AM真菌對大棚蘆筍礦質(zhì)元素吸收和營養(yǎng)品質(zhì)的影響

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所，北京 100081）

AM真菌對大棚蘆筍礦質(zhì)元素吸收和營養(yǎng)品質(zhì)的影響

于二敏 李 聰 賀超興*

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所，北京 100081）

將接種叢枝菌根真菌摩西球囊霉（Glomus mosseae，GM）的蘆筍菌根苗定植在大棚內(nèi)，研究菌根對蘆筍植株生物量、礦質(zhì)元素吸收和產(chǎn)量品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：接種GM的蘆筍單株地上部鮮質(zhì)量增加了45.57%，地上部干質(zhì)量增加了29.65%；擬葉葉綠素、類胡蘿卜素含量和植株根系活力均顯著增加；植株吸收N、P、K、Mg、Mn、Cu的能力均有不同程度地提高；嫩莖中蘆丁含量和皂苷含量也顯著提高。

蘆筍；叢枝菌根真菌；礦質(zhì)元素；營養(yǎng)品質(zhì)

菌根是自然界中一種普遍的植物根系與微生物共生的現(xiàn)象，自1885年Frank發(fā)現(xiàn)菌根以來，已經(jīng)進行了很多相關(guān)研究，我國對菌根的研究亦有60多年歷史（何新華 等，2012）。叢枝菌根（arbuscular mycorrhizal，AM）真菌可侵染植物種類多、范圍廣，其菌絲具有協(xié)助植物吸收P、S、Ca、Zn等元素和水分的功能（賀超興 等，2006；范繼紅 等，2012），從而提高植物營養(yǎng)吸收能力，增強植物抗逆性。接種叢枝菌根真菌對蔬菜苗期有很強的促生增抗作用（韓冰 等，2011），但對定植后蔬菜影響的研究較少（秦海濱 等，2008；江盼盼 等，2010）。在多年生植物蘆筍（Asparagus officialis L.）上，孫超等（2012）的研究表明苗期接種叢枝菌根真菌具有促進植株營養(yǎng)吸收的作用。本試驗研究了外源接種叢枝菌根真菌的蘆筍菌根苗定植大棚后，菌根對植株生物量、礦質(zhì)元素吸收和產(chǎn)量品質(zhì)的影響，旨在為大棚蘆筍優(yōu)質(zhì)栽培提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試蘆筍品種為北京市農(nóng)林科學(xué)院培育的京綠蘆。育苗基質(zhì)為滅菌的草炭與蛭石以2 V∶1 V混合均勻，使用前連續(xù)2 d進行160 ℃烘2 h滅菌處理，放涼后備用。育苗容器為營養(yǎng)缽，底部直徑8 cm，上口直徑13 cm，高13 cm，使用前用75%酒精擦拭滅菌。

供試菌種為摩西球囊霉（Glomus mosseae，GM），由匈牙利科學(xué)院農(nóng)業(yè)化學(xué)與土壤研究所Tunde Takacs博士提供，菌劑是經(jīng)三葉草擴繁的由宿主植物根段、真菌菌絲、孢子、沙土組成的復(fù)合物，孢子含量為27.05個·g-1，蘆筍菌根苗定植時的菌根侵染率為71.40%（孫超 等，2012）。

1.2 試驗方法

試驗于2012～2013年在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所順義基地塑料大棚內(nèi)進行，大棚南北長40 m，東西寬8 m。2012年4月定植，株距0.3 m，行距1.6 m。設(shè)接種GM和不接菌兩個處理，每處理3次重復(fù)，每重復(fù)30株。

