育苗基質(zhì)中添加叢枝菌根真菌菌劑對辣椒幼苗生長和光合參數(shù)的影響

吳亞勝，王其傳，祁紅英，趙 政，張 帥

（淮安柴米河農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司，江蘇 淮安 223002）

叢枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）對植物具有較為廣泛的侵染性[1]，土壤中的AMF與植物根系緊密結(jié)合，并依賴寄主植物的光合產(chǎn)物維持自身的生長和繁殖，同時(shí)能夠以多種途徑影響植物的代謝過程[2]。AMF能夠促進(jìn)宿主植物營養(yǎng)元素的吸收和CO2的同化，進(jìn)而提高宿主植物的生長和光合作用[3-4]。Hajiboland等[5]研究發(fā)現(xiàn)，接種Rhizophagus irregularis增加了番茄對P的吸收，提高了番茄光合固碳能力；Shahabivand等[6]研究表明Glomus mossea能夠增加小麥的生物量和葉綠素含量。

辣椒（Capsicum annuum L.）是我國設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中的主要栽培作物，也是工廠化育苗最多的蔬菜作物。辣椒穴盤育苗苗齡較長，對養(yǎng)分需求嚴(yán)格，苗期養(yǎng)分不足尤其是氮磷養(yǎng)分缺乏，會導(dǎo)致秧苗質(zhì)量下降，花芽分化質(zhì)量下降，分化時(shí)期延遲；而養(yǎng)分過多，則抑制種子的發(fā)芽及萌芽初期的生長，秧苗質(zhì)量下降[7]。苗期養(yǎng)分不足或養(yǎng)分過多所產(chǎn)生的不利影響，在辣椒以后的生長中是難以消除的。施入基質(zhì)中的磷由于化學(xué)固定作用，有效性降低，所以造成辣椒幼苗對磷的利用率降低。鄭舜怡等[8]在基質(zhì)添加AMF后促使辣椒根際微生物區(qū)系從低肥力的“真菌型”向高肥力的“細(xì)菌型”轉(zhuǎn)化，提高了根際微生物多樣性和酶活性，有助于維持辣椒根際生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與和諧性，從而促進(jìn)了辣椒幼苗生長，并提高產(chǎn)量。

本研究以蘇椒5號辣椒為材料，通過在有機(jī)基質(zhì)中添加叢枝菌根真菌AMF，研究其對辣椒幼苗生長和光合作用的影響，探討利用AMF增強(qiáng)有機(jī)基質(zhì)的使用效果，為提高有機(jī)基質(zhì)的應(yīng)用效果提供試驗(yàn)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2017年3—7月在淮安柴米河農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司玻璃溫室內(nèi)進(jìn)行。供試?yán)苯菲贩N為蘇椒5號，由種子市場購得；AMF產(chǎn)品（含有Acaulospora morrowiae、Gigaspora gigantean和Glomus clarum等混合菌劑）由捷克Symbiom公司提供；育苗基質(zhì)為蔬菜專用基質(zhì)，由淮安柴米河農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)方法

苗期試驗(yàn)設(shè)2個(gè)處理，分別是：（1）CK：基質(zhì)中不添加AMF；（2）AMF：基質(zhì)中添加AMF。

將叢枝菌根真菌菌劑（孢子濃度120個(gè)/g）與蔬菜育苗基質(zhì)混配后裝到50孔穴盤中，平均每盤菌劑用量為50 g。每個(gè)處理裝3盤，完全隨機(jī)排列。基質(zhì)裝盤之前，用75%酒精對穴盤進(jìn)行擦洗消毒。

辣椒種子采用10%次氯酸鈉溶液進(jìn)行表面消毒5～10 min，在55 ℃溫水中處理15 min，然后在30 ℃的溫水中浸種8 h，之后置于28 ℃的恒溫箱中催芽，濕度保持80%，保持黑暗，直至發(fā)芽。待種子萌發(fā)，選取飽滿、發(fā)芽整齊一致的種子播種。育苗期間于晴天9：00用噴壺裝清水均勻噴灑在各處理育苗穴盤，以水剛從穴盤底部流出為宜。白天溫度控制在22～28 ℃，夜間16～18 ℃，光照強(qiáng)度為400～800 μmol/（m2·s），相對濕度維持在60%～70%。

1.3 測定指標(biāo)及方法

待幼苗生長至30 d，測定生長、侵染率和光合等指標(biāo)。株高用直尺測定子葉節(jié)到生長點(diǎn)的高度（cm）；莖粗用游標(biāo)卡尺測量與子葉展開方向平行的子葉節(jié)或子葉節(jié)下5 mm處的粗度（mm）；分別稱取地上部分和地下部分鮮質(zhì)量（g）；在烘箱中烘干至恒重得到地上部分和地下部分的干質(zhì)量（g）；菌根侵染率采用醋酸墨水染色的方法測定[9]；葉綠素含量采用乙醇、丙酮、水混合液浸提法測定[10]；光合氣體交換參數(shù)采用便攜式光合測定系統(tǒng)Li-6400進(jìn)行測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2010統(tǒng)計(jì)，采用SPSS 20.0數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行LSD-Duncan's多重比較（P＜0.05），最后采用Originpro做圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 基質(zhì)添加叢枝菌根真菌菌劑對辣椒幼苗根系菌根侵染的影響

