鹽脅迫下AMF和生物質炭耦合系統對玉米籽粒產量和生理生態的調控作用

常青 周生 吳中凱

doi：10.7606/j.issn.1004-1389.2024.07.007

https：//doi.org/10.7606/j.issn.1004-1389.2024.07.007

收稿日期：2023-04-27? 修回日期：2023-05-29

基金項目：國家自然科學基金（31700270）。

第一作者：常? 青，女，副教授，從事生物學研究。E-mail：pychang@126.com

摘? 要? 旨在探究鹽脅迫下叢枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）和不同生物質炭濃度耦合系統中對玉米籽粒產量以及生理生態的調控作用。設置中鹽（20 mmol·L-1）脅迫下對玉米施用生物質炭各0、2%、4%、8%、12%濃度下并接種AMF摩西斗管囊霉Funneliformis mosseae（Fm）、根內根孢囊霉Rhizophagus intraradices（Ri）、共同接種（Fm+Ri）以及不接種對照（CK）共20個處理。結果表明，中鹽脅迫下生物質炭能夠促進AMF侵染發育，提高AMF泡囊數和侵入點數，與玉米形成良好的共生關系。不同AMF處理和生物質炭協同下均顯著增加玉米根長以及葉面積，提高葉綠素含量（SPAD值）以及葉綠素熒光參數，提升植物光合作用并增加玉米產量。在生物質炭添加4%水平下，與對照相比，共同接種Fm+Ri處理的玉米根系長度提高16.8%，葉片葉綠素含量（SPAD值）和葉面積分別提高18.5%和19.9%，玉米籽粒產量提高22.4%；葉片凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）和氣孔導度（Gs）分別增加51.2%、75.5%和24.8%，胞間CO2濃度（Ci）下降28.6%；葉綠素熒光參數中最小熒光值（Fo）、最大熒光值（Fm）、光合性能指數（Plabs）以及PSⅡ的最大光化學量子效率（Fv/Fm）分別提高69.6%、32.1%、173.6%和15.1%?？梢?，生物質炭濃度以及AMF的種類對作物生長的影響并不一致，本試驗中生物質炭添加4%水平下并共同接種Fm+Ri處理增加玉米根系長度和葉面積，提高葉綠素含量和熒光參數，增強光合作用能力，提升玉米產量的效果最為顯著，生物質炭協同AMF促進作物增產的效果還需進一步大田試驗驗證。

關鍵詞? 叢枝菌根真菌；生物質炭；鹽脅迫；光合；葉綠素；玉米；產量

土壤鹽漬化是全球性的熱點問題，隨人口數量增加以及城市化進程加快，人類對果蔬糧食等需求的增加，導致耕地壓力越來越大，由此帶來的生態環境問題愈加突出，土壤鹽堿化進程逐漸加快［1］。研究發現，土壤含鹽量過高會使得作物根系對水分和氮磷鉀等營養物質的吸收能力減弱，引起植物“生理干旱”和“缺素癥”，同時土壤鹽堿化會造成土壤堿性偏重，影響土地資源的合理利用，使得作物生長發育狀況變差并間接造成作物產量降低［2-3］。因此，選擇有效技術進行改良土壤或增加作物耐鹽性、合理利用鹽堿地土壤以增加糧食產量是一個亟待解決的問題。

從枝菌根真菌（arbuscular mycorrhiza fungi，AMF）是一類古老的微生物，其與植物共生的歷史可追溯到4.6億年前［4-5］。叢枝菌根是陸生生物與古球囊菌門真菌之間的一種根內共生體，能促進植物水分、養分的吸收，增強植物對生物及非生物脅迫的抗性［6-7］；作為回報，共生植物反饋AMF碳水化合物，以幫助真菌完成生活史［8］。趙華等［9］發現，地表多樣孢囊霉（Diversispora epigaea）和幼套近明球囊霉（Claroideoglomus etunicatum）能夠明顯減輕鹽脅迫對番茄（Lycopersicon esculentum）的傷害，AMF定殖植物根系后可使丙二醛（MDA）含量增幅減緩，葉片脯氨酸含量顯著下降；接種AMF處理能顯著提高番茄光合能力，增強SOD、POD和CAT活性，改善植株的全氮、全磷含量，進而增加番茄產量。鹽脅迫下接種摩西斗管囊霉（Funneliformis mosseae）可顯著增強甜瓜（Cucumis melo）幼苗葉綠素含量、凈光合速率（Pn）、光合電子傳遞速率（ETR）、水分利用率（WUE）和氣孔限制因子（Ls），可通過改善葉綠素熒光、氣體交換參數和光響應參數來減輕鹽脅迫對植株造成的傷害［10］。有研究發現，生物質炭可以通過改良土壤理化性狀，如提高土壤pH值和增加營養元素含量等促進植物生長，改善植物光合作用條件和生理效應，間接影響作物生長發育狀況和產量［11-12］。生物質炭是富含碳的生物質在缺氧或者無氧條件下熱解產生的一種碳素豐富的多孔固體物質，因其具有大孔隙結構、大比表面積、多活性基團以及高穩定性等特質，在全球碳循環、氣候變化以及環境調節中發揮重要作用［13］。如盆栽條件下添加生物質炭能有效緩解鹽脅迫對玉米幼苗生長的抑制，增加干物質累積量、葉綠素相對含量（SPAD）以及葉面積，提高凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導度，添加生物質炭能減低玉米葉片MDA含量，提高CAT、SOD活性，可作為鹽漬化土壤改良劑［14-15］。

