全 文 ：第 11卷 第 2期
2 0 0 3年 4月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
v01．11 NO．2
Apri1， 2003
丛枝菌根真菌对棉花耐盐性的影响研究 *
冯 固 张福 锁
(中国科学 院新疆 生态地理研 究所 乌鲁 木齐 830000)
摘 要 盆栽灭菌试验研究丛枝(AM)真菌对棉花耐盐性的影响结果表明，自然盐渍化土壤和人工模拟盐渍条件
下接种AM 真菌处理的生物产量显著高于不接种处理，相同土壤下菌根真菌对棉花植株生长的促进作用随盐水平
的提高而增大，表明AM 真菌与植株建立的共生关系有利于棉花在盐渍土壤 中生长。盐胁迫下棉花植株对P的需
要量增加，接种AM 真菌可提高植株含 P量，促进植株生长 ，提高棉花的耐盐性。
关键词 棉花 耐盐性 AM 真菌 P营养
Effect of arbuscular mycorrhizal fungi on salinity tolerance of cotton．FENG Gu，ZHANG Fu—Suo(Xinjiang Institute of
Ecology and Geography，Chinese Academy of Sciences，Urumqi 830000)，CJEA，2003，11(2)：21～24
Abstract Artificial salt soil and five nature salinized soils are used tO investigate the effect of arbuscular mycorrhizal
(AM )fungi on the saline tolerance 0f cotton．The results show that the inoculation with AM fungi increases the biomass
of cotton plant under both artificial and nature salinized soils significantly．The effects of AM fungi on cotton growth are
also promoted with the increase of salt 1evels．This may indicate that the mycorrhizal—plant association is bcneficia1 for
plant growth in salinity environment．Phosphorus concentrations in non—mycorrhizal plant show a up trend with saline lev—
el increasing and mycorrhizal plants have higher phosphorus concentration at all salt levels than that of non‘mycorrhizal
plants．This indicates that cotton plant needs more phosphorus tO maintain metabolism and growth under salt stress．
Key words Cotton，Salinity tolerance，Arbuscular mycorrhizal fungi，Phosphorus nutrition
丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizae，简称 AM真菌)是自然界普遍存在的植物与真菌的共生体，能帮助植
物吸收养分和水分，改变植物体内激素平衡并促进植物生长。棉花是耐盐性较强的植物，但盐胁迫对其光
合、呼吸、开花结铃和纤维品质以及根系对离子的吸收和运转等均产生影响并造成减产 j。以往对提高棉
花耐盐性 的研究多侧重于新品质(系)选育和水肥调控等方面 ，而利用微生物与植物 间的相互作用提高棉花
耐盐性的研究 目前 尚少见报道 。本试验研究 了人工模拟盐胁迫和 自然盐渍土壤下 AM 真菌对棉 花植 株生
长和矿质元素吸收及耐盐性等方面的影响，为盐渍土壤生物改良提供理论依据。
1 试验材料与方法
试验采用盆 栽在 网室 内进行 ，供试
土壤为非盐渍土(灌淤土与灰漠土)和盐
渍土 (轻 度镁质盐 土、中度镁 质盐 土、轻
度盐化 潮土 、中 度盐化 潮土 和重度盐化
潮土)，其理化性状见表 1。供试棉花品
种为“新陆早 1号”，种子用 lglkg HgC1，
和 70％酒精分别消毒，每盆播种 5粒，出
