AM真菌對油樟幼苗生長及土壤養(yǎng)分的影響

趙 敏，劉紅玲，鄧錡璋，2，楊蕊毓，戴 林，陳 穎，吳定蓮，王文靜

（1.成都師范學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，成都 611130；2.石河子大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，新疆 石河子 832003）

油樟［Cinnamomum longepaniculatum（Gamble）N.Chao］，又叫大葉樟，為樟科（Lauraceae）樟屬（Cin?namomum）多年生常綠喬木，國家二級重點(diǎn)保護(hù)植物，主要生產(chǎn)于南方地區(qū)，如廣西、四川宜賓、云南、湖南等地［1］。油樟中提取的芳香油主要成分為萜類物質(zhì)，是國防、輕工、香料、醫(yī)藥、食品工業(yè)及軍工等燴烯及冰片方面的稀有原料，具有抗菌［2-5］、抗炎鎮(zhèn)痛［6，7］和抗癌［8］等作用。近年來隨著人們生活水平的提高，油樟的市場需求量越來越大。但由于環(huán)境條件的制約和植物中次生代謝產(chǎn)物的含量不穩(wěn)定等因素影響，油樟的產(chǎn)量與質(zhì)量得不到保證［9］。目前，提高油樟的產(chǎn)量與質(zhì)量已成為發(fā)展油樟產(chǎn)業(yè)的一大關(guān)鍵問題。

AM真菌（Arbuscular mycorrhizas fungi）是自然生態(tài)系統(tǒng)中分布最為廣泛的一種菌根真菌，與植物之間的共生關(guān)系在自然界普遍存在，80%以上的陸生植物都能與之建立共生關(guān)系［10］。AM真菌部分菌絲進(jìn)入根內(nèi)皮層細(xì)胞形成泡囊和叢枝，其余的大部分菌絲則伸展在植物根圍的土壤中，這些伸展到根圍土壤中的菌絲擴(kuò)大了植物根系的吸收面積，穿過根圍范圍的養(yǎng)分“耗竭區(qū)”，增強(qiáng)了植物對礦質(zhì)元素、水分的吸收能力，從而增強(qiáng)植物抗逆性，促進(jìn)宿主植物生長［11-14］。已有大量研究發(fā)現(xiàn)，AM真菌對玉米［15］、甘草［16］、苜蓿［17，18］、黃花蒿［19］等生長有促進(jìn)作用。但目前關(guān)于AM真菌對油樟幼苗生長影響的研究鮮有報(bào)道。為此，試驗(yàn)以油樟作為供試對象，旨在明確兩種AM真菌對油樟幼苗生長和土壤養(yǎng)分的影響，為菌根化油樟苗木、擴(kuò)大油樟的生產(chǎn)規(guī)模提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

摩西球囊霉菌（Glomus mosseae，以下記為G.m）和根內(nèi)球囊霉菌（Glomusintraradices，以下記為G.i）從北京市農(nóng)林科學(xué)院購得。油樟種子采摘自四川省宜賓市健壯油樟樹上成熟飽滿的油樟種子。

試驗(yàn)在成都師范學(xué)院實(shí)驗(yàn)田進(jìn)行。土壤按田園土∶蛭石=1∶1充分混勻，在121℃，0.14 MPa下高壓蒸汽滅菌2 h，自然風(fēng)干后備用。土壤有效磷：108.791 mg/kg；有效鉀：106.071 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

試驗(yàn)處理包括不接種處理（CK）、接種摩西球囊霉菌（G.m）和接種根內(nèi)球囊霉菌（G.i）。接種處理每盆加1 g菌種，不接種處理加等量的滅活菌劑，每處理20次重復(fù)，總共60盆。

