接种AM真菌对K326烟苗素质的影响

李 帆，陈 坤 ，杨红武 ，裴晓东 ，龙世平

（1.长沙市烟草公司浏阳分公司，湖南 浏阳 410300；2.湖南省农业生物资源利用研究所，湖南 长沙 410125）

国内外有学者研究表明，烟草对菌根有较强的依赖性，它能与某些特定AM真菌共生形成菌根，烟草接种AM真菌后对其增加养分的吸收、增强其抗逆性等方面有较为明显的作用[1-3]。研究表明烟草能否成功接种AM真菌，一方面，土壤中氮、磷的养分含量是重要的影响因子[4-6]，同时其受生态条件的影响也比较大；另一方面，宿主植物与AM真菌存在着相互选择性[7-8]。因此，在开展规模化菌根技术育苗之前，为了更加深入了解烟草接种AM真菌后的菌根效应，先进行烟草幼苗接种AM真菌试验。笔者在前人[9]研究的基础上，选取适合浏阳生态条件的在烤烟生产上应用的2种AM真菌菌种，并在漂浮育苗阶段接种，研究了在不同基质肥力条件下其对烟株苗期生长与营养的影响，旨在为AM真菌在浏阳优质烤烟生产中规模化应用提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供试烤烟品种为K326（Nicotiana tabacum L.CV K326），由浏阳市烟草公司提供。供试菌种为聚丛球囊霉（Glomuse aggregatum,BGC HUN02D）和摩西球囊霉（Glomusemosseae,BGC HUN01A），均由北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所提供。烤烟育苗专用肥（氮150 g/kg，磷100 g/kg，钾180 g/kg）由浏阳市烟草公司提供。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 共设12个处理，每处理重复3次，共36个小区，每小区1盘（200株烟苗）。基质A，V腐熟菌渣∶V泥炭∶V珍珠岩=3∶2∶1；基质 B，V腐熟芦苇渣∶V泥炭∶V珍珠岩=3∶2∶1；基质 C，V腐熟猪粪稻草∶V泥炭∶V珍珠岩=3∶2∶1；基质D为烟草育苗专用基质。接种情况见表1，后期管理同浏阳市烟草专卖局优质烤烟生产规程。

表1 各处理施肥及接种情况

1.2.2 播种、接种及管理 菌根烟苗的培育：在漂浮育苗条件下，播种期接种根内球囊霉（Glomus intraradices Smith&Schenck，BEG-141），培养液养分用量为1.2×Hoagland，由低到高，分次供应，成苗期镜检AM真菌侵染率≥25%。非菌根烟苗的培育：在漂浮育苗条件下，播种期接种等量灭活接种物，培养液养分用量为1.2×Hoagland，提供方式同菌根烟苗的培育，成苗期镜检未发现菌根结构。

播种期分别接种2种AM真菌，不接种者为对照（CK）。将基质灭菌（121℃，1 h），先加超纯化水润湿后，装入烤烟漂浮育苗的专用漂浮盘（10×20穴/盘）孔内，每穴5 g。然后将2 g接种物埋入0.3～0.5 cm深的基质中，形成接种处理，对照为埋入等量灭活接种物。每穴播种3粒烤烟种子，出苗后留1株。试验在人工控制温度、光照和湿度的培养室中进行，幼苗生长期间，漂浮育苗池的水位保持在8 cm左右。光照强度14 000～15 000 lx，每天光照时间为12 h。昼夜温度保持20～31℃，湿度维持70%～80%。

1.2.3 测定项目与方法 从出苗第10天起，每5 d每小区取10株烟苗称量植株鲜重。幼苗根系经0.1%酸性品红乳酸甘油染色液处理染色后，在显微镜下观测真菌结构，估算AM真菌侵染率。在成苗期（出苗后55 d），每小区取20株烤烟幼苗，测量根长、株高、茎粗。然后将根系附着的基质抖落，用自来水和去离子水依次清洗，随机切取不同部位的鲜根，用根段频率标准法测定根系侵染率[6，10]。剩余样品取地上部分，105℃杀青30min，70℃烘干后粉碎样品，参考鲍士旦[11]方法用蒸馏法、钒钼黄比色法和火焰光度法分别测定烟株的氮、磷、钾含量。基质待自然阴干后，测定磷酸酶活性[12]。

