發(fā)布時(shí)間：2022-01-19所屬分類：農(nóng)業(yè)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要: 為探明核桃園土壤中叢枝菌根真菌群落組成和多樣性，揭示土著叢枝菌根真菌( NAMF) 對核桃幼苗生長、光合作用以及養(yǎng)分吸收的影響，以云南省臨滄市臨翔區(qū)核桃種植園 10 年生核桃作為研究對象，采集其根系及根際土壤，運(yùn)用菌根形態(tài)學(xué)的研究方法，研究了核桃根系中叢
摘要: 為探明核桃園土壤中叢枝菌根真菌群落組成和多樣性，揭示土著叢枝菌根真菌( NAMF) 對核桃幼苗生長、光合作用以及養(yǎng)分吸收的影響，以云南省臨滄市臨翔區(qū)核桃種植園 10 年生核桃作為研究對象，采集其根系及根際土壤，運(yùn)用菌根形態(tài)學(xué)的研究方法，研究了核桃根系中叢枝菌根真菌的共生狀況，以及根際土壤中叢枝菌根真菌的群落組成和多樣性。在此基礎(chǔ)上，通過盆栽接種試驗(yàn)，研究根際土壤中 NAMF 對核桃幼苗的接種效應(yīng)。結(jié)果表明，核桃植株根系中叢枝菌根真菌侵染率較高，平均總 侵染率達(dá)80.67%，土壤中平均孢子密度為21個(gè)·g -1 ，從根際土壤中共分離到7屬16種叢枝菌根真開放科學(xué)標(biāo)識(shí)碼 ( OSID 碼) 菌，其中懸鉤子硬囊霉為最優(yōu)勢種類，相對多度為 25.39%。結(jié)果表明，接種叢枝菌根真菌對核桃根系與叢枝菌根真菌共生具有積極促進(jìn)作用，顯著促進(jìn)了核桃幼苗株高、地徑、根系的生長及生物量積累，提高了核桃幼苗的光合能力和水分利用效率，促進(jìn)植物體 P、N、K 等營養(yǎng)元素的吸收，且 NAMF 的接種效果優(yōu)于外來的商品化叢枝菌根真菌( CAMF) 。
關(guān)鍵詞: 叢枝菌根真菌多樣性; 核桃; 接種效應(yīng)
叢枝菌根是高等植物根系與菌根真菌形成的互惠共生體，叢枝菌根真菌是土壤生態(tài)系統(tǒng)中分布最為廣泛、最豐富的一類重要功能微生物，對植物生長以及土壤生態(tài)系統(tǒng)具有重要的生理和生態(tài)學(xué)功能[1]。叢枝菌根真菌通過與宿主植物的根系形成共生關(guān)系，在促進(jìn)宿主植物對水分和營養(yǎng)物質(zhì)吸收利用的同時(shí)，宿主植物體所固定的 20%的碳也會(huì)被轉(zhuǎn)移到根際土壤的真菌中，從而實(shí)現(xiàn)了宿主植物與叢枝菌根 真菌之間的互惠共生[2]。大量研究表明，接種叢枝菌根真菌能促進(jìn)宿主植物生長發(fā)育，提高植物生長量和生物量的積累等。如接種叢枝菌根真菌提高了酸棗( Ziziphus acidojujuba Mill.) [3]、桑樹( Morus alba) [4-5]、大青楊 ( Populus ussuriensis Kom.) [6]、柑橘( Citrus aurantium L.) [7]等植株根系、株高、地徑等形態(tài)生長，促進(jìn)植物地上和地下部分以及總生物量積累，植物體葉綠素和 C、N、P 的含量顯著增加，進(jìn)而提高其光合速率。
