接種叢枝菌根真菌對(duì)不同類(lèi)型鹽堿脅迫下向日葵生長(zhǎng)及鹽離子積累的影響

賈冰冰，周昕南，丁勝利，史中奇，郝利君，許 靜，郭 偉

(內(nèi)蒙古大學(xué) 生態(tài)與環(huán)境學(xué)院/蒙古高原生態(tài)學(xué)與資源利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/內(nèi)蒙古自治區(qū)環(huán)境污染控制與廢物資源化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010021)

目前土壤鹽堿化問(wèn)題日益嚴(yán)重，全球每年受鹽堿化影響的農(nóng)田土地面積約為30～150萬(wàn)hm2[1]。在中國(guó)，各類(lèi)鹽堿土面積總計(jì)約為9 900萬(wàn)hm2[2]，其中內(nèi)蒙古是我國(guó)鹽堿化較為嚴(yán)重的區(qū)域，鹽堿化土壤面積達(dá)到了7.63×106hm2，約為全區(qū)耕地面積的104%[3]。自然界中鹽堿土的鹽分組成主要包括NaCl、Na2SO4、Na2CO3、NaHCO3等[4]。在內(nèi)蒙古中東部區(qū)域形成的鹽堿土，其主要類(lèi)型是NaCl、NaCl+Na2SO4、NaCl+NaHCO3[5]；在西部區(qū)域形成的鹽堿土，其主要類(lèi)型是NaCl+Na2SO4[6]。隨著社會(huì)發(fā)展，對(duì)耕地面積的需求增大，土壤鹽堿化問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境與農(nóng)牧業(yè)發(fā)展，尋求有效環(huán)保又經(jīng)濟(jì)的開(kāi)發(fā)利用和修復(fù)方法已成為當(dāng)前社會(huì)迫切的需求。目前，生物改良方法之一是將鹽堿地開(kāi)發(fā)利用與作物種植計(jì)劃相結(jié)合，選擇合適的耐鹽作物，在種植與生長(zhǎng)過(guò)程中既改良了鹽堿化土地又使土地利用率實(shí)現(xiàn)最大化，生態(tài)修復(fù)的同時(shí)又可發(fā)展經(jīng)濟(jì)[7]。

向日葵Helianthusannuus生長(zhǎng)周期短，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，具有一定的耐鹽堿、抗干旱能力，在內(nèi)蒙古地區(qū)大面積種植[8]。有研究在鹽堿土的實(shí)際改良中選用向日葵進(jìn)行種植[9]，獲得了較好的改良效果和經(jīng)濟(jì)效益[10]，因此可選用向日葵作為植物品種對(duì)鹽堿化土壤進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用和植物修復(fù)[11]。同時(shí)研究表明，只有低濃度(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.35%)鹽脅迫對(duì)向日葵的生長(zhǎng)沒(méi)有明顯的抑制作用，隨著鹽分濃度的升高，會(huì)影響向日葵的細(xì)胞膜透性和光合作用等，從而造成對(duì)向日葵生長(zhǎng)的損傷，并隨鹽逆境時(shí)間延長(zhǎng)損傷加重[12-13]。叢枝菌根 (Arbuscular mycorrhiza，AM)真菌是自然界普遍存在的一種最古老的共生微生物，與植物共生后可顯著增加植物的抗逆能力[14]。在鹽堿脅迫下，AM真菌可通過(guò)改善土壤環(huán)境，改變植物根系形態(tài)，增加植物對(duì)養(yǎng)分和水分的吸收利用，增強(qiáng)植物對(duì)鹽堿脅迫的耐受程度，改善植物的生長(zhǎng)[15]。趙霞等[16]研究發(fā)現(xiàn)AM真菌摩西球囊霉Glomusmosseae可以有效提高鹽堿脅迫下紫花苜蓿Medicagosativa的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，減輕膜脂過(guò)氧化傷害，增強(qiáng)其抗鹽堿能力。同時(shí)葉林[17]發(fā)現(xiàn)，與其他菌種相比，接種摩西球囊霉西瓜Citrulluslanatus幼苗的耐鹽堿能力的綜合表現(xiàn)最好。因此，接種AM真菌可有利于增強(qiáng)向日葵的耐鹽堿性，減少鹽分對(duì)其的毒害作用，使向日葵可以更好地適應(yīng)鹽堿脅迫，在鹽堿土壤環(huán)境中更好地生長(zhǎng)。目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)接種AM真菌對(duì)不同類(lèi)型鹽堿脅迫下向日葵生長(zhǎng)和鹽分離子積累的研究鮮有報(bào)道，其研究結(jié)果對(duì)于開(kāi)發(fā)利用和修復(fù)我國(guó)不同類(lèi)型鹽堿化土壤具有十分重要的科學(xué)意義和潛在應(yīng)用前景。

