菌根真菌接種對盆栽杜鵑花生長的影響

張春英 張杰 黃軍華 顧海燕 謝軍峰

摘? 要? 為了研究菌根真菌接種對盆栽杜鵑花生長的影響，以2個(gè)杜鵑花品種為材料，開展了3個(gè)菌株在有機(jī)肥和無機(jī)肥施肥組中的菌根真菌接種實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，未接種菌根真菌的盆栽杜鵑花菌根侵染率較低（5%～7%），接種的盆栽杜鵑花菌根侵染率提高至12%～20%;2個(gè)品種的接種植株在株高、地徑、總分枝數(shù)和葉面積上均有顯著增加，其中樹粉孢屬真菌菌株接種和施用無機(jī)緩釋肥的組合處理盆栽杜鵑花生長量最大。

關(guān)鍵詞? 杜鵑花;盆栽;杜鵑花類菌根;接種效應(yīng)中圖分類號? S31 ?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼? A

DOI10.3969/j.issn.1000-2561.2018.12.006

菌根是自然界普遍存在的一種植物根系與土壤真菌的共生現(xiàn)象，地球上97%的有花植物都能形成菌根^[1]。據(jù)研究自然界中植物80%的氮和磷是通過菌根真菌供應(yīng)的，很多植物依賴菌根存活或生長^[2]。杜鵑花類植物在自然條件下形成杜鵑花類菌根（ericoid mycorrhizas，ERM），是內(nèi)生菌根中的一個(gè)特殊類型^[3]。1974年，Read^[4]分離出杜鵑花類菌根菌Pezizella ericae，并對其結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行了研究，從此開啟了杜鵑花科植物的菌根研究，至今已有大量菌根真菌菌株被分離出來^{[3， 5-9]}。目前杜鵑花類菌根功能的研究主要集中在營養(yǎng)吸收、抗逆性增加、抗重金屬污染等基礎(chǔ)研究^[10-13]，以及在無菌培養(yǎng)條件下的接種效應(yīng)研究方面，如人工接種ERM真菌對馬醉木（Pieris floribunda）^[14]、藍(lán)莓（Vacciniumsp.）^[15-18]和云錦杜鵑（Rhododendron fortunei）^[19]的生長發(fā)育有明顯促進(jìn)作用。目前接種效應(yīng)研究幾乎都是組織培養(yǎng)條件下或者盆栽采用滅菌基質(zhì)的接種實(shí)驗(yàn)，為菌根技術(shù)的應(yīng)用提供了理論依據(jù)，但是對杜鵑花栽培和生產(chǎn)的指導(dǎo)意義不大。盆栽是杜鵑花苗木培養(yǎng)的主要方式，在其常規(guī)栽培條件下的菌根接種效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究對杜鵑花的栽培和生產(chǎn)更加具有實(shí)踐意義。因此，本研究設(shè)計(jì)了杜鵑花栽培中常用的無機(jī)肥和有機(jī)肥施肥處理，同時(shí)接種不同類型的菌株真菌，分析接種后盆栽的生長指標(biāo)變化，為菌根技術(shù)在杜鵑花盆栽生產(chǎn)中的應(yīng)用提供參考資料。

1? 材料與方法

1.1? 材料

1.1.1? 植物材料及菌株 ?研究對象為杜鵑花品種‘喜鵲登枝和‘火烈鳥1年生扦插苗，挑選株高、株型一致的植株為實(shí)驗(yàn)材料。接種使用的真菌菌株分離自上海地區(qū)栽培的錦繡杜鵑（Rhododendron pulcherum）根系，經(jīng)接種驗(yàn)證為菌根真菌菌株，編號分別為BJF31、ZT13和ZO24，其中菌株BJF31和ZT13為樹粉孢屬（Oidio?dendronsp），ZO24為未命名的杜鵑花類菌根真菌菌株（ericoid mycorrhizal fungus）。

1.1.2? 試劑? 菌劑制作使用麥芽提取物培養(yǎng)基（MEA）液體培養(yǎng)基，配方為：麥芽提取物20 g、胰蛋白胨1 g、葡萄糖20 g，蒸餾水定容至1 000 mL，調(diào)整pH至5.0左右。栽培用容器為15 cm×18 cm的黑色塑料盆，栽培介質(zhì)為德國klasmann泥炭（纖維長度為10～25 mm）。使用2種肥料：無機(jī)緩釋肥為奧綠肥15-9-12，含氮量15%;有機(jī)肥為上海南匯大地有機(jī)肥料廠生產(chǎn)，含氮量1.4%。

