掉在了苔藓上,这里已经是长白山的深秋了。 虽然雨季已经过去了很久,但是林下厚厚的枯枝落叶层、腐殖质层、苔
藓草本层所涵养的水分还在不间断地流淌,细细的水线在壁下汇成了溪、汇成了河。 涵养水源是森林的主要生态功
能之一。
彩图提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 13 期
2012 年 7 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 13
Jul. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家“十二五冶科技支撑计划项目(2011BAC07B03);宁夏科技攻关项目(NXGJ2009鄄3);宁夏自然科学基金(NZ0956)
收稿日期:2011鄄05鄄30; 摇 摇 修订日期:2012鄄02鄄07
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: makun0411@ 163. com
DOI: 10. 5846 / stxb201105300726
卢鑫萍,杜茜,闫永利,马琨,王占军,蒋齐.盐渍化土壤根际微生物群落及土壤因子对 AM真菌的影响.生态学报,2012,32(13):4071鄄4078.
Lu X P, Du Q,Yan Y L, Ma K, Wang Z J, Jiang Q. Effects of soil rhizosphere microbial community and soil factors on arbuscular mycorrhizal fungi in
different salinized soils. Acta Ecologica Sinica,2012,32(13):4071鄄4078.
盐渍化土壤根际微生物群落及
土壤因子对 AM真菌的影响
卢鑫萍1,杜摇 茜2,闫永利3,马摇 琨1,*, 王占军4,蒋摇 齐4
(1. 宁夏大学农学院, 银川摇 750021; 2. 北方民族大学生命科学院, 银川摇 750021;
3. 宁夏进出口检验检疫局综合技术中心, 银川摇 750001;4. 宁夏农林科学院沙漠治理研究所, 银川摇 750002)
摘要:为探明盐渍化土壤影响下 AM真菌与根际土壤间的关系,试验选取宁夏碱化龟裂土、草甸盐土、盐化灌淤土 3 种类型 4 个
样地上典型植被群落,测定了植物根际土壤养分含量、微生物群落结构、AM真菌侵染率以及孢子密度。 结果显示:盐渍化土壤
根际微生物碳源利用类型显著不同,对芳香类化合物的代谢能力整体较弱;红寺堡草甸盐土上微生物优势群落为氨基酸代谢类
群,惠农盐化灌淤土为多聚化合物代谢群,西大滩碱化龟裂土为碳水化合物代谢群。 AM 真菌孢子密度与微生物碳源代谢群间
的关系比较复杂。 其中,惠农样点根际土壤孢子密度与多聚化合物微生物代谢群呈显著正相关,西大滩地区孢子密度与碳水化
合物微生物代谢群呈显著正相关。 土壤有机质、全盐、全氮、碱解氮等土壤肥力因子及土壤中的 HCO-3、Na
+、Cl-等盐基离子含量
能解释 AM真菌孢子密度与土壤环境因子之间相互关系的大部分信息。 较高的 HCO-3 浓度促进了 AM 真菌侵染率的提高,但
高盐浓度下 Na+和 Cl-降低了菌根侵染率。 土壤对 AM真菌孢子密度、侵染率的影响因土壤盐分组成类型的不同而异。 研究结
果为深入了解 AM真菌多样性,促进宁夏盐碱地的合理开发与利用提供了理论依据。
关键词:AM真菌;微生物群落;土壤因子;碳源;盐渍化土壤
Effects of soil rhizosphere microbial community and soil factors on arbuscular
mycorrhizal fungi in different salinized soils
LU Xinping1, DU Qian2,YAN Yongli3, MA Kun1,*, WANG Zhanjun4, JIANG Qi4
1 College of Agriculture, Ningxia University, Yinchuan 750021, China
2 College of Life Sciences, North University for Nationalities, Yinchuan 750021, China
3 Comprehensive Technological Center, Import and Export Commodity Inspection and Quarantine Bureau, Yinchuan 750001, China
4 Desert Institute, Academy of Agricultural and Forestry Sciences in Ningxia,Yinchuan 750002, China
Abstract: Soils in the arid and semiarid regions face to salinization that adversely affect plant growth and cause crop yields
and quality to decrease. In Ningxia Hui Autonomy province of China, severity of soil salinization differs in different regions.
As arbuscular mycorrhizal fungi ( AMF) are important group of soil biota, understanding the relationship between soil
salinization and the AMF is critical for successful utilization of AMF in different types of saline conditions. To test whether
and how soil microbial community and soil salt stress will interactively affect arbuscular mycorrhizal fungi, we conducted a
study by sampling soils from three types of saline soil with the typical plant communities in Ningxia. The three types of
saline soils were alkaline soil, meadow solonchak and saline anthropogenic鄄alluvial soil. Four locations were sampled for
each soil type. We first tested the structure of microbial community and the functional diversity of microorganism in the
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rhizosphere soil by dilution plating and ECO鄄plate technique, Then we examined measured the spore density and
colonization rate of AMF. Soil property and base cations and anions were also measured. Multivariate statistical analyses
were conducted to compare the effect of soil microbial community and soil factors on AMF in different kinds of salinized
soils. The relationship among the spore densities, colonization rates of AMF in plant rhizosphere, the structure and function
of microorganisms communities and soil physical and chemical characteristics were analyzed.
