AM真菌對大棚蘆筍礦質元素吸收和營養品質的影響

（中國農業科學院蔬菜花卉研究所，北京 100081）

AM真菌對大棚蘆筍礦質元素吸收和營養品質的影響

于二敏 李 聰 賀超興*

（中國農業科學院蔬菜花卉研究所，北京 100081）

將接種叢枝菌根真菌摩西球囊霉（Glomus mosseae，GM）的蘆筍菌根苗定植在大棚內，研究菌根對蘆筍植株生物量、礦質元素吸收和產量品質的影響。結果表明：接種GM的蘆筍單株地上部鮮質量增加了45.57%，地上部干質量增加了29.65%；擬葉葉綠素、類胡蘿卜素含量和植株根系活力均顯著增加；植株吸收N、P、K、Mg、Mn、Cu的能力均有不同程度地提高；嫩莖中蘆丁含量和皂苷含量也顯著提高。

蘆筍；叢枝菌根真菌；礦質元素；營養品質

菌根是自然界中一種普遍的植物根系與微生物共生的現象，自1885年Frank發現菌根以來，已經進行了很多相關研究，我國對菌根的研究亦有60多年歷史（何新華 等，2012）。叢枝菌根（arbuscular mycorrhizal，AM）真菌可侵染植物種類多、范圍廣，其菌絲具有協助植物吸收P、S、Ca、Zn等元素和水分的功能（賀超興 等，2006；范繼紅 等，2012），從而提高植物營養吸收能力，增強植物抗逆性。接種叢枝菌根真菌對蔬菜苗期有很強的促生增抗作用（韓冰 等，2011），但對定植后蔬菜影響的研究較少（秦海濱 等，2008；江盼盼 等，2010）。在多年生植物蘆筍（Asparagus officialis L.）上，孫超等（2012）的研究表明苗期接種叢枝菌根真菌具有促進植株營養吸收的作用。本試驗研究了外源接種叢枝菌根真菌的蘆筍菌根苗定植大棚后，菌根對植株生物量、礦質元素吸收和產量品質的影響，旨在為大棚蘆筍優質栽培提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試蘆筍品種為北京市農林科學院培育的京綠蘆。育苗基質為滅菌的草炭與蛭石以2 V∶1 V混合均勻，使用前連續2 d進行160 ℃烘2 h滅菌處理，放涼后備用。育苗容器為營養缽，底部直徑8 cm，上口直徑13 cm，高13 cm，使用前用75%酒精擦拭滅菌。

供試菌種為摩西球囊霉（Glomus mosseae，GM），由匈牙利科學院農業化學與土壤研究所Tunde Takacs博士提供，菌劑是經三葉草擴繁的由宿主植物根段、真菌菌絲、孢子、沙土組成的復合物，孢子含量為27.05個·g-1，蘆筍菌根苗定植時的菌根侵染率為71.40%（孫超 等，2012）。

1.2 試驗方法

試驗于2012～2013年在中國農業科學院蔬菜花卉研究所順義基地塑料大棚內進行，大棚南北長40 m，東西寬8 m。2012年4月定植，株距0.3 m，行距1.6 m。設接種GM和不接菌兩個處理，每處理3次重復，每重復30株。

2012年8月，每處理隨機取5株，統計單株地上莖數，即為分枝數；取從上往下數第4分枝擬葉，采用丙酮乙醇提取法（郝建軍 等，2006）測定葉綠素、類胡蘿卜素含量。另取5株植株，采用直接稱量法測定單株地上部鮮質量，然后105 ℃殺青15 min，75 ℃烘至恒質量，測定單株地上部干質量；采用TTC還原法（郝建軍 等，2006）測定根系活力；采用曲利苯藍染色-方格交叉法測定根系菌根侵染率，洗凈蘆筍植株須根，剪成1 cm長的根段，置于FAA溶液（配方為70%酒精∶甲醛∶冰醋酸=90 V∶5 V∶5 V）中固定24 h，采用曲利苯藍染色法（Phillips & Hayman，1970）檢測菌根侵染情況，制片鏡檢，根據Trouvelot等（1986）的方法計算菌根侵染率。將烘干后的干樣打碎，混合取樣，采用半微量凱氏法（王曉英 等，2010）測定N含量；經HNO3-H2O2（5 V∶1 V）消煮后，使用等離子電感耦合發射光譜儀（ICP-OES）測定N、P、K、Mg、Zn、Mn、Cu含量（王小平和項蘇留，2006）。

2013年3月27日至4月27日采收綠蘆筍，每周采收2次，記錄每次采收的產量，換算出單株產量；3月30日，每處理隨機取蘆筍嫩莖500 g，送至中國醫學科學院藥用植物研究所檢測中心進行營養品質測定，蘆丁含量采用高效液相色譜法測定，皂苷含量采用紫外-可見分光光度計法測定；8月，每處理隨機取5株植株，測定根系菌根侵染率。

1.3 數據處理

試驗數據采用DPS軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 接種GM對蘆筍植株生長的影響

從表1可以看出，接種GM處理的蘆筍單株地上部干質量和地上部鮮質量均顯著增加，分別比對照增加了29.65%和45.57%；而分枝數卻比對照降低了12.64%。表明接種GM的蘆筍菌根苗定植后植株更加粗壯。

2.2 接種GM對蘆筍擬葉光合色素含量及植株根系活力的影響

從表2可以看出，接種GM處理的蘆筍擬葉葉綠素a含量比對照增加了35.70%，葉綠素b含量增加了31.74%，類胡蘿卜素含量增加了34.87%；植株根系活力比對照提高了23.20%，且差異均達顯著水平。可見，接種GM促進了蘆筍植株根系活力的提高、擬葉光合色素的合成，進而促進光合生長而增加其生物量。

