氮添加对杨树根系-丛枝菌根真菌共生关系的影响开题报告

1. 研究目的与意义

20世纪中叶以来,随着城市化工业化迅速发展，受到化石燃料大量燃烧、氮肥过量施用以及畜牧业迅猛发展等人类活动的影响，大气氮化物含量增多,其中约70%可通过干湿沉降到达地表（Galloway et al., 2004），使得大气氮沉降量维持在较高范围[约5.1-25.6kg/(hma)]（贾钧彦等，2009），氮沉降增加会导致陆地生态系统发生一系列的变化，如土壤酸化、生物多样性和微生物群落结构改变等，进而影响陆地生态系统生物地球化学循环过程。丛枝菌根真菌（ArbuscularMycorrhizal Fungi，AMF）是土壤中的一类重要微生物，大量的研究结果表明AMF与陆生植物形成共生体后，可以帮助宿主植物吸收土壤中的氮素养分，并参与土壤氮素循环。全球氮沉降增加导致的土壤环境的变化，对植物-丛枝菌根共生体产生了一系列显著影响。不同的土壤养分本底状况、氮沉降浓度和宿主植物或生态系统类型中AMF真菌的变化情况不同。

杨树具有悠久的栽种历史，是目前在世界范围内大规模栽培的育林物种，作为人工速生丰产林，杨树是用来制造可再生生物能的最佳选择，在治理生态环境恶化和提供木材用量方面具有举足轻重的作用。杨树是典型的丛枝菌根植物，在氮沉降增加的背景下，杨树人工林下根系-丛枝菌根真菌共生关系如何变化还不清楚。因此，本论文以江苏省东台试验林场杨树人工林为研究对象，选择立地条件及造林方式一致杨树林，模拟不同氮沉降水平，研究杨树根内AMF侵染率和AMF分泌物的变化，探明氮添加对杨树根系-AMF共生关系的影响，为氮沉降对土壤生态系统的影响提供科学依据。

2. 国内外研究现状分析

1. 氮沉降对菌根真菌侵染特性的影响

植物-菌根的互利共生现象在植物中是普遍存在的，amf真菌将其同化的氮源提供给宿主，以促进宿主的生长，而植物为amf提供碳水化合物维持其生命，研究发现氮输入会显著减少amf的生物量（diepen l t a v etal., 2010）。当环境中有效氮含量过高时，就会导致no₂^- 积累，从而对植物的生长造成一定伤害，进而影响amf的侵染（hodge et al., 2001），反之宿主依赖amf提供的氮素。氮沉降水平不同，土壤中有效氮含量的变化影响植物对amf的依赖，同时吸收氮素的成本也在变化,其侵染受到影响。在以白术和黄芪（卢彦琦等，2011和 刘媞等，2008）为对象的研究结果表明:amf侵染率随着外界氮浓度的增加呈先升后降的趋势，但在玉米的类似研究中侵染率随着外界氮浓度的增加呈下降趋势。在研究过程中除了目的植物外，也有其他植物的影响，多数amf并没有专一性，根外菌丝可再度侵染接触到的其它寄主植物，并且同种或不同种植物均可形成地下菌丝网络，其在植物间营养物质的传递中有着重要作用（newman et al., 1988）。

2. 氮沉降对植物和丛枝菌根生长代谢的影响

3. 研究的基本内容与计划

查找文献：了解amf的生理生态功能 ：提髙宿主植物对营养元素的吸收能力、增强宿主抗逆性、改善植物群落和生态系统、修复生态环境、amf的生长促进物质、am共生体的发育与共生分子机制、am共生体的发育、 am共生分子机。

实验：氮沉降对am菌与杨树根系共生关系影响：

1. 材料与方法 1.1实验材料 1.2实验方法

4. 研究创新点

本试验通过氮添加的数量不同对杨树根系-丛枝菌根真菌共生关系的影响这个课题的研究，旨在模拟不同氮沉降水平，研究杨树根内AMF侵染率和土壤中菌丝密度的变化，探明氮添加对杨树根系-AMF共生关系的影响，为氮沉降对森林生态系统土壤有机碳库的影响提供科学依据。更延伸出氮素在植物生长和发育中发挥极大的作用，是所需的最大元素，同时也是植物从土壤中吸收最大量的矿质元素，土壤氮的矿质化是促进氮素更好吸收的另一途径。