不同丛枝菌根真菌对长春花生长和养分吸收的影响

温云英，张金莲，许诗萍，曾诗媛，陈廷速

（1.广西农业科学院微生物研究所，广西南宁 530007；2.厦门大学公共卫生学院，福建厦门 361102；3.玉林师范学院，广西玉林 537099）

长春花是多年生草本植物，夹竹桃科长春花属，在我国栽培历史不长，主要栽培于长江以南地区，广东省、广西壮族自治区等地栽培较普遍。近年来，长春花在园林绿化中使用率高，以其株型紧凑、花色丰富艳丽的特点广受消费者青睐[1]。长春花具有较强的环境适应能力，但长春花到达开花期需要长达6 个月的苗期生长，养分消耗量大，贫瘠土壤会导致开花畸形或树形畸形，对于维持长春花生长及观赏价值极其不利[2-3]。

丛枝菌根（Arbuscular Mycorrhiza，AM）真菌能够与地球上80%以上的陆生植物形成共生关系[4]。有研究表明，接种AM 真菌可以有效地增强植物生长和营养吸收（主要是N 和P 的吸收）。此外，AM 真菌通过促进与其他有益微生物菌群如根瘤菌的共生作用，进而增强生物固氮作用，从而促进植株的生长。

目前，关于AM 真菌对长春花幼苗生长与养分吸收影响的研究报道甚少。因此，本研究在盆栽实验条件下，对长春花幼苗接种AM 真菌，探讨其对长春花生长的促进效应及对氮、磷肥吸收能力的影响。筛选促进长春花生长的优势AM 真菌菌株，为菌根生物技术在长春花培育中的应用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试长春花种子为杏喜Apricot Delight；供试AM 真菌为双网无梗囊霉（Acaulospora bireticulata，Ab）、类球囊霉属待定种（Paraglomussp.，Ps），由广西农业科学院亚热带丛枝菌根真菌资源保藏中心提供。AM 真菌经由玉米扩繁获得，孢子密度为50～100 个·g-1，接入量为每盆300 个孢子；供试基质为等体积配比的塘泥+河沙，灭菌冷却后备用。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

试验于2019 年8 月—2020 年4 月在南宁市广西农业科学院科研核心实验区大棚内进行。设2 种菌株分别单独接种、1∶1 混合接种和不接种（CK）4 个处理，每个处理20 株，重复3 次。接种后每30 d 测量植株的生长性状指标，接种后120 d 时进行植株生物量、菌根侵染率和养分含量测定。

1.2.2 长春花幼苗培育

供试长春花种子由10%H2O2消毒10 min、播种于育苗盆中，待幼苗长至2 对叶片时移栽。

1.2.3 种苗移栽及AM 真菌接种

首先加入1/3 备好的基质，接入量为每盆300 个孢子，选取生长一致的植株移栽于花盆，在植株根部周围均匀放置AM 真菌接种物，使其与根系充分接触，继续加入基质至花盆的3/4，保证培养基质没过根系，按菌株编号依次挂上标签。对照组加入灭菌的基质，每处理60 盆，共240 盆，正常水肥管理，定期观察。

1.2.4 AM 真菌侵染率

移栽40 d 时，每个处理随机选取3 株植株，采集不同级别根系，清水冲洗后用50%酒精浸泡保存。参考全达万的方法对根系的菌根进行染色[5]；使用尼康Eclipse Ci-L 和DS-Ri2 观察菌根侵染情况。

1.2.5 菌根依赖性（MD）计算

参考Menge 的方法计算MD[6]。MD 数值越高表明植物对菌根的依赖性越高，接种菌根后对植物的促生效果越好。

1.2.6 养分含量测定

分别采用奈氏比色法、钼锑抗分光光度法测定全氮含量与全磷含量。

1.3 统计分析

实验数据采用SPSS 20.0 进行统计分析，在单因素方差分析的基础上采用Duncan's 新复极差法进行多重比较分析，各处理组的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 接种不同AM 真菌菌株对长春花生长的影响

各接种处理的长春花茎径、株高、叶片数有显著差异（见表1）。仅接种Ps 处理的长春花生长性状均显著高于CK、单接种Ab 和Ab+Ps 混合接种处理（p＜0.05，下同）；单接种Ab 处理植株的茎径、株高和叶片数与CK 无显著差异，而混合接种处理，30 d时，植株的生长性状均显著低于CK，60 d 和90 d 时与CK 无显著差异（见表1）。

表1 不同AM 真菌菌株对长春花幼苗的生长性状的影响

2.2 不同AM 真菌菌株对长春花干鲜重的影响

从图1 可知，不同接种处理的长春花地上部鲜重有显著差异，其中，单接种Ps 处理的地上部鲜重显著高于CK，但与单接种Ab 和混合接种Ab+Ps 处理间无显著差异；不同接种处理的长春花地下部鲜重有显著差异，单接种Ab、Ps 和混合接种Ab+Ps 处理长春花的地下部鲜重均低于CK，其中，单接种Ps 和混合接种Ab+Ps 处理长春花的地下部鲜重显著低于CK。

