不同丛枝菌根真菌对玉米生长生理的影响

任稹　韩丽　张永福　黄鹤平　陈丽娟　杨曾华　王定康

摘要：以玉米“云瑞47”为研究材料，通过盆栽试验揭示了接种Glomus mosseae（Gm）、Glomus versform（Gv）、Glomusetumcatum（Ge）、Glomus intraradices（Gi）以及混合菌剂（G4）对玉米生长生理的影响。结果表明，5个接种处理的菌根侵染率呈现G4>Gm、Gv>Ge>Gi的趋势；从各菌剂效应结果来看，混合菌剂对玉米的促生效应优于单种菌剂；对比单种菌剂，Gm和Gv对玉米的促生效果较好，而Ge和Gi对玉米则无明显影响。本研究初步证实了混合菌剂在玉米生长方面的良好表现，同时筛选出Gm和Gv是适合玉米接种的优良菌种。

关键词：丛枝菌根真菌；混合菌剂；玉米；生长生理

中图分类号：S513.04 文献标志码：A 文章编号：1002-1302（2015）05-0063-04

丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）是一类广泛存在于农田生态系统的内生真菌，可与绝大多数农作物根系形成植物一微生物共生体，这种共生关系的建立对农作物的影响显而易见。大量研究证实，AMF能够增强农作物的光合作用；促进作物生长，增加产量；促进作物对大量元素和微量元素的吸收利用，尤其是在缺磷环境下对磷元素吸收；还能提高农作物对重金属、高盐、高温、干旱和病害等不良环境的抗性和耐受性。因此，AMF作为一种新型菌肥在农作物上的应用已成为研究热点。玉米是AMF最为普遍的宿主之一，当AMF菌丝侵入到玉米根系形成有益共生联合体后，对玉米的促生作用已被大量试验证实。AMF能够显著提高玉米根系的活力和吸收能力；增强玉米叶片的光合作用；改善玉米的矿质营养，尤其是磷元素；减弱石油和盐胁迫对玉米的伤害；增强玉米对锌污染的适应性等。之前笔者已经证实，摩西球囊霉菌（Glomus mosseae）是侵袭玉米的主要AMF类群。同时发现已往研究主要集中在G.ITtOS-seae对玉米效应的表现，而探索其他菌剂对玉米生长生理影响的研究较少。尽管不同AMF对植物侵染并无严格专一性，但不同AMF与宿主之间的亲和力存在一定差异。研究多种AMF对植物的影响，可以筛选出适合某种植物的优良菌种，为推进AMF在田间的应用具有重要意义。本研究结合前人的研究进展，通过盆栽接种试验，研究接种4种不同的AMF对玉米生长生理以及吸收矿质营养元素的影响，旨在筛选出对玉米亲和力好、促生效应明显的菌株，为用AMF在玉米育苗和栽培等方面的应用提供指导。

1.材料与方法

1.1试验材料

1.1.1玉米种子来源

试验用玉米品种为云南市面上常见的“云瑞47”，从云南省农业科学院购买。

1.1.2菌根菌剂来源供试AMF为摩西球囊霉（G.mosse-“e，Gm）、地表球囊霉（G.VeI'S扣rm，Gv）、幼套球囊霉（G.etumcatum，Ge）和根内球囊霉（G.intraradices，Gi），菌源由北京市农林科学院植物营养与资源研究所提供，经玉米扩繁后得到的孢子、菌根菌段和菌丝作为接种物，检测选择高侵染率无病害的根土混合物保存备用。

1.1.3供试土壤理化性质供试土壤采自昆明学院观物山，理化性质：有机质20.73g/kg、碱解氮310.67mg/kg、速效磷42.86mg/kg、有效钾267.95mg/kg、pH值7.96。土壤过2mm筛后于烘箱中160℃高温灭菌2h，自然冷却后继续160℃烘2h，备用。

1.2试验设计

试验于2012年6月在昆明学院农学院的试验基地进行。共设不接菌剂（CK）、分别接种4种菌剂（Gm、Gv、Ge和Gi）和混合接种4种菌剂（G4）6个处理。基质为过1mm筛后的沙土混合物，干热灭菌后装入营养钵（16.5cm×15.0cm，0.2%高锰酸钾溶液消毒24 h）。玉米种子经H2O2消毒处理后播种，单接菌处理每盆加入100g包含玉米根段的菌根菌剂，混合接菌处理加入100g的混合菌剂（每种25g），不接菌处理覆盖不接菌剂扩繁的玉米根段及沙土混合物，以保证微生物区系一致。每个处理4次重复，随机排列。常规管理，定期浇水补充营养液，待玉米播种60d后取样测定菌根侵染参数及各项生长生理指标。

1.3测定方法

1.3.1菌根侵染率的测定

菌根侵染率测定和观察方法见Philips等的方法，将每玉米根系随机选取30条根段，曲利本蓝染色后制片，镜检。根据根段中菌根侵染（0，>0～1%，>1%～10%，>10%～50%，>50%～90%和>90%）和丛枝丰度（0，>0—10%，>10%-50%，>50%）的分级标准，定义每条根段的相关信息。用Mycocalc软件计算出菌根侵染频度（F%），整个根系的菌根侵染强度（M%），侵染根段的菌根侵染强度（m%），侵染根段的丛枝丰度（a%）和整个根系的丛枝丰度（A%）等参数。

1.3.2生物量的测定随机选取单株，去除根系泥土，在105℃下烘干至恒质量，分别测定部位生物量，并计算菌根依赖性指数（IMD），IMD=（接菌植株总干质量/不接菌植株总干质量）×100%。

1.3.3叶面积的测定使用美国CID生产的CI-202叶面积仪进行测定。

1.3.4生理指标的测定玉米叶片中的全氮、全磷和全钾含量测定参照鲍士旦的方法；可溶性糖测定采用蒽酮法；可溶性蛋白测定采用考马斯亮蓝法；硝酸还原酶活性采用磺胺显色法。

1.4数据处理

所有数据通过SPSS 13.0软件进行统计分析，处理间差异采用单因素方差分析（one-way ANOVA）和Duncan's多重比较，差异显著性水平为α=0.05。

2.结果与分析

2.1不同AMF对玉米根系侵染率的影响

由表1可见，接种菌剂的玉米根系均被侵染，而未接种菌剂的根系未发现丛枝菌根结构。结果表明，不同菌剂处理根系侵染率参数呈现差异。F%结果呈现G4>Gm>Gv>Ge、Gi趋势；M%表现为G4>Gm、Gv>Ge>Gi；m%依次为G4、Gv、Gm>Ge>Gi；a%为Ge、Gi>Gm、Gv、G4；A%为G4>Gm、Gv>Ge>Gi。综合各侵染参数结果，4种单菌剂和混合菌剂对玉米的侵染效果不同，混合菌剂侵染率最高，Gm和Gv其次，Ge和Gi最低。可见，混合接种的侵染率高于单接菌。