盆栽基質(zhì)對AM真菌及宿主植物生長發(fā)育的影響

張貴云 ，劉 珍 ，范巧蘭 ，魏明峰 ，羅 山 ，崔 婷 ，張麗萍 , 徐國華

（1.南京農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境科學學院，江蘇南京210095；2.山西省農(nóng)業(yè)科學院棉花研究所，山西運城044000）

叢枝菌根真菌（Arbuscularmycorrhizal fungi，AMF）是一種普遍存在的內(nèi)共生真菌，它與80%以上的陸生植物形成共生體[1]——叢枝菌根。AMF作為生物肥料，可以促進植物高效利用土壤養(yǎng)分資源，增強植物的抗旱、耐水性及抗病性，改善礦質(zhì)營養(yǎng)，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)[1]，減少化肥、農(nóng)藥的使用。因此，AMF對于有機農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護以及可持續(xù)發(fā)展都具有十分重要的意義[2-6]。

AMF是專性共生真菌，其主要繁殖方法有盆栽培養(yǎng)法、營養(yǎng)薄層法、靜水培養(yǎng)法、氣霧培養(yǎng)法、根器官培養(yǎng)法等[7]，其中，盆栽培養(yǎng)法是一種最傳統(tǒng)、最經(jīng)濟的方法。由于盆栽基質(zhì)是繁殖菌種和宿主培養(yǎng)的載體，是真菌和植物生長的最關(guān)鍵影響因素。因此，本試驗采用盆栽培養(yǎng)試驗，以摩西球囊霉（G.mosseae）為生產(chǎn)菌種、玉米（運單19號）為宿主植物，研究不同盆栽基質(zhì)對AM真菌及宿主植物生長發(fā)育的影響，以期篩選獲得適宜AM真菌生長發(fā)育的盆栽基質(zhì)，為優(yōu)質(zhì)AM菌劑生產(chǎn)體系的建立提供技術(shù)參數(shù)和理論指導。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 供試菌種 摩西球囊霉（G.mosseae）由中國農(nóng)業(yè)大學植物營養(yǎng)研究室提供，以白三葉草（Trifolium repens L.）為宿主植物進行擴大繁殖。

1.1.2 供試植物 運單19號玉米，由山西省農(nóng)業(yè)科學院棉花研究所玉米課題組提供。

1.1.3 供試基質(zhì) 基質(zhì)J1：黑石粉與壤土的混合物（體積比為3∶1）；基質(zhì)J2：灰石粉與壤土的混合物（體積比為3∶1）；基質(zhì)J3：河砂與壤土的混合物（體積比為3∶1）；基質(zhì)J4：鐵礦尾渣與壤土的混合物（體積比為3∶1）；基質(zhì)J5：細紅砂與壤土的混合物（體積比為3∶1）。其中，黑石粉、灰石粉、鐵礦尾渣、細紅砂和河砂均采自山西省運城市東郭沙石場，粒徑均小于1.7mm；土壤采自山西省農(nóng)業(yè)科學院棉花研究所小麥、玉米輪作試驗地，土壤為石灰性褐土，質(zhì)地中壤。不同基質(zhì)的基本理化性狀列于表1。

表1 不同培養(yǎng)基質(zhì)的基本理化性質(zhì)

1.2 試驗設(shè)計與方法

1.2.1 試驗設(shè)計 試驗設(shè)在山西省農(nóng)業(yè)科學院棉花研究所溫室內(nèi)，共有5個處理，即J1，J2，J3，J4，J5（同1.1.3供試基質(zhì)），每個處理重復6次。

接種前基質(zhì)100℃間歇滅菌2次，塑料盆（20 cm×25 cm）用84消毒液消毒，玉米種子用0.1%升汞表面消毒，25℃催芽，挑選發(fā)芽勢一致的發(fā)芽種子（以降低個體差異）備用。播種時，每盆先裝3 kg基質(zhì)，后將400個G.mosseae孢子撒于其上，再覆蓋基質(zhì)1 kg，定深播種經(jīng)催芽的種子。玉米出苗后每盆留壯苗5株，出苗后每隔7 d等量澆1次Hoagland營養(yǎng)液100～200mL。