苗后间留 2株。供试 AM 真菌为 Gzo—
mus mosseae(G．m)、Glomus versiforme
表 1 供试 土壤 理化性状
Tab．1 Sol1 characteristics
土 壤 有机质 ，kg一 速效礴／rlg·kg一 碱解氮／rlg·kg一 速效钾／Ⅱ ·kg一 pH 总盐／l1s，cm一
Soils ( matte~ Avfilable P Avfilabk N Amiable K Total salt
(G．v)和 Glomus sp．(G．S)。接种物由上述 3种丛枝菌根菌经白三叶草繁殖后制成含有孢子、菌丝体、侵染
根段的接种物。供试土壤及盆钵等均 以 1万 GyCo 。T-射线 辐照灭菌 ，接种 处理每盆施 10g接种物 ，未接种
(对照，CK)处理每盆施 10g灭菌接种物和 lOmL无灭菌接种物水滤液，与微生物区系保持一致性。试验
*中国科学院阜康荒漠生态试验站开放基金项目和中国科学院百人计划项目共同资助
收稿日期：2002—04—26 改回日期：2002—05—28
维普资讯 http://www.cqvip.com
中 国 生 态 农 业 学 报 第 11卷
I采用灰漠土，每盆装土 lkg，设未接种(对照，CK)、接种 G．m和接种 G．s 3个处理，每处理下再设分别加入
NaC1 Og／kg、2g／kg、4g／kg、6g／kg 4个盐水平处理 ，NaC1于幼苗生长至 40d后分 2次加入 (中间隔 ld)，每次加
入 1／2量 ，每处理重复 3次 ，每天观察记 录盐害症状 。试验 Ⅱ采用 5种盐渍化土壤 ，各土壤设未接种 (CK)、
接种 G．m、G．s和 G．v 4个处理 ，每盆装土 3kg，并掺入 500g河沙 ，播种时施 P 15mg／kg、N 150mg／kg，植株生
长 30d后追施 N 150mg／kg，每处理重复 4次，生长 73d收获，测定其生物产量和菌根侵染率。试验Ⅲ采用灌
淤土 ，每盆装土 800g，并掺入 200g河沙 ，设未接种(CK)、接种 G．m 和 G．s 3个处理 ，每处理下再设分别加入
NaC1 Og／kg、lg／kg、2g／kg和 3g／kg 4个盐水平处理 ，于播前施入 ，每处理重复 3次 ，待 出苗后每盆每 7d浇含
N lOOm g／kg、P 50mg／kg和 K 50mg／kg营养液 lOOmL，植株生长至 73d收获后样株置 60～70℃ 下烘 干 72h
左右，测其干物质量、菌根侵染率；植株用 H sO4一H，o，消煮，植株体营养元素含量 N用凯氏定氮法、P用钼
锑抗 比色法 、K和 Na用火焰光度计法 、Ca和 Mg用原子吸收法 、Cl用 AgNO，滴定法测定。试验Ⅳ采用灰漠
土 ，每盆装土 1．5kg，并掺入 200g河沙，设未接种 (CK)、接种 G．m、G．v和 G．S 4个处理 ，每处理重 复 3次 ，植
株长至58d时取倒数第 3片叶用电导率法测定其细胞膜相对透性，生长 69d收获，其他条件与试验Ⅲ相同。
2 结果与分析
2．1 菌根化与非菌根化棉花植株对 NaCI胁迫的反应
未施 NaCl的幼苗一直保持正常生长 ，而施 NaC1胁迫 1d后接种与未接种菌根真菌处理幼苗均 出现萎焉
症状 ；7d后接种与未接种处理开始表现出明显差异 ，NaC1为 2g／kg时未接种处理植株叶片全部 黄化并严重
萎焉，接种处理植株 2片子叶脱落但真叶舒展，植株呈轻度萎焉，NaC1为 4g／kg和 6g／kg时菌根植株与非菌
根植株均表现为严重萎焉 ，表明 NaC1 2g／kg下菌根植株对 NaC1胁迫有较强耐性。
2．2 不同盐渍土壤 AM真菌对棉花生长的影响
不同盐渍土壤 AM真菌对棉花均有不同程度侵染，且菌根侵染率随土壤盐渍化程度增加而减少(见表
2)。同一土壤接种处理的植株生物产量高于对照 ，其中轻 、中度镁质盐土 ，轻 、中度盐化潮土 4种土壤接种处
理植株生物产量增 幅均达显著或极显著水平 ，重度盐化潮土接种处理植株生物产量与对照相 比增 幅未达显
著水平。
表 2 不 同类 型盐渍土壤丛 枝菌根真菌对棉 花植株生长 的影响 (1996)
Tab．2 Effect of AM fungi on growth of cotton on different saline soils in 1996
土 壤 处 理 地上部质量／g·盆 菌根效应／％ 侵染率／％ 土 壤 处 理 地上部质量／g·盆 菌根效应／％ 侵染率／％
Soils Treatments Shoot weIght Efect of AM Infection rate Soils Treatments Shoot w ght Effect of AM Infection rate
