4種牧草接種AM真菌效應分析

曹少奇，任愛天，魯為華

(石河子大學 動物科技學院，新疆 石河子 832000)

4種牧草接種AM真菌效應分析

曹少奇，任愛天，魯為華

(石河子大學 動物科技學院，新疆 石河子 832000)

通過對紅三葉(Trifoliumpratense)、白三葉(Trifoliumrepens)、高丹草(Sorghumsudanense)、紫花苜蓿(Medicagosativa)接種AM真菌，測定植物根際AM真菌菌根侵染率、孢子密度，地上和地下部分生物量，了解宿主植物與AM真菌之間的協同作用，明確AM真菌對牧草的促生長效應，并篩選與4種牧草匹配的AM真菌。結果表明，AM真菌可侵染4種牧草且均能產生孢子，但不同牧草的侵染率和孢子密度存在差異。當對高丹草接種Glomusmosseae、Glomusintraradices、Glomusetunicatum、Glomuscladoideum、Glomusmicroagregatum、Glomuscaledonium(簡稱G6)，對紅、白三葉接種Glomusintraradices(簡稱Gi)，對苜蓿接種Glomusmosseae(簡稱Gm)時產量提高水平較對照組最為明顯,接種AM真菌有效促進了植株的生長發育，提高了牧草的產量。

牧草；AM真菌；生物量；接種效應

叢枝菌根真菌(Arbuscularmycorrhizal,以下簡稱AM真菌)是一種分布最廣和最常見的菌根[1]，它是由AM真菌與陸生植物形成的一種共生體[2]。AM真菌與宿主植物形成共生體后能以不同的途徑和方式影響宿主植物的整個生長代謝過程，對植物的生長發育、養分吸收、產量、品質及抗逆性等有著很好的促進作用。在許多植物上叢枝菌根都被證明能促進植物對P、K、N、Cu、Zn等礦質元素的吸收[3]，促進植物生長，提高植物品質，提高苗木移栽成活率，增強植物的抗病性，增強植物對于干旱、寒冷、鹽堿的抗性[4]，提高植物對重金屬的耐性[5，6]。菌根生物技術在解決土壤干旱貧瘠，礦區廢墟復墾，退化生態系統恢復重建，合理利用資源以及荒山造林等方面也有重要作用[7]。接種AM真菌能有效促進宿主植物的生長，改善宿主植物的營養狀況，對植株的高度、鮮重等一系列生物量指標有顯著的影響。AM真菌為植物的生長提供有效的磷元素,使豆科植物的生物量明顯增加[8]。

國內外AM真菌的研究多數集中在果樹，蔬菜和農作物[9-14]，對牧草的叢枝菌根研究較少。紅三葉、白三葉、高丹草、苜蓿具有較高的飼用價值[15]，試驗選取了Gi、Gm、G6真菌，研究其對4種牧草生長發育的影響，為牧草AM真菌的開發和利用提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試牧草為紅三葉、白三葉、高丹草、紫花苜蓿，菌種購于青島農業大學菌根實驗室，為Glomusmosseae(簡稱Gm)、Glomusintraradices(簡稱Gi)、Glomusmosseae、Glomusintraradices、Glomusetunicatum、Glomuscladoideum、Glomusmicroagregatum、Glomuscaledonium(簡稱G6)3種真菌。

1.2 試驗方法

1.2.1 菌根侵染率的測定 種植牧草時每盆裝4 kg滅菌土，接種處理組每盆層施菌劑10 g(盆直徑14.5 cm，深23 cm)。所取盆栽土壤均采自石河子大學試驗站牧草試驗地，土壤為重壤土，含有機質2.01%，全氮0.12%，堿解氮72.8 mg/kg，速效磷34.8 mg/kg。取根時小心撥開土壤，用鑷子和剪刀配合，從根的不同部位隨機取細根2～3 g。將根段剪成0.5～1.0 cm的小段放入試管，加入5%～10% KOH，放在90 ℃的水浴鍋20～60 min，用自來水沖洗根系3次，放入2%的HCl溶液中浸泡5 min，去掉酸液后加入0.01%的酸性品紅乳酸甘油染色液(乳酸875 mL、甘油63 mL、蒸餾水63 mL、酸性品紅0.1 g)，再放回90 ℃水浴鍋內20～60 min，或室溫下過夜，加入乳酸分色即可鏡檢，按照根段頻率標準法測定根系侵染率。