另有研究證實，作為土壤改良劑的生物質炭對菌根真菌能夠產生潛在的增效作用，促進AMF侵染和植物生長發育［16-17］。AMF能夠產生一種球囊霉素相關土壤蛋白（glomalin-related soil protein，GRSP），是土壤有機碳庫的重要來源，有利于增加土壤團聚體穩定性，改善土壤耕性等［18］。陳雪冬等［19］認為接種AMF配施300? ℃生物炭能夠顯著增加土壤可溶性有機碳含量，而Saito等［20］也發現，添加生物質炭能夠促進AMF在草本植物根上的定植?；谝陨涎芯?，關于AMF與生物質炭協同的作用機制尚不明確，對糧食作物生長以及光合生理的影響未見相關報道。本試驗擬通過溫室栽培，探究鹽脅迫下不同生物質炭濃度與AMF二者聯合對玉米生長以及生理生態的調控作用，期望能從生理生態學的角度找出鹽脅迫下生物質炭協同AMF促進玉米生長的最適宜濃度，同時為后期合理利用鹽堿地增加作物產量提供理論依據。

1? 材料與方法

1.1? 試驗材料

試驗于2021年4月-8月在濮陽職業技術學院露天空地進行，供試植物材料為玉米‘鄭單528種子來自河南省農業科學研究院。生物質炭購于寧夏榮華生物質新材料科技有限公司，為秸稈生物質炭（pH 9.45，有機質含量842 g·kg-1，全氮含量7.6 g·hg-1）。育苗穴盤基質由蛭石與草炭按1∶1體積比混合而成，盆栽基質為園土（取自濮陽職業技術學院校園）與草炭按1∶1體積比混合，基質均經過高壓蒸汽滅菌（120 ℃，? 2 h）后備用。供試AMF菌種為摩西斗管囊霉（Funneliformis mosseae）和根內根孢囊霉（Rhizophagus intraradices），由北京市農林科學院植物營養與資源研究所“AMF種質資源庫”（ BGC） 提供，由三葉草擴繁，以保存于其根系及基質中的孢子、菌絲和菌根根段為接種物（孢子密度為每50? g 340個，菌絲侵染率為76%）；供試土樣為121 ℃高溫高壓蒸汽滅菌2 h后的園土。土壤基本理化性質：pH為6.98，全氮2.3 g·kg-1，有機質含量2.6 g·kg-1，全鉀4.4 g·kg-1，全磷0.6 g·kg-1，堿解氮64.8 mg·kg-1，速效鉀63.1 mg·kg-1，有效磷3.4 mg·kg-1。

1.2? 試驗方法

種植前準備：選取籽粒飽滿，大小一致，玉米種子，用0.1% HgCl2溶液浸泡消毒5 min，再用蒸餾水沖洗5～6次。將消毒后的玉米種子隨機播在鋪有兩層濾紙的培養皿（φ=9 cm），每皿放置20粒。所有的培養皿放入在（25±1） ℃、相對濕度為75％、12 h光照／12 h黑暗的條件下的恒溫光照培養箱中培養，光照度4 500 lx。

接種種植：采用盆栽試驗，設生物質炭水平各0、2%、4%、8%、12%濃度下，單接種摩西斗管囊霉（Fm）、根內根孢囊霉（Ri）以及二者混合菌種? （Fm+Ri）和不接種對照（CK），共20個處理，隨機排列，每個處理重復5次。選擇出苗整齊一致的玉米每盆栽植1株，花盆上口直徑30 cm、下盆口直徑25 cm、高25 cm（每盆6 kg土），將各0、2%、4%、8%、12%濃度的生物質炭混合土壤中。單接種摩西斗管囊霉（Fm）、根內根孢囊霉（Ri）的劑量為每盆100 g的接種物（孢子密度為每50 g 340個，菌絲侵染率為76%），混合接種（Fm、Ri劑量各? 50 g），對照（CK）則接種等量滅菌接種物，以保持相同的其他根圍微生物區系環境。管理期間注意溫度、光線、通氣條件的控制，嚴禁積水，后期根據培養基質肥力水平和植株生長需要于中后期適當補充200 mL 30%的Hoagland營養液。