The results showed that spore density of AMF differed in soil types. The highest spore density was found in Xidatan I,
and that the lowest was found in Huinong. The quantity and the distribution of microbes in rhizosphere were shown as
follows: bacteria> actinomycetes> fungi. Bacteria was the dominant community in all the four sampling sites. The major
microbial community was amino acid metabolism groups for the meadow solonchak in Hongsipu site, The bacteria of amine
compounds metabolism groups and the bacteria of carbohydrate metabolism groups were the dominant species in Huinong
and in Xidatan respectively. Except in Xidatan II, the rhizosphere microorganism had a lower ability of metabolism on
aromatic compounds in all the other three locations.
Our results also indicated that the ability of carbon source utilization of soil microorganisms was significantly different.
With incubation time increasing, the average well color development(AWCD) tended to increase in the ECO plate. Ninety
-six hours after incubation, AWCD in the ECO plate for four sampling sites was ranked as the follows: Huinong> Xidatan I
>Xidatan II> Hongsipu. The relationship between spore density of AMF and the microbe carbon metabolism groups was very
complex. The spore density of AMF in Huinong was positively correlated with the bacteria of polymer compounds metabolism
groups and had a significant positive correlation with microbial carbohydrate metabolism groups in Xidatan.
Redundancy analysis (RDA) indicated that soil organic matter, total salt, total nitrogen, available nitrogen and the
other soil factors including HCO-3,Na
+, Cl- could be used to explain the relationship between the spore density of AMF and
the soil environmental factors in different soil sampling sites. There was close relationship among soil organic matter,total
salt,total nitrogen, available nitrogen and spore density, and colonization rate. The spore density and colonization rate of
AMF had close relationships with HCO-3 . The colonization rate of AMF was promoted owing to the higher concentration of
HCO-3 . But, there was a negative correlationship between the content of Na
+, Cl- and colonization rate of AMF. To some
extent, the colonization rate of AMF was inhibited by the higher concentration of Na+, Cl- . Our results suggested that the
different effects of rhizosphere soil microbial community and soil factors on arbuscular mycorrhizal fungi may be due to the
differences of salt components and soil nutrition in salinized soils.
The result from our study provide important data for understanding the diversities of AMF and for promoting reasonable
development and utilization of salinized soils in Ningxia.
Key Words: arbuscular mycorrhizal fungi;microbial community;soil factors;carbon sources;salinized soil
土壤盐渍化是世界各国农业生产过程中逐步出现的问题,特别是在干旱和半干旱地区尤为严重[1]。 受
灌溉、蒸发、地下水位、排水等的影响,因地势低平、排水不畅,宁夏盐渍化土壤大面积分布。 宁夏银川以南地
区分布的是斑状轻度盐化浅色草甸土,以北地区分布的是斑状中、强度盐化草甸土和浅色草甸盐土,在封闭洼
地还有白僵土。 由于地形和地下径流流速的差异,盐分产生分异作用,土壤盐分类型主要以氯化物鄄硫酸盐、
