不同叢枝菌根真菌對(duì)玉米生長(zhǎng)生理的影響

任稹　韓麗　張永?！↑S鶴平　陳麗娟　楊曾華　王定康

摘要：以玉米“云瑞47”為研究材料，通過(guò)盆栽試驗(yàn)揭示了接種Glomus mosseae（Gm）、Glomus versform（Gv）、Glomusetumcatum（Ge）、Glomus intraradices（Gi）以及混合菌劑（G4）對(duì)玉米生長(zhǎng)生理的影響。結(jié)果表明，5個(gè)接種處理的菌根侵染率呈現(xiàn)G4>Gm、Gv>Ge>Gi的趨勢(shì)；從各菌劑效應(yīng)結(jié)果來(lái)看，混合菌劑對(duì)玉米的促生效應(yīng)優(yōu)于單種菌劑；對(duì)比單種菌劑，Gm和Gv對(duì)玉米的促生效果較好，而Ge和Gi對(duì)玉米則無(wú)明顯影響。本研究初步證實(shí)了混合菌劑在玉米生長(zhǎng)方面的良好表現(xiàn)，同時(shí)篩選出Gm和Gv是適合玉米接種的優(yōu)良菌種。

關(guān)鍵詞：叢枝菌根真菌；混合菌劑；玉米；生長(zhǎng)生理

中圖分類號(hào)：S513.04 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1002-1302（2015）05-0063-04

叢枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）是一類廣泛存在于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)生真菌，可與絕大多數(shù)農(nóng)作物根系形成植物一微生物共生體，這種共生關(guān)系的建立對(duì)農(nóng)作物的影響顯而易見(jiàn)。大量研究證實(shí)，AMF能夠增強(qiáng)農(nóng)作物的光合作用；促進(jìn)作物生長(zhǎng)，增加產(chǎn)量；促進(jìn)作物對(duì)大量元素和微量元素的吸收利用，尤其是在缺磷環(huán)境下對(duì)磷元素吸收；還能提高農(nóng)作物對(duì)重金屬、高鹽、高溫、干旱和病害等不良環(huán)境的抗性和耐受性。因此，AMF作為一種新型菌肥在農(nóng)作物上的應(yīng)用已成為研究熱點(diǎn)。玉米是AMF最為普遍的宿主之一，當(dāng)AMF菌絲侵入到玉米根系形成有益共生聯(lián)合體后，對(duì)玉米的促生作用已被大量試驗(yàn)證實(shí)。AMF能夠顯著提高玉米根系的活力和吸收能力；增強(qiáng)玉米葉片的光合作用；改善玉米的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，尤其是磷元素；減弱石油和鹽脅迫對(duì)玉米的傷害；增強(qiáng)玉米對(duì)鋅污染的適應(yīng)性等。之前筆者已經(jīng)證實(shí)，摩西球囊霉菌（Glomus mosseae）是侵襲玉米的主要AMF類群。同時(shí)發(fā)現(xiàn)已往研究主要集中在G.ITtOS-seae對(duì)玉米效應(yīng)的表現(xiàn)，而探索其他菌劑對(duì)玉米生長(zhǎng)生理影響的研究較少。盡管不同AMF對(duì)植物侵染并無(wú)嚴(yán)格專一性，但不同AMF與宿主之間的親和力存在一定差異。研究多種AMF對(duì)植物的影響，可以篩選出適合某種植物的優(yōu)良菌種，為推進(jìn)AMF在田間的應(yīng)用具有重要意義。本研究結(jié)合前人的研究進(jìn)展，通過(guò)盆栽接種試驗(yàn)，研究接種4種不同的AMF對(duì)玉米生長(zhǎng)生理以及吸收礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的影響，旨在篩選出對(duì)玉米親和力好、促生效應(yīng)明顯的菌株，為用AMF在玉米育苗和栽培等方面的應(yīng)用提供指導(dǎo)。

1.材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

1.1.1玉米種子來(lái)源

試驗(yàn)用玉米品種為云南市面上常見(jiàn)的“云瑞47”，從云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院購(gòu)買。

1.1.2菌根菌劑來(lái)源供試AMF為摩西球囊霉（G.mosse-“e，Gm）、地表球囊霉（G.VeI'S扣rm，Gv）、幼套球囊霉（G.etumcatum，Ge）和根內(nèi)球囊霉（G.intraradices，Gi），菌源由北京市農(nóng)林科學(xué)院植物營(yíng)養(yǎng)與資源研究所提供，經(jīng)玉米擴(kuò)繁后得到的孢子、菌根菌段和菌絲作為接種物，檢測(cè)選擇高侵染率無(wú)病害的根土混合物保存?zhèn)溆谩?/p>