1.3? 測定指標及方法

1.3.1? AMF侵染率的測定? 玉米成熟期菌根侵染率、叢枝著生率、侵入位點數和泡嚢數的測定方法均依照劉潤進等［21］描述的方法進行測定。采集玉米須根系，洗凈，加入5%KOH溶液，80 ℃水浴5 min，清洗3次，加2%HCl浸泡5 min后，加入0.1%酸性品紅-乳酸甘油染色液，室溫下過夜，加乳酸脫色，制片鏡檢，計算菌根侵染率、叢枝著生率、侵入位點數和泡嚢數。

菌根侵染率=∑（0×根段數+10%×根段數+20%×根段數+…+100%×根段數）/總根段數

1.3.2? 生長指標的測定? 玉米吐絲期，采用日本產SPAD-502Plus葉綠素儀測定玉米穗位葉SPAD值，同時測量植株葉面積。玉米成熟期利用根系分析系統WinRmZO（廣州航信科學儀器有限公司）進行玉米根系總長度的測定。通過電子天平測定成熟期每株玉米的產量。

1.3.3? 葉片氣體交換參數的測定? 玉米成熟期葉片的氣體交換參數采用便攜式光合儀CIRAS-3 （PP Systems，USA） 進行測定。于9：00-? 12：00進行測量，自玉米植株頂端向下約1/3位置處選取2～3片完全展開的健康成熟葉進行測量，便攜式光合儀各參數設置為光照強度1 000 μmol·m-2·s-1，葉室溫度25 ℃，濕度60%，CO2濃度400 μmol·mol-1，測量過程中依次記錄玉米葉片的凈光合速率（net photosynthesis rate，Pn）、蒸騰速率（transpiration rate，Tr）、氣孔導度（stomatal conductance，Gs）、細胞間隙CO2濃度（intercellular CO2 concentration，Ci）等參數。

1.3.4? 葉綠素熒光測定? 玉米成熟期時，選擇晴朗少云的天氣（9：30-11：30），對玉米植株頂端向下約1/3位置處完全展開的健康成熟葉片進行暗處理30 min，用Pocket PEA（Hansatech Instruments Ltd，UK）測定葉片的葉綠素熒光參數，根據暗適應后測定的最小熒光值（Fo）、最大熒光值（Fm）、光合性能指數（Plabs）計算PSⅡ的最大光化學量子效率（Fv/Fm）。

1.4? 數據處理

采用Microsoft Excel 2003軟件對數據進行處理和繪圖，采用DPS 7.5和SPSS 11.5統計分析軟件對數據進行差異顯著性檢驗（LSD法，α=0.05）。

2? 結果與分析

2.1? 鹽脅迫下AMF和生物質炭對玉米菌根侵染的影響

供試條件下AMF能夠在玉米根系中侵染并發育，可建立一定的共生關系（圖1）。隨著生物質炭濃度的增加，AMF的侵染率在低濃度下無顯著差異，高濃度下降低；菌絲密度、侵入位點數以及泡囊數則表現出先增加后下降的趨勢。受AMF個體差異的影響，生物質炭添加4%濃度下，Fm+Ri雙接種處理表現出最高的侵染率，為68.7%，叢枝著生率最大為27.9%，侵入點位數最多為每厘米20.3個，泡囊數最多為每厘米8.7個，且Fm的侵染效果高于Ri處理（表1）。

2.2? 鹽脅迫下AMF和生物質炭對玉米產量和生長指標的影響

同一生物質炭濃度下，接種AMF顯著增加了玉米穗位葉SPAD值、葉面積以及根系總根長以及玉米產量。隨生物質炭濃度的增加，玉米穗位葉SPAD值、葉面積以及根系總根長呈現先增加后下降的趨勢，且在生物質炭添加4%濃度下達到最大值，玉米產量變化不明顯。生物質炭添加4%濃度下，與對照相比，接種Fm處理的玉米產量提高16.6%，穗位葉SPAD值增加14.5%，葉面積提高11.8%，根系總根長增加5.5%；接種Ri處理的玉米產量提高5.8%，SPAD值、葉面積以及根系總根長分別提高8.3%、6.4%和5.7%；雙接種Fm+Ri處理的玉米產量、SPAD值、葉面積以及根系總根長分別增加22.4%、18.5%、? 19.9%和16.8%。綜合來看，相較于單一接種Fm或者Ri處理，雙接種Fm+Ri處理在4%生物質炭濃度下對玉米產量更高，生長效果最好（表2）。方差分析表明接種處理以及不同生物質炭濃度的交互作用對玉米產量、葉面積以及根系總根長無顯著影響，對穗位葉SPAD值影響顯著? （表3）。

