叢枝菌根真菌對黃瓜穴盤育苗幼苗質(zhì)量的影響

楊凡　唐艷領(lǐng)　馬凱　蔡毓新　牛莉莉　米國全　史宣杰

摘 要： 黃瓜屬于淺根系作物，穴盤育苗空間有限，基質(zhì)和養(yǎng)分能否有效持續(xù)被植物吸收，是工廠化穴盤育苗的關(guān)鍵。為了培育適齡黃瓜壯苗，設(shè)置5個處理，通過在黃瓜基質(zhì)中添加不同濃度的叢枝菌根真菌摩西球囊霉菌Gm3-2，研究其對穴盤育苗黃瓜出苗率、生長發(fā)育指標(biāo)、根系活力等的影響，探究適合在黃瓜穴盤育苗中的叢枝菌根濃度。結(jié)果表明，與對照相比，接種106孢子·g-1濃度的叢枝菌根真菌基質(zhì)的幼苗莖粗和株高分別提高了30.52%和14.36%;根冠比、G值和壯苗指數(shù)也顯著高于對照，其中壯苗指數(shù)增加132.20%;當(dāng)接種叢枝菌根真菌濃度為107孢子·g-1時，黃瓜根系活力0.69 mg·g-1·h-1，比對照提高了64.29%。初步認(rèn)為接種Gm3-2濃度為106孢子·g-1時對黃瓜穴盤育苗效果最好。

關(guān)鍵詞： 黃瓜;叢枝菌根真菌;穴盤育苗;幼苗質(zhì)量

中圖分類號：S642.2? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號：1673-2871（2020）06-030-04

Abstract： Cucumber is a shallow root crop， and the space for seedling cultivation is limited. Whether the substrate and nutrients can be effectively and continuously absorbed by plants is the key to plant seedling cultivation.In order to cultivate mature seedlings， five treatments were set up in this experiment. This experiment aims to explore the concentration of arbuscular mycorrhizal most suitable for seedling growth in cucumber acupoint tray. By adding different concentrations of Arbuscular mycorrhizal fungi（Glomus mosseae）Gm3-2 into the cucumber substrate， the effects of AMF on the seedling emergence rate， growth and development indicators and root activity were studied. The results showed that when 106 spores ·g-1 AMF were inoculated into the cucumber substrate， the stem diameter and plant height were increased by 30.52% and 14.36% respectively compared with the control， and the root-crown ratio， G value and seedling index were also significantly higher than the control group， among which the seedling index increased by 132.2%. When the concentration of AMF was 107 spores ·g-1， the root activity of cucumber was 0.69 mg·g-1·h-1， which was 64.29% higher than that of the control group. It was preliminarily concluded that （Glomus mosseae） Gm3-2 inoculation with a concentration of 106 spores ·g-1 had the best effect on cucumber seedling cultivation .

Key words： Cucumber; Arbuscular mycorrhizal fungi; Burrow dish seedling; Seedling quality

叢枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）能夠與陸地上80%以上的植物根系形成互惠共生體[1-2]，并依賴寄主植物的光合產(chǎn)物維持自身的生長和繁殖，同時能夠以多種途徑影響植物的代謝過程[3]。大量研究表明，AMF通過菌絲和代謝產(chǎn)物能夠直接促進(jìn)植株生長發(fā)育、礦質(zhì)營養(yǎng)吸收，增強(qiáng)植物抗逆、抗病能力，并間接改良土壤結(jié)構(gòu)和根際微生物環(huán)境，進(jìn)而提高產(chǎn)量和品質(zhì)[4-11]。

我國設(shè)施黃瓜播種面積逐年增加，黃瓜作為設(shè)施蔬菜的重要種類，培育和應(yīng)用適齡壯苗，已成為確保黃瓜早熟、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的重要措施[12-13]。目前，國內(nèi)黃瓜育苗主要采用40或50穴穴盤，單株根系發(fā)育空間小，基質(zhì)水肥不能適量穩(wěn)定供應(yīng)，導(dǎo)致育苗質(zhì)量不穩(wěn)定、苗弱、易發(fā)病等[14]，無法滿足蔬菜產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展對高質(zhì)量種苗的需求，降低了商品苗在農(nóng)民心中的信譽(yù)度，增大了商品苗的推廣難度。筆者將AMF接種于黃瓜穴盤育苗基質(zhì)中，研究其對黃瓜穴盤健康壯苗指標(biāo)的影響，以期為AMF在黃瓜工廠化穴盤育苗過程中的有效應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試菌株AMF為摩西球囊霉菌（Glomus mosseae，Gm3-2），菌種由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所蔬菜設(shè)施與栽培研究室保存，通過三葉草工廠化育苗擴(kuò)繁。供試黃瓜品種為‘博杰605，購自河南省慶發(fā)種業(yè)有限公司。育苗基質(zhì)由歐博亞泥炭、珍珠巖和蛭石自行配置，體積比為6∶3∶1，添加不同濃度的Gm3-2菌劑。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2019年8—10月在河南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究開發(fā)基地育苗溫室車間進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)5個處理，分別是：CK對照，不接種Gm3-2;處理A1，接種Gm3-2濃度為104孢子·g-1;處理A2，接種Gm3-2濃度為105孢子·g-1;處理A3，接種Gm3-2濃度為106孢子·g-1;處理A4，接種Gm3-2濃度為107孢子·g-1。40穴穴盤育苗，每穴1粒種子，每10盤為1個處理，每個處理4次重復(fù)。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