2 结果与分析

2.1 接种AM真菌对烤烟K326幼苗侵染的影响

烤烟种子萌发后20 d镜检成苗期的烟苗根系发现，接种AM真菌后，根系内均出现真菌结构，接种AM真菌处理可在根系上观测到菌丝的侵入点、丛枝形成，而对照未见。这表明接种聚丛球囊霉、摩西球囊霉两种AM真菌均能成功侵染烤烟K326幼苗根系，形成菌根烟苗。

由图1可以看出，A、B、D三种基质成苗后BGCHUN02D与BGCHUN01A两个菌种侵染率均无显著差异，而C基质BGC HUN02D侵染率显著高于BGCHUN01A；此外，A基质中两种AM真菌的侵染率均低于16%，且明显低于B、C、D基质AM真菌的侵染率（26.8%～36%），表明基质A更有利于AM真菌侵染寄主根系。基质A接种BGCHUN02D的侵染率低于BGC HUN01A，而基质B、C、D接种BGC HUN02D侵染率则高于接种BGC HUN01A。此外，镜检还发现，BGCHUN02D侵染根系后，根外菌丝较多，BGCHUN01A的根外菌丝较少。

图1 不同施肥水平下两种AM真菌对烟株幼苗根系的侵染状况

2.2 接种AM真菌对K326幼苗根系的影响

不同基质接种两种AM真菌可不同程度地增加烟株的根长和根重，而对根冠比的影响增减不一。如表2所示，接种BGC HUN01A和BGC HUN02D均对烟株幼苗根系生长有促进作用，能达到壮苗的目的，且A、B、C基质中接种BGCHUN01A的烟株幼苗根重、根冠比都高于接种BGCHUN02D幼苗，表明BGC HUN01A比BGC HUN02D在促进K326烟苗根系生长方面具有优势。其中基质A接种BGC HUN01A的烟苗根重显著高于CK，但根冠比与CK差别不大。基质C接种BGC HUN01A的幼苗的根冠比、根重都明显高于CK，根冠比和CK相比增加57.4%，比接种BGC HUN02D幼苗高21.2%。另两种基质B、D接种供试两种AM真菌的K326幼苗的根系生长未见明显优势。由此可见，接种AM菌种对烟株幼苗的生长发育有促进作用。

表2 接种AM真菌对烤烟幼苗根系的影响

2.3 接种AM真菌对K326幼苗养分含量的影响

如表3所示，和CK相比，K326幼苗接种两种AM真菌都能提高对氮的吸收，接种BGC HUN01A的K326幼苗含氮量比CK高13%，接种BGC HUN02D的菌根苗只比CK高0.03%，可见BGC HUN01A在增强K326幼苗吸氮能力上要比BGC HUN02D强。K326接种两种AM真菌后，K326菌根幼苗的含磷量都显著地提高了。这表明AM真菌能够促进烟苗对磷的吸收，增加烟株体内的磷含量，从而促进烟株的生长发育。接种两种AM真菌后烤烟幼苗之间吸磷能力存在差异，BGC HUN01A菌根烤烟幼苗的含磷量显著高于BGC HUN02D，说明接种BGC HUN01A的K326幼苗吸磷能力上优于BGC HUN02D。接种AM真菌能显著地提高K326幼苗的含钾量，接种BGC HUN01A的K326烟苗的含钾量显著高于BGC HUN02D，接种BGC HUN01A真菌的烤烟幼苗对钾的富集的作用，这对于优质烤烟生产意义重大。

表3 接种菌种对烤烟幼苗氮、磷、钾含量的影响 （%）

2.4 AM真菌对基质磷酸酶活性的影响

如图2所示，接种不同AM真菌育苗基质中磷酸酶活性为：BGC HUN01A>BGC HUN02D>CK。4种接种BGCHUN01A的K326烟苗的基质，磷酸酶活性比对照处理分别高23.1%、29.5%、26.4%和30.1%。在4种施肥水平中，接种BGC HUN01A比接种BGC HUN02D的基质，其磷酸酶活性分别高10.4%、16%、10.9%和12.5%。由此可见，K326烟苗接种AM真菌显著提高了育苗基质中的磷酸酶活性，且不同菌株之间存在明显差异。两种AM真菌相比较，接种BGC HUN01A的烟苗基质能分泌出更多的磷酸酶。

图2 接种AM真菌对基质磷酸酶含量的影响

3 讨论与结论

3.1 两种AM真菌对K326烟苗菌根侵染率的影响

AM真菌侵染率的高低和很多因素有关，其中介质养分的浓度、有效性是重要的影响因素，养分过低或过高都不利于AM真菌对烤烟的侵染。该试验表明，基质 B、C、D接种 BGC HUN01A和BGC HUN02D的侵染率均高于基质A，可能是因为基质A营养相对比较充足，导致K326烟苗对菌根真菌的侵染有排斥作用，高养分对AM真菌的侵染不利。

