叢枝菌根真菌對黃瓜穴盤育苗幼苗質量的影響

楊凡　唐艷領　馬凱　蔡毓新　牛莉莉　米國全　史宣杰

摘 要： 黃瓜屬于淺根系作物，穴盤育苗空間有限，基質和養分能否有效持續被植物吸收，是工廠化穴盤育苗的關鍵。為了培育適齡黃瓜壯苗，設置5個處理，通過在黃瓜基質中添加不同濃度的叢枝菌根真菌摩西球囊霉菌Gm3-2，研究其對穴盤育苗黃瓜出苗率、生長發育指標、根系活力等的影響，探究適合在黃瓜穴盤育苗中的叢枝菌根濃度。結果表明，與對照相比，接種106孢子·g-1濃度的叢枝菌根真菌基質的幼苗莖粗和株高分別提高了30.52%和14.36%;根冠比、G值和壯苗指數也顯著高于對照，其中壯苗指數增加132.20%;當接種叢枝菌根真菌濃度為107孢子·g-1時，黃瓜根系活力0.69 mg·g-1·h-1，比對照提高了64.29%。初步認為接種Gm3-2濃度為106孢子·g-1時對黃瓜穴盤育苗效果最好。

關鍵詞： 黃瓜;叢枝菌根真菌;穴盤育苗;幼苗質量

中圖分類號：S642.2? ? 文獻標志碼：A? ? 文章編號：1673-2871（2020）06-030-04

Abstract： Cucumber is a shallow root crop， and the space for seedling cultivation is limited. Whether the substrate and nutrients can be effectively and continuously absorbed by plants is the key to plant seedling cultivation.In order to cultivate mature seedlings， five treatments were set up in this experiment. This experiment aims to explore the concentration of arbuscular mycorrhizal most suitable for seedling growth in cucumber acupoint tray. By adding different concentrations of Arbuscular mycorrhizal fungi（Glomus mosseae）Gm3-2 into the cucumber substrate， the effects of AMF on the seedling emergence rate， growth and development indicators and root activity were studied. The results showed that when 106 spores ·g-1 AMF were inoculated into the cucumber substrate， the stem diameter and plant height were increased by 30.52% and 14.36% respectively compared with the control， and the root-crown ratio， G value and seedling index were also significantly higher than the control group， among which the seedling index increased by 132.2%. When the concentration of AMF was 107 spores ·g-1， the root activity of cucumber was 0.69 mg·g-1·h-1， which was 64.29% higher than that of the control group. It was preliminarily concluded that （Glomus mosseae） Gm3-2 inoculation with a concentration of 106 spores ·g-1 had the best effect on cucumber seedling cultivation .

Key words： Cucumber; Arbuscular mycorrhizal fungi; Burrow dish seedling; Seedling quality

叢枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）能夠與陸地上80%以上的植物根系形成互惠共生體[1-2]，并依賴寄主植物的光合產物維持自身的生長和繁殖，同時能夠以多種途徑影響植物的代謝過程[3]。大量研究表明，AMF通過菌絲和代謝產物能夠直接促進植株生長發育、礦質營養吸收，增強植物抗逆、抗病能力，并間接改良土壤結構和根際微生物環境，進而提高產量和品質[4-11]。

我國設施黃瓜播種面積逐年增加，黃瓜作為設施蔬菜的重要種類，培育和應用適齡壯苗，已成為確保黃瓜早熟、高產、優質的重要措施[12-13]。目前，國內黃瓜育苗主要采用40或50穴穴盤，單株根系發育空間小，基質水肥不能適量穩定供應，導致育苗質量不穩定、苗弱、易發病等[14]，無法滿足蔬菜產業快速發展對高質量種苗的需求，降低了商品苗在農民心中的信譽度，增大了商品苗的推廣難度。筆者將AMF接種于黃瓜穴盤育苗基質中，研究其對黃瓜穴盤健康壯苗指標的影響，以期為AMF在黃瓜工廠化穴盤育苗過程中的有效應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試菌株AMF為摩西球囊霉菌（Glomus mosseae，Gm3-2），菌種由河南省農業科學院園藝研究所蔬菜設施與栽培研究室保存，通過三葉草工廠化育苗擴繁。供試黃瓜品種為‘博杰605，購自河南省慶發種業有限公司。育苗基質由歐博亞泥炭、珍珠巖和蛭石自行配置，體積比為6∶3∶1，添加不同濃度的Gm3-2菌劑。