鲜物质量 干物质量 鲜物质量 干物质量
Fresh weight DTy weight Fresh weight DTy weight
轻度镁质盐土 CK 4．97 1．03 0．0 0．0 中度盐化潮土 CK 4．93 1．13 0．0 0 0
G ．m 9 06— 2 63— 102．3 28．8 G ．m 6 45” 1．58 39．8 20．4
G ．s 9．62～ 2．46“ 89．2 21 5 G s 7．20“ 1．83’ 61．9 16．8
G v 9．32— 2．50— 92．3 21．2 G ．v 6．66” 1．57 38 9 20 3
中度镁质盐土 CK 4．10 1．09 0．0 0．0 重度盐化潮土 CK 5．06 1．27 0．0 0．0
G ．m 5．58 1．36 24．8 15．6 G．m 6．32 1．66 30．7 18．6
G s 6．22“ 1．40 28．4 16．9 G．s 5．77 1．54 21 3 15 2
G．v 6．94— 1．83 67．9 17 5 G v 6．38 1．64 29．1 15．8
轻 度盐化潮土 CK 7．83 1．93 0．0 0．0 LSD0．05 1．34 0．38
G m 9．99“ 2．80 45．0 23．1 LSD0．01 1．80 0．51
G．s 9．87“ 2．68“ 38．9 22 7
G．v 9．09 2．47” 28．0 25．0
*表不与对照 相比差异达 5％显著水平 ；**表不与对 照相比差异达 1％显著水平 ，F l司。
2．3 人工模拟盐胁迫下 AM真菌对棉花生长的影响
表 3表明不同 NaC1水平下接种 AM 真菌促进棉花植株生长 ，其表现一是接种处理株高均高于对照 ，其
中 Og／kg、lg／kg和 3g／kg 3个 NaC1水平下接种 G．m处理株高增幅达显著水平 ，花铃数变异较大 ，且总体接种
处理高于未接种处理。二是随 NaC1水平增加 ，棉花生物产量递减 ，AM 真菌促进棉花生长的效应呈递减趋
势。三是不同 NaC1水平下接种处理棉花根部均有菌根真菌侵染，且随 NaC1水平提高其菌根侵染率呈递减
趋势 ，表明盐胁迫影响菌根形成 。1996年重复进行的试验棉花植株生物产量较小 ，但 AM 真菌对棉花耐盐
性 的影响与 1994年试验趋势相一致 。NaC1为 Og／kg时丛枝菌根真菌对棉花叶片质膜透性的影响对照(CK)
19．8％(±0．3％)、G．m21．3％(±1．9％)、G．s21．2％(±1．2％)和G．vl9．9％(±0．6％)，NaC1为lg／kg时对
维普资讯 http://www.cqvip.com
第 2期 冯 固等 ：丛枝菌根 真菌对棉花耐盐 性的影响研 究 23
照 23．1％(±1．3％)、G．m15．0％(±0．5％)、G．s17．9％(±1．7％)和 G．v19．5％(±1．0％)，NaCl为 2g／kg时
对照 20．8％(±0．8％)、G．nl 22．7％ (±0．2％)、G．s19．4％(±1．8％)和G．v22．0％(±0．9％)，NaCl为
2．5g／kg时对照 20．4％(±0．8％)、G．m16．3％(±1．3％)、G．s22．8％(±1．4％)和 G．v22．7％(±5．5％)。试
验表明棉花幼苗抗盐能力较差，其受盐害原因是棉花植株细胞质膜上盐的原初效应。过量的 Na+取代 Ca
并使质膜酶失活导致质膜结构和功能破坏 ，即盐胁迫抑制植株体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶
(CAT)等保护酶活性 ，造成植 株体 内活性氧、自由基代谢失调 ，使活性氧 、自由基在细胞 中大量累积 ，引起膜
脂过氧化，细胞质膜和其他细胞器的膜结构受损⋯，细胞膜透性增大 ，细胞内电解质大量外渗 。盐害机理
其他研究认为盐胁迫导致生理干旱 ，细胞膨压下降影响细胞的扩展 。盐胁迫下植物体 内离子平衡失调 ，大
量 N 和 cl一涌入使其他矿质元素，尤其是 Ca2 、K 和 P等相对或绝对含量降低 ，造成营养亏缺 。盐胁
迫降低营养元素在细胞内和器官间的移动性，导致老叶过量累积 P而新叶缺 P现象 。Munns R．研究认为长
期胁迫下植物老叶中累积 Na影响同化产物和激素的供应 ，抑制新生组织生长 ，这与本试验研究结果相一致。
2．4 不同 NaC!水平下 AM 真菌对棉花矿质元素吸收的影响
由表 4可知，不同 NaC1水平下接种 AM真菌对棉花地上部含 N量无显著影响，随 NaCl水平的提高，未
接种处理植株含 P量呈递增趋势 ，而接种处理植株含 P量则呈递减趋势 ，尤以 G．S表现突出，同一 NaC1水平
