丛枝菌根对玉米根际土壤碳矿化和活性有机碳的影响机制

The slight changes in soil carbon pool may greatly affect the concentration of carbon dioxide in the atmosphere and also possibly global climatic changes.Soil carbon stabilization, emissions and mineralization have improtant relationship with changes of atmospheric carbon stock.Thus,increase of atmospheric carbon dioxide fixation by increasing the soil organic carbon is one of the important ways to global atmospheric carbon dioxide collection.Arbuscular mycorrhizal is a critical component of ecosystem,and it could improve ecosystem primary productivity and species diversity, indirectly increased a biological carbon sequestration by host plants, consolidated carbon deposition in soil.Meanwhile,arbuscular mycorrhizal could produce glomalin-related soil protein,it has important meaning for labile organic carbon in soil. Pot culture and experimental analyses are carried out in our study.And maize rhizosphere soil inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi is selected in order to discuss the influence of arbuscular mycorrhizal on soil carbon mineralization of rhizosphere and labile organic carbon.The results will provide a comprehensive understanding the part arbuscular mycorrhizal fungi played in plant rhizosphere soil, and provide an important theoretical basis for further enriching and improving soil science and mycorrhizal research system.And has important significance to the correct understanding of carbon cycle process and mechanism in the soil-plant rhizosphere under global climate change, also has an important practical and theoretical significance on the effect of the rational fertilization measures on agricultural soil carbon sequestration and mitigation of global greenhouse gas changes.

土壤碳库的微小变化可以导致大气二氧化碳浓度乃至全球气候的显著变化，土壤碳库的稳定、增长和矿化都与大气碳库的变化有重要的关系，因此通过增加土壤有机碳储量以增加对大气二氧化碳的固定是降低大气中温室气体浓度的重要途径之一。丛枝菌根是生态系统的一个重要组成部分，它能够通过提高生态系统的初级生产力和物种多样性，间接增加生物碳固持，巩固土壤碳库的碳储存；同时它产生的球囊霉素相关土壤蛋白对土壤活性有机碳库具有重要贡献。本研究拟采用盆栽试验和室内分析相结合的方法，选用接种丛枝菌根真菌的玉米根际土壤，探讨丛枝菌根真菌对根际土壤碳矿化和活性有机碳的影响机制。研究结果为全面了解丛枝菌根真菌在植物根际土壤中的作用，正确理解全球变化下的土壤-植物根际体系碳循环过程与机理提供理论依据，同时对提高农业土壤碳汇能力、缓解全球变暖趋势具有重要的理论和现实意义。

丛枝菌根真菌是陆地植物根内广泛存在的一类内生菌根真菌，可以和绝大多数陆生 植物形成相互依存、互惠互利的共生关系。本项目以玉米为研究材料，通过室内盆栽实验，得出了如下研究结果。（1）通过菌根侵染率和玉米植株的生长状况，综合筛选出扭形球囊霉为适合于玉米生长的丛枝菌根真菌。（2）接种菌根的玉米叶片表观量子效率增加了5.56%，最大光合速率值增长了8.70%，接种丛枝菌根后暗呼吸速率降低了26.46%。光补偿点降低了二分之一，光饱和点增加了 5.43%。说明丛枝菌根有效提高了玉米叶片对弱光的利用能力，增强了玉米对强光的适应能力。（3）接种菌根的根际土壤中微生物总数量提高了56.23%，丛枝菌根还显著增加了细菌／真菌比值。由于受丛枝菌根真菌的影响，玉米根际土壤脲酶、蛋白酶和过氧化氢酶活性均显著高于对照处理（p＜0.05）。这不仅从土壤酶的角度说明了丛枝菌根在土壤养分转化、转运中的独特作用，而且也间接提高了丛枝菌根真菌产生球囊霉素的能力，进而改善了宿主植物根际的土壤微环境。（4）由于接种丛枝菌根会增加土壤微生物数量，改善根际微生物活性，又促进了有机质的矿化，因此丛枝菌根真菌使得根际土壤碳矿化速率增加，使得接种丛枝菌根处理的释放速率依然高于对照土壤。接种丛枝菌根后，由于丛枝菌根真菌改善玉米根部生长状况，刺激了玉米根系分泌物的释放，并引发其化学组成(C/N)的改变，所以提高了易氧化碳含量。丛枝菌根通过增强土壤有机物质的分解与转化，提高了土壤水溶性有机碳含量。菌根根际土壤微生物量碳的增加可能来自丛枝菌根真菌的外延菌丝，也可能是由于丛枝菌根影响了土壤微生物的生物量、数量和活性等原因所致。.因此，本项目筛选出了适合于玉米生长的丛枝菌根真菌菌种，利用光响应曲线测定结果反映了丛枝菌根对玉米碳吸收能力的影响，阐述了丛枝菌根对玉米根际土壤活性有机碳的影响过程，揭示了丛枝菌根对玉米根际土壤碳矿化过程的影响机制。