摘要:本试验选用金线莲品种“大元宝”为试材,采用棚内模拟种植试验方式,设置3个施硒(Se)水平(0、6、18 mg/L,分别记为Se0、Se1、Se2)与3个接菌水平(不接种、接种根内根孢囊霉、接种摩西斗管囊霉,分别记为Am0、Am1、Am2)的组合处理,研究施硒与丛枝菌根(AM)真菌对金线莲生长发育、微量元素含量、主要生物活性成分含量及挥发性物质含量的影响,以期为金线莲的高效栽培和富硒提质提供理论依据。结果表明,外源硒可提高金线莲叶绿素含量、微量元素含量、主要生物活性物质含量及挥发性物质含量,接种AM真菌可进一步促进金线莲的生长发育及品质形成,整体上以Se1水平上述参数存在极值。土壤硒赋存形态中,Se1水平及接种AM真菌处理下可溶态硒和可交换态硒占比较高,铁锰氧化结合态、有机结合态硒占比较低,且结合植株相对生长率、硒含量及品质参数来看,Se1Am1处理优于Se1Am2。主成分分析表明,金线莲硒含量、生物活性成分(总酚、总黄酮、金线莲苷、多糖)含量、挥发性物质(醛、醇、酮)含量是判断施硒和AM真菌效果的主要指标,且其与土壤有效硒含量呈显著或极显著正相关。综上,外源硒与AM真菌组合施用可显著促进金线莲根际土壤硒活性,提高有效硒含量,从而提高金线莲的硒吸收、生物活性成分累积及挥发性物质含量,进而提高其药用品质,各处理中以施6 mg/L Se与接种根内根孢囊霉组合处理效果最佳。
关键词:金线莲;AM真菌;土壤硒形态;生物活性成分;挥发性物质
中图分类号:S567.23+9 文献标识号:A 文章编号:1001-4942(2025)01-0087-09
硒(Se)是生物体所必需的多功能生物营养元素,它可以有效降低组织免受氧损伤和病毒感染的风险。植物源硒是人类摄入硒的主要途径,而土壤硒是植物硒的主要来源。土壤硒的分布特征会影响植物中硒的吸收、转化与固定,从而影响食物链摄入的硒含量。土壤总硒含量是决定植物硒最高摄取量的前提,而土壤硒形态是决定植物吸收量的主要因子。土壤硒形态包括可溶态(SOL-Se)、可交换态(EXC-Se)、铁锰氧化结合态(FMO-Se)、有机结合态(OM-Se)以及残留态(RES-Se)。SOL-Se和EXC-Se是可被植物直接吸收利用的有效硒,二者在低硒(lt;0.4 g/kg)土壤中占总硒含量的10%-25%,而在富硒土壤中则占15%。长期的植物进化导致富硒类植物往往不生长在富硒土壤中,因此在硒缺乏土壤中补充可利用硒源和增加土壤SOL-Se、EXC-Se比例是提高土壤中有效硒的重要途径。
发掘对硒具有高耐受性和强代谢能力的微生物是开发和利用土壤硒资源的有效策略。土壤微生物可通过分泌胞外磷酸酶等代谢活动来增强土壤Se的生物有效性。隶属于厚壁菌纲下的桑肠杆菌(Enterobacter mori TX22)、苏云金芽孢杆菌(Bacitlus thuringiensis TXB2-5)、雷氏普罗威登斯菌(Providmcia rettgeri HF16-A)和彭氏变形杆菌(Proteus penneri lAB-1)等已从自然环境中得到分离鉴定,且对改善土壤Se的有效性表现出良好效果。丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌是重要的土壤功能菌,能够与大多数陆地植物形成共生关系,通过分泌有机酸、小分子有机物和影响微生物活性等来改善宿主的营养生理状况。前人的研究指出,接种摩西斗管囊霉(Funnetiformis mosseae)可显著增加人参菜的硒含量。此外,Chen等研究表明,接种摩西斗管囊霉和地表球囊霉(Clomus versiforme)可能会改变微生物菌落,从而导致水稻对硒的吸收增加,进而提高水稻中有机硒含量。
金线莲(Artochilus roxburghii)是兰科多年生珍稀药用植物,主要分布于福建、广西、江西及浙江等地。金线莲在我国被誉为“药王”“黄金草”,富含多糖、生物碱、黄酮,有机酸、氨基酸和微量元素等,是治疗肿瘤、癌症、高脂血症和心血管疾病的重要中草药,目前已广泛应用于医药、保健、饮品等众多领域。目前由于人为过度采挖与植株生长缓慢,金线莲野生资源已十分匮乏,人工组培扩繁、大棚环境模拟或林地仿野生栽植等方式已成为获取金线莲的常规方法。然而,人工培养周期短和品种差异等因素导致人工栽培的金线莲药用性能不足,因此如何优化施肥策略以提高金线莲的药用成分含量是目前发展金线莲产业亟待解决的问题。目前关于金线莲人工栽培相关研究主要集中于地区适宜品种筛选和栽培基质、种植密度、光照条件等方面,而关于施用有益元素与有益菌对金线莲影响的相关研究鲜有涉及。基于此,本试验设置接种AM真菌和不同施硒水平处理,研究其对金线莲硒吸收、生物活性成分含量及挥发性物质含量的影响,以期为生产上金线莲的富硒提质提供理论依据。