本試驗(yàn)采用溫室盆栽的方法，研究接種AM真菌摩西斗管囊霉Funneliformismosseae對(duì)3種不同類(lèi)型鹽堿脅迫 (NaCl、NaCl+Na2SO4、NaCl+NaHCO3)下向日葵菌根侵染率、植株生物量、營(yíng)養(yǎng)元素吸收、C∶N∶P化學(xué)計(jì)量比、Na+吸收積累、光合作用和細(xì)胞膜透性等指標(biāo)的影響，探討接種AM真菌對(duì)不同類(lèi)型鹽堿脅迫下向日葵生長(zhǎng)和鹽分離子積累的影響，旨在為我國(guó)不同類(lèi)型鹽堿化土壤的開(kāi)發(fā)利用和生物修復(fù)提供新的研究思路和技術(shù)方法。

1 材料與方法

1.1 培養(yǎng)基質(zhì)

供試土壤是非鹽堿化土壤，水溶性鹽總量(w)為0.25 g·kg?1，取自內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市(40°48′N(xiāo)，111°43′E)。土壤 pH為7.39，電導(dǎo)率為115.93 μs·cm?1，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.9 g·kg?1，全氮、全磷、全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.80、0.70、18.30 g·kg?1，堿解氮、有效磷和速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為40.50、3.93 和 76.00 mg·kg?1。采集的土壤自然風(fēng)干后過(guò) 2 mm 土壤篩，121 ℃ 下高壓蒸汽滅菌 2 h，用以殺滅土著微生物。

1.2 供試植物和菌種

供試向日葵品種為山西美葵，種子由內(nèi)蒙古農(nóng)牧科學(xué)研究院提供，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的H2O2溶液消毒催芽后播種。供試菌種為F.mosseae(BGC NM02A，1511C0001BGCAM0045)，購(gòu)于北京市農(nóng)林科學(xué)院植物營(yíng)養(yǎng)與資源研究所。接種菌劑為玉米Zeamays作為宿主植物繁殖而得到的根際砂土混合物(砂土比為1∶1)，其中包括真菌孢子、菌絲和宿主植物繁殖體，每10 g接種菌劑中含有282個(gè)孢子。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在內(nèi)蒙古大學(xué)溫室內(nèi)進(jìn)行盆栽試驗(yàn)。設(shè)置1個(gè)對(duì)照(CK)和3種類(lèi)型的鹽堿脅迫處理(NaCl、NaCl+Na2SO4、NaCl+NaHCO3)，具體處理見(jiàn)表 1，對(duì)CK和不同鹽堿脅迫處理均進(jìn)行不接種處理和接種F.mosseae處理，共8種處理，每個(gè)處理重復(fù)4次，共計(jì)32盆，隨機(jī)排列擺放。試驗(yàn)采用塑料花盆為容器，每盆裝2 kg高壓蒸汽滅菌后的預(yù)處理土壤，接種F.mosseae處理加入50 g菌劑，不接種處理加入50 g滅菌菌劑。每盆播種6顆向日葵種子，出苗1周后保留長(zhǎng)勢(shì)一致的3株幼苗，6周后開(kāi)始進(jìn)行鹽堿脅迫處理，分5次澆灌，每隔3 d處理1次，每次每盆加入100 mL溶液。向日葵自出苗開(kāi)始生長(zhǎng)10周后收獲。植物在試驗(yàn)過(guò)程中自然采光，采用稱(chēng)重法澆水，以使土壤含水量保持在田間最大持水量的80%。

