不同叢枝菌根真菌對長春花生長和養分吸收的影響

溫云英，張金蓮，許詩萍，曾詩媛，陳廷速

（1.廣西農業科學院微生物研究所，廣西南寧 530007；2.廈門大學公共衛生學院，福建廈門 361102；3.玉林師范學院，廣西玉林 537099）

長春花是多年生草本植物，夾竹桃科長春花屬，在我國栽培歷史不長，主要栽培于長江以南地區，廣東省、廣西壯族自治區等地栽培較普遍。近年來，長春花在園林綠化中使用率高，以其株型緊湊、花色豐富艷麗的特點廣受消費者青睞[1]。長春花具有較強的環境適應能力，但長春花到達開花期需要長達6 個月的苗期生長，養分消耗量大，貧瘠土壤會導致開花畸形或樹形畸形，對于維持長春花生長及觀賞價值極其不利[2-3]。

叢枝菌根（Arbuscular Mycorrhiza，AM）真菌能夠與地球上80%以上的陸生植物形成共生關系[4]。有研究表明，接種AM 真菌可以有效地增強植物生長和營養吸收（主要是N 和P 的吸收）。此外，AM 真菌通過促進與其他有益微生物菌群如根瘤菌的共生作用，進而增強生物固氮作用，從而促進植株的生長。

目前，關于AM 真菌對長春花幼苗生長與養分吸收影響的研究報道甚少。因此，本研究在盆栽實驗條件下，對長春花幼苗接種AM 真菌，探討其對長春花生長的促進效應及對氮、磷肥吸收能力的影響。篩選促進長春花生長的優勢AM 真菌菌株，為菌根生物技術在長春花培育中的應用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試長春花種子為杏喜Apricot Delight；供試AM 真菌為雙網無梗囊霉（Acaulospora bireticulata，Ab）、類球囊霉屬待定種（Paraglomussp.，Ps），由廣西農業科學院亞熱帶叢枝菌根真菌資源保藏中心提供。AM 真菌經由玉米擴繁獲得，孢子密度為50～100 個·g-1，接入量為每盆300 個孢子；供試基質為等體積配比的塘泥+河沙，滅菌冷卻后備用。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計

試驗于2019 年8 月—2020 年4 月在南寧市廣西農業科學院科研核心實驗區大棚內進行。設2 種菌株分別單獨接種、1∶1 混合接種和不接種（CK）4 個處理，每個處理20 株，重復3 次。接種后每30 d 測量植株的生長性狀指標，接種后120 d 時進行植株生物量、菌根侵染率和養分含量測定。

1.2.2 長春花幼苗培育

供試長春花種子由10%H2O2消毒10 min、播種于育苗盆中，待幼苗長至2 對葉片時移栽。

1.2.3 種苗移栽及AM 真菌接種

首先加入1/3 備好的基質，接入量為每盆300 個孢子，選取生長一致的植株移栽于花盆，在植株根部周圍均勻放置AM 真菌接種物，使其與根系充分接觸，繼續加入基質至花盆的3/4，保證培養基質沒過根系，按菌株編號依次掛上標簽。對照組加入滅菌的基質，每處理60 盆，共240 盆，正常水肥管理，定期觀察。

1.2.4 AM 真菌侵染率

移栽40 d 時，每個處理隨機選取3 株植株，采集不同級別根系，清水沖洗后用50%酒精浸泡保存。參考全達萬的方法對根系的菌根進行染色[5]；使用尼康Eclipse Ci-L 和DS-Ri2 觀察菌根侵染情況。

1.2.5 菌根依賴性（MD）計算

參考Menge 的方法計算MD[6]。MD 數值越高表明植物對菌根的依賴性越高，接種菌根后對植物的促生效果越好。

1.2.6 養分含量測定

分別采用奈氏比色法、鉬銻抗分光光度法測定全氮含量與全磷含量。

1.3 統計分析

實驗數據采用SPSS 20.0 進行統計分析，在單因素方差分析的基礎上采用Duncan's 新復極差法進行多重比較分析，各處理組的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 接種不同AM 真菌菌株對長春花生長的影響

各接種處理的長春花莖徑、株高、葉片數有顯著差異（見表1）。僅接種Ps 處理的長春花生長性狀均顯著高于CK、單接種Ab 和Ab+Ps 混合接種處理（p＜0.05，下同）；單接種Ab 處理植株的莖徑、株高和葉片數與CK 無顯著差異，而混合接種處理，30 d時，植株的生長性狀均顯著低于CK，60 d 和90 d 時與CK 無顯著差異（見表1）。

表1 不同AM 真菌菌株對長春花幼苗的生長性狀的影響

2.2 不同AM 真菌菌株對長春花干鮮重的影響

從圖1 可知，不同接種處理的長春花地上部鮮重有顯著差異，其中，單接種Ps 處理的地上部鮮重顯著高于CK，但與單接種Ab 和混合接種Ab+Ps 處理間無顯著差異；不同接種處理的長春花地下部鮮重有顯著差異，單接種Ab、Ps 和混合接種Ab+Ps 處理長春花的地下部鮮重均低于CK，其中，單接種Ps 和混合接種Ab+Ps 處理長春花的地下部鮮重顯著低于CK。