接種AM真菌處理的盆中放入300 g滅菌土壤，均勻覆蓋一層1 g的AM真菌菌種，再覆蓋300 g滅菌土壤，在滅菌土壤表面上播入3粒飽滿、大小一致的油樟種子（油樟種子經(jīng)過10%的H2O2內(nèi)浸泡10 min，用無菌水沖洗3次），最后均勻覆蓋100 g的滅菌土壤作為表層土壤。對照的盆中放入300 g滅菌土壤，均勻覆蓋一層1 g滅活的AM真菌菌種，再覆蓋300 g滅菌土壤，在滅菌土壤表面播入3粒飽滿、大小一致的油樟種子，最后均勻覆蓋100 g的滅菌土壤作為表層土壤。播種完成后澆足水分，置于無菌培養(yǎng)室中進(jìn)行培養(yǎng)。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 生物量測定 取出完整油樟苗用報(bào)紙包好，65℃烘干至恒重，在電子天平上分別稱取油樟幼苗根、莖、葉的干物質(zhì)質(zhì)量。

1.3.2 油樟幼苗菌根侵染率 侵染率指接完菌根菌后，菌與植物根部合成的菌根率。一般分為外生和內(nèi)生，外生一般直接觀察根尖，內(nèi)生的要染色觀察。本研究所指侵染率為AM真菌侵染率，即AM真菌與油樟根部合成的菌根率，主要觀察內(nèi)生菌根，所以需要用到染色法——乳酸酚翠盤藍(lán)染色法［9］。

1.3.3 油樟幼苗孢子密度測定 孢子密度：濕篩傾注-蔗糖離心法［9］。

1.3.4 油樟根圍土壤有效磷、有效鉀的測定 采用鉬銻抗顯色法［20］和硝酸浸提法［21］。

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析

數(shù)據(jù)采用SPSSstatistics 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用ANOVO-LSD單因素比較分析，在5%水平下比較檢驗(yàn)各處理平均值之間的差異顯著性，利用Excel 2010制作圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 油樟幼苗根系侵染率、土壤孢子密度

未接種AM真菌的油樟幼苗侵染率及孢子密度一直為0。在試驗(yàn)期間，2種AM真菌接種后油樟幼苗的菌根侵染率及孢子密度都隨著時(shí)間的延長越來越高（圖1），最后接種摩西球囊霉菌的油樟幼苗的侵染率達(dá)32.38%、孢子密度達(dá)每10 g土壤27個(gè)，接種根內(nèi)球囊霉菌的油樟幼苗的侵染率達(dá)29.97%、孢子密度達(dá)每10 g土壤22個(gè)。并且同一時(shí)期下，接種摩西球囊霉菌的油樟幼苗的侵染率及孢子密度均高于接種根內(nèi)球囊霉菌的油樟幼苗的侵染率及孢子密度。

2.2 接種AM真菌對油樟幼苗生長的影響

接種AM真菌對油樟幼苗根、莖、葉三部分干物質(zhì)質(zhì)量均有明顯影響（表1）。與未接種AM真菌的油樟幼苗相比，接種AM真菌的處理顯著增加了幼苗根、莖、葉干物質(zhì)質(zhì)量和根冠比。并且接種摩西球囊霉菌的油樟幼苗的根、葉干物質(zhì)質(zhì)量均顯著高于接種根內(nèi)球囊霉菌的油樟幼苗的根、葉干物質(zhì)質(zhì)量，接種摩西球囊霉菌的油樟幼苗與根內(nèi)球囊霉菌的油樟幼苗莖的干物質(zhì)質(zhì)量差異不顯著。接種AM真菌可以促進(jìn)油樟幼苗的生長，且摩西球囊霉菌的促進(jìn)效果更為顯著。

表1 不同處理油樟根、莖、葉的干物質(zhì)質(zhì)量 （單位：g）

2.3 接種AM真菌對油樟幼苗根圍土壤有效磷和有效鉀含量的影響

由圖2可知，接種AM真菌對油樟幼苗根圍土壤有效磷和有效鉀的含量均有顯著影響。未接種AM真菌的油樟幼苗根圍土壤中有效磷含量為94.53 mg/kg，接種摩西球囊霉菌的油樟幼苗根圍土壤有效磷含量為120.45 mg/kg，較對照提高了27.4%；接種根內(nèi)球囊霉菌的油樟幼苗根圍土壤有效磷含量為114.15 mg/kg，較對照提高了20.8%。

未接種AM真菌的油樟幼苗根圍土壤中有效鉀含量為96.89 mg/kg，接種摩西球囊霉菌的油樟幼苗根圍土壤有效鉀含量為133.98 mg/kg，較對照提高了38.3%；接種根內(nèi)球囊霉菌的油樟幼苗根圍土壤有效鉀含量為119.23 mg/kg，較對照提高了23.1%。接種AM真菌油樟幼苗根圍土壤有效鉀和有效磷含量顯著高于未接種AM真菌油樟幼苗，并且接種摩西球囊霉菌處理的土壤有效鉀和有效磷含量顯著高于接種根內(nèi)球囊霉菌處理。

3 小結(jié)與討論

3.1 從枝菌根真菌對油樟幼苗的促生效應(yīng)

AM真菌的菌根效應(yīng)取決于真菌、宿主、土壤生態(tài)條件、真菌與寄主之間的協(xié)調(diào)性［22］。本研究中，接種摩西球囊霉菌的油樟幼苗侵染率及孢子密度都顯著高于接種根內(nèi)球囊霉菌油樟幼苗的侵染率及孢子密度，接種摩西球囊霉菌的油樟幼苗的侵染率為32.38 %，孢子密度為每10 g土壤27個(gè)。AM真菌作為植物根系與土壤密切聯(lián)系的橋梁，能夠促進(jìn)宿主植物的生長和土壤物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，已有大量研究證實(shí)了AM真菌對土壤養(yǎng)分活化［23，24］和植物生長［20，25］有著積極的影響。本研究中，接種AM真菌的油樟根、莖和葉的干物質(zhì)質(zhì)量均顯著增加，并且對根內(nèi)球囊霉菌和摩西球囊霉菌來說，接種摩西球囊霉菌對油樟幼苗的促生效果更好。2種AM真菌均能成功侵染油樟幼苗、促進(jìn)生長，且摩西球囊霉菌的侵染率和促生效果更佳。

3.2 AM真菌對油樟幼苗根圍土壤養(yǎng)分含量的影響

土壤中的鉀和磷含量并不缺乏，但是由于土壤礦物的強(qiáng)烈吸附、固定導(dǎo)致了有效態(tài)鉀和有效態(tài)磷含量很低［21，26］。而菌絲在土壤中的延伸，可以加速礦物結(jié)構(gòu)破壞、崩解，促進(jìn)養(yǎng)分釋放。Bender等［27］研究發(fā)現(xiàn)，AM真菌可以提高植物根圍土壤系統(tǒng)中磷的利用效率，減少養(yǎng)分的淋溶損失。本研究發(fā)現(xiàn)，與未接種AM真菌油樟幼苗根圍土壤中有效磷含量相比，接種AM真菌的油樟幼苗根圍土壤有效磷和有效鉀含量顯著增加，其中接種摩西球囊霉菌對油樟幼苗根圍土壤中有效磷和有效鉀含量的促進(jìn)效果顯著大于接種根內(nèi)球囊霉菌。接種對提高土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤微生物呼吸速率均有正效應(yīng)，菌根效應(yīng)間接改善了土壤微生物群落組成，提高有機(jī)質(zhì)降解能力，促進(jìn)養(yǎng)分釋放［24］。2種AM真菌對油樟幼苗土壤中有效磷和有效鉀的釋放有促進(jìn)作用，但摩西球囊霉菌的促進(jìn)效果更好。

2種AM真菌都能成功侵染油樟幼苗，并且能夠活化土壤礦質(zhì)元素，提高土壤中有效K、有效P的含量，促進(jìn)植物生長。并且摩西球囊霉菌與根內(nèi)球囊霉菌相比，摩西球囊霉菌在促進(jìn)油樟幼苗生長、活化土壤鉀和土壤磷方面的效果更為顯著。