碳酸钠鄄重碳酸钠、硫酸盐鄄氯化物为主。
丛枝菌根(AM)是一种常见的内生菌根,是自然界中真菌与植物根系所形成的一种互惠共生体,对植物
具有广泛的侵染性[2]。 许多研究表明:AM 真菌广泛存在于盐渍化土壤中[3],盐渍化土壤 AM 真菌的种类多
于农田及沿海地区,并且主要以摩西球囊霉属(Glomus)、无梗囊霉属(Acaulospora)为主[4],黄河三角洲盐碱土
中摩西球囊霉属(Glomus)有 24 种,占全部种属的 3 / 4[5]。 欧洲内陆盐沼地区盐生植物根际土壤中摩西球囊
霉属(Glomus)孢子数量最多[6]。 盐胁迫条件下,AM 真菌能促进植物对营养元素的吸收,提高植物光合作用
2704 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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和水分利用率,增强植物组织抗过氧化酶的活性,减轻地上部盐害,提高植物耐盐碱能力。
AM真菌种属的差别因土壤因子、气候类型、降水等条件而有所不同[7]。 AM真菌可以通过改变土壤微生
物区系来影响根际土壤,与根际土壤微生物共同影响着植物群落和陆地生态系统,对土壤的形成发育、肥力演
变和物质循环等均有重大作用[8鄄10]。 尽管 AM 真菌在生态系统功能中占有重要的地位,并且菌根侵染率、孢
子密度作为反映土壤生态特性的重要指标与土壤因子间有着密切联系[8,11]。 然而迄今,针对宁夏地区盐渍化
土壤中 AM真菌与微生物群落多样性、土壤因子之间的关系与盐渍化对 AM 真菌多样性、分布等的影响还缺
乏足够的了解。 所以,本文旨在探讨盐渍化土壤 AM真菌与根际微生物及土壤因子的关系,以期为深入了解
AM真菌与植物共生的生态学意义,探索 AM 真菌在盐渍化生态系统演替和进化过程中的作用,促进宁夏盐
碱地菌根资源的合理开发与利用提供科学依据。
1摇 材料与方法
1. 1摇 实验样品采集
2009 年秋季,在宁夏吴忠市红寺堡、宁夏石嘴山市惠农区礼和乡、宁夏石嘴山市平罗县西大滩前进农场
一站五队三种典型盐渍化土壤类型分布的四个地点进行样品采集(表 1),各采样点盐碱地自然分布的典型植
被群落 1 m2 样方内,除去 5 cm表层土后,采用抖土法采集根际土样。 每个地点各种植物的根际土进行混合,
重复多次。 采集样方内不同植物的根系,将带有细根的根系放入 FAA固定液中,做好标记。 根际土样低温保
存,带回实验室进行相关指标的分析与测定。
表 1摇 不同采样地点土壤与植被状况
Table 1摇 Soil types and vegetation condition of different soil sampling sites
采样地点
Sampling sites
土壤类型
Soil types
海拔
Elevation / m
经度
Longitude
纬度
Latitude
宿主植物
Host plants
红寺堡
Hongsipu 草甸盐土 1210 E106毅6忆55. 2义 N37毅26忆30. 3义
碱蓬 Suaeda glauca Bge,尖叶盐爪爪 Kalidium foliatum
(Pall. ) Moq. ,白刺 Nitraria tangutorum Bobr. ,白茎盐
生草 Halogeton arachnoideus Moq,芦苇 Phragmites australis
惠农
Huinong 盐化灌淤土 1084 E106毅47忆5. 8义 N39毅5忆32义
碱蓬 Suaeda glauca Bge,白茎盐生草 Halogeton
arachnoideus Moq,芦苇 Phragmites australis
西大滩玉
Xidatan 玉 龟裂碱土 1097 E106毅26忆3. 8义 N38毅50忆19义
猪毛蒿 Artemisia scoparia Waldst. et Kit. ,芨芨草
Achnatherum splendens,白茎盐生草 Halogeton
arachnoideus Moq
西大滩域
Xidatan 域 龟裂碱土 1097 E106毅25忆3. 2义 N38毅53忆12义
苦买菜 Lactuca indic L. ,
蒙山莴苣 Lactucatatarica(L. )C. A. Mey.
1. 2摇 AM真菌孢子密度测定与土壤基本理化性状分析方法
从带根土样中取 100 g 风干土 2 份,其中 1 份在 105 益下烘干至恒重,测定土壤含水量;另 1 份用湿筛倾
析法分离孢子于培养皿内,在解剖镜下分格计数(孢子果按 1 个孢子计数),计算每 100 g 风干土中的孢子数。
植物根系洗净,采用透明压片法制片,测定菌根侵染率[12]。 根际土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速
效钾、pH值的测定分别采用重铬酸钾容量法、半微量开氏法、硫酸鄄高氯酸消煮鄄钼锑抗比色法、碱解扩散法、
Olsen法、NH4OAc浸提鄄火焰光度法测定,pH值水土比为 5颐1[13],土壤基本理化性状见表 2。
1. 3摇 根际土壤微生物结构组成及 BIOLOG 测定方法
采用 BIOLOG鄄ECO板来确定根际土壤微生物群落水平的生理分布。 先称取相当于 10 g干土重的新鲜土
壤,加入 90 g无菌水,在 180 次 / min条件下往复振荡 10 min,在 4 益条件下沉降 30 min,然后吸取 1 mL土壤
悬浊液到 99 mL无菌水中,稀释到 10-3 浓度,吸取 125 滋L样品接种于 ECO板的 96 孔中,每 24 h利用读板机
于 590 nm处读数 1 次,连续读数 7d。 根际土壤细菌、真菌及放线菌分别采用牛肉膏鄄蛋白胨培养基、马丁氏培
养基和高氏玉号培养基培养,平板计数[14]。
3704摇 13 期 摇 摇 摇 卢鑫萍摇 等:盐渍化土壤根际微生物群落及土壤因子对 AM真菌的影响 摇
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表 2摇 不同地区各采样点土壤基本理化性状
Table 2摇 The basic physical and chemical properties in the different soil sampling sites
采样点
Sampling
sites
全氮
TN / (g / kg)
全磷
TP / (g / kg)
有机质
OM / (mg / kg)
碱解氮
AN / (mg / kg)
速效磷
P / (mg / kg)
速效钾
K / (mg / kg)
pH 全盐
TS / %
红寺堡 0. 36依0. 007 C 0. 32依0. 01 B 129. 71依1. 48 C 16. 24依0. 42 C 18. 59依1. 76 B 180依0 D 7. 55依0. 35 B 0. 50依0. 01 B