播種后2 d開始每天觀察，記錄各處理最早出現(xiàn)萌芽的時間、發(fā)芽種子數(shù)，直到子葉展平，統(tǒng)計(jì)各處理的發(fā)芽率。播種20 d后，測量株高和莖粗，株高采用鋼尺測量（莖基部到生長點(diǎn)的長度），莖粗采用游標(biāo)卡尺測量（子葉下端1 cm左右位置）。將幼苗洗干凈，稱量植株鮮質(zhì)量，105 ℃殺青30 min，80 ℃將幼苗烘干至恒重，稱量植株干質(zhì)量，并計(jì)算根冠比、G值和壯苗指數(shù)。根冠比=根部干質(zhì)量/地上部干質(zhì)量，G值/（mg·d-1）=植株鮮質(zhì)量/苗齡，壯苗指數(shù)=（莖粗/株高+根部干質(zhì)量/地上部干質(zhì)量）×全株干質(zhì)量。分光光度法檢測植株葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量。藍(lán)墨水醋酸染色法檢測根段侵染率，菌根侵染率/%=感染的根段數(shù)/被檢查根段的總數(shù)×100[15]。根系活力采用氯化三苯基四氮唑（TTC）還原法測定[16]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2016進(jìn)行初步整理，采用SPSS 17.0對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對黃瓜出苗率和生長發(fā)育指標(biāo)的影響

從表1可以看出，添加叢枝菌根真菌的基質(zhì)黃瓜出苗率在92.9%～93.4%，不添加叢枝菌根真菌的基質(zhì)黃瓜苗出苗率為92.8%。各個處理黃瓜出苗率差異不顯著。在株高和莖粗方面，添加叢枝菌根真菌可以促進(jìn)黃瓜苗生長，黃瓜苗莖粗和株高都有所增加。處理A3、A4與對照有顯著性差異，莖粗分別比對照提高了30.52%、19.25%，株高則分別增加了14.36%、13.69%。

添加叢枝菌根真菌對促進(jìn)黃瓜苗干物質(zhì)、根冠比和壯苗指數(shù)方面皆有影響?；|(zhì)中接種叢枝菌根真菌的根冠比皆高于對照根冠比。處理A4的根冠比最大，比對照增加75%，其余A1、A2和A3處理的黃瓜苗根冠比分別比對照增加31.3%、37.5%和68.8%，與對照差異顯著。說明叢枝菌根真菌促進(jìn)根系的發(fā)育和生長。接種叢枝菌根真菌的黃瓜苗G值也是明顯高于對照，其中A3和A4與對照相比差異顯著，說明叢枝菌根真菌促進(jìn)黃瓜生長，提高鮮質(zhì)量。但A3的值最高，說明黃瓜的鮮質(zhì)量增長不一定是叢枝菌根真菌濃度越大效果越好。在壯苗指數(shù)方面，A3的效果最好，與其他處理相比差異顯著。

2.2 叢枝菌根真菌對黃瓜幼苗葉片色素含量的影響

從表2可以看出，接種叢枝菌根真菌的基質(zhì)處理，黃瓜葉片葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量均高于對照。當(dāng)叢枝菌根真菌濃度為106孢子·g-1時，葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量最高，且與對照相比差異顯著。這表明叢枝菌根真菌可以促進(jìn)葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素的合成。

2.3 叢枝菌根真菌對黃瓜根段侵染率和根系活力影響

通過對黃瓜根部醋酸藍(lán)墨水染色法檢測以后，發(fā)現(xiàn)叢枝菌根真菌通過菌絲侵入黃瓜根部，并在根里面形成泡囊和孢子等分生器，見圖1。

從表3中可以看出，當(dāng)接種叢枝菌根真菌濃度為107孢子·g-1時，根部侵染率最大，為43.64%。在根系活力方面，未接種叢枝菌根真菌的基質(zhì)，黃瓜幼苗根系活力為0.42 mg·g-1·h-1，接種叢枝菌根真菌的基質(zhì)黃瓜苗根系活力顯著高于對照。當(dāng)接種叢枝菌根真菌濃度為107孢子·g-1時，根系活力最大，為0.69 mg·g-1·h-1，比對照高了64.29%，這表明接種叢枝菌根真菌有助于黃瓜根系活力增強(qiáng)，這可能和叢枝菌根真菌侵入黃瓜根部導(dǎo)致發(fā)生過敏性反應(yīng)或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物促進(jìn)黃瓜根系代謝加快，從而根系活力增大。