1.2.2 指標測定 播種后第75天取樣測定菌根侵染率，并測定植株地上部和地下部干物質(zhì)質(zhì)量、培養(yǎng)基質(zhì)中的孢子含量及植株中的磷濃度。菌根侵染率測定采用十字交叉法[8]，所得侵染率為叢枝侵染率、泡囊侵染率和菌絲侵染率的總和；孢子含量測定采用濕篩傾注法分離孢子[9]，顯微鏡下觀測計數(shù)；磷含量測定采用釩鉬黃比色法。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)用DPS統(tǒng)計軟件進行二因素方差分析，用Duncan’s新復極差法進行多重比較，檢驗各處理平均值之間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基質(zhì)對G.mosseae生長發(fā)育的影響

2.1.1 不同基質(zhì)對G.mosseae侵染率的影響由圖1可知，J1處理的菌根侵染率最高，比其他基質(zhì)處理高24.6%～114.1%；J3處理的菌根侵染率次之，比J2，J4和J5高8.9%～71.9%；J5處理的侵染率最低，與其他處理相比達顯著水平。

2.1.2 不同基質(zhì)對G.mosseae孢子含量的影響 不同基質(zhì)處理中的AM真菌孢子含量測定結(jié)果（播種后第75天）如圖2所示。從圖2可以看出，基質(zhì)J1處理的AM真菌孢子含量最高，達14.0個/g，比其他處理高12.9%～65.6%；基質(zhì)J3處理的孢子含量次之，為12.4個/g；基質(zhì)J5處理的孢子含量最低，為8.5個/g。

2.2 不同基質(zhì)接種AM真菌對玉米生長發(fā)育的影響

2.2.1 不同基質(zhì)接種AM真菌對玉米生物量的影響 玉米生長第75天生物量測定結(jié)果如表2所示。由表2可知，基質(zhì)J1處理的根冠比最小，地上部干質(zhì)量、地下部干質(zhì)量和總干質(zhì)量最高，其中，總干質(zhì)量比其他處理高15.6%～109.2%；基質(zhì)J3處理的地上部干質(zhì)量、地下部干質(zhì)量和總干質(zhì)量略低于基質(zhì)J1處理，但明顯高于J2，J4和J5處理，其根冠比稍高于J1處理，明顯低于其他3個處理；基質(zhì)J5處理的地上部干質(zhì)量、地下部干質(zhì)量和總干質(zhì)量最低，根冠比最高。

表2 不同基質(zhì)接種AM真菌對玉米生物量的影響（第75天）

2.2.2 不同基質(zhì)接種AM真菌對玉米磷含量的影響 不同基質(zhì)處理的玉米磷含量的測定結(jié)果如圖3所示。從圖3可以看出，基質(zhì)J1接種AM真菌后，玉米磷含量明顯高于其他基質(zhì)處理，比其他處理高9.1%～84.6%；基質(zhì)J3處理的玉米磷含量低于J1處理，但顯著高于J2，J4和J5處理；基質(zhì)J5處理的玉米磷含量最低。

3 結(jié)論與討論

培養(yǎng)基質(zhì)不僅為宿主植物的正常生長提供養(yǎng)分，還有利于真菌的生長和繁殖體的形成。Sreenivasa等[10]用珍珠巖、細砂和草炭土按一定比例混合作基質(zhì)，將Glomus fasciculatum接種于蘇丹草（Rhodes grass），可產(chǎn)生大量的繁殖體。王幼珊等[4]研究表明，沙和土混合（體積比為1∶1）以及沙、壤土、細紅砂和沸石體混合（體積比為2∶1∶1∶1），是較好的培養(yǎng)基質(zhì)。本試驗結(jié)果表明，基質(zhì)J1（黑石粉與壤土體積比為3∶1）對AM真菌及玉米生長發(fā)育的促進作用最強，基質(zhì)J3（河砂與壤土體積比為3∶1）的促進作用次之，基質(zhì)J5（細紅砂與壤土體積比為3∶1）的效果最差。

基質(zhì)中養(yǎng)分的高低會影響宿主植物與菌根菌之間互惠共生關(guān)系的建立和發(fā)展，尤其基質(zhì)中的磷會直接影響菌根菌的擴展[3]。Biermann等[11-13]以泥炭為培養(yǎng)基質(zhì)研究表明，菌根對植物的侵染率很低，其主要原因是基質(zhì)中的P含量較高；王淼焱等[14]認為，AM真菌在低P水平下，可顯著提高玉米的生長發(fā)育和干物質(zhì)質(zhì)量。本試驗中，基質(zhì)J1中的P含量相對較低，有利于菌根的繁殖和宿主植物的生長，是比較理想的培養(yǎng)基質(zhì)。

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