惠农 0. 57依0. 003 B 0. 60依0. 10 A 252. 25依1. 67 B 21. 84依2. 35 B 32. 74依1. 33 A 190依0 C 8. 36依0. 03 A 1. 25依0. 02 A
西大滩玉 0. 68依0. 006 A 0. 65依0. 03 A 303. 72依1. 80 A 29. 40依0. 29 A 5. 46依0. 49 B 253. 3依5. 77 B 8. 46依0. 01 A 0. 10依0 D
西大滩域 0. 33依0. 001 D 0. 65依0. 06 A 126. 80依6. 38 A 15. 72依2. 18 C 12. 86依1. 23 C 273. 3依5. 77 A 8. 17依0. 02 A 0. 26依0. 02 C
摇 摇 TN:Total nitrogen; TP: Total phosphorus; OM:Organic matter; AN:Available nitrogen; TS:Total salt;同一列数据后不同字母表示处理间差异显
著(P<0. 01)
1. 4摇 实验数据处理
数据采用 SAS(V8)进行统计,CCA分析和 RDA分析采用 Canoco 4. 5。
2摇 结果与分析
2. 1摇 根际土壤 AM真菌孢子密度、侵染率与微生物群落结构的关系
由表 3 可见,根际土壤 AM真菌孢子密度的大小表现为:西大滩玉 >红寺堡>西大滩域 >惠农。 其中,西
大滩玉采样点的 AM真菌孢子密度分别是惠农和红寺堡的 1. 66 倍和 1. 19 倍。 西大滩玉和西大滩域的菌根
侵染率无显著差异,但均明显高于红寺堡和惠农地区,平均提高了 20. 27%—27. 03% 。 不同采样点根际土壤
微生物群落数量均表现为细菌数量最大,放线菌其次,真菌数量最少,细菌群落数量占有明显的优势。 红寺堡
和惠农地区细菌群落数量差别较小,但明显低于西大滩地区,仅为西大滩 I 取样点的 21. 59%和 22. 01% ;真
菌数量相当于西大滩玉的 39. 21%和 49. 09% ,放线菌数量最少,仅为 1. 14%和 1. 28% 。 除西大滩域采样点
外,其余样点孢子密度和微生物数量表现出一定的相关关系,即西大滩地区的孢子密度大,微生物群落数量
多,红寺堡和惠农的孢子密度小,微生物数量少。
表 3摇 植物根际土壤 AM真菌孢子密度、侵染率与微生物群落结构组成
Table 3摇 Spore density,colonization rate of AM fungi and the rhizosphere soil microbial community composition
采样点
Sampling sites
孢子密度
/ (个 / 100g)
Spore density
菌根侵染率 / %
colonization rate
细菌数量
/ ( 伊104CFU / g)
Bacteria quantity
真菌数量
/ ( 伊10CFU / g)
Fungi quantity
放线菌数量
/ ( 伊103CFU / g)
Actinomycetes quantity
红寺堡 Hongsipu 143依51A 77依2. 5B 47依5. 30 C 48. 7依2. 90 C 摇 25依3. 41 C
惠农 Huinong 103依26A 74依4. 7B 90依10. 10 B 67. 9依15. 90 B 摇 38依15. 73 C
西大滩 I Xidatan I 171依13A 94依2. 1A 213依16. 92 A 99. 1依10. 60A 2191依134. 72 A
西大滩域 Xidatan II 113依9A 89依4. 9A 209依5. 43 A 99. 2 依9. 60 A 1265依55. 60 B
摇 摇 同一列数据后不同字母表示处理间差异显著(P<0. 01)
2. 2摇 根际土壤微生物群落碳源代谢多样性及其与 AM真菌的相关关系
2. 2. 1摇 土壤根际微生物影响下的平均颜色变化率
土壤微生物群落代谢剖面(AWCD) 变化,可以从微生物功能代谢水平上来揭示微生物群落结构的多样
性及其变化。 BIOLOG 盘中每孔平均颜色变化率(AWCD)是反映土壤微生物群落代谢活性即土壤微生物利
用单一碳源能力的重要指标[15]。 由图 1 可知,培养 24 h后各个地点的 AWCD值都随着培养时间的延长而呈
增加的趋势。 96 h时 AWCD表现为:惠农>西大滩玉>西大滩域>红寺堡,和红寺堡样点 96 h 相比,惠农和西
大滩玉样点的 AWCD分别提高了 131. 80%和 93. 20% ;培养至 96 h后,各样点 AWCD的增长逐步趋于平缓。
统计分析表明,惠农、西大滩玉样点与红寺堡、西大滩域样点的土壤微生物群落代谢剖面的差异达到显著水
平,但惠农与西大滩玉、红寺堡与西大滩域样点间土壤微生物群落代谢剖面的差异不明显。
2. 2. 2摇 根际微生物碳源利用及其与 AM真菌的相关关系
微生物对不同碳源的利用能力可以反映微生物代谢功能类群的差异[16]。 由表 4 可见,各样点土壤微生
4704 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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图 1摇 不同盐渍化土壤微生物群落颜色平均变化率
摇 Fig. 1 摇 The average color development rate of soil microbial
community in the different salinization soil
物对碳源的优先利用种类和利用程度有显著差异。 其
中,红寺堡样点优势群落结构表现为:胺类化合物>氨
基酸代谢类群 > 羧酸类代谢群;惠农优势群落为多聚
化合物代谢群,西大滩 I的优势群落为碳水化合物代谢
群,各采样点间的优势种群存在着很大的差异。 除西大
滩 II样点外,尽管不同样点土壤微生物碳代谢群落结
构不同,但土壤微生物对芳香类代谢物的利用能力都较
弱。 对微生物利用的 31 种碳源组成的 6 类化合物进行
主成分分析,累计贡献率为 72. 6%和 84. 8%的第一主
成分和第二主成分的结果表明:多聚化合物﹑氨基酸﹑
碳水化合物与排序轴一的位置比较近,说明主成分一与
其关系比较密切,主成分二则主要受芳香化合物代谢群
的影响。 相关分析表明,孢子密度和微生物代谢群之间的关系因所处的环境不同而有所差别,西大滩玉样点
的孢子密度与碳水化合物代谢群呈显著正相关,与氨基酸代谢群落呈显著负相关,说明随 AM 真菌孢子密度
增加,以碳水化合物为碳源的微生物群落增加,以氨基酸为碳源的微生物群落减少。 惠农样点的孢子密度与
多聚化合物代谢群呈显著正相关,与芳香化合物代谢群呈显著负相关,而红寺堡样点则呈现出与惠农样点相
反的趋势。
表 4摇 不同地点微生物碳源代谢多样性分析(96h)
