接種AM真菌對(duì)K326煙苗素質(zhì)的影響

李 帆，陳 坤 ，楊紅武 ，裴曉東 ，龍世平

（1.長沙市煙草公司瀏陽分公司，湖南 瀏陽 410300；2.湖南省農(nóng)業(yè)生物資源利用研究所，湖南 長沙 410125）

國內(nèi)外有學(xué)者研究表明，煙草對(duì)菌根有較強(qiáng)的依賴性，它能與某些特定AM真菌共生形成菌根，煙草接種AM真菌后對(duì)其增加養(yǎng)分的吸收、增強(qiáng)其抗逆性等方面有較為明顯的作用[1-3]。研究表明煙草能否成功接種AM真菌，一方面，土壤中氮、磷的養(yǎng)分含量是重要的影響因子[4-6]，同時(shí)其受生態(tài)條件的影響也比較大；另一方面，宿主植物與AM真菌存在著相互選擇性[7-8]。因此，在開展規(guī)?；夹g(shù)育苗之前，為了更加深入了解煙草接種AM真菌后的菌根效應(yīng)，先進(jìn)行煙草幼苗接種AM真菌試驗(yàn)。筆者在前人[9]研究的基礎(chǔ)上，選取適合瀏陽生態(tài)條件的在烤煙生產(chǎn)上應(yīng)用的2種AM真菌菌種，并在漂浮育苗階段接種，研究了在不同基質(zhì)肥力條件下其對(duì)煙株苗期生長與營養(yǎng)的影響，旨在為AM真菌在瀏陽優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)中規(guī)?；瘧?yīng)用提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試烤煙品種為K326（Nicotiana tabacum L.CV K326），由瀏陽市煙草公司提供。供試菌種為聚叢球囊霉（Glomuse aggregatum,BGC HUN02D）和摩西球囊霉（Glomusemosseae,BGC HUN01A），均由北京市農(nóng)林科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所提供?？緹熡鐚Ｓ梅剩ǖ?50 g/kg，磷100 g/kg，鉀180 g/kg）由瀏陽市煙草公司提供。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 共設(shè)12個(gè)處理，每處理重復(fù)3次，共36個(gè)小區(qū)，每小區(qū)1盤（200株煙苗）?；|(zhì)A，V腐熟菌渣∶V泥炭∶V珍珠巖=3∶2∶1；基質(zhì) B，V腐熟蘆葦渣∶V泥炭∶V珍珠巖=3∶2∶1；基質(zhì) C，V腐熟豬糞稻草∶V泥炭∶V珍珠巖=3∶2∶1；基質(zhì)D為煙草育苗專用基質(zhì)。接種情況見表1，后期管理同瀏陽市煙草專賣局優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)規(guī)程。

表1 各處理施肥及接種情況

1.2.2 播種、接種及管理 菌根煙苗的培育：在漂浮育苗條件下，播種期接種根內(nèi)球囊霉（Glomus intraradices Smith&Schenck，BEG-141），培養(yǎng)液養(yǎng)分用量為1.2×Hoagland，由低到高，分次供應(yīng)，成苗期鏡檢AM真菌侵染率≥25%。非菌根煙苗的培育：在漂浮育苗條件下，播種期接種等量滅活接種物，培養(yǎng)液養(yǎng)分用量為1.2×Hoagland，提供方式同菌根煙苗的培育，成苗期鏡檢未發(fā)現(xiàn)菌根結(jié)構(gòu)。

播種期分別接種2種AM真菌，不接種者為對(duì)照（CK）。將基質(zhì)滅菌（121℃，1 h），先加超純化水潤濕后，裝入烤煙漂浮育苗的專用漂浮盤（10×20穴/盤）孔內(nèi)，每穴5 g。然后將2 g接種物埋入0.3～0.5 cm深的基質(zhì)中，形成接種處理，對(duì)照為埋入等量滅活接種物。每穴播種3?？緹煼N子，出苗后留1株。試驗(yàn)在人工控制溫度、光照和濕度的培養(yǎng)室中進(jìn)行，幼苗生長期間，漂浮育苗池的水位保持在8 cm左右。光照強(qiáng)度14 000～15 000 lx，每天光照時(shí)間為12 h。晝夜溫度保持20～31℃，濕度維持70%～80%。