表 1 鹽堿處理的設(shè)計(jì)方案1)Table 1 Experimental design of saline-alkali treatments

1.4 樣品制備及分析測(cè)定

鹽堿脅迫處理結(jié)束后，向日葵生長(zhǎng)至8周時(shí)，使用便攜式光合測(cè)定儀(GFS-3000，WALZ，德國(guó))選取相同位置的向日葵葉片測(cè)定光合指標(biāo)：蒸騰速率(Tr)、凈光合速率(Pn)、葉片氣孔導(dǎo)度(Gs)和胞間二氧化碳濃度(Ci)。收獲前，取0.25 g新鮮的向日葵葉片，剪碎放入裝有20 mL蒸餾水的燒杯中，同時(shí)設(shè)置1個(gè)空白(即不放入葉片的蒸餾水)，在25 ℃恒溫1 h后取出，用電導(dǎo)率儀(SevenCompact S230，Mettler Toledo，瑞士)測(cè)定溶液的電導(dǎo)率；再將燒杯放置于100 ℃沸水浴中20 min，測(cè)定冷卻后溶液的電導(dǎo)率。細(xì)胞膜透性即為相對(duì)電導(dǎo)率[18]，其公式如下：

收獲時(shí)，使用蒸餾水反復(fù)多次沖洗植物，稱(chēng)量每盆向日葵莖葉和根系鮮質(zhì)量，70 ℃烘箱中烘至恒質(zhì)量后再稱(chēng)量各盆干質(zhì)量。隨機(jī)選取0.5 g向日葵新鮮根系，保存在體積分?jǐn)?shù)為50%的乙醇溶液中，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的KOH溶液脫色處理，于乳酸甘油溶液中用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%的臺(tái)盼藍(lán)染色，將染色劑沖洗干凈后制片，利用根段頻率法計(jì)算菌根侵染率。

向日葵樣品烘干后進(jìn)行粉碎處理，取2～3 mg粉碎后植物樣品，利用元素分析儀(Vario ELIII，Elementar，德國(guó))測(cè)定其莖葉和根系C和N含量。取0.5 g粉碎后植物樣品，于 120 ℃ 加入5 mL HNO3(BV-Ⅲ級(jí))經(jīng)開(kāi)放式消煮后，利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀 (Optima 7000DV，PerkinElmer，美國(guó))測(cè)定消煮液中 K、P、Ca2+、Mg2+和 Na+含量。Na+積累量公式如下：

1.5 數(shù)據(jù)分析

使用Excel 2003計(jì)算所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤；使用SPSS 22.0軟件采用Duncan’s法分析不同處理間的差異顯著性，呈現(xiàn)非正態(tài)分布的數(shù)據(jù)(菌根侵染率)經(jīng)過(guò)反正弦轉(zhuǎn)換后用上述方法進(jìn)行分析，利用雙因子方差分析不同類(lèi)型鹽堿脅迫處理和接種AM真菌的交互作用對(duì)測(cè)定指標(biāo)的影響；使用OriginPro 2018軟件繪制柱狀圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 向日葵根系菌根侵染率和生長(zhǎng)情況