Table 4摇 Metabolic diversity analysis of microbial carbon sources of different sampling sites(96 h)
采样点
Sampling
sites
羧酸类化合物
Carboxylic acid
compounds
多聚化合物
Polymer
compounds
碳水化合物
Carbohydrate
compounds
芳香化合物
Aromatic
compounds
氨基酸
Amino acid
胺类化合物
Amines compounds
红寺堡 0. 41依0. 10 B 0. 34依0. 25 B 0. 37依0. 23 B 0. 13依0. 11 B 0. 51依0. 17 B 1. 19依0. 20 A
惠农 1. 11依0. 07 B 1. 62依0. 45 A 0. 95依0. 25 B 0. 09依0. 09 C 1. 08依0. 07B 0. 65依0. 22 B
西大滩玉 0. 86依0. 13 CB 1. 71依0. 36 A 2. 01依0. 11 A 0. 44依0. 31 C 1. 19依0. 21 B 0. 94依0. 04 CB
西大滩域 1. 02依0. 32 A 0. 26依0. 04 BC 0. 41依0. 05 BAC 0. 56依0. 48 BAC 0. 94依0. 04 BA 0. 01依0. 04 C
摇 摇 同一行数据后不同字母表示处理间差异显著(P<0. 01)
2. 3摇 土壤因子与 AM真菌孢子密度、侵染率间的关系
由于 AM真菌生活在土壤当中,其生长发育及生理功能必然直接或间接受到土壤环境中各种因子的影
响。 土壤因子在影响 AM 真菌侵染率的过程中,彼此之间存在着相互制约或相互促进的复杂关系[10]。 选择
根际土壤碱解氮(X1)、全氮(X2)、全磷(X3)、pH值(X4)、全盐(X5)、速效磷(X6)、速效钾(X7)、有机质(X8)8
个指标和孢子密度(Y1)、菌根侵染率(Y2)2 个指标来建立土壤因子(V)和 AM 真菌(W)典型变量的线性组
合。 CCA分析表明:第一典型变量相关系数为 0. 993,其特征值为 67. 11,累计贡献率为 80. 53% ,其它变量提
供了 19. 47%的信息,并且 P=0. 0268<0. 05,所以有统计学意义。 第一对典型变量标准化后的线性组合为:V1
= -1. 631X1 - 1. 332X2 - 1. 155X3 - 0. 125X4 + 1. 6175X5 - 0. 799X6 - 1. 7065X7 + 2. 6102, X8 W1 = 0. 9414Y1
+0郾 1408Y2。
第一组有机质和全盐的系数较大,即有机质和全盐的作用影响较大,第二组孢子密度的影响较大。 所以,
第一组变量中全盐和有机质的含量与第二组变量中孢子密度之间关系更密切,全盐和有机质含量较高的情况
下孢子密度也较大。
冗余分析是一种直接梯度分析方法,能独立保持各个变量对环境的贡献率。 可以看出,随排序轴从左往
右有机质、全盐、全氮及碱解氮的含量逐渐升高,孢子密度也逐渐升高,4 个样点的分布比较分散,差异显著
(图 2)。 说明土壤类型及其理化性质是影响 AM真菌侵染率、孢子密度和分布的重要生态因子。
5704摇 13 期 摇 摇 摇 卢鑫萍摇 等:盐渍化土壤根际微生物群落及土壤因子对 AM真菌的影响 摇
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2. 4摇 土壤盐基离子对 AM真菌的影响
图 3 中,AM真菌孢子密度和菌根侵染率与土壤 HCO-3 的关系比较密切,呈正相关关系。 其它离子与孢子
密度和菌根侵染率均呈负相关关系,Na+、Mg2+和 Cl-对菌根侵染率的抑制效应更明显。 惠农样点 AM 真菌菌
根侵染率受 Na+和 Cl-抑制的程度最大。
摇 图 2摇 AM真菌孢子密度、侵染率与土壤因子之间的冗余分析
Fig. 2摇 RDA analysis of AM fungal spore density, colonization
rate and soil factors
圆圈代表不同土壤类型采样点,序号 1—3代表红寺堡采样点的 3
重复;4—6代表惠农采样点的 3 重复;7—9代表西大滩 I 采样点
的 3 重复;10—12 代表西大滩 II采样点的 3 重复
摇 图 3摇 AM真菌孢子密度、侵染率与盐基离子之间的冗余分析
Fig. 3摇 RDA analysis of AM fungal spore density, colonization
rate and base ions
3摇 讨论
3. 1摇 根际土壤微生物群落与 AM真菌的关系
Fries L L M等认为 AM真菌与植物共生关系的建立很大程度上取决于土壤中的酚酸类化合物,外源酚酸
类化合物的应用,刺激了 AM真菌种群数量的增加[17]。 研究发现(表 4),不同盐渍化土壤类型下,根际土壤
微生物更容易受到多聚化合物、氨基酸、碳水化合物的影响。 土壤微生物对碳源优先利用的种类和利用程度
有明显差异,芳香类代谢群在三类盐渍化土壤中基本都属于弱代谢群。 分析认为,这主要是由于盐渍化土壤
类型存在差异,四个采样点土壤微生物类群对各自优先利用的碳源基质具选择性、碳源利用能力不同的缘故。
此外,芳香族化合物复杂的分子结构可能也是导致微生物难以利用该种碳源的主要原因,这与张海涵等[16]研
究黄土高原典型林木的土壤最弱碳代谢群落也为芳香化合物代谢群的结论相一致。 Marschner 等研究认为,
菌根真菌通过影响植物的生长能进一步影响根际细菌群落结构[18];菌根真菌可以通过利用一些分泌物质来
促进植物生长或通过改变植物根系的土壤物理结构及其根际化学成分来间接影响土壤微生物群落[19鄄20]。 图
1 中不同取样位置区的土壤微生物代谢群落功能多样性存在差别,表明盐渍化土壤根际微生物群落数量﹑结
构组成及碳源利用能力的差异会对孢子密度大小产生影响,孢子密度和微生物代谢群之间的关系因所处的环
境不同而有所差别(表 3),AM真菌的变化可能和土壤环境条件及养分需求有密切的关系。
3. 2摇 土壤因子与 AM真菌孢子密度、侵染率间的关系
对菌根侵染率与土壤因子和植被组成之间的关系研究发现,AM 真菌对宿主的侵染主要与土壤因子有
关。 盛敏等研究了矿质营养、有机质、pH 值等对 AM 真菌的影响,发现不同地区侵染状况存在显著差异[8]。
AM真菌种的丰度与土壤有机质和速效 N含量呈显著负相关,各土壤因子对 AM真菌种的丰度的直接效应均
6704 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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不显著[21]。 贺学礼等研究宁夏沙坡头地区沙冬青 AM 真菌时空分布时认为,孢子密度与土壤有机质极显著
正相关,在一定范围内,AM 真菌数量随有机质含量升高而增加[22]。 试验中各采样点土壤有机质、全盐、全