1.2 試驗設計

試驗于2019年8—10月在河南現代農業研究開發基地育苗溫室車間進行。試驗設5個處理，分別是：CK對照，不接種Gm3-2;處理A1，接種Gm3-2濃度為104孢子·g-1;處理A2，接種Gm3-2濃度為105孢子·g-1;處理A3，接種Gm3-2濃度為106孢子·g-1;處理A4，接種Gm3-2濃度為107孢子·g-1。40穴穴盤育苗，每穴1粒種子，每10盤為1個處理，每個處理4次重復。

1.3 測定項目與方法

播種后2 d開始每天觀察，記錄各處理最早出現萌芽的時間、發芽種子數，直到子葉展平，統計各處理的發芽率。播種20 d后，測量株高和莖粗，株高采用鋼尺測量（莖基部到生長點的長度），莖粗采用游標卡尺測量（子葉下端1 cm左右位置）。將幼苗洗干凈，稱量植株鮮質量，105 ℃殺青30 min，80 ℃將幼苗烘干至恒重，稱量植株干質量，并計算根冠比、G值和壯苗指數。根冠比=根部干質量/地上部干質量，G值/（mg·d-1）=植株鮮質量/苗齡，壯苗指數=（莖粗/株高+根部干質量/地上部干質量）×全株干質量。分光光度法檢測植株葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量。藍墨水醋酸染色法檢測根段侵染率，菌根侵染率/%=感染的根段數/被檢查根段的總數×100[15]。根系活力采用氯化三苯基四氮唑（TTC）還原法測定[16]。

1.4 數據處理

試驗數據采用Microsoft Excel 2016進行初步整理，采用SPSS 17.0對試驗數據進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對黃瓜出苗率和生長發育指標的影響

從表1可以看出，添加叢枝菌根真菌的基質黃瓜出苗率在92.9%～93.4%，不添加叢枝菌根真菌的基質黃瓜苗出苗率為92.8%。各個處理黃瓜出苗率差異不顯著。在株高和莖粗方面，添加叢枝菌根真菌可以促進黃瓜苗生長，黃瓜苗莖粗和株高都有所增加。處理A3、A4與對照有顯著性差異，莖粗分別比對照提高了30.52%、19.25%，株高則分別增加了14.36%、13.69%。

添加叢枝菌根真菌對促進黃瓜苗干物質、根冠比和壯苗指數方面皆有影響。基質中接種叢枝菌根真菌的根冠比皆高于對照根冠比。處理A4的根冠比最大，比對照增加75%，其余A1、A2和A3處理的黃瓜苗根冠比分別比對照增加31.3%、37.5%和68.8%，與對照差異顯著。說明叢枝菌根真菌促進根系的發育和生長。接種叢枝菌根真菌的黃瓜苗G值也是明顯高于對照，其中A3和A4與對照相比差異顯著，說明叢枝菌根真菌促進黃瓜生長，提高鮮質量。但A3的值最高，說明黃瓜的鮮質量增長不一定是叢枝菌根真菌濃度越大效果越好。在壯苗指數方面，A3的效果最好，與其他處理相比差異顯著。

2.2 叢枝菌根真菌對黃瓜幼苗葉片色素含量的影響

從表2可以看出，接種叢枝菌根真菌的基質處理，黃瓜葉片葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量均高于對照。當叢枝菌根真菌濃度為106孢子·g-1時，葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量最高，且與對照相比差異顯著。這表明叢枝菌根真菌可以促進葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素的合成。

2.3 叢枝菌根真菌對黃瓜根段侵染率和根系活力影響

通過對黃瓜根部醋酸藍墨水染色法檢測以后，發現叢枝菌根真菌通過菌絲侵入黃瓜根部，并在根里面形成泡囊和孢子等分生器，見圖1。

從表3中可以看出，當接種叢枝菌根真菌濃度為107孢子·g-1時，根部侵染率最大，為43.64%。在根系活力方面，未接種叢枝菌根真菌的基質，黃瓜幼苗根系活力為0.42 mg·g-1·h-1，接種叢枝菌根真菌的基質黃瓜苗根系活力顯著高于對照。當接種叢枝菌根真菌濃度為107孢子·g-1時，根系活力最大，為0.69 mg·g-1·h-1，比對照高了64.29%，這表明接種叢枝菌根真菌有助于黃瓜根系活力增強，這可能和叢枝菌根真菌侵入黃瓜根部導致發生過敏性反應或產生代謝產物促進黃瓜根系代謝加快，從而根系活力增大。

