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不同pH值下接种AM真菌对枳橙苗生长及光合作用的影响



全 文 : 中国南方果树/SOUTH CHINA FRUITS 2012;41(5):13~16
不同pH值下接种AM真菌对枳橙苗生长及光合作用的影响
牛琳琳1,高 崇1,曾 明1,李 伟1,雷世梅2,伍加勇3
(1西南大学园艺园林学院/南方山地园艺学教育部重点实验室,重庆,400715;
2重庆市农业信息中心;3 重庆市巴南区农委)
 收稿日期:2012-07-23
基金项目:国家农业部重大专项“柑桔模式化栽培与贮藏技术研究(nyhyzx07-023)”资助。
作者简介:牛琳琳(1986-),女,硕士研究生,主要从事微生物与植物营养研究。E-mail:niulinlin1986@126.com
通信作者:曾明,教授。E-mail:zengming@swu.edu.cn
摘 要:以枳橙Citrus sinensis× Poncirus trifoliata为试材,研究不同pH 值(5.5~6.5,6.5~
7.5,7.5~8.5)条件下接种丛枝菌根(AM)真菌摩西球囊霉Glomus mosseae对枳橙苗生长及光合
能力的影响。结果表明,不同pH值水平下接种摩西球囊霉均能有效地侵染枳橙植株,菌根侵染率
在65%以上;接种处理植株的菌根侵染率、株高、生物量干重、叶片叶绿素含量、光合作用速率和蒸
腾速率等指标均显著高于不接种植株;接种AM真菌增强了宿主植物对碱性土的适应性。
关键词:柑桔;AM真菌;摩西球囊霉;pH值;光合作用速率;蒸腾速率
中图分类号:S 666  文献标识码:A  文章编号:1007-1431(2012)05-0013-04
Effects of AM Fungi on Growth and Photosynthesis of Citrus
Rootstock Seedlings in Soils with Different pH
Niu Linlin1,Gao Chong1,Zeng Ming1,Li Wei 1,Lei Shimei 2,Wu Jiayong3
(1Colege of Horticulture and Landscape Architecture,Southwest University/Key Laboratory of Horticulture
Science for Southern Mountainous Regions,Ministry of Education,Chongqing,400715;2Chongqing Agricul-
tural Information Center;3Agricultural Bureau of Banan Distract of Chongqing)
Abstract:Citrange seedlings(Citrus sinensis(L.)Osbeck×Poncirus trifoliata(L.))were used to
study the effect of arbuscular mycorrhizal(AM)fungus(Glomus mossease)on growth and photo-
synthesis of the trees under different pH conditions(pH 5.5~6.5,6.5~7.5,7.5~8.5).Results
indicated that the mycorrhizal fungus Glomus mossease was equaly effective in infecting plants un-
der al tested pH conditions and the infection rates were higher than 65%.Mycorrhiza infection
rate,plant height,dry weight,chlorophyl content,photosynthetic activity and transpiration rate of
inoculated plants were significantly higher than those of control plants.Inoculation with AM fungi
enhanced the adaptability of the host plants to alkaline soils.
Key words:Citrus;AM fungi;Glomus mosseae;pH value;photosynthetic rate;transpiration rate
  目前生产上应用的大多数柑桔砧木适宜中性偏
微酸的土壤环境,如枳橙适宜的土壤pH值为5.5~
7.0,在高pH值的碱性土上都表现为缺铁黄化[1-4]。
柑桔属于菌根(Mycorrhiza)植物,其生长发育很大
程度依赖于菌根的形成。利用菌根真菌等土壤有益
微生物调节柑桔植株的生理代谢与土壤适应性,是
目前研究的热点课题[5]。丛枝菌根(Arbuscular
mycorrhizal)真菌(简称 AM 真菌)具有改善植物养
分吸收[6]、植株生长状况[7]、提高植物的抗逆性等方