图1 不同AM 真菌对长春花鲜重的影响

从图2 可知，单接种Ab 处理的长春花地上部干重较CK 增加，而混合接种Ab+Ps 处理的长春花地上部干重低于CK，单接种Ps 处理的长春花地上部干重与CK 无显著差异；单接种Ab、Ps 和混合接种Ab+Ps处理的长春花地下部干重与CK 无显著差异，且各处理间差异不显著。

图2 不同AM 真菌对长春花干重的影响

2.3 长春花对不同AM 真菌的菌根依赖性与侵染率

由表2 可知，不同接种处理对长春花的根系侵染能力有差异，Ab 菌株对长春花根系的亲和能力最强，侵染率为45.50%；而Ps 菌株的亲和能力最弱，侵染率最低，仅为12.50%；接种Ab+Ps 混合菌株的侵染率处于两者之间（19.50%）；CK 处理的长春花根系未检测到菌根侵染。

表2 不同AM 真菌对长春花幼苗的生物量及根系侵染和菌根依赖性的影响

长春花幼苗对AM 真菌的菌根依赖性存在一定差异，其中，Ab 菌株的依赖性为103.02%，而Ps 菌株和Ab+Ps 混合菌株的依赖性均低于100%，尤其以Ab+Ps 混合菌株的依赖性最低，仅为89.37%。

2.4 不同AM 真菌对长春花养分含量的影响

由图3 可知，单接种Ab、Ps 及混合接种Ab+Ps处理的长春花植株，地下部氮含量均显著低于CK，以混合接种Ab+Ps 处理地下部氮含量最低；各接种处理地上部氮含量与CK 没有显著差异，但以混合接种Ab+Ps 处理地上部氮含量最高。

图3 接种不同AM 真菌对长春花氮含量影响

从图4 可知，单接种Ps 处理长春花的地上部磷含量显著高于CK 及单接种Ab 和混合接种Ab+Ps 处理，单接种Ab、混合接种Ab+Ps 处理的地上部磷含量与CK 无显著差异；单接种Ps 处理长春花的地下部磷含量显著高于混合接种Ab+Ps 处理。

图4 接种不同AM 真菌长春花对磷含量

3 结论与讨论

本论文通过接种两种不同AM 真菌双网无梗囊霉（Acaulospora bireticulata，Ab）、类球囊霉属待定种（Paraglomussp.，Ps）及混合接种Ab+Ps 处理的盆栽实验，分析不同接种处理对长春花的侵染能力、促生效应、氮磷吸收的影响。结果显示接种Ps 菌株对增加长春花茎径、株高和叶片数的效果优于接种Ab 菌株，而2 个菌株混合接种的效果不明显。接种Ab 菌株和Ps 菌株对长春花地上部干重的影响效果与对地上部鲜重的影响效果一致；接种Ab+Ps 混合菌株对长春花地上部干重增加有一定负效果，与对地上部鲜重的影响效果不一致，说明接种Ab 菌株和Ps 菌株长春花地上部鲜重转化为地上部干重的量高于接种Ab+Ps 混合菌株，而地下部鲜重与地下部干重无明显关联性。同时不同的AM 真菌对长春花的侵染能力、促生效应及氮磷吸收影响均有显著的差异，在磷吸收方面，接种Ps菌株对促进长春花幼苗吸收土壤中磷的效果明显，接种Ab 菌株也可在一定程度上促进长春花幼苗对土壤中磷的吸收；而接种Ab+Ps 混合菌株对长春花幼苗吸收土壤中的磷呈现负效果，不利于长春花幼苗富集土壤中的磷素营养。

尽管已有研究证实AM 真菌可向寄主植物大量运送氮素营养，但Smith 等研究提出了AM 真菌对植物氮素营养是否有重要贡献的质疑[7]。在本研究中，单接种Ps、Ab 及混合接种Ab+Ps 处理对长春花地上部氮含量的增加效果甚微。AM 真菌通过增加长春花地上部分的磷从而增加地上部的鲜重，有利于植株对外界营养的吸收，然而本研究中发现接种Ps 菌株可显著提高长春花幼苗的茎径、株高和叶片数，增加其地上部分鲜重，有效提高长春花幼苗叶和根的磷含量，表明接种的Ps 菌株是长春花上具有良好促生效果的优势菌株，但其侵染率比Ab 菌株低，同时两种AM 真菌定殖率均较低并未形成较高的亲和度，长春花对菌根的依赖性较弱或没有依赖性，接种菌根对其促生效果不佳；同时表明菌根侵染率高低与菌根依赖性无相关性。该现象可能为并非所有AM 真菌都能有效促进宿主植物生长，有些甚至表现负效应；菌株和宿主植物的亲和度高低不是影响其促生效应的主要因素。虽然有部分研究表明混合菌剂处理显著提高定殖效果，但本实验研究结果并不具有相同现象。与王磊等对浅裂剪秋萝生长的影响研究一致[8-9]。更高的菌根依赖性也并非展现更高的利用效率，进一步印证了本实验出现该现象的原因。这与不同菌剂之间对不同宿主植株互作有关，因此关于复合菌剂的施用效果仍要进行深入研究[10]。

关于AM 真菌对植株的促生影响，可能存在长春花对特定AM 真菌的招募作用，是不同AM 真菌与不同宿主植株间相互选择的结果[11]。因此了解不同AM真菌的功能与其互作对不同宿主植株的影响对提高AM 真菌促生效应具有重要意义。