核桃( Juglans spp.) 又名胡桃，是我國重要的木本食用油料樹種[8]。云南省核桃種植面積和產(chǎn)量均位居全國之首[9]，核桃已成為云南省產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的第一經(jīng)濟(jì)林果，云南核桃的主要栽培種為深紋核桃 ( Juglans sigillata) ，又名鐵核桃、泡核桃、茶核桃和漾濞泡核桃[10]。然而在核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，為追求產(chǎn)量過度施用各種化學(xué)肥料和農(nóng)藥，造成核桃林地土壤污染嚴(yán)重、質(zhì)量衰退，導(dǎo)致核桃品質(zhì)差、效益和產(chǎn)值低下。在作物栽培越來越來重視綠色、有機(jī)、生態(tài)種植的背景下，植物與土壤有益微生物互作的研究也越來越倍受關(guān)注。核桃是一種典型的菌根營養(yǎng)型樹種，國外胡桃屬( Juglans) 菌根有少量的研究報(bào)道，BROOKSHIRE et al [11] 和 DOLCET-SANJUAN et al [12] 分別對黑核桃( Juglans nigra) 和普通核桃 ( Juglans regia) 兩個(gè)種開展過苗期的叢枝菌根真菌接種試驗(yàn)研究。國內(nèi)吳強(qiáng)盛等[13]于 2003 年在開展果樹菌根研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)核桃屬于菌根營養(yǎng)型樹種; 王進(jìn)[14]通過對核桃接種叢枝菌根真菌發(fā)現(xiàn)，接種顯著促進(jìn)了核桃幼苗株高、地徑生長，并提高了苗木地上及地下部分生物量的積累; 高婭等[15]在鹽脅迫下對核桃幼苗接種印度梨形孢菌得出，在鹽脅迫條件下接種，提高了幼苗生長量和生物量，增強(qiáng)幼苗的光合效率，并能顯著提高核桃的耐鹽性。以上有關(guān)核桃接種菌根方面的研究所涉及的接種劑是商品化和分離提純的菌，而有關(guān)核桃根際土著叢枝菌根真菌接種于核桃的相關(guān)研究鮮有報(bào)道。基于此，本研究在探明了核桃種植園根際土壤中叢枝菌根真菌群落組成及多樣性的基礎(chǔ)上，通過盆栽接種試驗(yàn)，研究土著叢枝菌根真菌對核桃幼苗的接種效應(yīng)，一方面探索土著叢枝菌根真菌在核桃生長中能否發(fā)揮顯著的促進(jìn)作用，另一方面為菌根技術(shù)在云南核桃栽培和管理上的應(yīng)用積累一些優(yōu)良的叢枝菌根真菌資源，以及菌根這一高效生物技術(shù)在核桃種植管理中的進(jìn)一步應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
1 材料與方法
1.1 研究區(qū)概況與樣品采集
采樣點(diǎn)位于云南省臨滄市臨翔區(qū)鳳翔街道南本村委會(huì)小南本組( 100°11'61″ E，23°79'10″N) ，海拔 2 056 m。該區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，四季溫差不大，干濕分明，年平均氣溫為 17.2 ℃，有效積溫為 6 352.9 ℃，土壤類型為黃棕壤，年平均降雨量為 1 300～1 500 mm，全年無霜期約 290 d [16]。該區(qū)特殊的生境及氣候條件較適宜發(fā)展種植以核桃為主的經(jīng)濟(jì)林果產(chǎn)業(yè)。2020 年 1 月，在 10 年生荒蕪( 不套種其它作物) 核桃種植園隨機(jī)選取 6 株胸徑相近的 10 年生核桃，在距離樹干 1 m 處選取東南西北 4 個(gè)方位，除去地表層雜物及上層土層，挖取 5 ～ 20 cm 土層的根系，同時(shí)輕輕抖落附著于根系表面的土壤，即根際土壤，然后將 4 個(gè)方位的根際土壤混合為 1 個(gè)土壤樣品( 約 2 kg) ，裝入密封塑料袋帶回實(shí)驗(yàn)室備用。
1.2 核桃根系中叢枝菌根真菌共生結(jié)構(gòu)研究