氮、碱解氮对孢子密度影响较大,全磷、全盐、有机质对菌根侵染率有一定的影响,以红寺堡和西大滩玉样点表
现最明显(图 2)。 通常,有机质高的土壤,对菌根发育会有不同程度的促进作用,但这种促进作用是有一定范
围的[9]。 Aliasgharzadeh N等认为土壤盐碱不仅没有显著降低 AM真菌的孢子数量,反而会提高孢子数量,原
因在于低的菌根侵染率下,AM真菌能够生产更多的孢子,从而刺激孢子的形成[3]。 表 3 中,在盐碱土壤中,
惠农样点高盐浓度下对应的孢子密度和侵染率明显比较低,这和前人的结论明显是矛盾的。 分析认为由于盐
分具有普遍的杀菌能力,会影响细胞内的稳定性,破坏细胞结构,导致细胞生理功能失调,从而影响菌株的正
常生长,相应导致孢子密度和侵染率较低可能是主要原因。 所以,土壤肥力水平的变化在一定程度上会影响
孢子密度和菌根侵染率。 土壤类型不同,受土壤因子的影响,其孢子密度和菌根侵染率也会有很大的差异,这
种差异是由于 AM真菌的生长发育受到微生物群落结构、土壤养分类型及土壤受干扰程度,改变了 AM 真菌
的侵染、扩张、生长和发育所致。
3. 3摇 土壤盐基离子对 AM真菌的影响
目前,有关盐分对丛枝菌根真菌侵染率影响的研究报道并不一致。 本试验研究表明 HCO-3 浓度一定程度
上促进了 AM真菌侵染率的提高,这可能由于 HCO-3 在土壤中以水解为主,易与阳离子形成强碱弱酸盐,从而
增加土壤的碱性,影响土壤的 pH值,但高盐度抑制了菌根侵染率。 Kim 等报道盐碱土壤中的盐草属植物菌
根侵染率和孢子数量与土壤中的 Na+含量呈负相关关系[23],这与惠农盐化灌淤土上的结果是一致的。 但,
Baker等观察到当灌溉水中 Nacl浓度达 0. 3 mol / L时完全抑制了菌根的侵染,而雅美紫菀(Aster tripolium)在
灌溉水 Nacl浓度达 0. 3 mol / L时依然有菌根侵染[24]。 这些相互矛盾的观察结果,不可能是由于寄主植物耐
盐性的差异。 所以 Perry J G等的试验报道认为,AM真菌的侵染不是因为适宜盐碱土的寄主植物缺乏,而主
要是受土壤因子的限制,AM真菌的耐盐性比盐生植物美国碱茅(P. nuttalliana. )要低的多[25]。 Jarstfer 等认
为 Ca2+对 AM真菌孢子的形成与侵染有重要的作用[26];Agwa H E也报道认为,菌根侵染率和土壤全盐、磷有
显著负相关关系,主要是由于磷水平的增高,增强了植物根系纤维化程度,相应降低了 AM 真菌侵染的缘故;
但其试验中主成分分析表明孢子密度与 Ca2+含量、磷含量、菌根侵染率和土壤有密切的相关关系,主要是因为
在盐胁迫条件下,土壤较高水平的 Ca2+有助于保持植物细胞的自动调节能力,从而促进了菌根的侵染[27]。 试
验推断不同盐渍化土壤类型下,AM真菌的生长发育受到微生物群落结构、土壤养分、主要盐基离子类型、浓
度及土壤受干扰程度等因素的影响,土壤对 AM真菌孢子密度、侵染率的影响因所处土壤类型不同而异。
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8704 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 13 July,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Responses of sandy beach nematodes to oxygen deficiency: microcosm experiments HUA Er, LI Jia, DONG Jie, et al (3975)………
Allometric relationship between mean component biomass and density during the course of self鄄thinning for Fagopyrum esculentum
populations LI Lei, ZHOU Daowei, SHENG Lianxi (3987)………………………………………………………………………
Automatic site selection of sight鄄seeing route in ecotourism destinations based on landscape perception sensitivity
LI Jifeng, LI Renjie (3998)
……………………
…………………………………………………………………………………………………………
Emergy evaluation for sustainability of Biogas鄄linked agriculture ecosystem: a case study of Gongcheng county
YANG Jin, CHEN Bin, LIU Gengyuan (4007)
………………………
……………………………………………………………………………………
Spatial heterogeneity of vegetation coverage and its temporal dynamics in desert steppe, Inner Mongolia
YAN Liang, ZHOU Guangsheng,ZHANG Feng,et al (4017)
………………………………
………………………………………………………………………
Soil conservation value flow processes of two typical grasslands PEI Sha,XIE Gaodi, LI Shimei,et al (4025)…………………………
Spatial distribution of carbon storage in a 13鄄year鄄old Pinus massoniana forest ecosystem in Changsha City, China
WU Tao, PENG Chonghua, TIAN Dalun, et al (4034)
…………………
……………………………………………………………………………
Colonization rate and diversity of AM fungi in the rhizosphere of seven medicinal plants in Xiamen
JIANG Pan, WANG Mingyuan (4043)
……………………………………
………………………………………………………………………………………………
Effects of Cd,Low Concentration Pb / Cd on the contents of phenolic acid and simple glucides exudating from winter wheat seedlings
