两种丛枝菌根菌剂对温室番茄穴盘幼苗生长的影响

陈双臣汪蒙蒙郑彩霞杨瑞娟王忠红晋文娟贺超兴

（1河南科技大学林学院，河南洛阳 471003；2中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京100081；3西藏大学农牧学院，西藏林芝 860000）



两种丛枝菌根菌剂对温室番茄穴盘幼苗生长的影响

陈双臣1，3汪蒙蒙1郑彩霞1杨瑞娟1王忠红3晋文娟1贺超兴2

（1河南科技大学林学院，河南洛阳 471003；2中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京100081；3西藏大学农牧学院，西藏林芝 860000）

摘 要：在温室穴盘栽培条件下，对番茄幼苗接种2种商品用丛枝菌根菌剂BF（mycorrhiza for plants）和VT（mycorrhiza for vegetables），测定幼苗生长发育及光合生理等指标。结果表明：VT和BF均能不同程度地侵染番茄根系，接种35 d后侵染率分别为78.3%、66.4%。接种AMF后幼苗的株高、茎粗、干质量、鲜质量、根系活力、叶绿素含量、净光合速率均大于未接菌对照，且接种VT菌剂的幼苗与未接菌对照相比差异显著。综合分析表明，VT对番茄穴盘幼苗的促生效果较好。

关键词：丛枝菌根菌剂；番茄；苗期；生长发育；光合特性

陈双臣，男，博士，副教授，硕士生导师，专业方向：设施蔬菜栽培生理与分子生物学，E-mail：chen_shuangchen@126.com

丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）是可以在蔬菜植物根系中共生的一种土壤微生物。大量研究表明，菌根真菌能够促进蔬菜植物生长，改善根际环境（江夏 等，2015），通过延长的菌丝提高植物对矿质营养的吸收，提高耐受逆境的能力，有利于抵御其他有害微生物对植物的侵害，同时能够提高蔬菜作物的产量和品质（于二敏等，2014；郭涛 等，2015；Baum et al.， 2015）。在有机食品生产中，利用AMF可有效改善土壤肥力及结构状况，从而促进有益营养元素P、N、Ca、Cu、Fe的吸收（王林闯 等，2010；Chatzistathis et al.， 2013）。

AMF主要由根中的菌丝、菌根、液泡及土中的菌丝、孢子等部分组成，它通过与蔬菜根系结合增加了根系的吸收表面积（刘润进和李晓林，2002），菌丝分泌的螯合物还有利于难利用元素特别是P的降解利用（Clark & Zeto， 2000；Elbon & Whalen， 2015）。菌根共生后可以从不同方式和途径影响蔬菜植物的代谢过程，在蔬菜的生长发育、矿质营养、水分吸收、产量品质以及干旱胁迫、盐胁迫、根结线虫等抗逆生理中都发挥着重要作用（Marschner， 1997；Baum et al.， 2015），且苗期接种AMF具有菌种用量少、操作方便、成本低廉的优点（任志雨 等，2008）。不同蔬菜对菌根真菌的依赖程度不同，比较容易与菌根形成共生关系的有石蒜科的葱、韭菜，伞形科的胡萝卜，菊科的莴苣，葫芦科的黄瓜、西瓜，豆科植物（如豌豆）和茄科植物（如番茄、甜椒）（陈可 等，2013；Bettoni et al.， 2014；Baum et al.， 2015）。目前有关AMF在果树和大田作物上应用的报道较多，但在蔬菜育苗中应用的报道较少，并且尚没有适合国内蔬菜育苗的专用商品菌剂。本试验将2种从国外引进的商品AMF菌剂应用于番茄育苗中，旨在通过测定接种后番茄生长发育及光合生理指标，筛选出较适合番茄育苗的商品用菌剂。