1.2.2 孢子密度測定 用濕篩-傾注-蔗糖離心法進行孢子分離并在體視顯微鏡下進行密度測定。取一定量土壤(風干土或鮮土)樣品50 g，放入150 mL三角瓶，加入100 mL蒸餾水。靜置2～3 min，過雙層篩(上層20目，下層400目)，重復沖洗3次以上，將篩上的物質轉移到50 mL離心管中，3 000 r/min離心3 min，棄上清液，在下層沉淀中加入45%的蔗糖溶液(50 mL離心管加蔗糖液至30 mL刻度處)，迅速震蕩后3 000 r/min離心1 min，上清液過400目篩，用清水沖洗3～5 min后蒸餾水沖洗進培養皿中，體視顯微鏡挑選孢子。

1.2.3 牧草產量的測定 接種11周后收獲植株，將盆栽牧草用自來水浸泡15 min，沖去根系土壤，分離根部和葉部進行稱重，自然條件下風干再次稱重，記錄數據。

2 結果與分析

2.1 AM真菌對不同牧草的侵染率

接種AM真菌后，供試牧草的侵染率均有不同程度的提高(表1)。高丹草接種Gi，G6和Gm的效果與對照組差異顯著(P<0.05)，接種Gi、Gm差異不顯著，接種G6較其他3組差異極顯著，高丹草接種G6時侵染率最高，為74.05%；紅三葉接種Gm，Gi和G6差異顯著，與對照組相比差異顯著(P<0.05)，紅三葉接種G6時侵染率最高為32.08%；白三葉，接種3種菌后差異均極顯著，接種Gi時侵染率最高，為50.35%；苜蓿接種Gi和Gm差異不顯著，接種G6與Gi和Gm差異顯著，接種組與對照組差異顯著，接種G6時侵染率最高，為50.06%。

表1 不同牧草接種AM真菌的侵染率Table1 Infection rate of different forages inoculated with AM fungi %

注：同列不同小寫字母表示差異顯著性(P<0.05)，下同

2.2 AM真菌對孢子數量的影響

接種AM真菌后，供試牧草的孢子數量均有不同程度的提高(表2)，且接種組與對照組相比差異均極顯著。高丹草接種Gi、Gm差異不顯著，與接種G6相比差異顯著，接種Gm、G6差異不顯著，在接種Gi時孢子數量最多，為325個；紅三葉接種Gi與G6和Gm差異極顯著，接種G6、Gm差異不顯著，接種Gi時孢子數量最多，為675個；白三葉接種Gi與G6和Gm差異顯著，接種G6、Gm差異不顯著，接種Gm時孢子數量最多；苜蓿接種Gi、Gm差異不顯著，與接種G6差異顯著，接種G6時孢子數量最多，為116.0個。

表2 不同牧草接種AM真菌的孢子數量Table2 Number of spores in different forages inoculated with AM fungi 個

2.3 AM真菌對牧草產量的影響

接種AM真菌后，各牧草的產量均有不同程度的提高(表3)。高丹草接種G6時產量最高，接種Gi、Gm相比差異不顯著，但接種組與對照組相比差異均顯著；紅三葉接種Gi與對照組、接種G6、Gm相比差異顯著，接種G6、Gm、對照組相比差異均不顯著，但接種Gm與對照組相比差異顯著，且接種Gi時產量最高；白三葉接種Gi與對照組、接種G6、Gm相比差異顯著，接種G6、Gm相比差異不顯著，但與對照組相比均顯著，且接種Gi時產量最高；苜蓿接種Gm、G6、對照組相比差異顯著，與接種Gi相比差異不顯著，接種G6與對照組相比差異顯著，接種Gm時產量最高。