接種AM真菌對(duì)不同類(lèi)型鹽堿脅迫下向日葵根系侵染率和生長(zhǎng)的影響如圖1所示。不接種處理組向日葵根系均未受到菌根真菌的侵染，接種F.mosseae處理組向日葵根系菌根侵染率為16.95%～32.17%。與對(duì)照相比，不同類(lèi)型的鹽堿脅迫使向日葵菌根侵染率降低了29.53%～47.31%(P<0.05)，不同類(lèi)型鹽堿脅迫處理間向日葵菌根侵染率無(wú)顯著差異。雙因素分析表明，不同類(lèi)型鹽堿脅迫和接種AM真菌的交互作用對(duì)菌根侵染率有顯著影響(P<0.05)。

圖 1 接種AM真菌對(duì)不同類(lèi)型鹽堿脅迫下向日葵根系菌根侵染率和生長(zhǎng)的影響Fig.1 Effects of AM fungi inoculation on the root infection rate and growth of sunflower under different types of salinealkali stress

由圖1可知，無(wú)論是否接種AM真菌，不同類(lèi)型鹽堿脅迫處理使得向日葵莖葉干質(zhì)量、根系干質(zhì)量和總干質(zhì)量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但沒(méi)有達(dá)到顯著水平。接種AM真菌處理組，NaCl+NaHCO3處理使向日葵根系干質(zhì)量顯著高于NaCl和NaCl+Na2SO4處理(P<0.05)。與不接種處理相比，接種AM真菌使NaCl+NaHCO3處理向日葵莖葉干質(zhì)量、根系干質(zhì)量和總干質(zhì)量分別提高了55.20%、89.94%和60.35%(P<0.05)。雙因素分析表明，不同類(lèi)型鹽堿脅迫和接種AM真菌的交互作用對(duì)向日葵干質(zhì)量無(wú)顯著影響。

2.2 向日葵營(yíng)養(yǎng)元素吸收

接種AM真菌對(duì)不同類(lèi)型鹽堿脅迫下向日葵N、P、K、Ca2+、Mg2+含量的影響如圖 2所示。不接種AM真菌處理組，與對(duì)照相比，NaCl處理使向日葵根系的P含量顯著升高，NaCl+Na2SO4處理使莖葉的P含量顯著升高，NaCl+NaHCO3處理使莖葉的Mg2+含量顯著升高，根系的K含量顯著減少(P<0.05)。接種AM真菌處理組，與對(duì)照相比，NaCl+NaHCO3處理使根系K含量顯著減少(P<0.05)，3種鹽堿脅迫處理均使根系Mg2+含量顯著減少(P<0.05)。與不接種處理相比，接種AM真菌使對(duì)照、NaCl和NaCl+NaHCO3處理向日葵莖葉P質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別升高了82.50%、71.11%和74.47%，使對(duì)照和NaCl+NaHCO3處理根系P質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別升高了61.54%和88.37%，使NaCl+NaHCO3處理莖葉 N、Ca2+、Mg2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別減少了39.65%、25.62%和36.34%(P<0.05)。雙因素分析表明，不同類(lèi)型鹽堿脅迫和接種AM真菌的交互作用僅對(duì)向日葵莖葉Mg2+含量具有顯著影響(P<0.05)。

圖 2 接種AM真菌對(duì)不同類(lèi)型鹽堿脅迫下向日葵莖葉和根系元素含量的影響Fig.2 Effects of AM fungi inoculation on the contents of elements in shoot and root of sunflower under different types of saline-alkali stress

2.3 向日葵C∶N∶P化學(xué)計(jì)量比

接種AM真菌對(duì)不同類(lèi)型鹽堿脅迫下向日葵C∶N∶P化學(xué)計(jì)量比的影響如圖3所示。不接種AM真菌處理組，與對(duì)照相比，NaCl處理使得向日葵根系C∶P和N∶P顯著減小，NaCl+Na2SO4處理使得向日葵莖葉C∶P和N∶P顯著減小(P<0.05)。與不接種處理相比，接種AM真菌使得對(duì)照和NaCl+NaHCO3處理向日葵莖葉和根系C∶P和N∶P顯著減小，使得NaCl處理莖葉C∶P和N∶P顯著減小(P<0.05)。雙因素分析表明，不同類(lèi)型鹽堿脅迫和接種AM真菌的交互作用僅對(duì)向日葵根系N∶P具有顯著影響(P<0.05)。