3.2 AM真菌对烤烟幼苗营养的影响

AM真菌的侵染是产生菌根效应的基础，菌丝进入烤烟幼苗根系后以不同方式影响植物的代谢过程。AM真菌的菌丝作用，扩大了植物根系对土壤中氮素的吸收面积和与土壤的接触位点，增强了植物的吸收利用。另外，AM真菌能将NH4+运给寄主植物，通过提高硝酸还原酶活性，有助于加强寄主植物氮代谢的有效性，增加菌根植物的生物量。烟草和其他作物一样，磷素临界营养期通常出现在苗期，所以烟草幼苗含磷量高对提高烤烟幼苗质量相当有利，能使烟苗移栽后迅速还苗，甚至能提高整个生育期的磷素营养。该研究证明，烤烟K326接种AM真菌能显著提高烤烟幼苗的磷素营养，对幼苗的生长有促进作用。这可能是因为AM真菌扩大了磷素的吸收领域，菌丝强大的吸收和运输能力以及AM真菌能够活化难溶性磷酸盐等。钾是优质烟叶生产中重要的化学元素。试验也表明，B、C、D基质接种AM真菌能显著地提高烟株幼苗的含钾量，而且接种BGC HUN01A的烟苗的含钾量显著高于BGCHUN02D，接种BGC HUN01A真菌的烤烟幼苗对钾的富集的作用，这对于优质烤烟生产意义重大。

3.3 AM真菌对基质磷酸酶活性的影响

接种不同AM真菌都能不同程度地影响K326烟苗的生长，B、C、D基质接种AM真菌都能增加基质酸性磷酸酶的活性。其主要原因是菌根菌丝能生长到根系不能到达的基质中吸收磷素，并运输给烟苗根系，以满足烤烟幼苗的营养需求。不同的菌根到达外界的范围不一样，所获得的养分空间也不一样，所以造成了吸收和运输给烟苗的磷素的差异。该研究中，K326接种BGC HUN01A的烟苗基质能分泌出更多的磷酸酶。

总体上讲，该研究表明，接种AM真菌可不同程度提高烟苗综合素质，而且接种BGC HUN01A的烟苗素质优于接种BGC HUN02D的烟苗。基质A幼苗根系生长相对旺盛，幼苗素质也相对较好，但其接种AM真菌后根系侵染率相对较低。

[1] Zhao L L,Li B,Zhao FG.Effects of VA mycorrhizal fungion the physiological and biochemical characters of tobacco[J].Acta A－gric.BorealiOccidentalis Sin,1999,8（6）:136-138.

[2] 赵丽莉，李 斌，赵方贵.接种VA菌根真菌对烟草某些生理生化特性的影响[J].西北农业学报，1999，8（6）：136-138.

[3] 江 龙，黄建国，袁 玲.不同丛枝菌根真菌对烟苗生长营养状况和生理活性的影响[J].贵州农业科学，2009，37（12）：53-58.

[4] Koide R T,LiM.On host regulation of the vesicular—arbuscular mycorrhizal symbiosis[J].New Phytol,1990,114:59-96.

[5] Balaz M,Vosdtka M.Vesicular-arbuscularmycorrhiza of Calamagrostis villosa supplied with organic and inorganic phosphorus[J].Biol.Plantarum,1997,39（2）:281-288.

[6] Liu R J,Luo X S.A new method to quantify the inoculum potential of arbuscular mycorrhizal fungi[J].New Phytologist,1994,128:89-92.

[7] 刘延荣，丁兆龙，方宇澄.烟草上优良丛枝菌根真菌的筛选[J].山东农业大学报，1997，28（3）：269-273.

[8] 方宇澄，黄 镇，刘延荣.烟草VA菌根菌区系研究[J].中国烟草学报，2000，6（4）：26-30.

[9] 李竹玖.AM真菌对烤烟幼苗生长和营养的影响[D].重庆：西南大学，2008.

[10] 靳冬梅，叶协峰，刘国顺，等.不同浓度营养液对烤烟漂浮育苗烟苗生长及生理特性的影响[J].华北农学报，2005，20（6）：15-19.

[11] 鲍士旦.土壤农化分析[M].北京:中国农业出版社，2003.

[12] 关松荫.土壤酶及其研究法[M].北京:中国农业出版社，1986.