1　材料与方法

1.1试验材料

供试番茄品种为中杂105，由中国农业科学院蔬菜花卉研究所选育。将种子在55 ℃水中进行温汤浸种10 min，浸泡8 h后，在恒温培养箱中30 ℃条件下催芽。供试菌剂为VT（mycorrhiza for vegetable）和BF（mycorrhiza for plants），均由捷克Symblom公司提供。其中VT为Claroideoglomus sp.、Funneliformis sp.、Diversispora sp.、Glomus sp.和Rhizophagus sp.的混合菌，每克含620个孢子；BF为G.intradices、G.microageregatum BEG、G.Claroideum BEG 210的混合菌，每克含800个混合孢子。育苗基质为草炭∶蛭石=3 V∶1 V，用50孔穴盘育苗。基质于160 ℃下处理2 h后自然冷却。

1.2试验设计

试验于2014年3～6月在中国农业科学院蔬菜花卉研究所试验温室进行，设2个接种处理和1个不接种对照。穴盘用70%酒精擦后晾干，每穴盘装基质1 600 g，接菌处理每个穴盘施160 g菌剂，菌剂与基质拌匀后装入穴盘，对照每穴盘施160 g灭菌接种物，以保证微生物区系一致，每处理重复3次。将催芽的番茄播种并同时接种菌剂，分别在播后35、41、47、53 d对幼苗进行株高（从子叶到生长点的高度）、茎粗（与子叶展开方向平行的子叶节的茎粗度）的测定；播种后41 d测定幼苗的干鲜质量；接种35 d后取根样进行AMF菌根侵染率的测定。

1.3试验方法

接种第60天时选择各处理番茄植株相同位置的功能叶片，采用LI-6400光合测定仪测定光合速率，叶绿素含量采用丙酮法测定（刘永军 等，2000），根系活力采用TTC法测定（刘永军 等，2000）。菌根侵染率是将根系取样，将30个根段采用苯胺蓝（Aniline blue）染色后，通过镜检菌根根段数和丛枝率，按照频率标准法计算菌根侵染率（Biermann & Linderman， 1981）。

1.4数据处理

试验数据采用Excel和DPS v7.05数据分析软件进行处理，差异显著性采用Duncan’s新复极差法测验分析。

表1　不同AMF对番茄幼苗光合特性的影响

2　结果与分析

2.1接种不同AMF对番茄苗期植株形态指标的影响

分别于接菌35、41、47、53 d后对各处理番茄幼苗生长情况进行调查，与不接菌对照相比，VT菌剂处理的番茄幼苗株高及茎粗均有显著提高，接菌53 d后分别比对照提高47.5%、45.0%；BF菌剂处理的幼苗株高和茎粗分别比对照提高21.8%和14.4%，但与对照差异不显著（图1）。

2.2接种不同AMF对番茄光合特性的影响

由表1可知，接种AMF的番茄幼苗净光合特性与对照差异显著。与不接菌的对照相比，接种VT和BF后，幼苗叶片的净光合速率分别提高了27.75%和15.19%。同时，接种VT的气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率分别较对照提高了63.77%、19.92%和132.26%。表明接菌处理可有效提高植株叶片的光合速率。

2.3接种不同AMF对番茄幼苗干质量、鲜质量、根冠比和侵染率的影响

VT和BF均能不同程度地侵染番茄根系，接种35 d后菌根侵染率分别为78.3%和66.4%。由图2可以看出，接种VT处理幼苗的生长状况明显好于未接种对照。与对照相比，番茄接种VT后的地上部鲜质量、地下部鲜质量、地上部干质量和地下部干质量分别比对照增加133.3%、173.5%、200.0%和185.2%，差异显著。接种BF的幼苗生长量也有明显增加，番茄地上部鲜质量、地下部鲜质量、地上部干质量和地下部干质量分别比对照增加27.4%、41.2%、55.6%和22.2%。表明接种AMF处理促进了同化产物的积累（表2）。

2.4接种不同AMF对番茄植株叶绿素含量和根系活力的影响

图2　两种AMF菌剂对番茄幼苗生长的影响

表2　不同AMF菌株对番茄苗同化产物积累和菌根侵染率的影响

由表3可知，接种AMF处理后植株叶片的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量和根系活力均增加。与对照相比，番茄幼苗接种VT后，总叶绿素含量和根系活力分别提高23.39%和31.98%，差异显著。接种BF后根系活力较对照提高27.12%，与对照差异显著。