3 討論與結(jié)論

蔬菜育苗作為蔬菜生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，不僅可以提高蔬菜生產(chǎn)綜合效益，而且促進(jìn)蔬菜產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。蔬菜育苗具有節(jié)約用種量、提高土地利用率、增加復(fù)種指數(shù)和有效控制病蟲害發(fā)生等優(yōu)點(diǎn)[17]。黃瓜作為設(shè)施蔬菜的重要種類，近些年由于育苗方式方法滯后，尤其是以床土或商品基質(zhì)等育苗方式，存在著營養(yǎng)土配比難以掌握，病蟲草害發(fā)生蔓延難以控制等問題，很容易導(dǎo)致病菌、蟲卵的大量積累，存在幼苗出苗不齊、漚根和老化苗等問題，嚴(yán)重影響幼苗質(zhì)量，市場競爭力不強(qiáng)，而且育苗過程中農(nóng)藥的大量使用會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。

大量研究證實(shí)，叢枝菌根真菌通過菌絲侵染植物根部，擴(kuò)大植物根系的吸收范圍，提高寄主植物根系活力、促進(jìn)植物吸收利用礦質(zhì)營養(yǎng)和水分、調(diào)節(jié)植物激素的生物合成和植物的新陳代謝、增強(qiáng)光合作用等促進(jìn)植物生長、增強(qiáng)抗逆性和抗病性、提高作物產(chǎn)品的質(zhì)量和改善品質(zhì)[18-21]。李朕等[22]研究表明，接種叢枝菌根真菌菌根菌絲橋能夠介導(dǎo)刺槐幼苗間相關(guān)信號的傳遞，能夠促進(jìn)刺槐幼苗的根系生長、提高幼苗的成活率，刺槐幼苗成活率及根系鮮質(zhì)量比對照分別增加15.38%和23.52%。秦海濱等[23]研究結(jié)果表明，接種菌根真菌后能夠顯著提高黃瓜苗期對立枯病的抗性，降低發(fā)病率。黃瓜苗期人工接種立枯絲核菌后菌根苗和非菌根苗發(fā)病率分別為16.5%和52.0%，接種菌根真菌后菌根苗地上鮮質(zhì)量和地上干質(zhì)量分別比未接菌處理提高33.10%和25.93%。李聰?shù)萚24]研究不同時期接種叢枝菌根真菌結(jié)果表明，黃瓜不同時期接種叢枝菌根真菌對其生長均有促進(jìn)作用，與不接菌的對照相比，播種時接菌和移栽時接菌處理使黃瓜的單株產(chǎn)量分別提高了54%、34%;總糖含量分別比對照提高了8.9%和7.1%，說明播種期接種叢枝菌根真菌對促進(jìn)黃瓜生長和產(chǎn)量品質(zhì)提高高于移栽時接種菌劑效果。

根冠比和壯苗指數(shù)是衡量幼苗健壯程度的指標(biāo)。其中根冠比主要用于衡量幼苗地上部生長與地下部生長的協(xié)調(diào)性，壯苗指數(shù)是衡量幼苗素質(zhì)高低的綜合指標(biāo)之一。本試驗(yàn)結(jié)果表明，接種106孢子·g-1濃度的叢枝菌根真菌基質(zhì)的幼苗莖粗和株高分別提高了30.52%和14.36%。根冠比、G值和壯苗指數(shù)也顯著高于對照，其中壯苗指數(shù)增加132.2%。這與曾燕紅等[25]基質(zhì)接種叢枝菌根真菌提高黃花蒿生長發(fā)育研究結(jié)果相一致。說明叢枝菌根真菌可以有效促進(jìn)植物生長和壯苗等作用。但接種叢枝菌根真菌的基質(zhì)對黃瓜出苗率無顯著影響，原因可能在于叢枝菌根真菌未侵入種子內(nèi)部。

根系的菌根侵染率是表示叢枝菌根真菌真菌與宿主植物之間親和力的重要指標(biāo)[26]。祁紅英等[27]以黃秋葵穴盤育苗實(shí)驗(yàn)表明，叢枝菌根真菌對黃秋葵苗期的侵染率越高，促生作用越明顯。本試驗(yàn)中接種叢枝菌根真菌的黃瓜苗，其侵染率顯著高于對照。其中當(dāng)接種叢枝菌根真菌濃度為107孢子·g-1時，菌根侵染率為43.64%，黃瓜根系活力最強(qiáng)，為0.69 mg·g-1·h-1，比對照高了64.29%，叢枝菌根真菌侵染黃瓜根系形成叢枝菌根，不僅有利于根系更好地吸收養(yǎng)分，且提高了葉片葉綠素含量。本試驗(yàn)葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量分別為42.72、13.23和9.93 mg·g-1，顯著高于對照。

黃瓜屬于根淺作物，穴盤育苗空間有限，基質(zhì)和養(yǎng)分能否有效持續(xù)被植物吸收，是工廠化穴盤育苗的關(guān)鍵。叢枝菌根真菌能侵染植物根部，形成菌絲橋，增強(qiáng)植物根系活力，增大植物營養(yǎng)和水分等吸收面積，促進(jìn)植物生長和壯苗，抵御病蟲害等。在基質(zhì)中接種叢枝菌根真菌為推動黃瓜工廠化穴盤育苗、提高種苗質(zhì)量和蔬菜產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

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