不同叢枝菌根真菌對玉米生長生理的影響

任稹　韓麗　張永福　黃鶴平　陳麗娟　楊曾華　王定康

摘要：以玉米“云瑞47”為研究材料，通過盆栽試驗揭示了接種Glomus mosseae（Gm）、Glomus versform（Gv）、Glomusetumcatum（Ge）、Glomus intraradices（Gi）以及混合菌劑（G4）對玉米生長生理的影響。結果表明，5個接種處理的菌根侵染率呈現G4>Gm、Gv>Ge>Gi的趨勢；從各菌劑效應結果來看，混合菌劑對玉米的促生效應優于單種菌劑；對比單種菌劑，Gm和Gv對玉米的促生效果較好，而Ge和Gi對玉米則無明顯影響。本研究初步證實了混合菌劑在玉米生長方面的良好表現，同時篩選出Gm和Gv是適合玉米接種的優良菌種。

關鍵詞：叢枝菌根真菌；混合菌劑；玉米；生長生理

中圖分類號：S513.04 文獻標志碼：A 文章編號：1002-1302（2015）05-0063-04

叢枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）是一類廣泛存在于農田生態系統的內生真菌，可與絕大多數農作物根系形成植物一微生物共生體，這種共生關系的建立對農作物的影響顯而易見。大量研究證實，AMF能夠增強農作物的光合作用；促進作物生長，增加產量；促進作物對大量元素和微量元素的吸收利用，尤其是在缺磷環境下對磷元素吸收；還能提高農作物對重金屬、高鹽、高溫、干旱和病害等不良環境的抗性和耐受性。因此，AMF作為一種新型菌肥在農作物上的應用已成為研究熱點。玉米是AMF最為普遍的宿主之一，當AMF菌絲侵入到玉米根系形成有益共生聯合體后，對玉米的促生作用已被大量試驗證實。AMF能夠顯著提高玉米根系的活力和吸收能力；增強玉米葉片的光合作用；改善玉米的礦質營養，尤其是磷元素；減弱石油和鹽脅迫對玉米的傷害；增強玉米對鋅污染的適應性等。之前筆者已經證實，摩西球囊霉菌（Glomus mosseae）是侵襲玉米的主要AMF類群。同時發現已往研究主要集中在G.ITtOS-seae對玉米效應的表現，而探索其他菌劑對玉米生長生理影響的研究較少。盡管不同AMF對植物侵染并無嚴格專一性，但不同AMF與宿主之間的親和力存在一定差異。研究多種AMF對植物的影響，可以篩選出適合某種植物的優良菌種，為推進AMF在田間的應用具有重要意義。本研究結合前人的研究進展，通過盆栽接種試驗，研究接種4種不同的AMF對玉米生長生理以及吸收礦質營養元素的影響，旨在篩選出對玉米親和力好、促生效應明顯的菌株，為用AMF在玉米育苗和栽培等方面的應用提供指導。

1.材料與方法

1.1試驗材料

1.1.1玉米種子來源

試驗用玉米品種為云南市面上常見的“云瑞47”，從云南省農業科學院購買。

1.1.2菌根菌劑來源供試AMF為摩西球囊霉（G.mosse-“e，Gm）、地表球囊霉（G.VeI'S扣rm，Gv）、幼套球囊霉（G.etumcatum，Ge）和根內球囊霉（G.intraradices，Gi），菌源由北京市農林科學院植物營養與資源研究所提供，經玉米擴繁后得到的孢子、菌根菌段和菌絲作為接種物，檢測選擇高侵染率無病害的根土混合物保存備用。

1.1.3供試土壤理化性質供試土壤采自昆明學院觀物山，理化性質：有機質20.73g/kg、堿解氮310.67mg/kg、速效磷42.86mg/kg、有效鉀267.95mg/kg、pH值7.96。土壤過2mm篩后于烘箱中160℃高溫滅菌2h，自然冷卻后繼續160℃烘2h，備用。

1.2試驗設計

試驗于2012年6月在昆明學院農學院的試驗基地進行。共設不接菌劑（CK）、分別接種4種菌劑（Gm、Gv、Ge和Gi）和混合接種4種菌劑（G4）6個處理。基質為過1mm篩后的沙土混合物，干熱滅菌后裝入營養缽（16.5cm×15.0cm，0.2%高錳酸鉀溶液消毒24 h）。玉米種子經H2O2消毒處理后播種，單接菌處理每盆加入100g包含玉米根段的菌根菌劑，混合接菌處理加入100g的混合菌劑（每種25g），不接菌處理覆蓋不接菌劑擴繁的玉米根段及沙土混合物，以保證微生物區系一致。每個處理4次重復，隨機排列。常規管理，定期澆水補充營養液，待玉米播種60d后取樣測定菌根侵染參數及各項生長生理指標。

1.3測定方法

1.3.1菌根侵染率的測定

菌根侵染率測定和觀察方法見Philips等的方法，將每玉米根系隨機選取30條根段，曲利本藍染色后制片，鏡檢。根據根段中菌根侵染（0，>0～1%，>1%～10%，>10%～50%，>50%～90%和>90%）和叢枝豐度（0，>0—10%，>10%-50%，>50%）的分級標準，定義每條根段的相關信息。用Mycocalc軟件計算出菌根侵染頻度（F%），整個根系的菌根侵染強度（M%），侵染根段的菌根侵染強度（m%），侵染根段的叢枝豐度（a%）和整個根系的叢枝豐度（A%）等參數。

1.3.2生物量的測定隨機選取單株，去除根系泥土，在105℃下烘干至恒質量，分別測定部位生物量，并計算菌根依賴性指數（IMD），IMD=（接菌植株總干質量/不接菌植株總干質量）×100%。

1.3.3葉面積的測定使用美國CID生產的CI-202葉面積儀進行測定。

1.3.4生理指標的測定玉米葉片中的全氮、全磷和全鉀含量測定參照鮑士旦的方法；可溶性糖測定采用蒽酮法；可溶性蛋白測定采用考馬斯亮藍法；硝酸還原酶活性采用磺胺顯色法。

1.4數據處理

所有數據通過SPSS 13.0軟件進行統計分析，處理間差異采用單因素方差分析（one-way ANOVA）和Duncan's多重比較，差異顯著性水平為α=0.05。

2.結果與分析

2.1不同AMF對玉米根系侵染率的影響

由表1可見，接種菌劑的玉米根系均被侵染，而未接種菌劑的根系未發現叢枝菌根結構。結果表明，不同菌劑處理根系侵染率參數呈現差異。F%結果呈現G4>Gm>Gv>Ge、Gi趨勢；M%表現為G4>Gm、Gv>Ge>Gi；m%依次為G4、Gv、Gm>Ge>Gi；a%為Ge、Gi>Gm、Gv、G4；A%為G4>Gm、Gv>Ge>Gi。綜合各侵染參數結果，4種單菌劑和混合菌劑對玉米的侵染效果不同，混合菌劑侵染率最高，Gm和Gv其次，Ge和Gi最低。可見，混合接種的侵染率高于單接菌。