1.2? 方法

1.2.1? 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)? 實(shí)驗(yàn)處理設(shè)計(jì)了2個(gè)杜鵑花品種、2種肥料有機(jī)肥和無機(jī)緩釋肥、3個(gè)菌根真菌菌株，并分別設(shè)置空白對照，共計(jì)24個(gè)處理。采用隨機(jī)區(qū)組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，每個(gè)處理10棵。不同肥料處理之間控制施用的肥料總含氮量一致，按照肥料的含氮量計(jì)算肥料的使用量，每盆施有機(jī)肥33 g，無機(jī)肥緩釋肥3 g。

1.2.2? 菌劑的制作和接種方法 ?將保存的菌株先用MEA固體培養(yǎng)基活化，然后把菌塊置入MEA液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度為25 ℃，轉(zhuǎn)速為150 r/min。10 d后將搖好的菌劑過濾，獲得的菌絲用無菌水沖洗3遍，然后重新分散在無菌水中作為菌劑使用。菌劑接種采用根部澆施，每盆接種菌劑15 mL，在植株兩側(cè)根系外圍澆施。實(shí)驗(yàn)在蔭棚下實(shí)施，按照杜鵑花的常規(guī)養(yǎng)護(hù)方法管理。

1.2.3 ?菌株感染率檢測方法 ?接種當(dāng)年10月采用錐蟲藍(lán)染色法檢測菌根感染率，在光學(xué)顯微鏡下觀察幼根表皮及皮層細(xì)胞中是否有菌絲結(jié)或菌絲，并估算菌根感染率^[20]：

菌根感染率（%）=菌根感染的根段長度/檢查的菌根根段總長度×100

1.2.4 ?數(shù)據(jù)測量及分析? 實(shí)驗(yàn)在當(dāng)年3月實(shí)施，來年的3月測量生長指標(biāo)。株高用卷尺測量植物地上基部到頂芽的高度，地徑采用游標(biāo)卡尺在根莖部上面1 cm處測量，葉面積是摘取均勻一致的成熟葉片用葉面積儀（Yaxin-1241）測量，葉綠素是使用便攜式葉綠素儀SPAD-502測量葉片的值（避開葉邊和葉脈）。每個(gè)性狀測量10組數(shù)值，去掉最大值和最小值，用DPS軟件對數(shù)據(jù)做差異性分析和多重比較（LSD法）。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 菌根真菌接種對菌根侵染率的影響

2個(gè)杜鵑花品種在不同處理?xiàng)l件下菌根侵染率檢測結(jié)果如表1所示，人工接種菌根真菌可顯著提高盆栽杜鵑花的菌根侵染率;未接種處理的菌根侵染率為5%～7%，接種后菌根侵染率均提高到12%～20%。不同肥料及是否施肥對菌根侵染率有一定影響，有機(jī)肥處理組植株菌根侵染率較高，但均無顯著差異。3個(gè)菌株侵染率均無顯著差異，其中菌株ZO24的侵染率較低，為12%～16%，菌株ZT13和BJF31的侵染率較高，為15%～20%。

2.2? 菌根真菌接種對盆栽苗株高的影響

不同處理?xiàng)l件下杜鵑花盆栽苗株高方差分析結(jié)果如表2所示，在多數(shù)處理中接種菌劑顯著增加了株高，施用不同肥料對盆栽株高影響不顯著。2個(gè)杜鵑花品種對實(shí)驗(yàn)處理的響應(yīng)也有差異?！铲o登枝在未施肥對照組中，3個(gè)菌株的接種苗株高均顯著高于未接種對照，株高均值增加68%～74%;有機(jī)肥處理組中，ZO24接種苗株高顯著高于未接種對照，其他2個(gè)菌株接種苗無顯著差異;無機(jī)緩釋肥處理組中，3個(gè)菌株的接種苗株高均高于對照，但無顯著差異。‘火烈鳥在未施肥對照組中，僅有ZT13接種苗株高顯著高于未接種對照;有機(jī)肥組中未接種與接種苗株高均無顯著差異;無機(jī)緩釋肥組中3個(gè)菌株的接種

2.3? 菌根真菌接種對盆栽地徑生長的影響

不同菌株接種和肥料施用對盆栽杜鵑花的地徑生長均有正向效應(yīng)，如表3所示。施肥可增加2個(gè)盆栽杜鵑花品種的地徑，但有機(jī)肥與無機(jī)肥處理組間地徑無顯著差異。在不同肥料處理中，‘喜鵲登枝所有接種苗地徑均大于未接種對照，其中在對照未施肥組菌株ZO24和BJF31接種苗地徑顯著大于未接種對照，分別比對照地徑增加56%和50%;在施用無機(jī)肥組中菌株ZO24接種苗地徑顯著大于未接種對照，地徑增加29%，其他接種處理均與未接種對照無顯著差異，3個(gè)菌株接種苗地徑均無顯著差異。在未施肥對照組和有機(jī)肥處理組中，‘火烈鳥3個(gè)菌株的接種苗與未接種苗地徑均無顯著差異，無機(jī)肥處理組中，菌株ZT13和BJF31接種苗地徑顯著大于未接種苗，分別比對照增加41%和35%。

