3种丛枝菌根真菌对沙冬青的接种效应

王斌，任学花，党兴东，屠丽芳

（武威市林业综合服务中心，甘肃 武威733000）

沙冬青Ammopiptanthus mongolicus为豆科沙冬青属常绿灌木[1]，分布于内蒙古、宁夏、甘肃等地，生于沙丘、河滩边台地，是良好的固沙植物，具有很强的抗寒抗旱能力[2]。

丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungus，AMF），存在于几乎所有类型的土壤中，能与绝大多数植物建立共生关系[3]，扩大根系吸收范围，促进植物对水分、养分（特别是磷和氮）的吸收[4]，提高植物耐干旱[5]、耐盐碱[6-7]和抵抗病原物感染的能力[8]，还可以改善土壤结构和提高土壤肥力[9]。

在自然环境中普遍存在丛枝菌根真菌与沙冬青形成菌根[10]。因此，本研究通过测定沙冬青幼苗接种不同丛枝菌根真菌后的生长表现，旨在探索丛枝菌根真菌在沙冬青育苗中的利用前途。

1 试验地概况

试验地位于武威市凉州区下双镇南水村，地理坐标102°42′E、38°03′N，海拔1 480 m；土壤为砂壤质盐渍化荒漠灰钙土，pH值7.8～8.5。试验在连栋温室内进行，温度可控，正午平均光照强度8.1klx；地下水灌溉，pH值8.1左右。

2 试验材料与方法

2.1 试验材料

供试菌种为摩西球囊霉Glomus mosseae、幼套球囊霉G. etunicatum、根内球囊霉G. intraradices，购自北京市农林科学院“丛枝菌根真菌种质资源库”。

1）供试菌剂制备。菌种扩繁以玉米Zea mays为宿主。在试验前1年，土、河沙、珍珠岩、石英砂按体积比2:3:3:3制成培养基，撒入供试菌种，混合均匀，播种玉米，经过1个生长季扩繁，制成接种菌剂，内含孢子、菌丝和侵染根段，风干后贮藏备用。

2）育苗基质制备。挖取玉米田耕作土与腐熟羊粪以体积比10:1混合均匀，烘箱内160 ℃杀菌2 h看成育苗基质，冷却后备用。

3）供试苗培育。沙冬青种子当地自采。育苗基质装入育苗穴盘。饱满无损伤沙冬青种子，0.3% K2MnO4溶液浸泡30 min消毒，播种于育苗穴盘，发芽出苗后供试。

2.2 试验方法

盆栽试验设4个处理，分别接种摩西球囊霉、幼套球囊霉、根内球囊霉和空白对照，每个处理3个重复，每个重复100个育苗袋，随机区组。育苗袋直径16 cm，高18 cm。每个处理取用供试菌剂50 g，空白对照加入高温灭菌后的菌剂50 g，与育苗基质充分混合后装入育苗袋。2019年4月18日，供试苗平均高5 cm时，每个育苗袋移栽2株。接种育苗袋整齐摆放于连栋温室中，控制室内昼温25～31 ℃，夜温15～20 ℃，正常管理。

2.3 指标测定

2019年11月15日，接种苗生长停止后结束试验。统计重复小区供试苗成活数量。每个重复小区随机抽取样苗30株，游标卡尺测量地径，卷尺测量苗高。每个重复小区随机抽取样苗30株，电子天平称量地上、地下部分鲜质量；烘箱内105 ℃烘干5 h，电子天平称量地上、地下部分干质量。每个重复小区随机抽取样苗30株，新鲜根剪成1cm左右根段，漂洗干净后用甲醛－乙酸－乙醇固定液中固定12 h，用酸性品红染液进行染色[11]后用显微镜观察，统计侵染率。混合烘干样苗地上、地下部分样品，粉碎，凯氏定氮法、硝酸－高氯酸消煮－钼锑抗分光光度法、火焰光度法分别测定N、P、K含量。