2012年8月，每處理隨機取5株，統(tǒng)計單株地上莖數(shù)，即為分枝數(shù)；取從上往下數(shù)第4分枝擬葉，采用丙酮乙醇提取法（郝建軍 等，2006）測定葉綠素、類胡蘿卜素含量。另取5株植株，采用直接稱量法測定單株地上部鮮質(zhì)量，然后105 ℃殺青15 min，75 ℃烘至恒質(zhì)量，測定單株地上部干質(zhì)量；采用TTC還原法（郝建軍 等，2006）測定根系活力；采用曲利苯藍染色-方格交叉法測定根系菌根侵染率，洗凈蘆筍植株須根，剪成1 cm長的根段，置于FAA溶液（配方為70%酒精∶甲醛∶冰醋酸=90 V∶5 V∶5 V）中固定24 h，采用曲利苯藍染色法（Phillips & Hayman，1970）檢測菌根侵染情況，制片鏡檢，根據(jù)Trouvelot等（1986）的方法計算菌根侵染率。將烘干后的干樣打碎，混合取樣，采用半微量凱氏法（王曉英 等，2010）測定N含量；經(jīng)HNO3-H2O2（5 V∶1 V）消煮后，使用等離子電感耦合發(fā)射光譜儀（ICP-OES）測定N、P、K、Mg、Zn、Mn、Cu含量（王小平和項蘇留，2006）。

2013年3月27日至4月27日采收綠蘆筍，每周采收2次，記錄每次采收的產(chǎn)量，換算出單株產(chǎn)量；3月30日，每處理隨機取蘆筍嫩莖500 g，送至中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所檢測中心進行營養(yǎng)品質(zhì)測定，蘆丁含量采用高效液相色譜法測定，皂苷含量采用紫外-可見分光光度計法測定；8月，每處理隨機取5株植株，測定根系菌根侵染率。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用DPS軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 接種GM對蘆筍植株生長的影響

從表1可以看出，接種GM處理的蘆筍單株地上部干質(zhì)量和地上部鮮質(zhì)量均顯著增加，分別比對照增加了29.65%和45.57%；而分枝數(shù)卻比對照降低了12.64%。表明接種GM的蘆筍菌根苗定植后植株更加粗壯。

2.2 接種GM對蘆筍擬葉光合色素含量及植株根系活力的影響

從表2可以看出，接種GM處理的蘆筍擬葉葉綠素a含量比對照增加了35.70%，葉綠素b含量增加了31.74%，類胡蘿卜素含量增加了34.87%；植株根系活力比對照提高了23.20%，且差異均達顯著水平。可見，接種GM促進了蘆筍植株根系活力的提高、擬葉光合色素的合成，進而促進光合生長而增加其生物量。

表1 接種GM對蘆筍生物量及形態(tài)指標(biāo)的影響

表2 接種GM對蘆筍擬葉光合色素含量和植株根系活力的影響

2.3 接種GM對蘆筍植株礦質(zhì)元素吸收的影響

從表3可以看出，接種GM處理顯著提高了蘆筍根系從土壤中吸收P、K、Mg、Mn等元素的能力，植株含P量較對照增加了15.46%，含K量增加了13.13%，含Mg量增加了21.64%，含Mn量增加了53.85%；接種GM處理還促進了植株對N、Cu等元素的吸收，但差異未達顯著水平；而重金屬Zn含量減少了12.50%。

表3 接種GM對蘆筍植株礦質(zhì)元素吸收的影響mg·g-1

2.4 接種GM對蘆筍產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

蘆筍中的蘆丁、皂甙等黃酮類物質(zhì)具有增強人體抗氧化能力等保健功能。從表4可以看出，雖然接種GM處理的單株綠蘆筍產(chǎn)量與對照差異不大，但其活性成分蘆丁、皂苷含量較對照顯著提高，分別比對照增加了50.00%和32.04%，說明接種GM對于改善蘆筍營養(yǎng)品質(zhì)作用明顯。

2.5 接種GM對蘆筍根系菌根侵染率的影響

由圖1可知，隨著蘆筍種植年限的增加，外源介導(dǎo)的GM在蘆筍根系中的侵染強度呈下降趨勢，而對照的菌根侵染率卻緩慢增加；但接種GM處理的蘆筍根系菌根侵染率始終顯著高于對照。