1.2.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法 從出苗第10天起，每5 d每小區(qū)取10株煙苗稱量植株鮮重。幼苗根系經(jīng)0.1%酸性品紅乳酸甘油染色液處理染色后，在顯微鏡下觀測(cè)真菌結(jié)構(gòu)，估算AM真菌侵染率。在成苗期（出苗后55 d），每小區(qū)取20株烤煙幼苗，測(cè)量根長、株高、莖粗。然后將根系附著的基質(zhì)抖落，用自來水和去離子水依次清洗，隨機(jī)切取不同部位的鮮根，用根段頻率標(biāo)準(zhǔn)法測(cè)定根系侵染率[6，10]。剩余樣品取地上部分，105℃殺青30min，70℃烘干后粉碎樣品，參考鮑士旦[11]方法用蒸餾法、釩鉬黃比色法和火焰光度法分別測(cè)定煙株的氮、磷、鉀含量?；|(zhì)待自然陰干后，測(cè)定磷酸酶活性[12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 接種AM真菌對(duì)烤煙K326幼苗侵染的影響

烤煙種子萌發(fā)后20 d鏡檢成苗期的煙苗根系發(fā)現(xiàn)，接種AM真菌后，根系內(nèi)均出現(xiàn)真菌結(jié)構(gòu)，接種AM真菌處理可在根系上觀測(cè)到菌絲的侵入點(diǎn)、叢枝形成，而對(duì)照未見。這表明接種聚叢球囊霉、摩西球囊霉兩種AM真菌均能成功侵染烤煙K326幼苗根系，形成菌根煙苗。

由圖1可以看出，A、B、D三種基質(zhì)成苗后BGCHUN02D與BGCHUN01A兩個(gè)菌種侵染率均無顯著差異，而C基質(zhì)BGC HUN02D侵染率顯著高于BGCHUN01A；此外，A基質(zhì)中兩種AM真菌的侵染率均低于16%，且明顯低于B、C、D基質(zhì)AM真菌的侵染率（26.8%～36%），表明基質(zhì)A更有利于AM真菌侵染寄主根系?；|(zhì)A接種BGCHUN02D的侵染率低于BGC HUN01A，而基質(zhì)B、C、D接種BGC HUN02D侵染率則高于接種BGC HUN01A。此外，鏡檢還發(fā)現(xiàn)，BGCHUN02D侵染根系后，根外菌絲較多，BGCHUN01A的根外菌絲較少。

圖1 不同施肥水平下兩種AM真菌對(duì)煙株幼苗根系的侵染狀況

2.2 接種AM真菌對(duì)K326幼苗根系的影響

不同基質(zhì)接種兩種AM真菌可不同程度地增加煙株的根長和根重，而對(duì)根冠比的影響增減不一。如表2所示，接種BGC HUN01A和BGC HUN02D均對(duì)煙株幼苗根系生長有促進(jìn)作用，能達(dá)到壯苗的目的，且A、B、C基質(zhì)中接種BGCHUN01A的煙株幼苗根重、根冠比都高于接種BGCHUN02D幼苗，表明BGC HUN01A比BGC HUN02D在促進(jìn)K326煙苗根系生長方面具有優(yōu)勢(shì)。其中基質(zhì)A接種BGC HUN01A的煙苗根重顯著高于CK，但根冠比與CK差別不大?；|(zhì)C接種BGC HUN01A的幼苗的根冠比、根重都明顯高于CK，根冠比和CK相比增加57.4%，比接種BGC HUN02D幼苗高21.2%。另兩種基質(zhì)B、D接種供試兩種AM真菌的K326幼苗的根系生長未見明顯優(yōu)勢(shì)。由此可見，接種AM菌種對(duì)煙株幼苗的生長發(fā)育有促進(jìn)作用。

表2 接種AM真菌對(duì)烤煙幼苗根系的影響

2.3 接種AM真菌對(duì)K326幼苗養(yǎng)分含量的影響

如表3所示，和CK相比，K326幼苗接種兩種AM真菌都能提高對(duì)氮的吸收，接種BGC HUN01A的K326幼苗含氮量比CK高13%，接種BGC HUN02D的菌根苗只比CK高0.03%，可見BGC HUN01A在增強(qiáng)K326幼苗吸氮能力上要比BGC HUN02D強(qiáng)。K326接種兩種AM真菌后，K326菌根幼苗的含磷量都顯著地提高了。這表明AM真菌能夠促進(jìn)煙苗對(duì)磷的吸收，增加煙株體內(nèi)的磷含量，從而促進(jìn)煙株的生長發(fā)育。接種兩種AM真菌后烤煙幼苗之間吸磷能力存在差異，BGC HUN01A菌根烤煙幼苗的含磷量顯著高于BGC HUN02D，說明接種BGC HUN01A的K326幼苗吸磷能力上優(yōu)于BGC HUN02D。接種AM真菌能顯著地提高K326幼苗的含鉀量，接種BGC HUN01A的K326煙苗的含鉀量顯著高于BGC HUN02D，接種BGC HUN01A真菌的烤煙幼苗對(duì)鉀的富集的作用，這對(duì)于優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)意義重大。