侵染率（%）=（侵染根段数/被检查的根段数）×100%

根冠比=地下部分鲜质量/地上部分鲜质量

含水率（%）=（1－样苗干质量/样苗鲜质量）×100%

2.4 数据处理。

使用Mirosoft Excel 2010、IBM SPSS Statistics 21.0软件处理数据，采用LSD法进行多重比较。

3 结果分析

3.1 侵染效果

表1可见，样苗成活率各接种处理与空白对照之间无统计学意义，说明不能否定其数值差异仅属随机误差，从而判定接种样苗成活率与空白对照相同，即接种处理对样苗成活无影响。样苗接种不同丛枝菌根真菌后均能被侵染，在根内形成清晰菌丝、根内孢子及囊泡（图1）。表1可见，样苗侵染率各接种处理之间有统计学意义且数值依次增大，说明可以否定其数值差异仅属随机误差而判定亦由处理所致，即不同供试菌对样苗的侵染效果各异，侵染效果依次为根内球囊霉＞摩西球囊霉＞幼套球囊霉。

表1 接种样苗成活率和侵染率

图1 供试菌剂侵染样苗根系显微解剖特征

3.2 样苗生长

方差分析表明，接种处理间的株高、地径、干质量、含水率有统计学意义（p＜0.05），说明可以否定其数值差异仅属随机误差而判定亦由处理所致，即供试菌剂接种造成样苗各生长指标的差异。表2可见，样苗株高、地径、干质量，摩西球囊霉接种处理与空白对照均有统计学意义且数值大于后者，说明可以否定其数值差异仅属随机误差而判定亦由处理所致，即接种摩西球囊霉可以提高样苗高、径、干物质生长量；根内球囊霉接种处理与空白对照均无统计学意义，说明不能否定其数值差异仅属随机误差而判定二者等效，即接种根内球囊霉对样苗生长无影响；同理，接种幼套球囊霉对样苗生长无影响。同理，样苗高生长摩西球囊霉接种处理优于幼套球囊霉接种处理，根内球囊霉则介于二者之间；径生长摩西球囊霉接种处理优于根内球囊霉、幼套球囊霉处理；干物质生长3种供试菌剂等效。

表2可见，样苗含水率摩西球囊霉接种处理、根内球囊霉处理均与空白对照无统计学意义，其数值差异仅属随机误差，因此判定接种摩西球囊霉、根内球囊霉与空白对照无差异，即接种摩西球囊霉、根内球囊霉对含水率无影响；幼套球囊霉处理含水率与空白对照有统计学意义，说明其数据差异不属于随机误差，而是由处理所致，幼套球囊霉处理能降低样苗植株含水率。

表2可见，样苗根冠比摩西球囊霉处理与空白对照有统计学意义，说明其数值差异不仅属于随机误差，而是由处理所致，即摩西球囊霉处理降低根冠比；根内球囊霉处理、幼套球囊霉处理均与空白对照有统计学意义，说明其数值差异不仅属随机误差而是由处理所致，因此判定根内球囊霉处理、幼套球囊霉处理能提高根冠比，幼套球囊霉优于根内球囊霉。

表2 接种样苗生长量

3.3 样苗养分状况

方差分析表明，样苗地下、地上部分N、P、K含量处理间有统计学意义（p＜0.05），说明可以否定其数值差异仅属随机误差而判定亦由处理所致，即供试菌剂接种造成样苗养分吸收的差异。表3可见，样苗地下部分N含量，摩西球囊霉接种处理与空白对照有统计学意义且数值大于后者，说明可以否定其数值差异仅属随机误差而判定亦由处理所致，即摩西球囊霉接种可以增加样苗地下部分N含量；根内球囊霉、幼套球囊霉与空白对照无统计学意义，说明不能否定其数值差异仅属随机误差而判定2种供试菌剂处理与空白对照等效，即根内球囊霉、幼套球囊霉对样苗地下部分N含量无影响；同理，摩西球囊霉接种可以提升样苗地下部分P、K和地上部分N、P、K含量，根内球囊霉接种可以提升样苗地下部分P和地上部分N、K含量，幼套球囊霉接种可以提升样苗地上部分K含量而降低地下部分K和地上部分N含量。同理，摩西球囊霉接种相比根内球囊霉、幼套球囊霉接种，能够提高样苗地下部分N、K和地上部分N、P含量，降低地下部分P含量；对样苗地上部分K含量的影响，摩西球囊霉接种与幼套球囊霉接种同效，而高于根内球囊霉接种；对于样苗地下和地上部分N、P、K含量的影响，根内球囊霉接种与摩西球囊霉接种或者同效，或者互有高低。上述结果表明，摩西球囊霉接种均能促进样苗吸收积累N、P、K，并促进样苗地上部分积累P；根内球囊霉、幼套球囊霉接种对样苗吸收积累N、P、K的影响不定，或者促进，甚至削弱；3种供试菌剂中以摩西球囊霉接种促进样苗吸收积累N、P、K的效果最优。