圖 3 接種AM真菌對(duì)不同類(lèi)型鹽堿脅迫下向日葵莖葉和根系C∶N∶P的影響Fig.3 Effects of AM fungi inoculation on C∶N∶P ratios in shoot and root of sunflower under different types of salinealkali stress

2.4 向日葵Na+吸收積累

接種AM真菌對(duì)不同類(lèi)型鹽堿脅迫下向日葵Na+吸收積累的影響如圖4所示。不接種AM真菌處理組，與對(duì)照相比，3種鹽堿處理使向日葵根系Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高了200.16%～245.30%，Na+積累量提高了83.68%～179.78%(P<0.05)。接種AM真菌處理組，與對(duì)照相比，NaCl和NaCl+NaHCO3處理使得莖葉Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別提高了250.00%和175.00%，使Na+積累量提高了234.84%和183.26% (P<0.05)；3種鹽堿處理使向日葵根系Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高了167.19%～229.33%，Na+積累量提高了113.25%～203.31%(P<0.05)；與 NaCl相比，NaCl+Na2SO4處理使莖葉Na+質(zhì)量分?jǐn)?shù)和積累量分別降低50.00%和56.22%(P<0.05)。與不接種處理相比，接種AM真菌使NaCl+Na2SO4和NaCl+NaHCO3處理根系Na+積累量分別提高了74.20%和82.25%(P<0.05)。雙因素分析表明，不同類(lèi)型鹽堿脅迫和接種AM真菌的交互作用對(duì)向日葵Na+含量和積累量均無(wú)顯著影響。

圖 4 接種AM真菌對(duì)不同類(lèi)型鹽堿脅迫下向日葵莖葉和根系Na+含量和積累量的影響Fig.4 Effects of AM fungi inoculation on contents and accumulations of Na+ in shoot and root of sunflower under different types of saline-alkali stress

2.5 向日葵光合作用

接種AM真菌對(duì)不同類(lèi)型鹽堿脅迫下向日葵葉片光合指標(biāo)的影響如圖5所示。不接種AM真菌處理組，與對(duì)照相比，NaCl處理使得向日葵葉片蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)顯著降低，NaCl+Na2SO4處理使得Ci顯著降低；與NaCl相比，NaCl+Na2SO4處理使得葉片Tr和Gs顯著提高，NaCl+NaHCO3處理使得葉片Tr、Gs、Ci顯著提高(P<0.05)。接種AM真菌處理組，與對(duì)照相比，NaCl+Na2SO4和NaCl+NaHCO3處理使葉片Tr顯著提高，NaCl處理使Ci顯著降低，NaCl+NaHCO3處理使Gs顯著提高；與NaCl相比，NaCl+NaHCO3處理使Tr顯著提高，NaCl+Na2SO4和NaCl+NaHCO3處理使Ci顯著提高，NaCl+NaHCO3處理使Gs顯著提高(P<0.05)。與不接種處理相比，接種AM真菌使4種處理凈光合速率(Pn)均呈上升趨勢(shì)，但差異沒(méi)有達(dá)到顯著水平；使對(duì)照處理葉片Tr和Gs分別降低11.26%和13.64%，使NaCl和NaCl+NaHCO3處理葉片Tr提高了11.67%和10.12%，使NaCl+NaHCO3處理葉片Gs提高20.00%(P<0.05)。雙因素分析表明，不同類(lèi)型鹽堿脅迫和接種AM真菌的交互作用僅對(duì)向日葵Tr和Gs具有非常顯著影響(P<0.01)。

圖 5 接種AM真菌對(duì)不同類(lèi)型鹽堿脅迫下向日葵光合指標(biāo)的影響Fig.5 Effects of AM fungi inoculation on photosynthesis indexes of sunflower under different types of saline-alkali stress