面的作用。土壤pH值是影响AM真菌与植物相互
作用的重要因素之一,不同属种的 AM 真菌有各自
适宜的土壤pH 值范围[8]。有研究发现,在酸性土
壤中加入Ca(OH)2会提高聚丛球囊霉Glomus ag-
gregatum 对银合欢Leucaena leucocephala 宿主的
侵染率[9],无梗囊霉Acaulospora alpina 适宜在酸
性土壤中生长[10],光壁无梗囊霉A.laevis在酸性
DOI:10.13938/j.issn.1007-1431.2012.05.018
中 国 南 方 果 树/SOUTH CHINA FRUITS         第41卷
土壤中普遍存在[11-13]。目前少见关于菌根真菌能
否通过菌丝分泌作用增强柑桔砧木对土壤酸碱度的
适应性,进而改善植株光合等生理效应的研究报道。
本文通过盆栽试验,以摩西球囊霉Glomus mosseae
作为接种菌,研究了不同土壤pH值处理下 AM 真
菌对枳橙苗叶绿素含量和光合效能的影响。
1 材料与方法
1.1 栽培基质
  以泥炭土和珍珠岩以3∶1(体积比)混合配制
栽培基质。泥炭土先过20目筛,在121℃高压蒸汽
灭菌2小时。泥炭土pH值为5.1(用pH计测定,
下同),通过掺无水CaCO3粉末将基质pH值调至不
同水平:5.5~5.6、6.5~7.5、7.5~8.5。栽培基质
中的有效氮、有效磷、有效钾、有效铁和有效镁含量
分别为42.7、3.34、64.1、57.4和42.7mg/kg。
1.2 供试材料
  以1年生枳橙Citrus sinensis× Poncirus tri-
foliata苗作为宿主植物。接种用 AM 真菌为摩西
球囊霉Glomus mosseae,由北京中国丛枝菌根真菌
种质资源库提供。接种剂是经过白三叶草扩繁后获
得含有孢子、菌丝和侵染根段的根际土。
1.3 试验设计
  在西南大学园艺园林学院温室和南方山地国家
教育部重点实验室进行试验。盆栽试验用的塑料钵
用0.1% KMnO4溶液浸泡消毒12小时。每钵中装
入栽培基质2kg,接种处理每钵加入菌剂30g(约含
菌根真菌活性孢子312个)。每钵栽种1株苗。栽
培基质pH值设3个水平:5.5~6.5、6.5~7.5和
7.5~8.5,各pH值水平下分别进行接种摩西球囊
霉和对照(空白)两种处理,即共设6个处理,每处理
重复10次。3个月后,收获植株待测。
1.4 采样与测试分析
  半微量扩散法测定氮含量,钼锑钪比色法测定
磷含量,火焰原子吸收分光光度法测定钾、镁和铁含
量。用常规方法测定植株株高、地上部干重和地下
部干重。采用Philips和 Haymay[14]方法测定 AM
真菌的侵染率。用镊子挑选25条粗细一致的染色
根样,整齐排列在干净载玻片上,加盖洁净盖玻片
后,在显微镜下检查,按0、10%、20%、30%…100%
给出每条根段的侵染程度值,记录各侵染程度下根
段条数,每个处理随机测150个根段。侵染率(%)
=[∑(各侵染程度值×各侵染程度根段数)/调查根
段总数]×100。取柑桔苗树冠外围中部的叶片进行
叶绿素和光合作用测定。叶绿素含量采用乙醇浸提
法进行测定;光合作用参数利用LX-6400便携式光
合测定仪进行测定。
1.5 数据分析
  数据采用STATISTICA进行方差分析与多重
比较,数据变异幅度用标准误差表示。
2 结果与分析
2.1 侵染率
  试验用苗来源于露地,试验前检测发现菌根侵
染率为12.46%。表明,苗圃地土壤有土著菌根真
菌存在,但自然条件下对植株的侵染率较低,与达到
良好促进生长的菌根侵染率要求值(25%)[15]差距
明显。盆栽试验3个月后的调查结果显示,未接种
植株的侵染率为14%~17%,仍然较低;接种处理
植株的侵染率为65.17%~72.83%,均显著(P<
0.05,下同)高于未接种处理。表明,接种摩西球囊
霉可有效地侵染枳橙根系,也表明本试验接种方法
和接种量有效。土壤pH值升高至7.5~8.5时,侵
染率显著降低,并且接种处理侵染率增幅(同pH值
条件下与未接种对照侵染率的差值)明显下降(见表
1)。说明,高土壤pH 值条件使摩西球囊霉的侵染
活性受到一定程度的抑制。
2.2 植株生长量
  调查结果显示,与未接种植株相比,各接种处理
植株的株高、地上部干重和地下部干重均显著提高。
说明,接种AM真菌促进了枳橙苗生长和干物质积
累。不同土壤pH值水平下接种处理的上述生长量
指标也存在差异,pH 值高于7.5后各指标明显下
降(见表1)。
2.3 叶绿素含量
  调查结果显示,与未接种相比,接种 AM 真菌
显著提高了枳橙苗叶片的叶绿素a、叶绿素b以及
总叶绿素含量。土壤pH值水平对植株叶片叶绿素
含量及其增幅的影响趋势,与其对侵染率及其增幅
的影响一致(见表1)。
2.3 光合作用
  调查结果显示,与未接种相比,接种处理枳橙苗
的光合作用速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)有显著提高。
不同土壤pH值水平下接种处理的Pn和Tr也存在
差异,在土壤pH值5.5~6.5条件下最高(见表1)。
说明,在高菌根侵染率条件下,植物光合作用增强。
41
 第5期 牛琳琳,等:不同pH值下接种AM真菌对枳橙苗生长及光合作用的影响
