文冠果菌根化育苗效应研究

董立军

（国有建平县白山林场，辽宁朝阳122406）

文冠果菌根化育苗效应研究

董立军

（国有建平县白山林场，辽宁朝阳122406）

为给造林提供优质的文冠果苗木，在其育苗过程中接种丛枝菌根菌剂，重点分析接种菌根菌剂后，文冠果幼苗生长指标和根际土壤养分含量在两个生长季内的变化。结果表明，供试菌剂能与文冠果根系建立良好的共生关系，菌根侵染率提高20.0%～26.7%；接种菌根菌剂的文冠果幼苗株高增加12.6%～37.7%、基径增加16.1%～49.7%、地上生物量增加24.8%～106.8%、根系生物量增加62.4%～151.6%和总生物量增加39.7%～121.8%；显著提高了根际土壤有机质和全氮含量。

文冠果；丛枝菌根；菌根侵染率；生长指标；根际土壤养分

菌根(Mycorrhiza)是土壤真菌与植物根系形成的互惠共生体，是分布最为广泛的微生物与高等植物间形成的共生体，它能扩大植物根系吸收面积和范围，为植物提供水分和养分来换取自身生长发育所需的碳源。传统上把菌根分为外生菌根(Ectomycorrhiza)、内生菌根(Endomycorrhiza)和内外兼生菌根(Ectoendomycorrhiza)三大类。其中丛枝菌根在自然界中分布极其广泛，能与陆地上80%～ 90%的植物根系形成丛枝菌根[1]。丛枝菌根不仅能增强寄主植物对土壤水分和养分的吸收，促进光合作用，而且能分泌相关土壤蛋白参与土壤团聚体的形成和稳定，从而促进寄主植物生长发育，改善土壤结构和养分状况[2-5]。因此，在育苗和造林过程中菌根能提高幼苗的生长速度、成活率和保存率，优化造林成效。

文冠果Xanthoceras sorbifolium隶属无患子科文冠果属，适生范围广，在我国主要分布于28°34'～ 47°20'N，73°20'～120°25'E，遍布华北、华东及西北地区，具有较高的生态和经济价值[6]。它结实早，种子含油量高，作为一种具有发展潜力的生物能源物种，近年来备受关注。它抗逆性强，病虫害少，也是荒山绿化、水土保持、防沙固沙的优良造林树种[7]。但是，在我国东北地区文冠果育苗和造林中存在育苗周期较长、苗木质量差，造林成活率低、植株生长缓慢和造林成效差等诸多问题。基于这些难题和菌根共生体对植物生长发育的有益作用，进行文冠果菌根化育苗试验，重点分析接种菌根菌剂对文冠果幼苗的促生作用及根际土壤有机质和全氮含量的变化，从而为菌根菌剂应用于林木培育提供理论依据，进一步扩大菌根生物技术在林业方面的应用。

1 试验地概况

试验地位于辽宁省建平县白山林场太平庄工区3林班(41°49'N，119°19'E)，属于北温带季风型大陆性气候，年平均降水量450～500 mm，主要集中在6-8月，年平均气温7.6℃。土壤类型为碳酸盐褐土、固定风沙土，土质疏松，有机质、全氮含量低。

2 材料与方法

2.1试验材料

供试植物材料为精选文冠果种子，供试菌剂由辽宁强森科技有限公司提供德国迪韦梯公司生产的颗粒状的丛枝菌根菌剂(根内球囊霉Glomus intraradices)，内含菌根真菌孢子、侵染根段和菌丝片段，平均孢子密度70个·mL-1。

2.2 试验设计

试验开始于2015年4月，菌剂施用量设置3个水平，即菌根菌剂与种子体积比分别为1∶5(T1)、1∶3 (T2)和1∶2(T3)，将混合后的种子和菌剂均匀撒入播种沟中，覆土。不添加菌根菌剂的为对照（CK）。两个生长季后于2016年9月份对文冠果进行调查采样，5次重复，常规方法测定文冠果株高、基径和生物量(将植株各部分置于80°C烘箱中烘48 h后称取其干重)，采集适量细根用于菌根侵染率的测定，菌根侵染率计算公式为：

IF%=(侵染根段数/观察总根段数)×100采集根际土壤用于有机质和全氮含量测定。

2.3 数据分析

采用SPSS18.0软件对数据进行统计分析，采用单因素方差分析和Fisher最小显著差数法进行差异显著性检验，显著水平为0.05。采用Origin 8.0软件作图。

