丛枝菌根真菌与白枪杆共生对喀斯特石漠化土壤碳组分含量时空动态的影响

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2025.03.012

摘要/Abstract

摘要：

为探明丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza，AM）共生引起的土壤理化性质变化对石漠化土壤碳组分积累的影响，选择乡土树种白枪杆（Fraxinus malacophylla）作为宿主植物，设置接种摩西斗管囊霉（Funneliformis mosseae）+农林生物肥（FM）、幼套近明球囊霉（Claroideoglomus etunicatum）+农林生物肥（CE）、根内根孢囊霉（Rhizophagus intraradices）+农林生物肥（RI）及对照（CK，不接种AM真菌，只施农林生物肥）4种处理，探讨接种不同AM真菌处理下土壤碳组分（总有机碳、微生物生物量碳、易氧化有机碳）含量时空变化与土壤理化性质之间的耦合关系。结果表明：（1）接种AM真菌显著增加土壤碳组分的积累（P<0.05）。相较于对照，不同AM真菌处理下土壤碳组分平均含量增幅由大到小依次为RI（38.05%~139.34%）、CE（19.96%~88.52%）、FM（9.56%~22.95%）。（2）不同AM真菌接种处理下各碳组分含量季节变化均呈“单峰型”变化，最大峰值出现在6月；各碳组分含量沿土层加深递减，CE处理变幅最大（15.70%~67.44%）。（3）AM真菌接种引起土壤温湿度变化显著影响有机碳组分的积累（P<0.05）。相较于对照，不同AM真菌接种处理下土壤温湿度增幅由大到小依次为RI、CE、FM。多项式回归分析表明，土壤总有机碳随土壤温度和土壤含水量的增加而显著增加（P<0.05）。不同AM真菌接种处理下土壤温度和含水量对土壤碳库变化的解释量存在差异，土壤温度的解释量由大到小依次为RI（94.55％）、CE（93.47％）、FM（90.49%）；土壤含水量的解释量由大到小依次为RI（95.01％）、CE（90.06％）、FM（88.11%）。（4）AM真菌接种下土壤总有机碳含量与土壤pH、容重呈负相关，与碳组分、土壤温度、土壤含水量、铵态氮含量、硝态氮含量、侵染率、菌丝密度呈显著正相关（P<0.05）。主成分分析结果表明，土壤碳组分、土壤含水量、土壤温度是土壤总有机碳积累的主要影响因子。因此，AM真菌与白枪杆共生主要通过调控土壤碳、氮含量而显著影响石漠化土壤碳库积累的时空格局。

关键词: 白枪杆, 丛枝菌根真菌, 土壤碳库, 时空动态

Abstract:

This study aimed to explore the influence of changes in soil physicochemical properties caused by arbuscular mycorrhiza（AM） symbiosis on carbon component accumulation in Karst rocky desertification soils. Native tree species Fraxinus malacophylla was selected as the host plant. Four AM inoculation treatments were set up as following： Funneliformis mosseae+agro-bio-fertilizer（FM）， Claroideoglomus etunicatum+agro-bio-fertilizer（CE）， Rhizophagus intraradices + agro-bio-fertilizer（RI）， and control（CK， only agro-bio-fertilizer and without AM fungi inoculation）. The coupling relationship between the temporal-spatial dynamics of carbon components（total organic carbon， microbial biomass carbon， and readily oxidizable organic carbon） contents and soil physicochemical properties under inoculation treatments was explored. The results showed that：（1） AM fungal inoculation significantly increased the accumulation of soil carbon components（P<0.05）. Compared with the control， the average increment of soil carbon components under inoculation treatments was ranked as： RI（38.05%-139.34%）>CE（19.96%-88.52%）>FM（9.56%-22.95%）.（2）The seasonal changes of each carbon component content under inoculation treatments presented a “single peak” pattern， with the maximum peak appearing in June. The content of each carbon component decreased along with soil profile， and the amplitude of CE was the largest（15.70%-67.44%）.（3）AM fungal inoculation significantly affected the accumulation of organic carbon components due to significant changes in soil temperature and water content（P<0.05）. Compared with the control， the ratio of increase in soil temperature and water content under inoculation treatments was listed in a decreasing order of RI>CE>FM. Polynomial regression analysis indicated that total organic carbon content in soils significantly increased with the increase of soil temperature and water content（P<0.05）. The explanatory powers of soil temperature and water content on the changes of soil carbon pool were different under different inoculation treatments， of which the explanatory power of soil temperature was listed in a decreasing order： RI（94.55%）>CE（93.47%）>FM（90.49%）； that of soil water content： RI（95.01%）>CE（90.06%）>FM（88.11%）.（4）Under inoculation treatments， soil organic carbon content was correlated negatively with soil pH and bulk density， and significantly positively with soil carbon components， soil temperature， water content， content of ammonium nitrogen and nitrate nitrogen， colonization rate， and hyphal lodge density（P<0.05）. The principal component results indicated that soil carbon components， soil water content， and soil temperature were the main factors affecting accumulation of soil organic carbon content. Therefore， AM fungi symbiosis with F. malacophylla mainly significantly regulated the temporal-spatial dynamics of carbon pool accumulation in rocky desertification soil by mediating changes in soil carbon and nitrogen contents.

Key words: Fraxinusmalacophylla, AM fungi, soil carbon pool, temporal-spatial dynamics

中图分类号:

S714.7

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处理 Treatment	土壤温度 Soil temperature/℃	土壤含水量 Soil water content/%
CE	21.04±0.65^b	19.29±0.45^b
RI	23.62±0.72^a	21.40±0.56^a
FM	18.46±0.82^c	16.90±0.58^c
CK	17.08±0.73^c	15.74±0.85^c

接种处理 Inoculation treatment	全磷 TP/（g·kg^-1）	有机质 SOM/（g·kg^-1）	土壤含水量 SWC/%	有效磷 AP/（g·kg^-1）	速效钾 AK/（g·kg^-1）	容重 BD/（g·cm^-3）	pH	全氮 TN/（g·kg^-1）	水解氮 HN/（mg·kg^-1）	铵氮 AN/（mg·kg^-1）	硝氮 NN/（mg·kg^-1）	侵染率 RC/%	菌丝密度 HLD/（mg·kg^-1）
CE	1.70±0.14^ab	10.76±0.53^b	11.00±0.04^b	6.02±0.56^ab	40.75±0.80^ab	1.52±0.09^c	7.52±0.03^b	5.03±0.27^ab	60.24±0.36^b	3.01±0.51^b	14.23±0.80^b	75.52±0.41^b	2.76±0.07^b
FM	1.28±0.46^b	10.51±0.98^b	9.30±0.41^c	5.24±0.74^b	37.57±0.72^b	1.59±0.06^b	7.91±0.25^a	4.71±0.38^b	52.54±0.61^c	2.74±0.36^c	13.92±0.67^b	57.82±0.57^c	2.32±0.09^c
RI	1.80±0.36^a	12.42±0.71^a	12.78±0.29^a	6.84±0.82^a	41.15±0.49^a	1.49±0.07^d	7.05±0.04^c	5.46±0.45^a	76.52±0.53^a	4.57±0.79^a	16.18±0.41^a	90.39±0.76^a	3.87±0.08^a
CK	0.81±0.12^c	8.79±0.80^c	5.65±0.28^d	4.82±0.67^c	30.84±0.52^c	1.83±0.10^a	7.93±0.04^a	1.30±0.03^c	33.45±0.41^d	2.00±0.48^d	11.11±0.69^c	33.77±0.50^d	1.81±0.08^d

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