干旱脅迫下叢枝菌根真菌對水稻生長的影響

莊光梅 金梓涵

摘? ? 要：通過控制水稻的水分供給模擬干旱脅迫，對比接種叢枝菌根真菌和未接種的水稻在營養生長方面的差異，探究干旱脅迫下叢枝菌根真菌對水稻生長的影響。結果發現，在干旱脅迫下，接種過叢枝菌根真菌的水稻植株的根長、側根數、葉片數和生物量都顯著高于未接種過的水稻植株，叢枝菌根真菌提高了水稻在營養生長期的耐旱能力。

關鍵詞：干旱;叢枝菌根真菌;水稻生長;影響

文章編號： 1005-2690（2021）15-0009-02? ? ? ?中國圖書分類號： S668.4? ? ? ?文獻標志碼： A

當前因為全球氣候變暖導致極端天氣增加，干旱災害頻發，范圍逐漸擴大，造成水稻嚴重減產。2009—2010年，我國西南5省遭遇持續性特大干旱，作物產量損失嚴重[1]。而在水稻營養生長階段，水分脅迫可造成水稻平均減產19.11%[2]，因此提高水稻抗旱能力的研究十分重要。

叢枝菌根真菌是一種在自然界廣泛存在的植物根部共生菌，它與根部形成的菌根能夠增加水稻根部表面積，提高水稻對營養元素的吸收能力，增強植物的抗逆性，進而提高產量[3]。近年來，對于水稻和叢枝菌根真菌的研究逐漸增多，但是主要集中在其對水稻的營養吸收、耐鹽堿和耐重金屬能力的影響，而不是對抗旱能力的影響[4]。有研究表明，在干旱條件下，叢枝菌根真菌可以提高羊草的植株生物量和生長速度。

1? ?研究目的

本課題為研究干旱條件下叢枝菌根真菌對水稻生長產生的影響，了解在叢枝菌根真菌的作用下水稻的營養器官會產生哪些變化，這些變化對于水稻抗旱是否有幫助，探索叢枝菌根真菌在水稻種植過程中的應用方向。

2? ?研究方法與過程

2.1? ?試驗材料

水稻種子（南粳9108）、高溫滅菌稻田土、叢枝菌根真菌菌種（來自南京農業大學）、塑料桶10個（直徑20 cm，高度15.5 cm，容量3 L）、全光譜植物補光燈（60 W LED 68珠）、直尺、電子秤、紙袋、電熱恒溫鼓風干燥箱。

2.2? ?試驗方法

將浸種催芽后的水稻種子分別播種到接菌種和未接菌種的盆土中;澆水培養約30 d后，測量其株高、分蘗數和葉片數;再進行15 d控水培養后，測量其株高、分蘗數、葉片數、根長、側根數以及地上和地下部分的干重情況。

2.3? ?試驗過程

（1）浸種催芽：選100顆籽粒飽滿且無損傷的稻種，用2%次氯酸鈉溶液浸泡15 min消毒，沖洗干凈后清水浸泡36～48 h進行催芽。

（2）接菌和播種：把5個塑料桶編號，標注為無菌組，每桶裝入2 kg滅菌土;另外5個塑料桶也進行編號，標注為有菌組，裝入1.8 kg滅菌土，在土下2～3 cm處均勻撒上200 g叢枝菌根菌種兩組每盆播種5～6顆稻種，覆蓋少量滅菌土后用水澆透。

（3）培養水稻：在水稻苗高度達到10 cm前每天噴水，保持土壤濕潤，幫助水稻扎根;水稻苗高達10 cm后，在塑料桶內加水淹到土面以上2～3 cm處，每天澆水保證水面高度，并將水稻苗放到陽臺上，光照不足時每天開5～6 h植物補光燈進行補光;培養30 d后，測量株高、分蘗數和葉片數。