3 结果与分析

3.1 文冠果根系菌根侵染率

由图1可知，接种菌根菌剂显著提高了文冠果幼苗根系菌根侵染率，丛枝菌根真菌与其根系建立了良好的菌根共生体；自然条件下对照植株根系已有菌根真菌侵染，但侵染率很低仅为10%；接种不同剂量菌根菌剂能不同程度地提高文冠果根系菌根侵染率，提高幅度在20.0%～26.7%，其中菌根菌剂与种子体积比为1∶3的菌根侵染率最大为36.7%，1∶5时菌根侵染率最小为30%。

图1 不同处理文冠果的菌根侵染率

3.2 文冠果各生长指标

接种菌根菌剂显著提高了文冠果的株高、基径、地上生物量、根系生物量和总生物量，对其根冠比无显著影响(表1)。与对照相比，文冠果在菌根菌剂与种子体积比为1:5、1:3和1:2时株高依次增加12.6%、37.7%和35.3%，基径依次增加16.1%、49.7%和41.6%，地上生物量依次增加24.8%、106.8%和102.4%，根系生物量依次增加62.4%、110.8%和151.6%，总生物量依次增加39.7%、108.4%和121.8%。

表1 不同处理文冠果的各生长指标

3.3 文冠果根际土壤有机质和全氮含量

接种菌根菌剂显著提高了文冠果根际土壤有机质和全氮含量，与对照相比差异显著（图2）。根际土壤和非根际土壤的含量差异不显著，但各菌剂施用量间对根际土壤有机质和全氮含量无显著影响。与未接种的根际土壤相比，接种处理根际土壤有机质和全氮含量分别增加2.93～3.60 g·kg-1和0.321～0.374 g·kg-1，其有机质和全氮含量均在接种菌根菌剂与种子体积比为1∶5时最高。

图2 不同处理文冠果的根际土壤有机质和全氮含量

4 结论与讨论

菌根侵染率是评价菌根真菌与植物是否建立共生关系的重要指标，也是讨论菌根对植物发挥作用的前提，一般认为菌根侵染率越高，植株根系菌根化程度越高，对植物的促进作用也会越明显。供试菌根菌剂能与文冠果幼苗根系形成良好的共生关系，菌根侵染率显著提高。接种菌根菌剂能促进文冠果幼苗的生长发育，显著提高了植株的株高、基径、地上生物量、根系生物量和总生物量，且菌根菌剂与种子体积比为1∶3菌剂施用量对植株地上部分生长发育的促进作用较大，菌根菌剂与种子体积比为1∶5菌剂施用量对植株根系生长发育和生物量积累促进作用较大。接种菌根菌剂还能改良文冠果的生长基质，显著提高了根际土壤有机质和全氮含量。由此可见，菌根菌剂在文冠果育苗中具有诸多促进效应，菌根生物技术在文冠果苗木培育过程中具有较大的应用价值。

［1］Smith S E，Read D J.Mycorrhizal Symbiosis［M］.3rded. London：Academic，2008.

［2］Michalis O，Ioannides I M，Ehaliotis C.Mycorrhizal inoculation affects arbuscular mycorrhizal diversity in watermelon roots but leads to improved colonization and plant response under water stress only［J］.Applied Soil Ecology，2013，63：112-119.

［3］任禛，王建武，冯远娇，等.丛枝菌根真菌侵染Bt玉米及对其生长的影响［J］.生态学杂志，2011，30(6)：1163-1168.

［4］宋成军，曲来叶，马克明，等.AM真菌和磷对小马安羊蹄甲幼苗生长的影响［J］.生态学报，2013，33(19)：6121-6128.

［5］Lazcano C，Barrios Masias F H，Jackson L E.Arbuscular mycorrhizal effects on plant water relations and soil greenhousegasemissionsunderchangingmoisture regimes［J］.Soil Biology and Biochemistry，2014，74：184-192.

［6］牟洪香.木本能源植物文冠果的调查与研究［D］.北京：中国林业科学研究院，2006：16-71.

［7］常立儒.文冠果丰产技术研究［J］.辽宁林业科技，2014，（3）：42-78.

（责任编辑：韩素梅）

S667.9

A

1001-1714（2017）03-0028-03

2017-04-17

董立军（1978-），男，工程师，从事林业生产与林木育种等研究工作。E-mail：dlj390@163.com。