表4 接種GM對蘆筍產(chǎn)量和活性成分的影響

圖1 蘆筍菌根苗定植2 a間根系的菌根侵染率

3 結(jié)論與討論

有益微生物AM真菌可以增加植物對水分和礦質(zhì)元素的吸收，最直觀的效應(yīng)就是促進植株生長、提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)（李曉林和馮固，2001）。自然界中80%的植物可與叢枝菌根真菌形成共生體從而促進根系營養(yǎng)吸收，但在自然栽培條件下叢枝菌根真菌侵染周期長、根系菌根侵染率很低，影響了菌根作用的發(fā)揮。研究表明，在蔬菜育苗時外源導(dǎo)入?yún)仓婢苄纬闪己玫木Y(jié)構(gòu)，進而提高作物產(chǎn)量（秦海濱 等，2008），尤其在山旱薄地條件下這一效應(yīng)更大（劉潤進和陳應(yīng)龍，2007）。

菌根技術(shù)在蔬菜上的應(yīng)用方式為培育菌根苗，菌根苗較普通苗有較強的生長能力，可明顯提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。接種叢枝菌根真菌可以改善甜椒品質(zhì)，表現(xiàn)為硝酸鹽含量下降和總糖、VC、粗蛋白含量增加（王林闖 等，2010）；接種叢枝菌根真菌可以提高黃瓜產(chǎn)量和果實可溶性糖、VC含量（秦海濱 等，2008）。

蘆筍生產(chǎn)的經(jīng)濟部位是地上嫩莖，而地上部的營養(yǎng)生長又與根系的吸收能力密切相關(guān)。本試驗結(jié)果表明，接種叢枝菌根真菌顯著提高了蘆筍根系的菌根侵染率，顯著提高了植株的根系活力，促進了根系對礦質(zhì)元素的吸收，改善了植株體內(nèi)的P、K、Mg、Mn營養(yǎng)水平，從而間接增強植物的光合作用，最終表現(xiàn)為植株生物量的積累。

蘆丁具有抗自由基活性、抗脂質(zhì)過氧化、抗病毒、抗急性胰腺炎等藥理作用；皂苷是一類具有環(huán)戊烷多氫菲母核結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，提取、純化后制成保健品，具有較高的抗腫瘤活性，可用于多種疾病的治療。本試驗結(jié)果表明，接種叢枝菌根真菌顯著提高了蘆筍嫩莖中蘆丁、皂苷含量，改善了蘆筍的營養(yǎng)品質(zhì)，在蘆筍優(yōu)質(zhì)栽培中有良好的應(yīng)用前景。

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Effects of Arbuscular Mycorrhizal Fungi on Mineral Element Absorption and Nutrient Quality of Asparagus in Plastic Tunnel

YU Er-min，LI Cong，HE Chao-xing*

（Institute of Vegetables and Flowers，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081，China）

Effects of inoculation of arbuscular mycorrihizal fungi Glomus mosseae（GM）on biomass，mineral element absorption and nutrient quality of asparagus（Asparagus officialis L.）in plastic tunnel．The results showed that the fresh weight of GM inoculated plant increased by 45.57% than non-inoculated control，and the dry matter weight of GM inoculated plant increased by 29.65%．GM inoculation obviously increases the content of chlorophyll and carotenoids in asparagus cladophyll and strengthens the root activity．The absorption abilities for N，P，K，Mg，Mn，Cu in inoculated asparagus are also increased．The contents of rutin and saponins in GM inoculated asparagus are significantly increased than the control．

Asparagus；Arbuscular mycorrhizal fungi；Mineral element；Nutrient quality

于二敏，女，碩士研究生，專業(yè)方向：設(shè)施蔬菜栽培，E-mail：1050239313@qq.com

*通訊作者（Corresponding author）：賀超興，男，研究員，博士生導(dǎo)師，專業(yè)方向：設(shè)施蔬菜栽培，E-mail：hechaoxing@126.com

2014-04-26；接受日期：2014-05-20

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（201003074），科技部中捷政府間合作項目（40-1），科技部中泰政府間合作項目（20-403C），農(nóng)業(yè)部園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室資助項目