root and the relationship between them and rhizosphere soil microbial activity
JIA Xia, DONG Suiming, ZHOU Chunjuan (4052)
……………………………………………………
…………………………………………………………………………………
The community structure of laccase鄄like multicopper oxidase鄄producing bacteria in soil of Liangshui Nature Reserve
ZHAO Dan, GU Huiqi, CUI Daizong,et al (4062)
…………………
…………………………………………………………………………………
Effects of soil rhizosphere microbial community and soil factors on arbuscular mycorrhizal fungi in different salinized soils
LU Xinping, DU Qian,YAN Yongli, et al (4071)
……………
…………………………………………………………………………………
The effects of inoculation with phosphate solubilizing bacteria Bacillus megaterium C4 in the AM fungal hyphosphere on soil organic
phosphorus mineralization and plant uptake ZHANG Lin, DING Xiaodong, WANG Fei, et al (4079)…………………………
Soil carbon, nitrogen and phosphorus ecological stoichiometry of Phragmites australis wetlands in different reaches in Minjiang
River estuary WANG Weiqi, WANG Chun, ZENG Congsheng, et al (4087)……………………………………………………
Dynamics of soil microbial biomass during early fine roots decomposition of three species in alpine region
WU Zhichao, WU Fuzhong, YANG Wanqin, et al (4094)
……………………………
…………………………………………………………………………
Effects of simulated precipitation on apparent carbon flux of biologically crusted soils in the Gurbantunggut Desert in Xinjiang,
Northwestern China WU Lin, SU Yangui, ZHANG Yuanming (4103)……………………………………………………………
Changes in photosynthetic properties, ultrastructure and root vigor of Dendrobium candidum tissue culture seedlings during
transplantation PU Xiaozhen, YIN Chunying, ZHOU Xiaobo, et al (4114)………………………………………………………
Analysis of dry matter accumulation and translocation for winter wheat cultivars with different yields on dryland
ZHOU Ling, WANG Zhaohui,LI Fucui, et al (4123)
………………………
………………………………………………………………………………
Impact evaluation of low temperature to yields of maize in Northeast China based on crop growth model
ZHANG Jianping, WANG Chunyi, ZHAO Yanxia,et al (4132)
………………………………
……………………………………………………………………
Spatiotemporal variations in the reference crop evapotranspiration on the Loess Plateau during 1961—2009 LI Zhi (4139)…………
Eco鄄physiological responses of Phragmites australis to different water鄄salt conditions in Momoge Wetland
DENG Chunnuan, ZHANG Guangxin, LI Hongyan, et al (4146)
……………………………
…………………………………………………………………
Comparative study of different earthworm sampling methods FAN Ruqin, ZHANG Xiaoping, LIANG Aizhen, et al (4154)…………
Geographic variation in longevity and fecundity of the Asian corn borer, Ostrinia furnacalis Guen佴e (Lepidoptera: Crambidae)
TU Xiaoyun,CHEN Yuansheng, XIA Qinwen, et al (4160)
………
………………………………………………………………………
Analysis on grasshopper spatial heterogeneity and pattern of natural grass in upper reaches of Heihe
ZHAO Chengzhang, LI Lili, WANG Dawei, et al (4166)
…………………………………
…………………………………………………………………………
Inhibition effects of ethyl acetate extracts of Momordica charantia leaves on the experimental population of Spodoptera litura