2.6 向日葵細(xì)胞膜透性

接種AM真菌對(duì)不同類(lèi)型鹽堿脅迫下向日葵葉片細(xì)胞膜透性的影響如圖6所示。不接種AM真菌處理組，在不同類(lèi)型鹽堿處理下細(xì)胞膜透性均有下降趨勢(shì)，但差異均未達(dá)顯著水平。接種AM真菌處理組，與對(duì)照和NaCl處理相比，NaCl+NaHCO3處理向日葵葉片細(xì)胞膜透性分別降低44.23%和51.60%(P<0.05)。與不接種處理相比，接種AM真菌使NaCl+NaHCO3處理向日葵葉片細(xì)胞膜透性降低51.49%(P<0.05)。雙因素分析表明，不同類(lèi)型鹽堿脅迫和接種AM真菌的交互作用對(duì)向日葵細(xì)胞膜透性無(wú)顯著影響。

圖 6 接種AM真菌對(duì)不同類(lèi)型鹽堿脅迫下向日葵細(xì)胞膜透性的影響Fig.6 Effects of AM fungi inoculation on the cell membrane permeability of sunflower under different types of saline-alkali stress

3 討論

侵染率可表示宿主植物與AM真菌間的共生關(guān)系，常用于評(píng)估AM真菌對(duì)環(huán)境的適應(yīng)程度[19]。本研究顯示，接種F.mosseae的向日葵根系的菌根侵染率在3種類(lèi)型鹽堿脅迫處理下均顯著下降，抑制程度為NaCl+Na2SO4＞NaCl＞NaCl+NaHCO3，但處理間無(wú)顯著差異。Lin等[20]研究表明，在100 mmol/L NaCl和 NaHCO3處理時(shí)接種G.mosseae的羊草Leymuschinensis菌根侵染率分別降低了5.48%和18.49%。張良等[21]的研究發(fā)現(xiàn)，200 mmol·L?1NaCl和 100 mmol·L?1NaHCO3處理使接種F.mosseae的星星草Puccinelliatenuiflora根系泡囊豐度分別減少了11.70%和12.71%，NaHCO3脅迫處理對(duì)羊草和星星草菌根侵染率的抑制作用明顯高于NaCl。馬忠莉等[22]研究發(fā)現(xiàn)，在相同鹽堿土中AM真菌對(duì)羊草和虎尾草Chlorisvirgata根系的侵染率分別為19.8%和34.0%。研究表明，不同鹽種類(lèi)對(duì)AM真菌孢子萌發(fā)的影響存在顯著的差異[23]，因此鹽堿脅迫處理對(duì)植物菌根侵染率的抑制作用與鹽堿類(lèi)型直接相關(guān)，同時(shí)還受到植物種類(lèi)的影響。

鹽堿脅迫會(huì)通過(guò)滲透和特定的離子效應(yīng)導(dǎo)致植物二次氧化應(yīng)激，從而影響植物的生長(zhǎng)，減少植物的生物量[1]。本研究結(jié)果顯示，3種類(lèi)型的鹽堿脅迫處理均抑制了向日葵的生長(zhǎng)，抑制程度為NaCl+Na2SO4＞NaCl+NaHCO3＞NaCl，但處理間沒(méi)有顯著性差異。李玉梅[24]的研究發(fā)現(xiàn)，牛疊肚Rubus crataegifolius幼苗生物量在 60 mmol·L?1NaCl、Na2SO4和NaHCO3脅迫下分別降低27.98%、29.10%和2.69%。研究表明，鹽堿脅迫環(huán)境中植物在AM真菌的作用下可通過(guò)攝取更多的礦質(zhì)養(yǎng)分P和水分，誘導(dǎo)抗氧化酶系統(tǒng)活性，調(diào)節(jié)植物激素水平，保護(hù)光合器官等途徑[25]，促進(jìn)植物更好的生長(zhǎng)。Lin等[20]的研究發(fā)現(xiàn)，接種G.mosseae的羊草在200 mmol·L?1NaCl和 NaHCO3處理下生物量分別增加29.17%和10.00%。本研究結(jié)果顯示，在3種類(lèi)型的鹽堿脅迫處理下接種F.mosseae均在一定程度上改善了向日葵的生長(zhǎng)狀況，增加程度為NaCl+NaHCO3＞NaCl+Na2SO4＞NaCl，但僅在NaCl+NaHCO3處理下接種AM真菌顯著增加向日葵的生物量，表明AM真菌對(duì)于向日葵抵抗NaCl+NaHCO3脅迫的接種效果最好。分析相關(guān)研究結(jié)果，可能與NaCl+NaHCO3脅迫時(shí)接種AM真菌F.mosseae顯著促進(jìn)向日葵對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素P的吸收，提高葉片蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度，降低葉片細(xì)胞膜透性等作用相關(guān)。