（4）控水處理：水稻生長30 d后，叢枝菌根真菌在土壤中大量繁殖，每組選取4盆進行15 d控水處理，剩下的一盆正常澆水作為對照處理。控水時期日間溫度通常高于30 ℃，蒸發量很大，因此不能完全斷水。每株水稻每天澆水50 mL，保證土表無積水也不干裂，水稻生長受到影響但不會枯死。

（5）數據統計：控水處理完畢后，將水稻根部洗干凈，拍照對比，并測量株高、分蘗數、葉片數、根長和側根數;將水稻的地上和地下部分剪開，裝入寫有編號的紙袋，放入干燥箱40℃烘干3 d后分別稱量干重。

3? ?研究結果

（1）控水處理后叢枝菌根真菌對水稻植株株高的影響：由圖1可知，控水處理前，各組水稻的平均株高差異不明顯;控水處理后，未接菌組的水稻株高顯著低于其他組，而接菌水稻的平均株高與未進行控水的對照組相差不大。可見在控水條件下，叢枝菌根真菌有效促進了水稻的株高生長，而在正常供水情況下，叢枝菌根真菌對株高影響不大。

（2）控水處理后叢枝菌根真菌對水稻植株分蘗數的影響：控水處理前，接菌的水稻植株與未接菌的平均分蘗數差異不大。15 d后，控水接菌組的水稻分蘗數顯著高于未接菌控水組，而正常供水的對照組則接菌和未接菌差異并不明顯。叢枝菌根真菌在控水和正常供水的條件下，都可以提高水稻分蘗數。

（3）控水處理后叢枝菌根真菌對水稻植株葉片數的影響：控水處理前，各組水稻葉片數之間的差異不大。而控水處理15 d后，未接菌組的植株平均葉片數比其他組更少，未控水未接菌的對照組也略有差異。而接菌的水稻無論是否控水，葉片數差異都不明顯。可見叢枝菌根真菌無論在控水還是正常供水的條件下，對水稻葉片生長都有促進作用，而在控水條件下，對水稻葉片正常生長的保障作用尤其明顯。

（4）控水處理后叢枝菌根對水稻根部生長的影響：無論是否控水，接菌水稻平均根長和側根數都明顯更高。控水處理對未接菌組的根長和側根數影響最明顯。可見叢枝菌根真菌對控水時期植株根部生長有重要作用。

（5）控水處理后叢枝菌根對地上和地下部分干重的影響：由圖2可知，控水處理后，接菌水稻地上和地下部分的干重都顯著高于未接菌的水稻。而接菌水稻的控水處理組和未控水對照組相比，地上和地下部分干重的差異不明顯，可見叢枝菌根在控水期間幫助植株保持了有機質的積累。

4? ?結論和分析

通過對試驗數據分析可知，在干旱脅迫下，接種過叢枝菌根真菌的水稻植株在根長、側根數、葉片數和生物量方面都顯著高于未接種過的水稻植株。尤其是叢枝菌根真菌對水稻的根長和側根數的提高，可以幫助水稻在土壤中更好地吸收和利用水分，保障正常營養生長，安全度過旱期。綜上所述，叢枝菌根真菌顯著提高了水稻在營養生長期的耐旱能力，叢枝菌根真菌可以作為菌肥廣泛使用，幫助水稻在干旱條件下保證產量。

參考文獻：

[ 1 ] 張峰.川渝地區農業氣象干旱風險區劃與損失評估研究[D].杭州：浙江大學，2013.

[ 2 ] 張世喬，王瑞崢，江洪，等.中國水稻產量受水分脅迫影響的Meta分析[J].江蘇農業科學，2018，46（18）：51-54.

[ 3 ] 胡正嘉，沈福初，秦萬貴，等.叢枝菌根真菌和細菌肥料對水稻生長的影響[J].華中農業大學學報，2001，20（3）：246-247.

[ 4 ] 楊基先，趙廷，王立，等.低鎘濃度下叢枝菌根真菌對植物的保護作用[J].哈爾濱工業大學學報，2018，50（2）：77-81.