表3 样苗养分含量 g/kg

综合上述分析，3种供试菌剂均能与样苗形成菌根，对样苗成活无影响，侵染效果以根内囊霉为优；摩西球囊霉接种能促进样苗生长和对N、P、K的吸收积累但降低根冠比；根内球囊霉对样苗生长无影响，促进或不影响对N、P、K的吸收；幼套球囊霉对样苗生长无影响，促进或削弱对N、P、K的吸收，降低样苗含水率，增大根冠比。总之，在促进样苗生长方面，摩西球囊霉接种效果最优；在提高样苗耐旱性能方面，幼套球囊霉效果较优。

4 结论与讨论

摩西球囊霉、根内球囊霉、幼套球囊霉均能与沙冬青幼苗形成菌根，侵染率可达40%～50%；3种丛枝菌根真菌接种均对沙冬青幼苗移栽成活无影响，其中摩西球囊霉可以有效促进幼苗生长，幼套球囊霉可以提高幼苗耐旱性能。因此，摩西球囊霉可用于培养具有高生物量潜力的沙冬青苗木，而幼套球囊霉可用于培养具有较高抗旱潜力的沙冬青苗木。

经过分析发现，三种丛枝菌根真菌均能侵染沙冬青幼苗根系，并能对其产生影响，不同丛枝菌根真菌对沙冬青根系的侵染率不同，这与研究中沙冬青根系能与丛枝菌根真菌形成菌根的结论一致[12]，与“不同丛枝菌根真菌对同种或不同种植物的侵染率不同”的结论一致[11]，此外有研究表明丛枝菌根真菌对沙冬青根系的侵染率在不同时间具有差异[13]，因此，丛枝菌根真菌对沙冬青根系的侵染需进一步研究。

摩西菌根霉对沙冬青幼苗苗高、地径生长量、全株N、P、K积累均有促进作用；根内球囊霉对沙冬青幼苗苗高、地径生长影响不显著，但能促进沙冬青幼苗根部P元素积累，同时促进地上部分N、K元素积累；幼套球囊霉对沙冬青幼苗苗高、地径生长影响不显著，但能显著促进沙冬青幼苗根部P元素和地上部分K元素积累，同时抑制地上部分N元素含量。

接种幼套球囊霉后沙冬青幼苗的干鲜比、根冠比均为最大，结合幼套球囊霉对沙冬青幼苗根系P元素积累的促进作用和对茎叶N元素积累的抑制作用，说明接种幼套球囊菌后沙冬青幼苗根系生长旺盛，干物质积累多，可能具有更强的抗逆性[14]，而困难立地造林时生长表现优良的苗木成活更为困难，因此与幼套球囊霉菌根化的沙冬青苗木可能更适宜困难立地条件下造林；接种摩西球囊霉后沙冬青幼苗的根茎比较小，说明地上部分生长旺盛，可能与摩西球囊霉促进N元素吸收[15]有关，地上部分生长旺盛的苗木相应对水肥需求量更高，因此抗逆性较差，适宜在良好的立地条件下造林。

本研究仅对一年生沙冬青容器苗的生物及养分吸收积累性状进行了研究，需要开展沙冬青菌根化苗木造林实验，观测其生长及抗逆性表现，以进一步研究丛枝菌根真菌对沙冬青造林的长远影响。