N、P和K等是植物體新陳代謝和生長(zhǎng)發(fā)育的必需營(yíng)養(yǎng)元素，可增強(qiáng)植物體的抗逆境脅迫能力，使得植物能更好的適應(yīng)復(fù)雜的外界環(huán)境[26]。在本研究中，接種F.mosseae使NaCl+NaHCO3處理向日葵莖葉和根系P含量均顯著增加，使NaCl處理向日葵僅莖葉P含量顯著增加，而沒(méi)有顯著影響NaCl+Na2SO4處理向日葵植株P(guān)含量，表明接種AM真菌對(duì)不同鹽堿脅迫處理下植物營(yíng)養(yǎng)元素吸收的影響存在顯著的差異。陳飛等[27]的研究取得了相似的結(jié)果，200 mmol·L?1NaCl或 NaHCO3處理時(shí)接種Rhizophagusintraraduces或F.mosseae使星星草地上部P含量增加42.42%～54.32%。研究表明，AM真菌菌絲可分泌堿性磷酸酶和酸性磷酸酶使土壤有效態(tài)P含量顯著提高，且能在較低閾值下對(duì)P進(jìn)行吸收，顯著提高植物P的獲取量，其菌絲最多可提供植物生長(zhǎng)所需P的80%[1]。

本研究結(jié)果顯示，在3種類(lèi)型鹽堿脅迫處理下向日葵莖葉和根系Na+含量和積累量均呈增加趨勢(shì)，但僅根系為顯著性增加，且處理間無(wú)顯著性差異。Garg 等[28]研究顯示，0～100 mmol·L?1NaCl處理時(shí)，鷹嘴豆Cicerarietinum植株內(nèi)Na+含量呈線性增長(zhǎng)，且相比于葉更優(yōu)先分配于根中。遆晉松等[29]研究發(fā)現(xiàn)，鹽堿脅迫環(huán)境中向日葵對(duì)鹽分離子具有一定的區(qū)隔化能力，阻止Na+向植株地上部轉(zhuǎn)運(yùn)，減輕鹽分離子對(duì)植物生長(zhǎng)的毒害作用。另外，有研究表明菌根植物可控制Na+向地上轉(zhuǎn)運(yùn)，其原因是可將Na+隔離在液泡中或?qū)⑵鋸陌|(zhì)中排出，而且在鹽堿條件下菌根植物比非菌根植物更易促進(jìn)宿主植物從木質(zhì)部吸收Na+，并將其從光合組織中轉(zhuǎn)移到根部[1]。本研究顯示接種F.mosseae使得NaCl+Na2SO4和NaCl+NaHCO3處理向日葵莖葉和根系Na+積累量所有增加，表明AM真菌改善了向日葵對(duì)土壤中Na+的吸收和積累，有助于提高鹽堿化土壤的植物修復(fù)效率。