圖1 不同AM 真菌對長春花鮮重的影響

從圖2 可知，單接種Ab 處理的長春花地上部干重較CK 增加，而混合接種Ab+Ps 處理的長春花地上部干重低于CK，單接種Ps 處理的長春花地上部干重與CK 無顯著差異；單接種Ab、Ps 和混合接種Ab+Ps處理的長春花地下部干重與CK 無顯著差異，且各處理間差異不顯著。

圖2 不同AM 真菌對長春花干重的影響

2.3 長春花對不同AM 真菌的菌根依賴性與侵染率

由表2 可知，不同接種處理對長春花的根系侵染能力有差異，Ab 菌株對長春花根系的親和能力最強，侵染率為45.50%；而Ps 菌株的親和能力最弱，侵染率最低，僅為12.50%；接種Ab+Ps 混合菌株的侵染率處于兩者之間（19.50%）；CK 處理的長春花根系未檢測到菌根侵染。

表2 不同AM 真菌對長春花幼苗的生物量及根系侵染和菌根依賴性的影響

長春花幼苗對AM 真菌的菌根依賴性存在一定差異，其中，Ab 菌株的依賴性為103.02%，而Ps 菌株和Ab+Ps 混合菌株的依賴性均低于100%，尤其以Ab+Ps 混合菌株的依賴性最低，僅為89.37%。

2.4 不同AM 真菌對長春花養分含量的影響

由圖3 可知，單接種Ab、Ps 及混合接種Ab+Ps處理的長春花植株，地下部氮含量均顯著低于CK，以混合接種Ab+Ps 處理地下部氮含量最低；各接種處理地上部氮含量與CK 沒有顯著差異，但以混合接種Ab+Ps 處理地上部氮含量最高。

圖3 接種不同AM 真菌對長春花氮含量影響

從圖4 可知，單接種Ps 處理長春花的地上部磷含量顯著高于CK 及單接種Ab 和混合接種Ab+Ps 處理，單接種Ab、混合接種Ab+Ps 處理的地上部磷含量與CK 無顯著差異；單接種Ps 處理長春花的地下部磷含量顯著高于混合接種Ab+Ps 處理。

圖4 接種不同AM 真菌長春花對磷含量

3 結論與討論

本論文通過接種兩種不同AM 真菌雙網無梗囊霉（Acaulospora bireticulata，Ab）、類球囊霉屬待定種（Paraglomussp.，Ps）及混合接種Ab+Ps 處理的盆栽實驗，分析不同接種處理對長春花的侵染能力、促生效應、氮磷吸收的影響。結果顯示接種Ps 菌株對增加長春花莖徑、株高和葉片數的效果優于接種Ab 菌株，而2 個菌株混合接種的效果不明顯。接種Ab 菌株和Ps 菌株對長春花地上部干重的影響效果與對地上部鮮重的影響效果一致；接種Ab+Ps 混合菌株對長春花地上部干重增加有一定負效果，與對地上部鮮重的影響效果不一致，說明接種Ab 菌株和Ps 菌株長春花地上部鮮重轉化為地上部干重的量高于接種Ab+Ps 混合菌株，而地下部鮮重與地下部干重無明顯關聯性。同時不同的AM 真菌對長春花的侵染能力、促生效應及氮磷吸收影響均有顯著的差異，在磷吸收方面，接種Ps菌株對促進長春花幼苗吸收土壤中磷的效果明顯，接種Ab 菌株也可在一定程度上促進長春花幼苗對土壤中磷的吸收；而接種Ab+Ps 混合菌株對長春花幼苗吸收土壤中的磷呈現負效果，不利于長春花幼苗富集土壤中的磷素營養。

盡管已有研究證實AM 真菌可向寄主植物大量運送氮素營養，但Smith 等研究提出了AM 真菌對植物氮素營養是否有重要貢獻的質疑[7]。在本研究中，單接種Ps、Ab 及混合接種Ab+Ps 處理對長春花地上部氮含量的增加效果甚微。AM 真菌通過增加長春花地上部分的磷從而增加地上部的鮮重，有利于植株對外界營養的吸收，然而本研究中發現接種Ps 菌株可顯著提高長春花幼苗的莖徑、株高和葉片數，增加其地上部分鮮重，有效提高長春花幼苗葉和根的磷含量，表明接種的Ps 菌株是長春花上具有良好促生效果的優勢菌株，但其侵染率比Ab 菌株低，同時兩種AM 真菌定殖率均較低并未形成較高的親和度，長春花對菌根的依賴性較弱或沒有依賴性，接種菌根對其促生效果不佳；同時表明菌根侵染率高低與菌根依賴性無相關性。該現象可能為并非所有AM 真菌都能有效促進宿主植物生長，有些甚至表現負效應；菌株和宿主植物的親和度高低不是影響其促生效應的主要因素。雖然有部分研究表明混合菌劑處理顯著提高定殖效果，但本實驗研究結果并不具有相同現象。與王磊等對淺裂剪秋蘿生長的影響研究一致[8-9]。更高的菌根依賴性也并非展現更高的利用效率，進一步印證了本實驗出現該現象的原因。這與不同菌劑之間對不同宿主植株互作有關，因此關于復合菌劑的施用效果仍要進行深入研究[10]。

關于AM 真菌對植株的促生影響，可能存在長春花對特定AM 真菌的招募作用，是不同AM 真菌與不同宿主植株間相互選擇的結果[11]。因此了解不同AM真菌的功能與其互作對不同宿主植株的影響對提高AM 真菌促生效應具有重要意義。