Autores Botanical Integrity of Leymus chinensis Meadow Steppe Correlates with Parameters of Physicochemical Soil Fertility and Arbuscular Mycorrhizal Fungal Richness and Diversity in the Songnen Plain in NE China Threatened by Soil Salin

Resumo

Os fungos micorrízicos arbusculares (FMA) são amplamente distribuídos e desempenham papel fundamental no aumento da tolerância das plantas ao sal, auxiliando a restauração dos ecossistemas. Contudo, ainda não está bem determinado como as comunidades de FMA variam com a salinidade e outros parâmetros físico-químicos do solo. O objetivo deste estudo foi relacionar a integridade da comunidade vegetal e a diversidade de FMA com as condições do solo. As pastagens da estepe eurasiática salino-alcalina de Songnen, no nordeste da China, nos arredores da cidade de Zhaodong, na província de Heilongjiang, foram classificadas em quatro níveis de integridade da vegetação: ruim (L1), relativamente ruim (L2), relativamente boa (L3) e boa (L4). O solo dos 30 cm superficiais, principal zona radicular, foi analisado quanto às propriedades físico-químicas. A diversidade das comunidades de FMA foi caracterizada por sequenciamento de alto rendimento, e o potencial de colonização radicular e a esporulação, por culturas em vaso com Sorghum biocolor como planta bioensaio. A integridade botânica da estepe de Leymus chinensis melhorou com a redução da salinidade do solo. Glomus foi o gênero de FMA dominante sob alta salinidade e alcalinidade (sodicidade). A composição e a diversidade das comunidades de FMA diferiram significativamente entre os quatro tipos de pastagem. O pH e a matéria orgânica do solo foram os determinantes mais importantes da composição e da estrutura das comunidades de FMA. A pressão de colonização não correspondeu ao número de esporos recém-formados. O estudo revelou que as pastagens salino-alcalinas abrigam considerável diversidade de FMA, que varia conforme a vegetação e o pH, a salinidade e o teor de carbono orgânico do solo, o que pode ser importante para a restauração de pastagens em solos salino-alcalinos.

Abstract

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are widespread and play a pivotal role in enhancing plant salt tolerance and thus aiding ecosystem restoration. However, how AMF communities vary with soil salinity and other physicochemical soil parameters has not been determined well. The purpose of this study was thus to relate plant community integrity and AMF diversity with the soil conditions. Here, we assign the Songnen saline-alkali Eurasian Steppe grasslands in Northeastern China surrounding the town Zhaodong in Heilongjiang Province to four vegetation integrity levels: poor (L1), relatively poor (L2), relatively good (L3), and good (L4). Soil from the top 30 cm, the main rooting zone, was analyzed on its physicochemical properties. The diversity of the AMF communities was characterized by high-throughput sequencing and the root colonization potential and sporulation, using Sorghum biocolor as a bioassay plant for pot cultures. The Leymus chinensis steppe’s botanical integrity improved as soil salinity dropped. Glomus was the dominant AMF genus under high soil salinity and alkalinity (sodicity). Composition and diversity of the AMF communities differed significantly across the four types of grasslands. Soil pH and organic matter were the most important determinants of AMF community composition and structure. The colonization pressure did not correspond with the number of newly formed spores. The study revealed that saline-alkali grasslands host considerable AMF diversity differing depending on vegetation and soil pH, salinity, and organic carbon content, which may be important to consider in the restoration of grasslands on saline-alkaline soil.