2.4? 菌根真菌接種對盆栽總分枝長的影響

不同處理杜鵑花盆栽總分枝長方差分析結(jié)果如表4所示，2個(gè)杜鵑花品種施肥和菌株接種增加了盆栽的總分枝長?！铲o登枝在未施肥對照組和無機(jī)肥處理組中，菌株ZT13和BJF31接種苗顯著大于未接種對照，比對照增加35%～ 68%，有機(jī)肥組中接種苗與未接種苗分枝長無顯著差異。‘火烈鳥在未施肥對照組和有機(jī)肥處理組中，接種苗與未接種苗總分枝長均無顯著差異，在無機(jī)肥處理組中，3個(gè)菌株的接種苗總分枝長均顯著大于未接種苗，尤其是菌株ZT13接種苗，其總分枝長比對照增加76%，也顯著大于ZO24和BJF31接種苗總分枝長。

2.5? 菌根真菌接種對盆栽葉面積的影響

對不同處理的葉面積方差分析結(jié)果如表5所

示。接種菌株和施用肥料均影響了盆栽杜鵑花的葉面積，在未施肥組接種菌株對杜鵑花盆栽葉面積影響最為顯著。2個(gè)品種施用有機(jī)肥的處理組植株葉面積顯著小于未施肥處理，無機(jī)肥處理組植株與對照無顯著差異。品種‘喜鵲登枝在未施肥和有機(jī)肥組，3個(gè)菌株的接種苗葉面積均顯著大于未接種苗，尤其是未施肥組，接種苗葉面積均比未接種苗增加40%以上;在無機(jī)肥組，僅有菌株ZT13接種苗葉面積顯著大于未接種苗，比未接種苗葉面積增加30%。品種‘火烈鳥在未施肥組，所有菌株接種苗葉面積均顯著大于對照，均比未接種苗葉面積增加70%以上;在有機(jī)肥組僅有菌株ZT13接種苗葉面積顯著大于未接種苗，在無機(jī)肥組接種苗與未接種苗葉面積之間均無顯著差異。

2.6? 菌根真菌接種對盆栽葉綠素含量的影響

不同處理的盆栽杜鵑花相對葉綠素含量的方差分析結(jié)果如表6所示。菌株接種對2個(gè)品種的葉片葉綠素含量沒有顯著影響，肥料對葉綠素含量影響比較顯著。無機(jī)肥處理組盆栽杜鵑花葉綠素含量顯著高于未施肥組和有機(jī)肥組盆栽的葉綠素含量，比未施肥組增加10%;有機(jī)肥組與未施肥對照間葉綠素含量無顯著差異。

3? 討論

3.1? 人工接種菌根真菌可顯著促進(jìn)盆栽杜鵑花的生長

本研究在不同肥料處理中接種了3個(gè)菌株，盆栽杜鵑花的菌根侵染率均顯著提高，而且2個(gè)杜鵑花品種除葉綠素含量外，接種苗株高、地徑、總分枝長和葉面積均顯著大于未接種苗，說明人工接種菌根真菌可顯著提高盆栽杜鵑花的生長量，與Starrett等、劉小燕等和張春英等組織培養(yǎng)條件下杜鵑花科植物接種效應(yīng)一致^{[14， 18-19]}。3個(gè)菌株對盆栽杜鵑花的生長促進(jìn)效應(yīng)不同。2個(gè)杜鵑花品種的菌株ZT13和BJF31接種苗顯著優(yōu)于ZO24接種苗，說明菌株ZT13和BJF31對盆栽杜鵑花的生長促進(jìn)效應(yīng)更加突出。本研究中菌根侵染率檢測結(jié)果也表明菌株ZT13和BJF31接種苗菌根侵染率高于菌株ZO24接種苗。菌株ZT13和BJF31屬于樹粉孢屬真菌，張春英等、陳真等和Baba等研究均表明該類菌株是杜鵑花科植物根系中廣泛存在的菌根真菌，且純培養(yǎng)產(chǎn)生分生孢子，增殖較快^{[3， 5-6， 8]}，接種正向效應(yīng)在杜鵑花類植物中表現(xiàn)顯著^{[5， 19]}。因此，樹粉孢屬真菌的優(yōu)良菌株可推薦作為人工菌劑生產(chǎn)的菌株材料，用于杜鵑花的栽培和生產(chǎn)。