2.3? 鹽脅迫下AMF和生物質炭對玉米葉綠素熒光參數的影響

同一生物質炭濃度下，接種AMF顯著增加了玉米葉綠素熒光各參數。隨生物質炭濃度的增加，玉米初始熒光（Fo）、最大熒光（Fm）、PSⅡ最大光化學量子產量（Fv/Fm）和光合性能指數（Plabs）呈現先增加后下降的趨勢，且在生物質炭添加4%濃度下達到最大值，未接種（CK）處理玉米的Plabs在生物質炭各添加濃度下無顯著變化。生物質炭添加4%濃度下，與對照相比，接種Fm處理的玉米Fo提高50.9%，Fm增加? 32.0%，Plabs提高120.6%，Fm/Fv無顯著差異；接種Ri處理的玉米Fm提高10.7%，Fo、Fm/Fv以及Plabs無顯著變化；雙接種Fm+Ri處理的玉米Fo、Fm、Fv/Fm以及Plabs分別增加69.6%、32.1%、15.1%和173.6%。綜合來看，相較于單一接種Fm或者Ri處理，雙接種? Fm+Ri處理的效果在4%生物質炭濃度下對葉綠素熒光各參數更優（圖2）。方差分析表明接種處理以及不同生物質炭濃度的交互作用對玉米Fo、Fm、Fv/Fm和Plabs無顯著影響（表4）。

2.4? 鹽脅迫下AMF和生物質炭對玉米氣體交換參數的影響

同一生物質炭濃度下，接種AMF顯著增加了玉米凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導度（Gs），而降低胞間CO2濃度（Ci）。隨生物質炭濃度的增加，玉米Pn、Tr和Gs呈現先增加后下降的趨勢，且在生物質炭4%濃度下達到最大值，Ci則表現相反。生物質炭4%濃度下，與對照相比，接種Fm處理的玉米Pn提高24.5%，Tr提高69.1%，Gs提高16.6，Ci無顯著差異；接種Ri處理的玉米Gs提高22.6%，Pn、Tr和Ci無顯著差異；雙接種Fm+Ri處理的Pn、Tr和Gs分別提高51.2%、75.5%和24.8%，Ci下降28.6%。綜合來看，雙接種Fm+Ri處理的效果在4%生物質炭濃度下對氣體交換參數效果更優（圖3）。方差分析表明接種處理以及不同生物質炭濃度的交互作用對玉米Pn無顯著影響，對Ci、Tr和Gs影響顯著（表5）。

3? 討? 論

共生是生物適應環境的一種自然現象，從人和動物，到植物和微生物之間都存在一定共生聯系［22］。植物與AMF形成共生體后，其生理生化代謝得到明顯改善，提高了植物的抗鹽性、抗病

性、抗蟲性、耐重金屬和有毒有機物的毒性、耐高溫和低溫等多種抗逆性［23-25］。有研究發現，鹽脅迫下，AMF的菌絲網絡能夠幫助玉米提高葉片細胞質膜透性和根系活力，增加玉米的相對產量，提高耐鹽能力［26］。而在土壤中添加生物質炭后會改變土壤團聚體、土壤有機碳和微生物群落的級分組成，從而影響土壤有機碳的周轉，對植物生長造成影響［27］。朱成立等［28］研究發現生物質炭能緩解玉米受鹽脅迫的程度，玉米各生長階段光合參數與葉綠素含量以及株高和葉面積均有所增加。劉易等［15］也證實生物質炭輸入可以顯著提高鹽脅迫下玉米種子的活力，提高幅度與生物質炭輸入量呈正相關。從本試驗結果來看，添加不同濃度的生物質炭后玉米葉綠素含量明顯增加，光合參數顯著增強，進而促進玉米根系長度、葉面積增加，玉米產量也進一步提高，這與上述研究結果一致，但本試驗下添加4%生物質炭的玉米生長效果最好，這可能與生物質炭的原材料有關，具體還需進一步試驗證實。本試驗中接種不同AMF后，其促進效應也不同，雙接種Fm+Ri處理的玉米其生長狀況、產量以及光合參數顯著高于單一Fm或者Ri處理，證實2種AMF能夠協同促進玉米生長，與不同濃度生物質炭之間存在協同效應。這可能是在AMF與玉米的共生關系

中，AMF可以獲得玉米光合固定碳的一部分，碳以己糖和脂肪酸的形式運輸，為真菌的代謝活動提供能量，形成龐大的根外菌絲網絡，菌絲網絡極大地增加了二者對氮和磷的可用性，促進植物? 生長。