光合作用可以反映植物體對(duì)非生物脅迫的生理敏感性[30]。Hashem 等[31]研究發(fā)現(xiàn)，200 mmol·L?1NaCl處理顯著降低了黃瓜Cucumissativus葉片的Gs，Lin 等[30]在 100 和 200 mmol·L?1NaCl或NaHCO3脅迫對(duì)羊草光合作用影響的研究中得到了類(lèi)似的結(jié)果。本研究顯示，不接種AM真菌時(shí)3種類(lèi)型鹽堿脅迫處理使向日葵葉片Gs和Tr均有所下降，但僅在NaCl處理時(shí)為顯著降低，Ci僅在NaCl和NaCl+Na2SO4處理時(shí)顯著下降，表明NaCl+NaHCO3處理對(duì)向日葵光合作用的抑制小于NaCl和NaCl+Na2SO4處理。同時(shí)Lin等[30]的研究中，在 100 和 200 mmol·L?1NaCl或 NaHCO3處理下，接種AM真菌G.mosseae使羊草的Pn、Ci和Gs均顯著增加。在本研究中，接種AM真菌使3種鹽堿處理下向日葵Pn、Tr和Gs均呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)，但僅使NaCl和NaCl+NaHCO3處理向日葵Tr和NaCl+NaHCO3處理向日葵Gs顯著增加。研究表明，AM真菌可改善植物內(nèi)水分狀況，保持較高的氣孔導(dǎo)度[32]，增強(qiáng)植物氣體交換能力，有助于植物光合速率的提高[30]。

植物細(xì)胞膜負(fù)責(zé)對(duì)細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)的交換進(jìn)行控制與調(diào)節(jié)[33]，在鹽堿脅迫環(huán)境下由于滲透作用會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞胞液外滲，使相對(duì)電導(dǎo)率增加，故細(xì)胞膜受損程度可利用相對(duì)電導(dǎo)率表示[34]。岳英男[34]的研究發(fā)現(xiàn)，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%和1.0%的NaCl溶液處理時(shí)接種Glomusintraradice和Glomusversiforme混合菌的紫花苜蓿Medicagosativa的細(xì)胞膜透性相比于不接種顯著降低。陳飛[35]在AM真菌對(duì)星星草生理代謝的影響研究中發(fā)現(xiàn)，在 0～400 mmol·L?1NaCl或NaHCO3脅迫下接種F.mosseae使星星草的細(xì)胞膜透性下降了6.42%～25.82%。與以上研究結(jié)果相似，本研究中接種AM真菌使得NaCl+NaHCO3和NaCl+Na2SO4處理向日葵細(xì)胞膜透性分別降低51.49%和34.59%，表明AM真菌可以降低植物葉片的膜質(zhì)透性，從而降低植物細(xì)胞膜的受損程度，減輕不同鹽堿脅迫對(duì)于植物的毒害作用。

4 結(jié)論

1)3種類(lèi)型鹽堿脅迫處理使得接種F.mosseae的向日葵菌根侵染率降低29.53%～47.31%。

2)3種類(lèi)型鹽堿脅迫處理均在一定程度上抑制了向日葵的生長(zhǎng)，程度為NaCl+Na2SO4＞NaCl+NaHCO3＞NaCl；AM真菌增加了對(duì)照和3種鹽堿脅迫下向日葵的總干質(zhì)量，顯著改善了NaCl+NaHCO3脅迫時(shí)向日葵的生長(zhǎng)。

3)NaCl和NaCl+NaHCO3脅迫下，AM真菌顯著改善了向日葵植株P(guān)含量，顯著降低了向日葵植株的 C∶P 和 N∶P。

4)AM真菌顯著增加了NaCl+Na2SO4和NaCl+NaHCO3脅迫下向日葵對(duì)Na+的積累。

5)AM真菌使3種鹽堿脅迫下向日葵Pn呈增加趨勢(shì)；AM真菌顯著增加NaCl和NaCl+NaHCO3處理向日葵葉片Tr和NaCl+NaHCO3處理葉片Gs；AM真菌顯著降低NaCl+NaHCO3處理向日葵葉片細(xì)胞膜透性。