AM Fungi Inoculation on Root Morphology and Nutrient Loading of Clematis fruticosa Seedlings under Simulated Atmospheric Nitrogen Deposition

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.020

Abstract

Abstract:

In order to investigate the stress response of root morphology and nutrient loading of Clematis fruticose mycorrhizal seedlings to nitrogen deposition， 1-year-old C. fruticose mycorrhizal and non-mycorrhizal seedlings（-M） were used as materials. The inoculation treatments included single-inoculation（Rhizophagus intraradices， +R； Funneliformis mosseae， +F）， mixed-inoculation（AMF agents 1∶1 mixture， +RF）. Four nitrogen deposition treatment were set， including no nitrogen（CK， 0 g·m^-2·a^-1）， low nitrogen（LN， 3 g·m^-2·a^-1）， medium nitrogen（MN， 6 g·m^-2·a^-1）， high nitrogen（HN， 9 g·m^-2·a^-1）. The fine root morphology with diameter of ≤0.5 mm（including total root length， total surface area， total volume and tips）， mycorrhizal colonization rate， soil spore density and all parts nutrient loading of a plant（including carbon， nitrogen and phosphorus content） were determined under inoculation and nitrogen deposition treatments. The results indicated that： ①Under +R and +RF treatments， the seedlings mycorrhizal colonization rate and soil spore density were the maximum in LN treatment， and the mycorrhizal colonization rate in LN treatment was significantly higher than that in HN treatment. Under +F treatment， the mycorrhizal colonization rate was no significant difference between the different nitrogen deposition treatments. ②Under 0N treatment， the fine root morphology with diameter of ≤0.5 mm in +F and +R treatments， including total root length， total surface area， total volume and tips， were higher than that in -M treatment respectively. However， the above root morphological indicators of C. fruticose seedlings were decreased with the increase of nitrogen deposition under +F and +R treatment. ③Under +F and +R treatments， the nutrient loading of seedlings increased with the increasing of nitrogen deposition content. The carbon， nitrogen and phosphorus（C，N and P） contents of mycorrhizal seedlings were significantly higher than that of non-mycorrhizal seedlings， and the seedlings C， N and P contents were the maximum under +F treatment. ④There was a positive correlation between fine root morphology with diameter of ≤0.5 mm and nutrient content of seedlings. Thus， inoculation treatment changed the response of fine root morphology of C. fruticose seedlings to nitrogen deposition. The F. mosseae effectively enhanced the seedlings adaptability to nitrogen deposition， and that improved the seedling nutrient loading under high nitrogen deposition.

Key words: Clematis fruticosa, arbuscular mycorrhizal fungi, nitrogen deposition, fine root morphology, nutrient loading

CLC Number:

Q945.12

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Figures/Tables 5

Table 1

Table 2

Table 3

Fig.1

Table 4

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施入次数 No.	低氮处理 LN	中氮处理 MN	高氮处理 HN
1	0.13	0.25	0.38
2	0.13	0.25	0.38
3	0.21	0.43	0.64
4	0.21	0.43	0.64
5	0.45	0.91	1.36
6	0.45	0.91	1.36
7	0.50	1.00	1.50
8	0.50	1.00	1.50
9	0.20	0.41	0.61
10	0.20	0.41	0.61

处理 Treatments		菌根侵染率 Mycorrhizal colonization rate /%	孢子密度 Spore density /（个/g）
接种根内根孢囊霉（+R）	不施氮处理（0N）	86.22±1.11Ba	777.67±38.41BCb
	低氮处理（LN）	94.66±1.33Aab	1 971.33±152.73Ab
	中氮处理（MN）	86.67±2.70Bb	836.33±88.91Bb
	高氮处理（HN）	86.22±1.46Bab	477.00±72.83Cb
接种摩西斗管囊霉（+F）	不施氮处理（0N）	90.22±2.84Aa	1 163.00±95.04BCa
	低氮处理（LN）	92.22±0.97Ab	2 551.00±157.10Aa
	中氮处理（MN）	94.89±1.35Aa	1 502.67±119.33Ba
	高氮处理（HN）	91.11±1.46Aa	905.67±63.17Ca
混合接菌（+RF）	不施氮处理（0N）	92.22±1.46Ba	539.00±108.17Bb
	低氮处理（LN）	98.22±1.11Aa	1 240.00±104.29Ac
	中氮处理（MN）	90.44±0.59Bab	563.00±138.03Bb
	高氮处理（HN）	85.11±1.55Cb	376.00±9.17Bb

处理 Treatments		总根长 Root length /cm	总表面积 Root surface area /cm²	总体积 Root volume /cm³	根尖数量 /个 Tips
未接菌（-M）	不施氮处理（0N）	331.84±27.80Ac	36.12±3.10Ac	0.34±0.03Ab	372.33±39.68Bc
	低氮处理（LN）	372.25±31.66Ac	40.90±1.96Ac	0.38±0.04Ab	458.33±36.45ABc
	中氮处理（MN）	360.40±19.77Ac	37.98±2.37Ac	0.35±0.02Ac	546.67±37.90Ab
	高氮处理（HN）	297.60±13.30Ab	34.16±1.14Ab	0.27±0.04Ac	370.00±28.57Bc
接种根内根孢囊霉（+R）	不施氮处理（0N）	797.33±31.88Aa	81.39±4.61Aa	0.72±0.05Aa	1 138.00±64.45Aa
	低氮处理（LN）	589.98±74.24Bab	61.47±4.38Bb	0.56±0.07ABab	866.33±96.47Ab
	中氮处理（MN）	546.98±16.58Bb	58.73±1.79Bb	0.53±0.06ABb	917.33±93.87Ab
	高氮处理（HN）	568.99±21.45Ba	52.41±5.18Ba	0.49±0.05Ba	932.33±80.77Ab
接种摩西斗管囊霉（+F）	不施氮处理（0N）	546.03±44.37Ab	57.36±4.17Ab	0.59±0.05Aa	877.33±80.86Ab
	低氮处理（LN）	434.21±48.99ABbc	47.04±1.84Bc	0.41±0.02Bb	816.67±15.90ABb
	中氮处理（MN）	332.57±35.41Bc	36.67±1.30Cc	0.31±0.03Bc	628.67±88.98BCb
	高氮处理（HN）	325.26±44.57Bb	34.48±2.45Cb	0.31±0.02Bbc	475.00±24.83Cc
混合接菌（+RF）	不施氮处理（0N）	409.35±51.72Cc	42.32±4.79Bc	0.39±0.04Cb	726.67±107.60Cb
	低氮处理（LN）	753.10±71.89ABa	77.20±6.56Aa	0.70±0.10ABa	1 606.67±112.14Aa
	中氮处理（MN）	841.89±88.40Aa	85.61±3.41Aa	0.77±0.08Aa	1 873.00±171.80Aa
	高氮处理（HN）	593.68±52.15BCa	55.46±3.61Ba	0.47±0.08BCab	1 183.67±96.89Ba

细根形态 Fine root morphology	碳含量 Carbon content	氮含量 Nitrogen content	磷含量 Phosphorus content
总根长 Root length	0.269	0.318^*	0.374^**
总表面积 Root surface area	0.252	0.265	0.340^*
总体积 Root volume	0.227	0.223	0.307^*
根尖数量 Tips	0.388^**	0.480^**	0.472^**

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