表3　不同AMF对番茄幼苗叶绿素含量和根系活力的影响

3　结论与讨论

接种AMF可以明显地促进蔬菜的生长和干物质积累（贺忠群 等，2006；任志雨 等，2008；韩冰 等，2011）。王维华等（2003）在温室盆栽生姜试验中也证实，接种AMF增加了生姜株高、叶面积、叶片叶绿素含量和光合速率。本试验发现，番茄幼苗接种菌剂VT后，幼苗株高、茎粗、地上部和地下部干鲜质量、根系活力均较对照显著提高。这可能是因为接种AMF促进了叶片叶绿素和类胡萝卜素的合成，根系吸收面积和根系活力更高，加强了水分和其他营养成分的吸收与转运，促进了根系对矿质元素的吸收，改善了植株体内的P、K、Mg、Mn营养水平，从而间接增强植物的光合作用，最终表现为植株生物量的积累（刘爱荣 等，2011；Baslam et al.， 2013；于二敏 等，2014；郑舜怡 等，2014）。

但Zubek等（2015）在三色堇的研究中却得到了相反的结论，他们发现菌根的定殖率与生长量呈负相关，并且对光化学性能指数也没有明显影响，这可能与碳同化主要用于共生关系的维护以及次生化合物的合成有关。Quinones-Aguilar等（2014）的研究发现，在甘蔗渣和土壤栽培条件下，接种球囊霉属真菌Glomus sp.Zac-2和聚丛球囊霉Glomus aggregatum FS-39对番木瓜的生长具有明显的促进作用，接种105 d后株高和根干质量分别比对照提高3倍和300倍，而在污泥混合物中，接种菌根和对照差异不大。不同种植制度下分离得到的球囊霉属丛枝菌根真菌对田间玉米、大豆、蔬菜、茶、柑橘的生长、产量和养分利用的影响效果也不同，其中从蔬菜和豆类的田间分离到的菌根促生效果最好（Suri et al.， 2013）。表明AMF的接种效应不仅与菌种、土壤环境有关，而且还与菌种与寄主间的亲和性及侵染时期有密切关系，导致不同种类的AMF促进植物生长发育的效果有差异。

目前，AMF尚未在世界范围内得到广泛应用，主要是由于AMF必须依赖寄主植物才能繁殖，因此菌根接种物大量、便捷的生产问题还有待解决，同时菌根苗培育技术也需进一步简化（Marschner，1997）。本试验结果表明，接种VT用于番茄育苗是可行的，VT菌剂是比较适合国内番茄育苗的一种菌剂。

参考文献

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Effects of Two Different Arbuscular Mycorrhizal Fungi Inoculants on Growth of Tomato Seedlings in Greenhouse

CHEN Shuang-chen1，3，WANG Meng-meng1，ZHENG Cai-xia1，YANG Rui-juan1，WANG Zhonghong3，JIN Wen-juan1，HE Chao-xing2
（1College of Forestry，Henan University of Science and Technology，Luoyang 471003，Henan，China；2Institute of Vegetables and Flowers，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081，China；3College of Agriculture and Animal Husbandry of Tibet University，Nyingchi 860000，Tibet，China）

Abstract：Under greenhouse condition，tomato seedlings were inoculated with 2 different arbuscular mycorrhizal fungi inoculants，BF（mycorrhiza for plants）and VT（mycorrhiza for vegetables）.The growth，photosynthetic and physiological indexes were investigated.The results showed that both VT and BF could infect tomato roots in different degrees.The infection rates were 78.3% and 66.4%，respectively 35 days after inoculation.The plant height，stem diameter，dry and fresh weights，root system viability，chlorophyll content，photosynthetic rate of tomato seedling inoculated with AMF were all higher than those without inoculation.There were remarkable differences among the tomato seedlings inoculated with VT with the control.Comprehensive analysis indicated that inoculation of VT showed better growth-promotion effect on tomato seedlings.

Key words：Arbuscular mycorrhizal fungi；Tomato；Seedling；Growth and development；Photosynthetic characteristics

基金项目：国家自然科学基金项目（31471867，31260478），河南省青年骨干教师计划项目（2011GGJS-075，2012GGJS-078）

收稿日期：2015-06-14；接受日期：2015-10-14