由圖1可知，通過在基質(zhì)中添加AMF菌劑進(jìn)行育苗，顯著提高了辣椒幼苗的菌根侵染率，而未添加AMF的對照根系沒有明顯的菌根侵染，可見在基質(zhì)中添加外源菌劑可以培育菌根苗。經(jīng)過菌根染色統(tǒng)計(jì)，添加AMF的辣椒幼苗的菌根侵染率高達(dá)41%，菌根擴(kuò)大了根系對營養(yǎng)元素的吸收和利用范圍，為促進(jìn)辣椒幼苗生長創(chuàng)造了條件。

2.2 基質(zhì)添加叢枝菌根真菌對辣椒幼苗生長的影響

由表1可知，育苗基質(zhì)中添加AMF菌劑，培育出的辣椒幼苗在葉片數(shù)、地下部干質(zhì)量、地下部鮮質(zhì)量、地上部干質(zhì)量等方面與對照相比，均有不同程度的增加，但未達(dá)顯著差異水平；但株高、莖粗、地上部鮮質(zhì)量均得到顯著提高，提高幅度分別為14.9%、10.6%、23.5%。可見，基質(zhì)中添加AMF可明顯促進(jìn)辣椒幼苗生長。

2.3 基質(zhì)添加叢枝菌根真菌對辣椒幼苗葉綠素含量的影響

圖1 叢枝菌根真菌對辣椒幼苗菌根侵染的影響

表1 叢枝菌根真菌對辣椒幼苗生長的影響

表2 叢枝菌根真菌對辣椒幼苗葉綠素含量的影響 mg/g

由表2可知，在育苗基質(zhì)中添加AMF菌劑，培育出的辣椒幼苗葉綠素b含量比對照增加，但未達(dá)顯著差異水平；葉綠素a含量和葉綠素總量均得到顯著提高，達(dá)顯著差異水平，提高幅度分別為37.2%和23.1%。可見，基質(zhì)中添加AMF可明顯提高幼苗的光合色素含量。

2.4 基質(zhì)添加叢枝菌根真菌對辣椒幼苗光合氣體交換參數(shù)的影響

由圖2可知，與對照相比較，基質(zhì)中添加AMF顯著提高了辣椒幼苗凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、氣孔限制值（Ls）和蒸騰速率（Tr），提高幅度分別為57.1%、44.4%、66.7%和50.8%，添加AMF顯著降低了胞間CO2濃度（Ci），降低幅度為11.6%，而水分利用率（WUE）與對照相比差異不大。可見，基質(zhì)中添加AMF能夠顯著增強(qiáng)辣椒幼苗的光合作用。

圖2 叢枝菌根真菌對辣椒幼苗光合氣體交換參數(shù)的影響

3 討論與結(jié)論

叢枝菌根是植物根系與AMF形成的一種互惠共生體，是自然生態(tài)系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成成分。蔬菜育苗階段需要肥力較高的基質(zhì)，將AMF引入到栽培基質(zhì)中，對于培育蔬菜壯苗起到了積極促進(jìn)作用。AMF能促進(jìn)植物養(yǎng)分吸收，改善植物水分代謝，增強(qiáng)植物抗逆性，改善土壤理化性狀，提高植物產(chǎn)量[11]。

已有研究表明，接種AMF對作物的生長均有不同程度的促進(jìn)作用，在作物的株高、干物質(zhì)量、葉面積等方面均有一定的體現(xiàn)[12-14]。試驗(yàn)研究表明，通過在育苗基質(zhì)中添加AMF菌劑，能夠培育辣椒菌根苗，顯著促進(jìn)辣椒幼苗的生長，提高辣椒幼苗的菌根侵染率，有利于幼苗根系對礦物元素的吸收[12]。說明基質(zhì)中添加AMF能夠達(dá)到穴施菌劑的效果，且省工高效，顯著提高了育苗基質(zhì)的使用效果，為菌根苗的培育提供了產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用方法。

葉綠素作為光合作用中最主要的色素分子，參與光合作用中光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化，其含量的高低與光合作用密切相關(guān)[15]，并影響著植株干物質(zhì)的積累[16]。本研究結(jié)果顯示，在基質(zhì)中添加AMF，辣椒幼苗葉綠素a和總?cè)~綠素含量顯著升高，促進(jìn)了植物光合色素的積累，改善了植株的光合作用。

光合作用是植物生長的物質(zhì)基礎(chǔ)[17]。趙麗莉等[18]發(fā)現(xiàn)接種摩西球囊霉（Glomus moseae）顯著促進(jìn)了小麥的營養(yǎng)生長，增強(qiáng)了光合作用。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在基質(zhì)中添加AMF，辣椒幼苗的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、氣孔限制值和蒸騰速率顯著上升，而且胞間二氧化碳濃度呈下降趨勢，說明基質(zhì)中添加AMF能夠有效地促進(jìn)辣椒幼苗的光合速率。水分利用率是光合速率和蒸騰速率的比值[19]，辣椒幼苗水分利用率差異不明顯，可能是由于蒸騰速率的升高導(dǎo)致。

綜上所述，基質(zhì)中添加AMF顯著提高了辣椒幼苗的凈光合速率，促進(jìn)了辣椒幼苗的光合作用，而且添加AMF還提高了幼苗的菌根侵染率，促進(jìn)了辣椒幼苗的生長；因此，基質(zhì)中添加AMF是提高基質(zhì)應(yīng)用效果的有效途徑。