3 討論與結論

蔬菜育苗作為蔬菜生產中的關鍵環節，不僅可以提高蔬菜生產綜合效益，而且促進蔬菜產業健康發展。蔬菜育苗具有節約用種量、提高土地利用率、增加復種指數和有效控制病蟲害發生等優點[17]。黃瓜作為設施蔬菜的重要種類，近些年由于育苗方式方法滯后，尤其是以床土或商品基質等育苗方式，存在著營養土配比難以掌握，病蟲草害發生蔓延難以控制等問題，很容易導致病菌、蟲卵的大量積累，存在幼苗出苗不齊、漚根和老化苗等問題，嚴重影響幼苗質量，市場競爭力不強，而且育苗過程中農藥的大量使用會造成嚴重的環境污染。

大量研究證實，叢枝菌根真菌通過菌絲侵染植物根部，擴大植物根系的吸收范圍，提高寄主植物根系活力、促進植物吸收利用礦質營養和水分、調節植物激素的生物合成和植物的新陳代謝、增強光合作用等促進植物生長、增強抗逆性和抗病性、提高作物產品的質量和改善品質[18-21]。李朕等[22]研究表明，接種叢枝菌根真菌菌根菌絲橋能夠介導刺槐幼苗間相關信號的傳遞，能夠促進刺槐幼苗的根系生長、提高幼苗的成活率，刺槐幼苗成活率及根系鮮質量比對照分別增加15.38%和23.52%。秦海濱等[23]研究結果表明，接種菌根真菌后能夠顯著提高黃瓜苗期對立枯病的抗性，降低發病率。黃瓜苗期人工接種立枯絲核菌后菌根苗和非菌根苗發病率分別為16.5%和52.0%，接種菌根真菌后菌根苗地上鮮質量和地上干質量分別比未接菌處理提高33.10%和25.93%。李聰等[24]研究不同時期接種叢枝菌根真菌結果表明，黃瓜不同時期接種叢枝菌根真菌對其生長均有促進作用，與不接菌的對照相比，播種時接菌和移栽時接菌處理使黃瓜的單株產量分別提高了54%、34%;總糖含量分別比對照提高了8.9%和7.1%，說明播種期接種叢枝菌根真菌對促進黃瓜生長和產量品質提高高于移栽時接種菌劑效果。

根冠比和壯苗指數是衡量幼苗健壯程度的指標。其中根冠比主要用于衡量幼苗地上部生長與地下部生長的協調性，壯苗指數是衡量幼苗素質高低的綜合指標之一。本試驗結果表明，接種106孢子·g-1濃度的叢枝菌根真菌基質的幼苗莖粗和株高分別提高了30.52%和14.36%。根冠比、G值和壯苗指數也顯著高于對照，其中壯苗指數增加132.2%。這與曾燕紅等[25]基質接種叢枝菌根真菌提高黃花蒿生長發育研究結果相一致。說明叢枝菌根真菌可以有效促進植物生長和壯苗等作用。但接種叢枝菌根真菌的基質對黃瓜出苗率無顯著影響，原因可能在于叢枝菌根真菌未侵入種子內部。

根系的菌根侵染率是表示叢枝菌根真菌真菌與宿主植物之間親和力的重要指標[26]。祁紅英等[27]以黃秋葵穴盤育苗實驗表明，叢枝菌根真菌對黃秋葵苗期的侵染率越高，促生作用越明顯。本試驗中接種叢枝菌根真菌的黃瓜苗，其侵染率顯著高于對照。其中當接種叢枝菌根真菌濃度為107孢子·g-1時，菌根侵染率為43.64%，黃瓜根系活力最強，為0.69 mg·g-1·h-1，比對照高了64.29%，叢枝菌根真菌侵染黃瓜根系形成叢枝菌根，不僅有利于根系更好地吸收養分，且提高了葉片葉綠素含量。本試驗葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量分別為42.72、13.23和9.93 mg·g-1，顯著高于對照。

黃瓜屬于根淺作物，穴盤育苗空間有限，基質和養分能否有效持續被植物吸收，是工廠化穴盤育苗的關鍵。叢枝菌根真菌能侵染植物根部，形成菌絲橋，增強植物根系活力，增大植物營養和水分等吸收面積，促進植物生長和壯苗，抵御病蟲害等。在基質中接種叢枝菌根真菌為推動黃瓜工廠化穴盤育苗、提高種苗質量和蔬菜產業健康發展奠定了基礎。

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