1.1.3供試土壤理化性質(zhì)供試土壤采自昆明學(xué)院觀物山，理化性質(zhì)：有機(jī)質(zhì)20.73g/kg、堿解氮310.67mg/kg、速效磷42.86mg/kg、有效鉀267.95mg/kg、pH值7.96。土壤過(guò)2mm篩后于烘箱中160℃高溫滅菌2h，自然冷卻后繼續(xù)160℃烘2h，備用。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2012年6月在昆明學(xué)院農(nóng)學(xué)院的試驗(yàn)基地進(jìn)行。共設(shè)不接菌劑（CK）、分別接種4種菌劑（Gm、Gv、Ge和Gi）和混合接種4種菌劑（G4）6個(gè)處理?；|(zhì)為過(guò)1mm篩后的沙土混合物，干熱滅菌后裝入營(yíng)養(yǎng)缽（16.5cm×15.0cm，0.2%高錳酸鉀溶液消毒24 h）。玉米種子經(jīng)H2O2消毒處理后播種，單接菌處理每盆加入100g包含玉米根段的菌根菌劑，混合接菌處理加入100g的混合菌劑（每種25g），不接菌處理覆蓋不接菌劑擴(kuò)繁的玉米根段及沙土混合物，以保證微生物區(qū)系一致。每個(gè)處理4次重復(fù)，隨機(jī)排列。常規(guī)管理，定期澆水補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)液，待玉米播種60d后取樣測(cè)定菌根侵染參數(shù)及各項(xiàng)生長(zhǎng)生理指標(biāo)。

1.3測(cè)定方法

1.3.1菌根侵染率的測(cè)定

菌根侵染率測(cè)定和觀察方法見(jiàn)Philips等的方法，將每玉米根系隨機(jī)選取30條根段，曲利本藍(lán)染色后制片，鏡檢。根據(jù)根段中菌根侵染（0，>0～1%，>1%～10%，>10%～50%，>50%～90%和>90%）和叢枝豐度（0，>0—10%，>10%-50%，>50%）的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，定義每條根段的相關(guān)信息。用Mycocalc軟件計(jì)算出菌根侵染頻度（F%），整個(gè)根系的菌根侵染強(qiáng)度（M%），侵染根段的菌根侵染強(qiáng)度（m%），侵染根段的叢枝豐度（a%）和整個(gè)根系的叢枝豐度（A%）等參數(shù)。

1.3.2生物量的測(cè)定隨機(jī)選取單株，去除根系泥土，在105℃下烘干至恒質(zhì)量，分別測(cè)定部位生物量，并計(jì)算菌根依賴性指數(shù)（IMD），IMD=（接菌植株總干質(zhì)量/不接菌植株總干質(zhì)量）×100%。

1.3.3葉面積的測(cè)定使用美國(guó)CID生產(chǎn)的CI-202葉面積儀進(jìn)行測(cè)定。

1.3.4生理指標(biāo)的測(cè)定玉米葉片中的全氮、全磷和全鉀含量測(cè)定參照鮑士旦的方法；可溶性糖測(cè)定采用蒽酮法；可溶性蛋白測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)法；硝酸還原酶活性采用磺胺顯色法。

1.4數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)通過(guò)SPSS 13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，處理間差異采用單因素方差分析（one-way ANOVA）和Duncan's多重比較，差異顯著性水平為α=0.05。

2.結(jié)果與分析

2.1不同AMF對(duì)玉米根系侵染率的影響

由表1可見(jiàn)，接種菌劑的玉米根系均被侵染，而未接種菌劑的根系未發(fā)現(xiàn)叢枝菌根結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，不同菌劑處理根系侵染率參數(shù)呈現(xiàn)差異。F%結(jié)果呈現(xiàn)G4>Gm>Gv>Ge、Gi趨勢(shì)；M%表現(xiàn)為G4>Gm、Gv>Ge>Gi；m%依次為G4、Gv、Gm>Ge>Gi；a%為Ge、Gi>Gm、Gv、G4；A%為G4>Gm、Gv>Ge>Gi。綜合各侵染參數(shù)結(jié)果，4種單菌劑和混合菌劑對(duì)玉米的侵染效果不同，混合菌劑侵染率最高，Gm和Gv其次，Ge和Gi最低。可見(jiàn)，混合接種的侵染率高于單接菌。