LOU Ying, LING Bing, XIE Jiefeng, et al (4173)
…………
…………………………………………………………………………………
Feeding habits of Lateolabrax maculatus in Yangtze River estuary HONG Qiaoqiao, ZHUANG Ping, YANG Gang, et al (4181)……
Genetic structure of Gymnodiptychus pachycheilus from the upper reaches of the Yellow River as inferred from mtDNA control
region SU Junhu, ZHANG Yanping,LOU Zhongyu, et al (4191)…………………………………………………………………
Toxicity mechanism of Cadmium鄄induced reactive oxygen species and protein oxidation in testes of the frog Rana nigromaculata
CAO Hui, SHI Cailei, JIA Xiuying (4199)
……
…………………………………………………………………………………………
The diversity of scarab beetles in grassland cattle dung from North China
FAN Sanlong, FANG Hong, GAO Chuanbu, et al (4207)
………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Spatial relationships among Empoasca vitis (Gothe) and Toxoptera aurantii (Boyer) and natural enemies in tea gardens of autumn鄄
winter season in Hefei suburban YANG Lin, GUO Hua, BI Shoudong, et al (4215)……………………………………………
Effects of vegetation, elevation and human disturbance on the distribution of large鄄 and medium鄄sized wildlife: a case study in
Jiuzhaigou Nature Reserve ZHANG Yue, LEI Kaiming, ZHANG Yuke, et al (4228)……………………………………………
Research of typical EIPs based on the social network analysis YANG Lihua, TONG Lianjun (4236)…………………………………
Exergy鄄based life cycle accounting of household biogas system: a case study of Gongcheng, Guangxi
QI Jing, CHEN Bin, DAI Jing, et al (4246)
…………………………………
………………………………………………………………………………………
Review and Monograph
The effects of changes in hydrological regimes and salinity on wetland vegetation: a review ZHANG Guangxin (4254)………………
Advances in research on the seed bank of a saline鄄alkali meadow in the Songnen Plain
MA Hongyuan, LIANG Zhengwei, L譈 Bingsheng, et al (4261)
………………………………………………
……………………………………………………………………
A new landscape expansion index: definition and quantification WU Pengfei, ZHOU Demin, GONG Huili (4270)…………………
Scientific Note
Response of photosynthetic characteristics of Psathyrostachys huashanica Keng to drought stress
LI Qian, WANG Ming, WANG Wenwen, et alg (4278)
………………………………………
……………………………………………………………………………
The antifouling activities of Callyspongia sponge extracts CAO Wenhao, YAN Tao, LIU Yonghong,et al (4285)……………………
《生态学报》2012 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的自然科学高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研究原
始创新性科研成果,特别欢迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方
法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,280 页,国内定价 70 元 /册,全年定价 1680 元。
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生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 32 卷摇 第 13 期摇 (2012 年 7 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
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(Semimonthly,Started in 1981)
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Vol郾 32摇 No郾 13 (July, 2012)
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