亚热带不同菌根类型树种根系分泌物及其在养分获取中的作用
文献类型：学位论文
| 作者 | 高雨秋 |
| 答辩日期 | 2022-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 王辉民 ; 戴晓琴 |
| 关键词 | 根系分泌物 非结构性碳 菌根类型 根属性 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 生态学 |
| 英文摘要 | 植物通过光合作用固定的部分碳会以非结构性碳（non-structural carbohydrate，NSC）形式被分配到植物的地下部分，除了用于构建根系和调整根形态和构型属性，拓展养分吸收空间，还会形成根系分泌物被释放到土壤、 影响土壤微生物以提高养分有效性。通常，植物会协调对根系分泌物与根形态 及构型属性的碳投资，以最小的碳投资获取最大养分回报。丛枝菌根（arbuscular ycorrhizal， AM）和外生菌根（ectomycorrhizal， ECM）树种是 森林生态系统中常见的两种菌根类型，它们在碳分配和养分获取策略方面均存在差异，可能最终导致植物体内元素含量的差异。但是关于不同菌根类型树种根系分泌速率的影响机制尚不清楚，植物地下碳分配在根系分泌物与根形态构型之间的权衡关系也仍存在很大不确定性，不同菌根类型的树种根叶养分含量的差异及其根系调控机制还少有研究。因此，本研究选取亚热带森林生态系统常见AM及ECM树种，通过测定叶片、枝条、吸收根、运输根等植物器官NSC、根系分泌速率、根形态及构型属性、根叶化学元素等，研究了不同菌根类型植物根系分泌物释放的主要控制因子，分析了根系分泌速率与吸收根形态和构型属性的权衡关系，探讨了不同菌根类型植物根叶元素含量的调控机制。主要研究结果如下：（1）提出了不同菌根类型树种根系分泌物释放的“推-拉-权衡”的调控机制。根系和枝条作为NSC重要储存器官，决定了植物根系分泌物可释放的潜力，是“推动”根系分泌物释放的重要因素；而土壤养分状况则是“拉动”根系分泌物释放的重要因素，在土壤可利用养分匮乏的时候，植物倾向于增加分泌物的释放；另外，细根形态和构型属性作为影响养分吸收功能的重要特征，会与根系分泌物“权衡”，使植物能以最少的碳投资获取最大的养分收益。但NSC、土壤养分状况及根形态构型属性对根系分泌物的作用又受到菌根类型的调控。对于AM树种而言，土壤养分含量是根系分泌速率的主要影响因素，解释率达到 52.6%，根系分泌速率随养分降低而增加；而对于ECM树种，根和枝条的NSC含量的影响更大，解释了53.0%的变异，根系分泌速率随NSC含量的降低而增加；细根形态和构型属性在根系分泌物释放中也发挥了不可忽视的作用，解释了根系分泌速率近 20%的变异，其中 AM 树种受细根构型属性的影 响更大，ECM 树种受细根形态属性的影响更大。 （2）阐明了根系分泌速率与根形态构型属性关系及其季节动态。在适宜生长的温暖湿润的季节，植物既增加了根系分泌物释放，也提高了根长；而在不适宜生长的寒冷干旱季节，植物减少了向根系分泌物的碳分配，增加了向根直径和组织密度的碳投资，以提高根系应对环境胁迫的能力。 （3）明确了AM树种与 ECM 树种根叶元素含量及化学计量特征的差异。 AM树种与ECM树种在K、Cu、N:P、K:P差异显著。一般来说，AM 树种的 根叶具有更高的K、Ca、Mg、Mn等元素浓度。除土壤养分条件外，根属性是 影响植物养分吸收和积累的重要因素。其中，根系分泌物、根分支比、分支强 度和吸收根的长度显著影响了植物根叶元素含量和化学计量比。 综上，植物会调整根形态构型属性与根系分泌物的关系以适应不同的环境。在土壤贫瘠时，AM 树种更多的是通过释放根系分泌物、提高土壤养分有效性来促进养分获取，而ECM树种对根系分泌物的依赖相对更少，不同菌根类型树种包含根系分泌物在内的根功能属性的差异导致了植物体内元素含量和元素化学计量比的差异。 |
| 学科主题 | 生态学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 97 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/184633]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 高雨秋. 亚热带不同菌根类型树种根系分泌物及其在养分获取中的作用[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2022. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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