喀斯特生境由于环境条件限制导致生境脆弱,植被极易受到破坏且较难恢复,但仍具有较强恢复潜力。喀斯特植被在演替早期阶段主要由禾本科、菊科等植物作为先锋物种占优势形成草本杂草群落,并且这些草本植物对喀斯特生境表现出较强的适应能力。丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhiza,AM)真菌作为一种重要的土壤功能微生物,可通过建立外延菌丝网络帮助宿主植物获取水分和矿物营养从而改善宿主植物生长以及养分获取等,进而改善宿主植物对环境的适应性。然而,AM真菌在自然生境中通常面临与其它复杂的微生物群落共同对植物的生长发挥作用,如侵染过程中竞争根内空间,争夺光合产物等,而这极有可能削弱AM真菌对植物生长促进以及养分利用能力。当前AM真菌对植物生长及养分积累的影响多基于灭菌土壤基质条件,但对自然土壤中复杂土壤微生物条件下AM真菌影响植物生长及养分积累的研究没有受到足够关注。而在自然条件下,土壤微生物作为影响植物发育的重要因素,喀斯特土壤中的AM真菌对宿主植物生长的促进作用是否会受到共存土壤微生物群落的影响仍缺乏认识。因此,本实验选取四种喀斯特先锋草本植物为研究对象,通过设置三种土壤处理,研究AM真菌在喀斯特自然土壤中对先锋草本植物生长、养分摄取、土壤养分及酶活性的影响,对深入探索喀斯特脆弱生境中AM的功能、植物群落演替的微生物适应性调控机制以及喀斯特植被恢复中菌根生物技术应用等都具有重要理论和实践意义。本实验设置自然土接种AM真菌幼套球囊霉(Glomus etunicatum)种植处理(N处理)、灭菌土接种AM真菌幼套球囊霉种植处理(M处理)及灭菌土壤不接种幼套球囊霉对照种植处理(S处理),分别种植喀斯特先锋植物狗尾草(Setaria viridis)、荩草(Arthraxon hispidus)、鬼针草(Bidens pilosa)及狼杷草(Bidens tripartita),植株种植20周后,测定植株各器官生物量和氮磷钾养分状况、土壤养分状况及土壤酶活性指标,得出以下主要研究结果:(1)施加AM真菌对狗尾草、荩草、鬼针草及狼杷草的生长及根系形态有显著的促进及改善作用,但自然土壤降低了AM真菌对狗尾草、荩草、鬼针草及狼杷草生长的促进作用;不同物种对接种AM真菌具有不同的响应,AM真菌对荩草生长促进作用最强,鬼针草及狼杷草次之,而对狗尾草促进效果最弱。(2)施加AM真菌可以显著促进狗尾草、荩草、鬼针草及狼杷草各器官对氮、磷及钾的摄取量,但自然土显著降低了AM真菌对狗尾草、荩草、鬼针草及狼杷草养分积累的促进作用。不同物种对接种AM真菌养分积累的响应有所差异,但均表现为狗尾草氮、磷、钾积累量显著低于荩草、鬼针草及狼杷草,而荩草、鬼针草及狼杷草氮、磷、钾摄取量总体表现为荩草最高,鬼针草及狼杷草次之,但差异性略有不同。(3)施加AM真菌显著降低了荩草土壤全氮、碱解氮及速效钾浓度,鬼针草土壤全氮、碱解氮、全磷、速效磷及速效钾浓度,狼杷草土壤全氮、速效磷及速效钾浓度。相较于单接种AM真菌,自然土提高了荩草、鬼针草及狼杷草土壤全氮与碱解氮、鬼针草土壤速效磷和四种植物的速效钾,降低了荩草土壤全磷。不同物种土壤氮、磷变化无显著规律,但狗尾草土壤全磷显著高于荩草、鬼针草及狼杷草,而速效磷显著低于荩草、鬼针草及狼杷草。(4)施加AM真菌显著提高了鬼针草土壤多酚氧化酶及过氧化氢酶活性活性,提高了狗尾草、荩草及鬼针草碱性蛋白酶活性及荩草碱性磷酸酶活性。相较于单接种AM真菌,自然土提高了荩草过氧化氢酶活性狗尾草、鬼针草及狼杷草碱性磷酸酶活性,降低了鬼针草及狼杷草土壤多酚氧化酶活性,降低了狗尾草、鬼针草及狼杷草过氧化氢酶活性,降低了狗尾草、荩草及鬼针草碱性蛋白酶活性及荩草碱性磷酸酶活性。不同物种对接种AM真菌土壤酶活性变化相应不同,狗尾草土壤多酚氧化酶活性整体低于荩草、鬼针草及狼杷草,而荩草碱性蛋白酶活性整体低于狗尾草、鬼针草及狼杷草,但四种植物土壤过氧化氢酶活性及碱性磷酸酶活性变化无显著规律。总而言之,接种AM真菌可以显著促进侵狗尾草、荩草、鬼针草及狼杷草的生物量积累以及氮、磷、钾营养元素的摄取,降低荩草,鬼针草及狼杷草土壤全氮以及速效钾含量,促进鬼针草及狼杷草土壤多酚氧化酶和过氧化氢酶活性以及狗尾草、荩草及鬼针草土壤碱性蛋白酶活性。而对于不同物种,AM真菌对侵染率较高的荩草、鬼针草及狼杷草生长及养分积累的促进效果显著高于侵染率较低的狗尾草,但对土壤养分及酶活性变化影响不一。而自然土壤则显著降低了AM真菌对四种植物生长及养分积累的促进作用。