對核桃根系中叢枝菌根真菌的染色處理參考楊亞寧等[17]試驗(yàn)方法并稍作調(diào)整，采用堿解離、純藍(lán)墨水染色法制片，然后將制好的片置于光學(xué)顯微鏡下，運(yùn)用十字交叉法檢測叢枝菌根真菌在各根系中的侵染情況。記錄根系中叢枝、泡囊、菌絲、菌絲圈等各結(jié)構(gòu)的侵染情況并計(jì)算其侵染率。叢枝菌根真菌侵染率/% =侵染根段數(shù)/觀察根段總數(shù)×100。
1.3 核桃根際土壤中叢枝菌根真菌孢子的分離與鑒定
核桃根際土壤中叢枝菌根真菌孢子采用濕篩傾析法[18]進(jìn)行篩取，將濕篩得到的健康孢子或孢子果按形狀、顏色以及大小等特征在體視鏡下進(jìn)行初步分類與計(jì)數(shù)。將濕篩得到的孢子或同類型的孢子或孢子果分別置于載玻片上含聚乙烯乳酸甘油或聚乙烯乳酸甘油+梅爾澤試劑的浮載劑中，加蓋玻片制成標(biāo)本片后置于光學(xué)顯微鏡下測定孢子和孢子果的大小，觀察其顏色、形狀、孢壁厚度和分層、連孢菌絲特征等形態(tài)學(xué)特征。根據(jù) SCHENCK et al [19]、國際叢枝菌根真菌菌種保藏中心( http: ∥invam.caf.wvu.edu) 提供的種的描述及圖片，同時(shí)參閱相關(guān)文獻(xiàn)和近年來發(fā)表新種的文獻(xiàn)資料進(jìn)行叢枝菌根真菌種的鑒定[20]。對有代表性或特征明顯的孢子和孢子果用光學(xué)顯微鏡( Olympus BX 53) 進(jìn)行拍照。本研究中孢子密度指每克自然風(fēng)干土樣中含有的孢子和孢子果數(shù)目，相對多度( relative abundance，RA) /% =該采樣點(diǎn)叢枝菌根真菌某屬或種孢子數(shù)/該采樣點(diǎn)叢枝菌根真菌總孢子數(shù)×100，表征一個(gè)生境中叢枝菌根真菌種的產(chǎn)孢能力，指某種叢枝菌根真菌的孢子數(shù)占總孢子數(shù)的百分比。
1.4 核桃幼苗叢枝菌根真菌接種試驗(yàn)
在對核桃園中叢枝菌根真菌多樣性及組成進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，開展了土著叢枝菌根真菌( native arbuscular mycorrhizal fungi，NAMF) 接種試驗(yàn)，同時(shí)采用了美國商品化叢枝菌根真菌( commoditization arbuscular mycorrhizal fungi，CAMF) 參與接種比較。NAMF 是采自研究區(qū)核桃種植園內(nèi)的 10 年生核桃根際混合土，土壤中含有 16 種叢枝菌根真菌，平均孢子密度為 21 個(gè)·g-1 。CAMF 里面含有 9 種叢枝菌根真菌，分別為摩西斗管囊霉( Funneliformis moseae) 、聚叢根孢囊霉( Rhizophagus aggregatum) 、幼套近明球囊 霉 ( Claroideoglomus etunicatum ) 、 異 形 根 孢 囊 霉 ( Rhizophagus intraradices ) 、 沙 荒 隔 球 囊 霉 ( Septoglomus deserticola) 、單孢球囊霉( Glomus monosporum) 、明根孢囊霉( Rhizophagus clarus) 、巴西類球囊霉( Paraglomus brasilianum) 、珠狀巨孢囊霉 ( Gigaspora margarita) ，前面 4 個(gè)種平均孢子密度為 13 個(gè)·g-1 ，后面 5 個(gè)種平均孢子密度為 2.5 個(gè)·g-1 。
試驗(yàn)設(shè) 3 個(gè)處理，分別接種 NAMF、CAMF 和對照( CK，加入等量經(jīng)兩次滅菌處理的根際土壤) ，接種劑量均為 20 g·株-1 ，每處理 20 株重復(fù)。接種基質(zhì)為草炭和蛭石( V草炭 ∶ V蛭石 = 1 ∶ 2) ，充分混勻，經(jīng)高溫( 121 ℃ ) 高壓滅菌 2 h，隔 1～2 d 滅菌第 2 次。所用容器為塑料杯，高 25 cm，直徑 15 cm，可裝培養(yǎng)基質(zhì) 500 g，2020 年 4 月進(jìn)行接種。接種幼苗為普通核桃種子，于 2019 年 10 月采自云南省漾濞縣，去青皮晾干后用 1%的高錳酸鉀浸泡 30 min，再用流水浸泡 3 d，然后進(jìn)行沙藏催芽 60 d 后，選擇長勢基本一致的核桃幼苗進(jìn)行接種。接種后對苗木進(jìn)行常規(guī)管理( 每周澆水 2 次，溫室平均溫度為 28 ℃，相對濕度 70%，光照條件好) 。
1.5 核桃幼苗叢枝菌根真菌接種后各指標(biāo)參數(shù)的測定
接種處理 5 個(gè)月后，每處理隨機(jī)抽取 6 株苗木，取根系，檢測其叢枝菌根真菌各結(jié)構(gòu)的侵染率和侵染情況，方法與 1.2 相同。對參試核桃幼苗測定記錄苗高、地徑、生物量、光合參數(shù)。用直尺測量株高和根長，用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測量地徑。采用 LI-6400XT 便攜式光合儀，在晴朗的上午 9: 00—11: 00，選取頂芽下第 5 片健康葉片，測定凈光合速率( net photosynthetic rate，Pn ) 、蒸騰速率( transpiration rate， Tr) 、氣孔導(dǎo)度( stomatal conductance，Gs ) 和胞間 CO2 濃度 ( intercellular CO2 concentration，Ci ) 等參數(shù)，并計(jì)算水分利用效率( water use efficiency，WUE) ，WUE =Pn /Tr [21]。將幼苗整棵取出，清洗干凈，分為地上部分和地下部分，稱量得到鮮質(zhì)量，于 105 ℃烘箱中先殺青 30 min，再置于 80 ℃ 環(huán)境下烘干至恒質(zhì)量，最后用分析天平測其干質(zhì)量。計(jì)算根冠比，根冠比 = 根系干質(zhì)量/地上部分干質(zhì)量。將烘干后的苗木地上和地下部分樣品粉碎后，分別稱取 0.3 g 于消煮管中，消煮至澄清，待冷卻至室溫后定容，再吸取清液測定植株的全 N、P、K 含量。先用濃硫酸-過氧化氫消煮法消解，采用凱氏定氮蒸餾法測定全 N 含量，采用鉬銻抗吸光光度法測定全 P 含量，采用火焰光度計(jì)法測定全 K 含量[22]。
1.6 數(shù)據(jù)處理
采用 DPS 7.05 統(tǒng)計(jì)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，對差異達(dá)到顯著的變量采用新復(fù)極差法進(jìn)行均值的多重比較。
2 結(jié)果與分析
2.1 核桃種植園根系土壤中叢枝菌根真菌侵染狀況
在所采集的核桃根系中均檢測到叢枝菌根真菌，其典型結(jié)構(gòu)見圖 1。菌絲、菌絲圈、叢枝和泡囊的侵染率分別為 65.68%、23.07%、43.53%和 25.31%，總侵染率為 75.67% ～ 84.37%之間，平均總侵染率為 80.67%( 表 1) 。表明核桃種植園中的核桃與叢枝菌根真菌之間形成了良好的菌根共生關(guān)系，且叢枝菌根真菌侵染普遍存在、侵染率較高。
2.2 核桃根際土壤中叢枝菌根真菌的群落組成
從 10 年生核桃根際土壤中共分離到 7 屬 16 種叢枝菌根真菌孢子，分別為長孢球囊霉( Glomus dolichosporum) 、微叢球囊霉( Glomus microaggregatum) 、小果球囊霉( Glomus microcarpum) 、臺(tái)灣硬囊霉 ( Sclerocystis taiwanense) 、懸鉤子硬囊霉( Sclerocystis rubiformis) 、彎絲硬囊霉( Sclerocystis sinuosa) 、縮隔球囊霉( Septoglomus constrictum) 、褐色斗管囊霉 ( Funneliformis badium) 、異形根孢囊霉( Rhizophagus intraradices) 、象牙白多樣孢囊霉( Diversispora eburnea) 和 4 個(gè)未鑒定到種的球囊霉屬叢枝菌根真菌 ( Glomus sp.1、Glomus sp.2、Glomus sp.3、Glomus sp.4) 、1 個(gè)未鑒定到種的無梗霉屬( Acaulospora sp.1) 以及 1 個(gè)未鑒定到種的盾巨孢囊霉屬 1 種( Scutellospora sp.1) ，其相對多度見表 2。6 個(gè)重復(fù)樣本平均孢子密度為 21 個(gè)·g-1 。其中懸鉤子硬囊霉為該核桃種植園的優(yōu)勢種，相對多度達(dá) 25.39%，其次是微叢球囊霉，為 17.65%，第三是球囊霉 1 種( Glomus sp.3) ，為 16.18%。部分叢枝菌根真菌孢子的顯微觀察見圖 2。
2.3 核桃幼苗接種叢枝菌根真菌根系侵染情況
由圖 3 可知，核桃幼苗接種叢枝菌根真菌 5 個(gè)月后，對照處理的核桃幼苗根系中沒有檢測到叢枝菌根真菌，而接種 NAMF 和 CAMF 的處理均不同程度地侵染了核桃幼苗根系，且接種 NAMF 處理的核桃幼苗根系中叢枝菌根真菌侵染較好，可見典型的叢枝、泡囊、菌絲等結(jié)構(gòu)。
由表 3 可知，接種叢枝菌根真菌顯著提高了核桃幼苗叢枝菌根真菌侵染率，不同接種劑處理下叢枝菌根真菌各結(jié)構(gòu)的侵染率不相同。接種 NAMF，核桃幼苗的根系中叢枝菌根真菌的總侵染率最高，為 42.03%，菌根侵染后產(chǎn)生大量的菌絲和叢枝，其侵染率分別為 38.75%、30.48%，而菌絲圈和泡囊結(jié)構(gòu)相對較少; 接種 CAMF，核桃幼苗的根系中叢枝、菌絲、菌絲圈和泡囊 4 種結(jié)構(gòu)相對較少，總侵染率也較低，僅為 2.43%; 而對照處理的核桃幼苗根系中叢枝菌根真菌的侵染率為零。方差分析結(jié)果表明，接種 NAMF 核桃幼苗的根系中菌絲、叢枝、泡囊、菌絲圈和總侵染率均極顯著高于接種 CAMF 的，而接種 CAMF 核桃幼苗中除了總侵染率與對照之間有顯著差異外，其它 4 種結(jié)構(gòu)的侵染率差異不顯著，但接種 CAMF 核桃幼苗根系中 4 種結(jié)構(gòu)侵染率均高于對照的。由此說明，接種叢枝菌根真菌對核桃根系與叢枝菌根真菌共生關(guān)系具有顯著的積極作用，而接種 NAMF 的促進(jìn)作用極為顯著。
2.4 接種叢枝菌根真菌對核桃幼苗生長量的影響
由表 4 可知，核桃幼苗接種叢枝菌根真菌后其生長量均有所提高。接種 NAMF，核桃幼苗的平均地徑和株高較對照分別增加了 66.59%、26.39%; 接種 CAMF，核桃幼苗平均地徑和株高較對照分別增加了17.16%、2.16%。多重比較結(jié)果表明: 接種 NAMF，核桃幼苗的地徑極顯著高于接種 CAMF 和對照的，苗高顯著高于接種 CAMF 和對照的; 接種 CAMF，核桃幼苗的苗高和地徑值均高于對照的，但兩者之間差異不顯著。由此可見，叢枝菌根真菌接種處理對核桃幼苗株高和地徑生長促進(jìn)明顯，而對地徑生長促進(jìn)極為顯著，核桃幼苗根際土壤中 NAMF 接種效果比 CAMF 的好。接種叢枝菌根真菌后核桃幼苗的主根長、側(cè)根數(shù)、根冠比都有所提高，接種 NAMF，苗木側(cè)根數(shù)、主根長、根冠比分別較對照的增加了 45.45%、24.59%、42.65%; 接種 CAMF，較對照的分別增加了 27.27%、14.05%、10.29%。多重比較結(jié)果表明: 接種 NAMF，核桃幼苗的根冠比顯著高于接種 CAMF 和對照的，而接種 CAMF 和對照之間差異不顯著; 接種 NAMF，核桃幼苗的主根長和側(cè)根數(shù)均極顯著高于對照的，而在接種 NAMF 與 CAMF 和接種 CAMF 與對照兩兩處理之間的主根長和側(cè)根數(shù)差異顯著。說明接種叢枝菌根真菌對核桃根系生長具有顯著的促進(jìn)作用，而核桃幼苗根際土壤中 NAMF 接種對根系的促進(jìn)作用更加明顯。
2.5 接種叢枝菌根真菌對核桃幼苗生物量積累的影響
由表 5 可知，接種叢枝菌根真菌有效地提高了核桃幼苗生物量的積累。接種 NAMF，核桃幼苗地下部分鮮質(zhì)量和干質(zhì)量、地上部分鮮質(zhì)量和干質(zhì)量、總鮮質(zhì)量、總干質(zhì)量分別比對照的提高 65.36%、 130.88%、104.88%、66.33%、75.33%、104.79%; 接種 CAMF，核桃幼苗的地下部分鮮質(zhì)量和干質(zhì)量、地上部分鮮質(zhì)量和干質(zhì)量、總鮮質(zhì)量、總干質(zhì)量分別比對照的提高 29.90%、18.38%、52.53%、3.57%、 36.88%、32.53%。多重比較結(jié)果表明: 核桃幼苗的總鮮質(zhì)量在不同接種劑兩兩處理之間差異達(dá)顯著水平; 接種 NAMF，核桃幼苗地上部分和地下部分的干質(zhì)量、總干質(zhì)量、根冠比均顯著高于接種 CAMF 和對照的，而接種 CAMF 和對照之間差異未達(dá)到顯著水平，但接種 CAMF 的各指標(biāo)均高于對照的; 核桃幼苗地上和地下部分鮮質(zhì)量在接種 NAMF 和對照之間的差異達(dá)極顯著水平，而兩種不同接種劑處理之間以及接種 CAMF 和對照之間差異不顯著。接種叢枝菌根真菌對核桃幼苗生物量的積累有顯著的促進(jìn)作用，且核桃幼苗根際土壤中 NAMF 的促進(jìn)作用更加顯著。
2.6 接種叢枝菌根真菌對核桃幼苗光合作用的影響
由表 6 可知，接種叢枝菌根真菌后，核桃幼苗葉片中凈光合速率( Pn ) 、蒸騰速率( Tr ) 、氣孔導(dǎo)度 ( Gs) 、胞間 CO2 濃度( Ci ) 及水分利用效率( WUE) 各項(xiàng)指標(biāo)均高于對照的，接種 NAMF，核桃幼苗的各項(xiàng)光合參數(shù)指標(biāo)和水分利用效率均高于接種 CAMF 的。多重比較結(jié)果表明: 接種 NAMF，核桃幼苗的凈光合速率和胞間 CO2 濃度極顯著高于接種 CAMF 和對照的，蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和水分利用效率顯著高于接種 CAMF 和對照的，而接種 CAMF 和對照兩處理間的凈光合速率、胞間 CO2 濃度、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和水分利用效率差異不顯著，但接種 CAMF 核桃幼苗的各項(xiàng)光合參數(shù)值均高于對照的。表明接種叢枝菌根真菌對核桃幼苗光合作用有明顯的促進(jìn)作用，而核桃幼苗根際土壤中 NAMF 接種效果較 CAMF 的好。
2.7 接種叢枝菌根真菌對核桃幼苗養(yