3種叢枝菌根真菌對沙冬青的接種效應

王斌，任學花，黨興東，屠麗芳

（武威市林業綜合服務中心，甘肅 武威733000）

沙冬青Ammopiptanthus mongolicus為豆科沙冬青屬常綠灌木[1]，分布于內蒙古、寧夏、甘肅等地，生于沙丘、河灘邊臺地，是良好的固沙植物，具有很強的抗寒抗旱能力[2]。

叢枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungus，AMF），存在于幾乎所有類型的土壤中，能與絕大多數植物建立共生關系[3]，擴大根系吸收范圍，促進植物對水分、養分（特別是磷和氮）的吸收[4]，提高植物耐干旱[5]、耐鹽堿[6-7]和抵抗病原物感染的能力[8]，還可以改善土壤結構和提高土壤肥力[9]。

在自然環境中普遍存在叢枝菌根真菌與沙冬青形成菌根[10]。因此，本研究通過測定沙冬青幼苗接種不同叢枝菌根真菌后的生長表現，旨在探索叢枝菌根真菌在沙冬青育苗中的利用前途。

1 試驗地概況

試驗地位于武威市涼州區下雙鎮南水村，地理坐標102°42′E、38°03′N，海拔1 480 m；土壤為砂壤質鹽漬化荒漠灰鈣土，pH值7.8～8.5。試驗在連棟溫室內進行，溫度可控，正午平均光照強度8.1klx；地下水灌溉，pH值8.1左右。

2 試驗材料與方法

2.1 試驗材料

供試菌種為摩西球囊霉Glomus mosseae、幼套球囊霉G. etunicatum、根內球囊霉G. intraradices，購自北京市農林科學院“叢枝菌根真菌種質資源庫”。

1）供試菌劑制備。菌種擴繁以玉米Zea mays為宿主。在試驗前1年，土、河沙、珍珠巖、石英砂按體積比2:3:3:3制成培養基，撒入供試菌種，混合均勻，播種玉米，經過1個生長季擴繁，制成接種菌劑，內含孢子、菌絲和侵染根段，風干后貯藏備用。

2）育苗基質制備。挖取玉米田耕作土與腐熟羊糞以體積比10:1混合均勻，烘箱內160 ℃殺菌2 h看成育苗基質，冷卻后備用。

3）供試苗培育。沙冬青種子當地自采。育苗基質裝入育苗穴盤。飽滿無損傷沙冬青種子，0.3% K2MnO4溶液浸泡30 min消毒，播種于育苗穴盤，發芽出苗后供試。

2.2 試驗方法

盆栽試驗設4個處理，分別接種摩西球囊霉、幼套球囊霉、根內球囊霉和空白對照，每個處理3個重復，每個重復100個育苗袋，隨機區組。育苗袋直徑16 cm，高18 cm。每個處理取用供試菌劑50 g，空白對照加入高溫滅菌后的菌劑50 g，與育苗基質充分混合后裝入育苗袋。2019年4月18日，供試苗平均高5 cm時，每個育苗袋移栽2株。接種育苗袋整齊擺放于連棟溫室中，控制室內晝溫25～31 ℃，夜溫15～20 ℃，正常管理。

2.3 指標測定

2019年11月15日，接種苗生長停止后結束試驗。統計重復小區供試苗成活數量。每個重復小區隨機抽取樣苗30株，游標卡尺測量地徑，卷尺測量苗高。每個重復小區隨機抽取樣苗30株，電子天平稱量地上、地下部分鮮質量；烘箱內105 ℃烘干5 h，電子天平稱量地上、地下部分干質量。每個重復小區隨機抽取樣苗30株，新鮮根剪成1cm左右根段，漂洗干凈后用甲醛－乙酸－乙醇固定液中固定12 h，用酸性品紅染液進行染色[11]后用顯微鏡觀察，統計侵染率?；旌虾娓蓸用绲厣?、地下部分樣品，粉碎，凱氏定氮法、硝酸－高氯酸消煮－鉬銻抗分光光度法、火焰光度法分別測定N、P、K含量。

侵染率（%）=（侵染根段數/被檢查的根段數）×100%

根冠比=地下部分鮮質量/地上部分鮮質量

含水率（%）=（1－樣苗干質量/樣苗鮮質量）×100%

2.4 數據處理。

使用Mirosoft Excel 2010、IBM SPSS Statistics 21.0軟件處理數據，采用LSD法進行多重比較。

3 結果分析

3.1 侵染效果

表1可見，樣苗成活率各接種處理與空白對照之間無統計學意義，說明不能否定其數值差異僅屬隨機誤差，從而判定接種樣苗成活率與空白對照相同，即接種處理對樣苗成活無影響。樣苗接種不同叢枝菌根真菌后均能被侵染，在根內形成清晰菌絲、根內孢子及囊泡（圖1）。表1可見，樣苗侵染率各接種處理之間有統計學意義且數值依次增大，說明可以否定其數值差異僅屬隨機誤差而判定亦由處理所致，即不同供試菌對樣苗的侵染效果各異，侵染效果依次為根內球囊霉＞摩西球囊霉＞幼套球囊霉。

表1 接種樣苗成活率和侵染率

圖1 供試菌劑侵染樣苗根系顯微解剖特征

3.2 樣苗生長

方差分析表明，接種處理間的株高、地徑、干質量、含水率有統計學意義（p＜0.05），說明可以否定其數值差異僅屬隨機誤差而判定亦由處理所致，即供試菌劑接種造成樣苗各生長指標的差異。表2可見，樣苗株高、地徑、干質量，摩西球囊霉接種處理與空白對照均有統計學意義且數值大于后者，說明可以否定其數值差異僅屬隨機誤差而判定亦由處理所致，即接種摩西球囊霉可以提高樣苗高、徑、干物質生長量；根內球囊霉接種處理與空白對照均無統計學意義，說明不能否定其數值差異僅屬隨機誤差而判定二者等效，即接種根內球囊霉對樣苗生長無影響；同理，接種幼套球囊霉對樣苗生長無影響。同理，樣苗高生長摩西球囊霉接種處理優于幼套球囊霉接種處理，根內球囊霉則介于二者之間；徑生長摩西球囊霉接種處理優于根內球囊霉、幼套球囊霉處理；干物質生長3種供試菌劑等效。

表2可見，樣苗含水率摩西球囊霉接種處理、根內球囊霉處理均與空白對照無統計學意義，其數值差異僅屬隨機誤差，因此判定接種摩西球囊霉、根內球囊霉與空白對照無差異，即接種摩西球囊霉、根內球囊霉對含水率無影響；幼套球囊霉處理含水率與空白對照有統計學意義，說明其數據差異不屬于隨機誤差，而是由處理所致，幼套球囊霉處理能降低樣苗植株含水率。

表2可見，樣苗根冠比摩西球囊霉處理與空白對照有統計學意義，說明其數值差異不僅屬于隨機誤差，而是由處理所致，即摩西球囊霉處理降低根冠比；根內球囊霉處理、幼套球囊霉處理均與空白對照有統計學意義，說明其數值差異不僅屬隨機誤差而是由處理所致，因此判定根內球囊霉處理、幼套球囊霉處理能提高根冠比，幼套球囊霉優于根內球囊霉。

表2 接種樣苗生長量

3.3 樣苗養分狀況

方差分析表明，樣苗地下、地上部分N、P、K含量處理間有統計學意義（p＜0.05），說明可以否定其數值差異僅屬隨機誤差而判定亦由處理所致，即供試菌劑接種造成樣苗養分吸收的差異。表3可見，樣苗地下部分N含量，摩西球囊霉接種處理與空白對照有統計學意義且數值大于后者，說明可以否定其數值差異僅屬隨機誤差而判定亦由處理所致，即摩西球囊霉接種可以增加樣苗地下部分N含量；根內球囊霉、幼套球囊霉與空白對照無統計學意義，說明不能否定其數值差異僅屬隨機誤差而判定2種供試菌劑處理與空白對照等效，即根內球囊霉、幼套球囊霉對樣苗地下部分N含量無影響；同理，摩西球囊霉接種可以提升樣苗地下部分P、K和地上部分N、P、K含量，根內球囊霉接種可以提升樣苗地下部分P和地上部分N、K含量，幼套球囊霉接種可以提升樣苗地上部分K含量而降低地下部分K和地上部分N含量。同理，摩西球囊霉接種相比根內球囊霉、幼套球囊霉接種，能夠提高樣苗地下部分N、K和地上部分N、P含量，降低地下部分P含量；對樣苗地上部分K含量的影響，摩西球囊霉接種與幼套球囊霉接種同效，而高于根內球囊霉接種；對于樣苗地下和地上部分N、P、K含量的影響，根內球囊霉接種與摩西球囊霉接種或者同效，或者互有高低。上述結果表明，摩西球囊霉接種均能促進樣苗吸收積累N、P、K，并促進樣苗地上部分積累P；根內球囊霉、幼套球囊霉接種對樣苗吸收積累N、P、K的影響不定，或者促進，甚至削弱；3種供試菌劑中以摩西球囊霉接種促進樣苗吸收積累N、P、K的效果最優。

表3 樣苗養分含量 g/kg

綜合上述分析，3種供試菌劑均能與樣苗形成菌根，對樣苗成活無影響，侵染效果以根內囊霉為優；摩西球囊霉接種能促進樣苗生長和對N、P、K的吸收積累但降低根冠比；根內球囊霉對樣苗生長無影響，促進或不影響對N、P、K的吸收；幼套球囊霉對樣苗生長無影響，促進或削弱對N、P、K的吸收，降低樣苗含水率，增大根冠比?？傊?，在促進樣苗生長方面，摩西球囊霉接種效果最優；在提高樣苗耐旱性能方面，幼套球囊霉效果較優。

4 結論與討論

摩西球囊霉、根內球囊霉、幼套球囊霉均能與沙冬青幼苗形成菌根，侵染率可達40%～50%；3種叢枝菌根真菌接種均對沙冬青幼苗移栽成活無影響，其中摩西球囊霉可以有效促進幼苗生長，幼套球囊霉可以提高幼苗耐旱性能。因此，摩西球囊霉可用于培養具有高生物量潛力的沙冬青苗木，而幼套球囊霉可用于培養具有較高抗旱潛力的沙冬青苗木。

經過分析發現，三種叢枝菌根真菌均能侵染沙冬青幼苗根系，并能對其產生影響，不同叢枝菌根真菌對沙冬青根系的侵染率不同，這與研究中沙冬青根系能與叢枝菌根真菌形成菌根的結論一致[12]，與“不同叢枝菌根真菌對同種或不同種植物的侵染率不同”的結論一致[11]，此外有研究表明叢枝菌根真菌對沙冬青根系的侵染率在不同時間具有差異[13]，因此，叢枝菌根真菌對沙冬青根系的侵染需進一步研究。

摩西菌根霉對沙冬青幼苗苗高、地徑生長量、全株N、P、K積累均有促進作用；根內球囊霉對沙冬青幼苗苗高、地徑生長影響不顯著，但能促進沙冬青幼苗根部P元素積累，同時促進地上部分N、K元素積累；幼套球囊霉對沙冬青幼苗苗高、地徑生長影響不顯著，但能顯著促進沙冬青幼苗根部P元素和地上部分K元素積累，同時抑制地上部分N元素含量。

接種幼套球囊霉后沙冬青幼苗的干鮮比、根冠比均為最大，結合幼套球囊霉對沙冬青幼苗根系P元素積累的促進作用和對莖葉N元素積累的抑制作用，說明接種幼套球囊菌后沙冬青幼苗根系生長旺盛，干物質積累多，可能具有更強的抗逆性[14]，而困難立地造林時生長表現優良的苗木成活更為困難，因此與幼套球囊霉菌根化的沙冬青苗木可能更適宜困難立地條件下造林；接種摩西球囊霉后沙冬青幼苗的根莖比較小，說明地上部分生長旺盛，可能與摩西球囊霉促進N元素吸收[15]有關，地上部分生長旺盛的苗木相應對水肥需求量更高，因此抗逆性較差，適宜在良好的立地條件下造林。

本研究僅對一年生沙冬青容器苗的生物及養分吸收積累性狀進行了研究，需要開展沙冬青菌根化苗木造林實驗，觀測其生長及抗逆性表現，以進一步研究叢枝菌根真菌對沙冬青造林的長遠影響。