王斌　馮祥元　華曉琴

摘要為了研究在堿性條件下叢枝菌根真菌對白刺生長的影響，在堿性條件下對白刺分別接種摩西球囊霉（Glomus mosseae）、根內球囊霉（G. intraradices）和幼套球囊霉（G. etunicatum）3種AM真菌，測定3種AM真菌對白刺侵染率及幼苗生長指標。結果表明：在堿性條件下3種叢枝菌根菌均能侵染白刺根系，其中，接種摩西球囊霉和根內球囊霉后白刺株高、地徑、生物量及N、K含量顯著增加（P<0.05），幼套球囊霉對各項指標均有抑制作用。

關鍵詞堿性條件;叢枝菌根真菌;白刺;生長;營養(yǎng)吸收

中圖分類號：S718.81文獻標識碼：Adoi：10.13601/j.issn.1005-5215.2022.03.004

Effects of Arbuscular Mycorrhizal Fungi on Growth and Nutrient Absorption of?Nitraria tangutorum? in Alkaline Soil

Wang Bin， Feng Xiangyuan， Hua Xiaoqin

（Wuwei Forestry Comprehensive Service Center， Gansu Province， Wuwei 733000， Gansu）

AbstractIn order to study the effect of arbuscular mycorrhizal fungi on the growth of ?Nitraria tangutorum? under alkaline condition，three species arbuscular mycorrhizal fungi?Glomus mosseae?，?G. intraradices?，?G?. ?etunicatum?were inoculated to ?N?. ?tangutorum?under alkaline conditions， the infection rate and growth indexes of ?N?.?tangutorum?seedling were determined. The results showed that three arbuscular mycorrhizal fungi could infect the roots of ?N?.?tangutorum?in alkaline conditions. ?G?.?mosseae?and?G?. ?intraradices? could significantly increase plant heights， ground diameters， fresh biomass， and N， K contents（P<0.05）， while ?G. etunicatum? could inhibit various indexes.

Key wordsalkaline conditions;arbuscular mycorrhizal fungi; ?Nitraria tangutorum?; growth; nutrient absorption

土壤鹽堿化是全球公認的環(huán)境問題。土壤鹽堿化抑制農(nóng)作物正常生長，嚴重威脅糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[1，2]。西北地區(qū)處于干旱半干旱區(qū)，其獨特的地理條件和氣候促進了鹽堿土的發(fā)生和發(fā)育。據(jù)統(tǒng)計，全國約有3.693× 10 hm 現(xiàn)代鹽堿土，僅西北地區(qū)就占 60%左右;全國與灌溉有關的鹽堿化土壤達2.0× 10 hm，近70%位于西北地區(qū)[3，4]。但是，西北地區(qū)是實施退耕還林還草、三北防護林等工程的重要區(qū)域，承擔生態(tài)文明建設的重要任務，因此，挖掘提升適宜鹽堿地適生樹種的共生微生物，促進土地資源的充分利用，對改善西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境具有重要意義[5，6]。

白刺（Nitraria tangutorum）屬蒺藜科（Zygophyllaceae）白刺屬（Nitraria）植物，耐干旱，耐貧瘠，抗沙埋，是目前存活于民勤縣干旱荒漠區(qū)面積最大的天然植被類型，在位于石羊河下游的綠洲外圍地帶形成了我國干旱區(qū)獨特的白刺灌叢沙丘與丘間地相間分布的景觀，對阻止流沙入侵、保持綠洲穩(wěn)定性發(fā)揮著巨大的生態(tài)作用[7，8]。

叢枝菌根菌（Arbuscular Mycorrhiza，AM）是一類能與高等植物根系形成共生體的土壤有益微生物。近年來大量試驗研究表明，AM真菌能夠加快植物根系的生長和植物的生長發(fā)育，促進宿主植物根系對土壤中移動性低的無機離子吸收，增強植物對生物及非生物脅迫的抗性[9]。

本研究以白刺為試驗材料，通過接種不同的 AM 菌劑，對侵染率、生物量積累和氮、磷、鉀含量進行測定分析，旨在研究堿性條件下接種叢枝菌根真菌對白刺的影響，有效增強白刺在鹽堿地上的生活能力，為生產(chǎn)適宜荒漠鹽堿地造林的優(yōu)良種苗及鹽堿立地條件下造林提供理論依據(jù)。