表3 接種菌種對(duì)烤煙幼苗氮、磷、鉀含量的影響 （%）

2.4 AM真菌對(duì)基質(zhì)磷酸酶活性的影響

如圖2所示，接種不同AM真菌育苗基質(zhì)中磷酸酶活性為：BGC HUN01A>BGC HUN02D>CK。4種接種BGCHUN01A的K326煙苗的基質(zhì)，磷酸酶活性比對(duì)照處理分別高23.1%、29.5%、26.4%和30.1%。在4種施肥水平中，接種BGC HUN01A比接種BGC HUN02D的基質(zhì)，其磷酸酶活性分別高10.4%、16%、10.9%和12.5%。由此可見，K326煙苗接種AM真菌顯著提高了育苗基質(zhì)中的磷酸酶活性，且不同菌株之間存在明顯差異。兩種AM真菌相比較，接種BGC HUN01A的煙苗基質(zhì)能分泌出更多的磷酸酶。

圖2 接種AM真菌對(duì)基質(zhì)磷酸酶含量的影響

3 討論與結(jié)論

3.1 兩種AM真菌對(duì)K326煙苗菌根侵染率的影響

AM真菌侵染率的高低和很多因素有關(guān)，其中介質(zhì)養(yǎng)分的濃度、有效性是重要的影響因素，養(yǎng)分過低或過高都不利于AM真菌對(duì)烤煙的侵染。該試驗(yàn)表明，基質(zhì) B、C、D接種 BGC HUN01A和BGC HUN02D的侵染率均高于基質(zhì)A，可能是因?yàn)榛|(zhì)A營養(yǎng)相對(duì)比較充足，導(dǎo)致K326煙苗對(duì)菌根真菌的侵染有排斥作用，高養(yǎng)分對(duì)AM真菌的侵染不利。

3.2 AM真菌對(duì)烤煙幼苗營養(yǎng)的影響

AM真菌的侵染是產(chǎn)生菌根效應(yīng)的基礎(chǔ)，菌絲進(jìn)入烤煙幼苗根系后以不同方式影響植物的代謝過程。AM真菌的菌絲作用，擴(kuò)大了植物根系對(duì)土壤中氮素的吸收面積和與土壤的接觸位點(diǎn)，增強(qiáng)了植物的吸收利用。另外，AM真菌能將NH4+運(yùn)給寄主植物，通過提高硝酸還原酶活性，有助于加強(qiáng)寄主植物氮代謝的有效性，增加菌根植物的生物量。煙草和其他作物一樣，磷素臨界營養(yǎng)期通常出現(xiàn)在苗期，所以煙草幼苗含磷量高對(duì)提高烤煙幼苗質(zhì)量相當(dāng)有利，能使煙苗移栽后迅速還苗，甚至能提高整個(gè)生育期的磷素營養(yǎng)。該研究證明，烤煙K326接種AM真菌能顯著提高烤煙幼苗的磷素營養(yǎng)，對(duì)幼苗的生長有促進(jìn)作用。這可能是因?yàn)锳M真菌擴(kuò)大了磷素的吸收領(lǐng)域，菌絲強(qiáng)大的吸收和運(yùn)輸能力以及AM真菌能夠活化難溶性磷酸鹽等。鉀是優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)中重要的化學(xué)元素。試驗(yàn)也表明，B、C、D基質(zhì)接種AM真菌能顯著地提高煙株幼苗的含鉀量，而且接種BGC HUN01A的煙苗的含鉀量顯著高于BGCHUN02D，接種BGC HUN01A真菌的烤煙幼苗對(duì)鉀的富集的作用，這對(duì)于優(yōu)質(zhì)烤煙生產(chǎn)意義重大。

3.3 AM真菌對(duì)基質(zhì)磷酸酶活性的影響

接種不同AM真菌都能不同程度地影響K326煙苗的生長，B、C、D基質(zhì)接種AM真菌都能增加基質(zhì)酸性磷酸酶的活性。其主要原因是菌根菌絲能生長到根系不能到達(dá)的基質(zhì)中吸收磷素，并運(yùn)輸給煙苗根系，以滿足烤煙幼苗的營養(yǎng)需求。不同的菌根到達(dá)外界的范圍不一樣，所獲得的養(yǎng)分空間也不一樣，所以造成了吸收和運(yùn)輸給煙苗的磷素的差異。該研究中，K326接種BGC HUN01A的煙苗基質(zhì)能分泌出更多的磷酸酶。

總體上講，該研究表明，接種AM真菌可不同程度提高煙苗綜合素質(zhì)，而且接種BGC HUN01A的煙苗素質(zhì)優(yōu)于接種BGC HUN02D的煙苗?；|(zhì)A幼苗根系生長相對(duì)旺盛，幼苗素質(zhì)也相對(duì)較好，但其接種AM真菌后根系侵染率相對(duì)較低。

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