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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
室内模拟接种AMF对西部煤矿区紫穗槐根系分布和水分利用效率的影响
  • 140
  • 作者

    毕银丽杨伟柯增鸣武超李明超

  • 单位

    西安科技大学西部矿山生态环境修复研究院西安科技大学地质与环境学院中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室

  • 摘要
    西部干旱半干旱煤矿区井工开采导致了大面积采煤沉陷区的出现,矿区生态复垦难度较大,利用菌根微生物技术进行生态修复已经成为当前的研究热点。为探究接种丛枝菌根真菌(Arbuscularmycorrhizalfungi,AMF)对紫穗槐根系分布特征和水分利用效率(Wateruseefficiency,WUE)的影响,本研究通过室内土柱试验,设置了对照不种植紫穗槐幼苗(CK1)、种植紫穗槐幼苗(CK)、种植紫穗槐幼苗并接种AMF(+AM)3组试验处理,并对植物生长指标和土壤水分等进行了测定。结果表明:(1)接种AMF有效促进了紫穗槐的生长,其株高、SPAD值、地上生物量和地下生物量相较CK处理分别提升38.5%、27.5%、11.1%、69.4%;(2)接菌改变了紫穗槐的根系分布,使总根系长度和根尖数分别增加329.0%和586.1%,平均根直径显著减小22.9%,2mm以下细根根长比例提升370.1%。同时,接菌影响了土壤水分分布和紫穗槐的水分利用模式,使0-20cm的土壤含水率较CK处理分别提高8.9%、7.8%,20-50cm的含水率又分别降低16.8%、4.0%、11.6%;接菌增加了紫穗槐对表层5cm以下土壤的水分利用比例,在5-30、30-50cm分别提升15.4%、9.9%;(3)接菌使紫穗槐植株的WUE增加了27.5%,主成分分析结果表明,紫穗槐根系中的细根长(0.5-1.00mm)和根尖数是干旱胁迫下接种AMF对土壤水分高效利用的关键根系特征。综上,接菌可对紫穗槐幼苗有明显的促生作用,通过对紫穗槐细根根系特征参数的显著改善,促进了对土壤水分的吸收及再分配能力,进而使紫穗槐植株表现出较高的WUE,该研究结果可为西部采煤沉陷区生物联合修复技术提供科学指导和技术支持。
  • 关键词

    丛枝菌根真菌根系分布土壤水分分布碳氢氧同位素水分利用效率

  • 文章目录
    0引 言
    1材料与方法
    1.1 试验装置
    1.2 试验设计
    1.3 试验管理
    1.4 试验过程
    1.5 测定指标及方法
    1.5.1 菌根侵染率
    1.5.2 紫穗槐生长指标
    1.5.3 土壤含水率和电导率
    1.5.4 紫穗槐的水分利用效率
    1.5.5 氢氧同位素和叶片的碳同位素
    1.6 数据处理
    2结果与分析
    2.1 接菌对植物生长的影响
    2.2 接菌对植物根系分布的影响
    2.2.1 接菌对总根系指标的影响
    2.2.2 不同根径下的根系形态特征
    2.2.3 不同深度下的根系分布特征
    2.3 土壤水分和电导率的分布特征
    2.4 接菌对紫穗槐根系吸水来源的影响
    2.4.1 紫穗槐根系用水层位
    2.4.2 不同层位吸水比例
    13C的影响'>2.5 接菌对紫穗槐WUE和叶片δ13C的影响
    2.6 根系分布与植物水分利用效率之间的相关性分析
    2.7 接菌对紫穗槐WUE影响的关键根系特征分析
    3讨论
    3.1 接种AMF对紫穗槐生长和根系分布的影响
    3.2 接种AMF对土壤水分盐分分布的影响
    3.3 接种AMF对紫穗槐WUE的影响
    4结论
  • 引用格式
    毕银丽,杨伟,柯增鸣等.室内模拟接种AMF对西部煤矿区紫穗槐根系分布和水分利用效率的影响[J/OL].煤炭科学技术:1-13[2023-07-04].DOI:10.13199/j.cnki.cst.2023-0330.
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