1試驗地概況

試驗地設在甘肅省武威市國家級樟子松楊樹良種基地，屬于冷溫帶干旱區(qū)，年均氣溫7.8 ℃，年均降水量165 mm左右，土壤為沙壤質鹽漬化荒漠灰鈣土，土層厚度1.5 m左右，pH為7.8～8.5。澆灌用水為地下水，水質礦化度720～1 450 mg·L。

2材料與方法

2.1試驗材料

供試白刺為唐古特白刺，種子從民勤縣西沙窩勤鋒灘采集。

供試真菌菌種摩西球囊霉（Glomus mosseae）、根內球囊霉（G. intraradices）和幼套球囊霉（G. etunicatum）購自北京市農(nóng)林科學院植物營養(yǎng)與資源研究所“叢枝菌根真菌種質資源庫”。將3種真菌以玉米為宿主，在以土、河沙、珍珠巖和石英砂按2∶3∶3∶3比例配制的培養(yǎng)基上擴繁后制成含有孢子、菌絲和侵染根段的接種材料備用。

白刺育苗土壤為良種基地周邊玉米田中挖取的土壤，與腐熟秸稈、有機肥混合而成，研磨過篩，混合均勻后于烘箱中160 ℃高溫滅菌2 h，經(jīng)測定，土壤pH為8.2。

2.2試驗方法

2019年4月播種，培養(yǎng)容器用無水酒精消毒后裝入滅菌土壤。種子先用3% HO表面消毒，再用無菌水洗凈后晾干備用。將消毒后的種子播于穴盤中，澆水等待發(fā)芽。待白刺幼苗平均高度為 5 cm時，開展菌種接種試驗。試驗設置3個菌種接種處理和空白對照，營養(yǎng)缽中分別放入擴繁的菌劑50 g，以未接種處理為對照，將白刺幼苗移至營養(yǎng)缽中，每個處理設3個重復，每個重復100個營養(yǎng)缽，每個營養(yǎng)缽移栽2株白刺幼苗。將處理后的營養(yǎng)缽放于連棟溫室中，溫室保持晝溫25～31 ℃、夜溫15～20 ℃，營養(yǎng)缽澆水6次，水為pH8.5的地下水。

2.3測定指標與方法

白刺幼苗生長 90 d，采用染色鏡檢法[10]測定白刺植株的侵染率，并在顯微鏡下觀察拍照。收集菌根化的白刺全株稱量濕質量和干質量。白刺植物中全氮采用凱氏定氮法測定，全磷采用硝酸-高氯酸消煮-鉬銻抗分光光度法測定，全鉀采用火焰光度法測定。白刺植株中氮磷鉀含量測定委托西北農(nóng)林科技大學完成。

侵染率（%）=侵染株數(shù)/接種株數(shù)×100%

根冠比=地下生物量/地上生物量

干鮮比（%）=干質量/鮮質量×100%

數(shù)據(jù)用SPSS 21處理。

3結果與分析

3.13種AM菌劑處理對白刺根系的侵染率

3種菌劑處理對白刺根系的侵染率見表1。3種叢枝菌根真菌均能侵染白刺根系，不同叢枝菌根菌對白刺根系侵染率不同，其中摩西球囊霉和根內球囊霉侵染率較高，分別是56.08%和54.47%，幼套球囊霉侵染白刺根系的侵染率較低，為38.34%。