在植物生長受到鹽脅迫時，葉綠素的含量會明顯下降，從而降低植物的光合作用，不利于植物的生長發育。研究發現，生物質炭對于受到脅迫的植物的葉綠素含量均有顯著提高，但是在施加生物質炭時應注意根據植物以及脅迫條件的不同，對生物質炭的濃度加以控制［29］。大多數試驗中均發現適宜濃度的生物質炭可以提高植物葉綠素含量。如李貞霞等［30］發現鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）污染下施入生物質炭能夠顯著增強黃瓜（Cucumis sativus）幼苗SOD活性，降低CAT活性和光合色素（葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b和類胡蘿卜素）含量。許澤宏等［31］則發現生物質炭顯著增加了薺菜（Capsella bursa-pastoris）根區土壤微生物總數，土壤酶活性和微生物量均隨生物質炭濃度的增加呈先增加后降低趨勢，其中以中水平生物質炭（20 t/hm2）處理下效果最好，而高水平生物質炭（30 t/hm2）可能會有一定的抑制作用。本試驗也證實了這一點，添加4%生物質炭的玉米SPAD值最高，不同濃度生物質炭協同AMF能夠提高鹽脅迫下玉米最小熒光值（Fo）、最大熒光值（Fm）、光合性能指數（Plabs）以及PSⅡ的最大光化學量子效率（Fv/Fm）。這可能是因為生物質炭能夠提供碳源，促進AMF的菌絲發育，AMF通過調控葉綠素合成酶（CHLG）在內的幾個關于葉綠素合成的蛋白表達顯著上調，并且參與葉綠素降解的脫鎂葉綠酸氧化酶（PAO）顯著下調，從而使其葉綠素含量顯著高于未接種對照，這在Wang等［32］的研究中得到證實。此外，AMF還能分泌細胞分裂素類似物，促進植物葉綠體發育，從而增加植物體內葉綠素含量［33］。

在鹽脅迫下，植物的光合速率、蒸騰作用、氣孔導度以及胞間CO2濃度等均會受到影響，接種AMF能夠提高植物的光合作用，從而增強植物對逆境條件的抵抗能力［34］。Hajiboland等［35］研究了低和高NaCl濃度下接種AMF對馬絆草Aeluropus littoralis的影響，證實植物莖和根的干物質含量分別增加了24%和86%，兩種鹽分水平的凈CO2同化速率都顯著增加。賈婷婷等［36］研究發現鹽脅迫下的沙棗（Elaeagnus angustifolia）接種AMF后凈光合速率、蒸騰速率、胞間二氧化碳濃度和氣孔導度顯著高于未接種對照，鹽脅迫下產生的離子毒害會阻礙光系統Ⅰ（Photosystem Ⅰ，PSⅠ）或光系統Ⅱ（Photosystem Ⅱ，PSⅡ）光能向電能的轉化效率，進而增加PSⅡ和PSⅠ間電子傳遞的不平衡性，相關蛋白會在鹽脅迫下降解。本試驗下玉米葉片中氣孔導度的增加可能與接種AMF誘導的內源激素，包括植物細胞分裂素的變化有關，接種AMF和添加生物質炭能夠緩解鹽脅迫，保持較高的凈光合速率、氣孔導度和蒸騰速率；接種AMF后胞間CO2濃度減低，這可能與空氣的CO2濃度濃度降低、葉肉導度減小和葉肉細胞的光合活性提高等因素有關，具體還需進一步試驗證實。

4? 結? 論

綜上而言，本試驗下生物質炭可促進AMF菌絲侵染以及發育，二者具有協同作用，AMF通過增加玉米根系長度，提高SPAD值以及葉綠素熒光參數等條件，進一步提高光合作用，促進次生代謝物積累，促使玉米葉面積增加，提高玉米產量，以4%生物質炭濃度配合雙接種Fm+Ri處理的效果最好，盆栽條件下證實了生物炭和AMF耦合系統增加作物產量的可行性。但是生物質炭濃度以及AMF的種類對作物生長的影響并不一致，生物質炭協同AMF促進作物增產的效果還需進一步大田試驗驗證。

參考文獻? Reference：

［1］? KITAMURAY，YANO T，YASUDA S.Irrigation-induced salinization of agricultural lands and its remedial measures in the Aral Sea Basin［J］.Hitotsubashi Review，2000，? 40（6）：590-598.

［2］YOSHIYUKI，MAEDA.Plant salt tolerance and removal of salt in saline soil by plants［J］.Bulletin of the Society of Sea Water Science，Japan，2012，66（2）：92-98.

［3］BHANTANAP，LAZAROVITCH N.Evapotranspiration，crop coefficient and growth of two young pomegranate （Punica granatum L.） varieties under salt stress［J］.Agricultural Water Management，2010，97（5）：715-722.

［4］段倩倩，楊曉紅，黃先智.植物與叢枝菌根真菌在共生早期的信號交流［J］.微生物學報，2015，55（7）：819-825.

DUAN Q Q，YANG X H，HUANG X ZH.Signal exchange between plants and arbuscular mycorrhizae fungi during the early stage of symbiosis-A review［J］.Acta Microbiologica Sinica，2015，55（7）：819-825.

［5］謝? 偉，郝志鵬，張? 莘，等.叢枝菌根網絡介導的植物間信號交流研究進展及展望［J］.植物生態學報，2022，? 46（5）：493-515.