2.4 侵染率與牧草產量的相關性分析

高丹草、紅三葉、白三葉的侵染率與產量成正相關，產草量隨菌根侵染率的增加呈線性增加(圖1)。苜蓿產量和菌根侵染率之間并不存在明顯的線性關系，隨著侵染率增加其產量反而有降低的趨勢，因此，可以推測AMF對苜蓿可能存在一個最適侵染率，苜蓿產量在侵染率達到最適值時才會表現出正效應。這一現象還需要后期的進一步驗證。

表3 不同牧草接種AM真菌的生物量Table3 Biomass of different forages inoculated with AM fungi g

圖1 牧草產量與接種AM真菌侵染率之間的關系Fig.1 The relationship between forage production and the infection rate of AM fungi

3 討論與結論

結果表明，接種的3種AM真菌，提高了牧草的侵染率，增加了牧草的孢子數量，有效促進了植株的生長發育，顯著提高了牧草產量。不同牧草接種AM真菌的侵染率的敏感度不同，高丹草、紅三葉和苜蓿對接種G6較為敏感，而白三葉則對接種Gi較為敏感。同時，牧草種類和接種菌種的不同，對孢子數量有一定的影響，高丹草和紅三葉在接種Gi時孢子數量最多，白三葉接種Gm時孢子數量最多，而苜蓿則在接種G6時孢子數量達到最高。基于對侵染率及孢子數量的分析，結合不同牧草接種AM真菌的生物量結果，證實了菌種的接種顯著提高了牧草產量。當對高丹草接種G6，對紅、白三葉接種Gi，對苜蓿接種Gm時產量提高水平較對照組最為明顯，說明Gm與苜蓿有較高的親和性、共生性及產孢能力，與常青等[16]研究結論一致。

AM真菌除影響植株的生長發育外，對其抗旱性、抗病性以及對鹽堿和重金屬等其他抗逆性都有影響[17-19]，對牧草AM真菌的開發和利用有重要的現實意義。宿主植物不同,土壤因子對其侵染率、孢子密度的影響也不同[20]，由于AM真菌只有侵入根系才能存活、繁殖并發揮作用，故其在大面積栽培條件下接種困難，AM生物技術并沒有得到廣泛應用。因此，今后需要進一步探討AM真菌改善植物營養代謝的機制與途徑，加快AM真菌的純培養研究。可以預見，AM真菌作為一種經濟而有效的生物肥料，將廣泛應用于農業生產與生態農業中，且帶來不可估量的經濟效益和生態效益[21]。

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Effect of inoculation with AM fungi on four forages growth

CAO Shao-qi，REN Ai-tian，LU Wei-hua

(CollegeofAnimalScience,ShiheziUniversity,Shihezi832000，China)

Used AM fungi to inoculateTrifoliumpratense,Trifoliumrepens,Sorghumsudanens,Medicagosativa,the density of AM fungi spores,infection rate in the plant rhizosphere,ground and underground biomass were measured to understand the synergies between the host plants and AM fungi and to clarify the effect of AM fungi on the growth-promoting as well as to select the appropiate AM fungi for the forages.The results showed that AM fungi could infect four forages and produce spores,and there was difference on infection rate and spore density in four forages.Glomusmosseae，Glomusintraradices，Glomusetunicatum，Glomuscladoideum，Glomusmicroagregatum，Glomuscaledoniumcould increase yield of Sorghum hybrid sudanens,Glomus intraradices and Glomus mosseae could increase yield of red and white clover,and alfalfa as well.AM fungi improved the growth and promoted forage yield.

forage;AM fungi;biomass;inoculation effect

2014-09-03；

2015-03-26

兵團博士資金專項(2012BB017)資助

曹少奇(1992-)，男，河南駐馬店人，在讀碩士。 E-mail：1456728726@qq.com 魯為華為通訊作者。

S 54

A

1009-5500(2015)02-0043-05