3.23種AM菌劑處理對白刺生物量的積累與分配的影響

3種叢枝菌根菌劑對白刺植株的生物量積累與分配結果見表 2。試驗發(fā)現(xiàn)白刺植株接種摩西球囊霉、根內球囊霉后株高、地徑、鮮質量、干質量均顯著高于對照組（P<0.05），株高較對照組最大提高了34.11%，地徑較對照組最大提高了13.14%，鮮質量較對照組最大增加了35.86%，干質量較對照增加了43.38%，兩個處理干鮮比均比對照組增大，接種根內球囊霉的處理根冠比較對照組增大;接種幼套球囊霉后株高、干質量顯著低于對照組（P<0.05），地徑、鮮質量、干鮮比、根冠比與對照組差異不顯著（P>0.05）;白刺植株接種幼套球囊霉后株高降低了36.25%，干質量較對照降低了15.9%。結果表明：摩西球囊菌、根內球囊菌對白刺株高、地徑、干鮮及干鮮比均有促進作用，其中根內球囊菌能促進白刺根部生物量積累;幼套球囊菌對白刺植株生長有抑制作用。

3.33種AM菌劑處理對白刺氮、磷和鉀的吸收與轉運的影響

由表3可知，接種AM 菌劑對白刺植株地上部、地下部的N、P、K含量具有顯著影響。接種摩西球囊霉后白刺整株N含量顯著高于對照（P<0.05），P含量與對照差異不顯著（P>0.05），K含量顯著高于對照（P<0.05）;接種根內球囊霉的白刺植株N含量、P含量與對照組差異不顯著（P>0.05），K含量顯著高于對照組（P<0.05）;接種幼套球囊霉的白刺植株N、P、K含量顯著低于對照（P<0.05）。結果表明：摩西球囊霉能夠促進白刺植株N、K吸收，但對P吸收影響不顯著;根內球囊霉對白刺植株N、P吸收影響不顯著，但能促進K吸收;幼套球囊霉抑制白刺植株N、P、K元素的吸收。

4結論與討論

通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，白刺接種摩西球囊霉、根內球囊霉、幼套球囊霉后均可侵染白刺根系，建立共生關系，其中摩西球囊霉、根內球囊霉侵染率較高，接種摩西球囊霉、根內球囊霉生物量顯著高于對照組，接種幼套球囊霉后生物量較對照組顯著降低，這與國內外研究[11]表明的鹽堿土中存在著豐富的叢枝菌根真菌，且菌根化植物的比例很高，但是不同植物對同種叢枝菌根的依賴程度差異較大[12]，同種植物對不同叢枝菌根的依賴程度也具有較大差異[13]等觀點一致。3種叢枝菌根菌能與白刺形成菌根化植物，不同叢枝菌根對白刺的影響不同。接種摩西球囊霉、根內球囊霉后白刺生物量顯著高于對照組，可能是由于微生物改良鹽堿化土壤理化性狀，優(yōu)化植物根際微域環(huán)境，提高植物在鹽堿化土壤中的抗性和適應性[14]，或通過叢枝菌根增加植物根部的吸收面積，能夠促進根系對水分和必需元素的吸收[15]，使得宿主植物的生長加快，從而促進了植物生長;在苜蓿、番茄上的研究[16]也表明，微生物都被證明能促進植物對 N、P、K及微量元素的吸收，促進植物生長，從而提高植物的品質、 提高苗木移栽成活率、增強植物的抗性、擴大植物種植范圍。本研究中白刺接種摩西球囊霉后植株N、K含量顯著高于對照組，尤其是地上部N含量較對照組高65%，地下部分K含量較對照組高150%，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)植株N、K含量與地徑、干鮮質量顯著相關，這說明接種摩西球囊霉能促進白刺礦質元素吸收與積累，進而促進生物量增加，這一結論與接種摩西球囊霉后西瓜葉片更大、株高更高、干物質積累更多的結論[17]一致。但本研究中植株中P含量與對照組無差異，這與文獻[18]中記載的叢枝菌根的形成可顯著提高植物對P的吸收，且在高P條件下多余的P可儲存于AM中的結論不一致，具體原因須進一步研究。接種根內球囊霉的白刺植株根冠比較對照組增大，其他處理根冠比與對照無差異，根冠比越大，植物抗逆性越強，由此表明，接種根內球囊霉白刺或許具有更強的抗逆性，但本研究未對菌根化的白刺幼苗抗逆性及造林試驗表現(xiàn)進一步研究。下一步將開展菌根化的白刺抗逆性及造林試驗，將叢枝菌根菌廣泛用于優(yōu)良種苗生產(chǎn)、干旱鹽堿立地條件下造林等方面。

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