XIE W，HAO ZH? P，ZHANG SH，et al.Research progress and prospect of signal transfer among plants mediated by arbuscular mycorrhizal networks［J］.Chinese Journal of Plant Ecology，2022，46（5）：493-515.

［6］DELJOU M J N，MAROUF A，HAMEDAN H J.Effect of inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi （AMF） on gerbera cut flower （Gerbera jamesonii） production in soilless cultivation［J］.Acta Horticulturae，2014，1034（1034）：417-422.

［7］MIRKOHI A K，ASADI M S，TAHERI M R，et al.The effects of arbuscular mycorrhizal fungi and different phosphorus levels on some growth aspects of Lisianthus［J］.Journal of Science & Technology of Greenhouse Culture，2015，6（2）：57-68.

［8］GHERBIH，MARKMANN K，SVISTOONOFF S，et al.SymRK defines a common genetic basis for plant root endosymbioses with arbuscular mycorrhiza fungi，rhizobia，and Frankiabacteria［J］.Proceedings of the National Academy of Sciences，2008，105（12）：4928-4932.

［9］趙? 華，任晴雯，王熙予，等.叢枝菌根真菌對鹽脅迫下番茄抗氧化酶活性和光合特性的影響［J］.浙江農業學報，2021，33（11）：2075-2084.

ZHAO H，REN Q W，WANG X Y，et al.Effects of arbuscular mycorrhizal fungi on antioxidant enzymes activities and photosynthetic characteristics of Solanum lycopersicum L.under salt stress［J］.Acta Agriculturae Zhejiangensis，2021，33（11）：2075-2084.

［10］ ?黃? 志，許煒萍，郁昉斌，等.接種AMF對弱光環境及鹽脅迫下甜瓜光合特性的影響［J］.西北植物學報，2018，? 38（2）：307-315.

HUANG ZH，XU W? P，YU F? B，et al.Photosynthesis responses of cucumis melo seedlings to glomus under low light and salt stress［J］.Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica，2018，38（2）：307-315.

［11］劉? 會，朱占玲，彭? 玲，等.生物質炭改善果園土壤理化性狀并促進蘋果植株氮素吸收［J］.植物營養與肥料學報，2018，24（2）：454-460.

LIU H，ZHU ZH? L，PENG L，et al.Applying biochar to improve soil physical and chemical properties and nitrogen utilization by apple trees［J］.Journal of Plant Nutrition and Fertilizers，2018，24（2）：454-460.

［12］李? 曉，張吉旺，李戀卿，等.施用生物質炭對黃淮海地區玉米生長和土壤性質的影響［J］.土壤，2014，46（2）：269-274.

LI X，ZHANG J W，LI L Q，et al.Effects of biochar?? amendment on maize growth and soil properties in huang-huai-hai plain［J］.Soils，2014，46（2）：269-274.

［13］劉杰云，沈健林，邱虎森，等.生物質炭添加對農田溫室氣體凈排放的影響綜述［J］.農業環境科學學報，2015，? 34（2）：205-212.

LIU J Y，SHEN J L，QIU H S，et al.Effects of biochar?? amendments on net emissions of greenhouse gases from croplands：A Review［J］.Journal of Agro-Environment Science，2015，34（2）：205-212.

［14］劉? 易，祁? 通，孟阿靜，等.生物質炭輸入對鹽脅迫下玉米幼苗生長和光合生理特征的影響［J］.華北農學報，2017，32（4）：182-188.

LIU Y，QI T，MENG A J，et al.Effect studying of biomass carbon input to growth and photosynthetic physiology feature of corn seedling cultivated on saliferous soil［J］.Acta Agriculturae Boreali-Sinica，2017，32（4）：182-188.

［15］劉? 易，孟阿靜，黃? 建，等.生物質炭輸入對鹽脅迫下玉米植株生物學性狀的影響［J］.干旱地區農業研究，2018，36（2）：16-22.

LIU Y，MENG A? J，HUANG J，et al.Effect of biomass carbon input on corn biological index cultivated under saline stress［J］.Agricultural Research in the Arid Areas，2018，36（2）：16-22.

［16］MATSUBARA Y I，HASEGAWA N，FUKUI H.Incidence of Fusarium root rot in asparagus seedlings infected with arbuscular mycorrhizal fungus as affected by several soil amendments［J］.Journal of the Japanese Society of Horticultural Science，2002，71（3）：370-374.

［17］劉耀臣，王? 萍，劉潤進，等.叢枝菌根真菌和生物質炭對連作西瓜土壤肥力的影響［J］.微生物學通報，2020，? 47（11）：3811-3821.

LIU Y? CH，WANG P，LIU R? J，et al.Effects of arbuscular mycorrhizal fungi and biochar on the fertility of continuous watermelon cropping soil［J］.Microbiology China，2020，47（11）：3811-3821.

［18］孫興宇，王慶貴.砍伐干擾背景下的森林土壤球囊霉素動態研究進展［J］.世界生態學，2021，10（3）：435-444.