表1 枳橙苗在不同pH值下接种AM真菌的菌根侵染率、植株生长量、叶片叶绿素含量与光合作用
处 理
接种与否 基质pH值
侵染率/

株高/
cm
地上部干重/

地下部干重/

接种 5.5~6.5  72.83a 52.41±2.35a 13.17±1.23a 4.37±0.219a
接种 6.5~7.5  72.43a 47.65±2.77b 12.29±1.27a 4.18±0.231ac
接种 7.5~8.5  65.17b 42.68±2.65c 11.28±1.24b 4.02±0.226bc
对照(空白) 5.5~6.5  17.36c 43.27±2.55c 11.38±1.53b 4.02±0.244bc
对照(空白) 6.5~7.5  16.88c 39.15±2.46d 10.88±1.42bc  3.58±0.235d
对照(空白) 7.5~8.5  14.33d 35.02±2.73e 9.97±1.34c 3.16±0.225e
处 理
接种与否 基质pH值
叶绿素a/
g·kg-1
叶绿素b/
g·kg-1
总叶绿素/
g·kg-1
光合速率(Pn)/
μmol·m-2·s-1
蒸腾速率(Tr)/
mmol·m-2·s-1
接种 5.5~6.5  1.009±0.003a 0.803±0.003a 1.812±0.001a 5.234±0.561a 3.122±0.394a
接种 6.5~7.5  0.968±0.004a 0.764±0.004a 1.732±0.002a 4.830±0.438b 2.873±0.265b
接种 7.5~8.5  0.800±0.004b 0.642±0.002b 1.442±0.002b 4.195±0.424c 2.464±0.312c
对照(空白) 5.5~6.5  0.642±0.003c 0.536±0.004c 1.160±0.003c 4.268±0.576d 2.538±0.331d
对照(空白) 6.5~7.5  0.590±0.003d 0.483±0.003d 1.073±0.002d 4.023±0.315e 2.260±0.234e
对照(空白) 7.5~8.5  0.528±0.004e 0.431±0.003e 0.959±0.003e 3.433±0.345f 1.878±0.289f
 注:表中不同字母代表示差异显著(P<0.05)。
3 讨论
  Vaast等[16]、Menge等[17]和Rutto等[18]在组培
咖啡和桃的田间试验研究中认为,接种菌根苗的生
长比未接种菌根苗高49%~254%。Hatch[19]认为
菌根侵染促进根系分枝,增加根的吸收潜力,增加矿
质营养的吸收,进而促进植物生长。本试验在枳橙
上所得的结果与他们的结论一致。
  AM真菌的发育和分布受环境影响很大[20-21],
其中土壤pH值是影响AM真菌生长的一个重要因
子[22]。有报道指出,AM 真菌Glomus mosseae在土
壤pH值低于5.0的条件下活性较低,而Acaulos-
pora laevis的孢子只适宜pH 值小于6.4的环境,
A.laevis在酸性土中有较强竞争力[11]。本试验接
种菌剂为Glomus mosseae,在土壤pH 值为5.5~
6.5的条件下侵染率最大,表明G.mosseae适宜在
弱酸性土壤中生长。本试验发现,随着土壤pH 值
升高至7.5~8.5,接种G.mosseae的侵染率呈一定
程度下降,与Fortin等[23]的研究结果一致,但依然
有较高的侵染率,说明G.mosseae对碱性土有一定
的适应性。这方面还需要进一步研究。
  枳橙是不耐高pH值碱性土的柑桔砧木。本试
验发现,在高pH值条件下,菌根真菌接种处理后显
著促进了枳橙苗的生长发育。因此,培育菌根化苗
木可望提高枳橙苗对碱性土的适应性。
  本试验发现,接种AM真菌G.mosseae显著提
高枳橙苗叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素含量,与
Zhu等[24]的研究结果一致。
  Aug等研究认为菌根植物和非菌根植物经常
表现出不同的气体交换能力[25],Kaschuk等研究认
为菌根共生体的刺激作用能够导致光合作用速率增
加[26]。本试验中,接种AM真菌植株的光合作用速
率(Pn)和蒸腾速率(Tr)显著高于未接种植株,与他
人研究结论一致。菌根植物的光合特性与非菌根植
物相比更加复杂,不同酸碱度条件下 AM 真菌对植
物光合特性的影响机理有待进一步研究。
4 结论
  (1)摩西球囊霉G.mosseae适宜在微酸性土壤
中生存,在土壤pH值5.5~6.5的条件下对枳橙苗
的侵染率最高。
  (2)丛枝菌根真菌能与柑桔根系形成良好的共
生关系。枳橙苗接种AM 真菌后,能显著提高光合
能力,从而提高株高、地上部干重和地下部干重。
  (3)菌根真菌侵染和菌根形成增强了枳橙对土
壤酸碱度的适应性,在高pH值(7.5~8.5)碱性土
上也能显著促进枳橙苗的生长发育。
参 考 文 献
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(责任编辑:李治飞;英文编辑:董朝菊
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