下接种 G．S处理植株含P量在0g／kg和 lg／kg NaC1时显著高于对照，而 2g／kg和3g／kg时略低于对照但未达
显著水平 ，接种 G．rn处 理植 株 含P量4个盐 水平 下 均显 著 高于 对照 。随NaC1水 平 的增 加 ，植 株 含 K量呈
表 4 不 同 NaCI水 平下丛枝菌根真菌对 棉花体 内矿质营 养元素含量 的影响
Tab．4 Effect of AM on mineral content in cotton plant under different NaC1 stress
维普资讯 http://www.cqvip.com
24 中 国 生 态 农 业 学 报 第 11卷
递减趋势，0g／kg和 2g／kg NaC1时接种G．m处理植株含 K量均显著高于对照。植株含 ca量随 NaC1水平提
高而增加 ，3g／kg NaC1时接种处理植株含 Ca量显著高于对照。随 NaC1水平提高植株体 内 Mg含量呈递减
趋势 ，0g／kg、lg／kg和 2g／kg NaC1水平下接种 G．m 处理 植株 Mg含量均 显著高于对照 ，接种 G．S处理植株
Mg含量 在 4个 盐 水平 下 均 略低 于 对 照。植 株 体 内 Cl含量 随 NaC1水平 提 高 而增 加 ，lg／kg、2g／kg和
3g／kg NaC1水平下接种 G．S处理植株 Cl含量均显著增加 ，而接种 G．m处理植株 Cl含量在 4个 NaC1水平下
均与对照相差较小。植株体内 Na含量随 NaC1水平提高而明显增加 ，接种 G．m 处理植株 Na含量与对照无
显著差异，而 2g／kg和3g／kg NaC1水平下接种 G．S处理植株 Na含量均极显著高于对照(P<0．01)。
3 小结与讨论
在 自然盐渍土和人工模拟盐渍土接种 AM 真菌均显著促进棉花生长，人工模拟下 AM 真菌对棉花生长
的效应 随土壤含盐水平提高而增加 ，自然盐渍土则表现相反趋势 ，这可能因不同类型盐渍土壤理化性质相差
较大所致。不同菌种对同种植物耐盐性的影响不同，NaC1水平较高时棉花接种 G．m处理生物产量均显著
高于接种 G．S产量 ，而 NaC1水平较低时 2菌种效应则无显著差异，试验所用 3个菌种对棉花耐盐性的影响
差异不显著，尚需进一步研究盐渍化土壤中土著菌种筛选的问题。接种 AM 真菌虽使盐离子、尤其是 cl一含
量增加 ，但 P、K、Ca等元素增幅更大 ，降低 了菌根化植株体 内盐离子相对含量 ，有利于减轻盐离子毒害作用 ，
AM 真菌对 P影响最 明显 ，故可认为 AM 真菌提高棉花耐盐性的主要原 因是改善 了植株 P营养状况 ，其机理
尚待进一步深入研究。
参 考 文 献
1 沈法富，尹承佾．盐胁迫对棉花幼苗子叶超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响．棉花学报，1993，5(1)：39～44
2 赵可夫 NaC1抑制棉花幼苗生长的机理——盐离子效应．植物生理学报，1989，15(2)：173～178
3 Hoffman G H．，Phene C．J．Effect of constant salinity levels on water use efficiency of bean and cotton．Tsans．Am ．SOc．Agr Eng．．
1971，14：1103～ 1106
4 Longenecker D．E．The influence of high sodium in soil upon fluting and shadding boll characteristics，fiber properities and yield of two cotton
species Soil Science．1974．118：387～ 396
5 Cramer G．R．，Lynch J．el a1．Influx of Na ，K ，Caz into root of salt—stressed cotton seedlings．Plant Physio1． ． 1987．83：510～ 516
6 Mass E．V ，Grieve C．M ．Sodium。induced calcium deficiency in salt—stressed corn．Plant，Cell and Environment
． 1987． 10：559～ 564
7 M artinez V ．，Lauehli A．Phosphorus translocation in salt-stressed cotton．Physio1．Plant，1991
． 83：627～ 632
维普资讯 http://www.cqvip.com