表1 接種GM對蘆筍生物量及形態指標的影響

表2 接種GM對蘆筍擬葉光合色素含量和植株根系活力的影響

2.3 接種GM對蘆筍植株礦質元素吸收的影響

從表3可以看出，接種GM處理顯著提高了蘆筍根系從土壤中吸收P、K、Mg、Mn等元素的能力，植株含P量較對照增加了15.46%，含K量增加了13.13%，含Mg量增加了21.64%，含Mn量增加了53.85%；接種GM處理還促進了植株對N、Cu等元素的吸收，但差異未達顯著水平；而重金屬Zn含量減少了12.50%。

表3 接種GM對蘆筍植株礦質元素吸收的影響mg·g-1

2.4 接種GM對蘆筍產量和品質的影響

蘆筍中的蘆丁、皂甙等黃酮類物質具有增強人體抗氧化能力等保健功能。從表4可以看出，雖然接種GM處理的單株綠蘆筍產量與對照差異不大，但其活性成分蘆丁、皂苷含量較對照顯著提高，分別比對照增加了50.00%和32.04%，說明接種GM對于改善蘆筍營養品質作用明顯。

2.5 接種GM對蘆筍根系菌根侵染率的影響

由圖1可知，隨著蘆筍種植年限的增加，外源介導的GM在蘆筍根系中的侵染強度呈下降趨勢，而對照的菌根侵染率卻緩慢增加；但接種GM處理的蘆筍根系菌根侵染率始終顯著高于對照。

表4 接種GM對蘆筍產量和活性成分的影響

圖1 蘆筍菌根苗定植2 a間根系的菌根侵染率

3 結論與討論

有益微生物AM真菌可以增加植物對水分和礦質元素的吸收，最直觀的效應就是促進植株生長、提高產量、改善品質（李曉林和馮固，2001）。自然界中80%的植物可與叢枝菌根真菌形成共生體從而促進根系營養吸收，但在自然栽培條件下叢枝菌根真菌侵染周期長、根系菌根侵染率很低，影響了菌根作用的發揮。研究表明，在蔬菜育苗時外源導入叢枝菌根真菌能形成良好的菌根結構，進而提高作物產量（秦海濱 等，2008），尤其在山旱薄地條件下這一效應更大（劉潤進和陳應龍，2007）。

菌根技術在蔬菜上的應用方式為培育菌根苗，菌根苗較普通苗有較強的生長能力，可明顯提高作物產量和品質。接種叢枝菌根真菌可以改善甜椒品質，表現為硝酸鹽含量下降和總糖、VC、粗蛋白含量增加（王林闖 等，2010）；接種叢枝菌根真菌可以提高黃瓜產量和果實可溶性糖、VC含量（秦海濱 等，2008）。

蘆筍生產的經濟部位是地上嫩莖，而地上部的營養生長又與根系的吸收能力密切相關。本試驗結果表明，接種叢枝菌根真菌顯著提高了蘆筍根系的菌根侵染率，顯著提高了植株的根系活力，促進了根系對礦質元素的吸收，改善了植株體內的P、K、Mg、Mn營養水平，從而間接增強植物的光合作用，最終表現為植株生物量的積累。

蘆丁具有抗自由基活性、抗脂質過氧化、抗病毒、抗急性胰腺炎等藥理作用；皂苷是一類具有環戊烷多氫菲母核結構的物質，提取、純化后制成保健品，具有較高的抗腫瘤活性，可用于多種疾病的治療。本試驗結果表明，接種叢枝菌根真菌顯著提高了蘆筍嫩莖中蘆丁、皂苷含量，改善了蘆筍的營養品質，在蘆筍優質栽培中有良好的應用前景。

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孫超，晉文娟，李文璐，馬俊，尚輝，白龍強，賀超興．2012．基質高溫滅菌處理對蘆筍菌根苗生長和礦質營養吸收的影響．山東農業科學，44（11）：61-65．

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Effects of Arbuscular Mycorrhizal Fungi on Mineral Element Absorption and Nutrient Quality of Asparagus in Plastic Tunnel

YU Er-min，LI Cong，HE Chao-xing*

（Institute of Vegetables and Flowers，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081，China）

Effects of inoculation of arbuscular mycorrihizal fungi Glomus mosseae（GM）on biomass，mineral element absorption and nutrient quality of asparagus（Asparagus officialis L.）in plastic tunnel．The results showed that the fresh weight of GM inoculated plant increased by 45.57% than non-inoculated control，and the dry matter weight of GM inoculated plant increased by 29.65%．GM inoculation obviously increases the content of chlorophyll and carotenoids in asparagus cladophyll and strengthens the root activity．The absorption abilities for N，P，K，Mg，Mn，Cu in inoculated asparagus are also increased．The contents of rutin and saponins in GM inoculated asparagus are significantly increased than the control．

Asparagus；Arbuscular mycorrhizal fungi；Mineral element；Nutrient quality

于二敏，女，碩士研究生，專業方向：設施蔬菜栽培，E-mail：1050239313@qq.com

*通訊作者（Corresponding author）：賀超興，男，研究員，博士生導師，專業方向：設施蔬菜栽培，E-mail：hechaoxing@126.com

2014-04-26；接受日期：2014-05-20

公益性行業（農業）科研專項（201003074），科技部中捷政府間合作項目（40-1），科技部中泰政府間合作項目（20-403C），農業部園藝作物生物學與種質創制重點實驗室資助項目