SUN X Y，WANG Q G.Dynamics of forest soil globulin under the background of deforestation disturbance：a ???review［J］.International Journal of Ecology，2021，10（3）：435-444.

［19］陳雪冬，劉雪龍，吳孔陽，等.叢枝菌根真菌和生物炭聯合施用對土壤有機碳組分及團聚體的影響［J］.江蘇農業科學，2022，50（14）：245-249.

CHEN? X D，LIU X L，WU K Y，et al.Influences of combined application of AM fungi and biochar on soil organic carbon components and aggregates［J］.Jiangsu Agricultural Sciences，2022，50（14）：245-249.

［20］SAITO M，MARUMOTO T.Inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi：the status quo in Japan and the future prospects［J］.Plant and Soil，2002，244（1）：273-279.

［21］劉潤進，陳應龍.菌根學［M］.北京：科學出版社，2007：1-447

LIU R J，CHEN Y L.Mycorrhizology［M］.Beijing：Science Press，2007：1-447.

［22］王四寶，劉潤進.互惠共生微生物：新資源，新技術，新機遇，新挑戰［J］.微生物學通報，2020，47（11）：3777-3779.

WANG S B，LIU R J.Mutualistic symbioticmicrobes：new resources，new techniques，new opportunities and new challenges［J］.Microbiology China，2020，47（11）：3777-3779.

［23］URGILES N，STRAU A，LOJN P，et al.Cultured arbuscular mycorrhizal fungi and native soil inocula improve seedling development of two pioneer trees in the Andean region［J］.New Forests，2014，45（6）：859-874.

［24］YOOYONGWECH S，PHAUKINSANG N，CHA-UM S，et al.Arbuscular mycorrhiza improved growth performance in Macadamia tetraphylla? L. grown under water deficit stress involves soluble sugar and proline accumulation［J］.Plant Growth Regulation，2013，69（3）：285-293.

［25］CANTON G C，BERTOLAZI A A，COGO A J D，et al.Biochemical and ecophysiological responses to manganese stress by ectomycorrhizal fungus? Pisolithus tinctorius and in association with Eucalyptus grandis［J］.Mycorrhiza，2016，26（5）：475-487.

［26］馮? 固，白燈莎，楊茂秋，等.鹽脅迫下AM真菌對玉米生長及耐鹽生理指標的影響［J］.作物學報，2000，26（6）：743-750.

FENG G，BAI D SH，YANG M Q，et al.Influence of inoculating arbuscular mycorrhizal fungi on growth and salinity tolerance parameters of maize plants［J］.Acta Agronomica Sinica，2000，26（6）：743-750.

［27］李東利，蔣? 鵬，萬佳淼，等.生物質炭對灰鈣土土壤有機碳及土壤團聚體分布的影響［J］.河南農業大學學報，2021，55（6）：1128-1133.

LI D L，JIANG P，WANG J M，et al.Effects of biochar on soil organic carbon and soil aggregates distribution in sierozem［J］.Journal of Henan Agricultural University，2021，55（6）：1128-1133.

［28］朱成立，呂? 雯，黃明逸，等.生物炭對咸淡輪灌下鹽漬土鹽分分布和玉米生長的影響［J］.農業機械學報，2019，? 50（1）：226-234.

ZHU CH? L，L? W，HUANG M Y，et al.Effects of biochar on coastal reclaimed soil salinity distribution and maize growth with cycle fresh and saline water irrigation［J］.Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery，2019，50（1）：226-234.

［29］韋繼光，賈明云，蔣佳峰，等.不同生物質炭對藍莓幼苗葉片光合性能和生長的影響［J］.植物資源與環境學報，2023，32（1）：69-76.

WEI J G，JIA M? Y，JIANG J? F，et al.Effects of different biochars on leaf photosynthetic characteristics and growth of blueberry（Vaccinium spp.）seedlings［J］.Journal of Plant Resources and Environment，2023，32（1）：69-76 .

［30］李貞霞，孫涌棟，鄭萬通，等.生物質炭對鄰苯二甲酸二丁酯污染土壤黃瓜幼苗生理特性的影響［J］.水土保持學報，2019，33（5）：243-250 .

LI ZH? X，SUN Y D，ZHENG W T，et al.Effects of biochar on physiological characteristics of cucumber seedlings in soils contaminated with dibutyl phthalate （DBP）［J］.Journal of Soil and Water Conservation，2019，33（5）：243-250.

［31］許澤宏，程曉丹，周明羅，等.生物質炭對薺菜生長過程中根區土壤特性和微生物特性的影響［J］.江蘇農業科學，2017，45（16）：104-109.

XU Z H，CHENG X D，ZHOU M L，et al.Effects of biomass charcoal on root zone soil and microbial characteristics during the growth of shepherd's purse［J］.Jiangsu Agricultural Sciences，2017，45（16）：104-109.

［32］WANG Y N，LIN J X，HUANG S C，et al.Isobaric tags for relative and absolute quantification-based proteomic?? analysis of Puccinellia tenuiflora? inoculated with arbuscular mycorrhizal fungi reveal stress response mechanisms in alkali-degraded soil［J］.Land Degradation & Development，2019，30（13）：1584-1598.

［33］THANAA E，NAWAR A.Salinity and mycorrhizal association in relation to carbohydrate status，leaf chlorophyll and activity of peroxidase and polyphenol oxidase enzymes in sour orange seedlings［J］.Alexandria Journal of Agricultural Research，1994，39 （1）：263-280.

［34］許煒萍，謝曉紅，黃? 志，等.AMF對弱光及鹽脅迫下甜瓜生長和抗氧化酶活性的影響［J］.西北植物學報，2017，37（9）：1781-1788.

XU W P，XIE X H，HUANG ZH，et al.Physiological responses of melon（Cucumis melo L.）seedlings to glomus under low light and salt stress［J］.Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica，2017，37（9）：1781-1788.

［35］HAJIBOLAND R，DASHTEBANI F，ALIASGHARZAD N.Physiological responses of halophytic C4，grass Aeluropus littoralis，to salinity and arbuscular mycorrhizal fungi colonization［J］.Photosynthetica，2015，53（4）：572-584.

［36］賈婷婷，常? 偉，范曉旭，等.鹽脅迫下AM真菌對沙棗苗木光合與葉綠素熒光特性的影響［J］.生態學報，2018，? 38（4）：1337-1347.

JIA T T，CHANG W，FAN X X，et al.Effects of Arbuscular mycorrhizal fungi on photosynthetic and chlorophyll fluorescence characteristics in Elaeagnus angustifolia seedlings under salt stress［J］.Acta Ecologica Sinica，2018，38（4）：1337-1347.

Regulation of AMF and Biochar Coupling System on Maize Yield and Physiological Ecology under Salt Stress

CHANG? Qing1，ZHOU Sheng2 and? WU Zhongkai3

（1.Puyang Vocational and Technical College，Puyang Henan? 457000，China; 2.College of Agronomy，Henan Agricultural

University，Zhengzhou? 450003，China; 3.Institute of Plant Nutrition，Agricultural Resources and Environmental

Sciences，Henan Academy of Agricultural Sciences，Zhengzhou? 450002，China）

Abstract? The object is to explore the regulatory effects of arbuscular mycorrhiza fungi （AMF） and different concentrations of biochar coupling systems under salt stress on maize grain yield， physiological ecology.Under the stress of moderate salt （20 mmol·L-1）， maize was treated with different concentrations （0%， 2%， 4%， 8%， 12%） of biochar， and inoculated with AMF species Funneliformis mosseae （Fm）， Rhizophagus intraradices （Ri）， co-inoculated with both （Fm+Ri）， and a control without inoculation （CK）， totaling 20 treatments.The results showed that biochar significantly enhanced the development of AMF infection， increased the number of AMF vesicles and invasion points， and facilitated a beneficial symbiotic relationship with maize under the stress of moderate salt.AMF and biochar significantly increased the root length and leaf area of maize， enhanced chlorophyll content （SPAD value）， and improved chlorophyll fluorescence parameters， thereby increasing the plant photosynthesis and? yield.At a 4% biochar concentration， maize root length， SPAD value and leaf areae increased by 16.8%， 18.5% and 19.9%， respectively， compared to the control， resulting in a 22.4% increase in maize grain yield.The net photosynthetic rate （Pn）， transpiration rate （Tr） and gas pore conductivity （Gs） increased by 51.2%， 75.5% and 24.8%，respectively， while intercellular CO2 concentration （Ci） declined by 28.6%， respectively; The minimum fluorescence value（Fo）， maximum fluorescence value（Fm）， photosynthetic performance index （Plabs） and maximum photochemical efficiency （Fv/Fm） increased by 69.6% ， 32.1%， 173.6%， and 15.1%.respectively.In conclusion， the concentration of biochar and the type of AMF have inconsistent effects on crop growth.Under the experimental conditions， double inoculation with a Fm+Ri treatment and 4% biochar significantly increased the maize root length and leaf area，chlorophyll content，fluorescence parameters，and photosynthesis，leading to increased crop yield.However， the synergistic effect of biochar and AMF on promoting crop yield requires further validation through field experiments.

Key words? Arbuscular mycorrhizal fungi;Biochar;Salt stress; Photosynthesis; Chlorophyll; Maize; Yield

Received ??2023-04-27??? Returned? 2023-05-29

Foundation item? The National Natural Science Foundation of China（No.31700270）.

First author? CHANG Qing，female，associate professor.Research area：biology.E-mail：pychang@126.com

（責任編輯：成? 敏? Responsible editor：CHENG? Min）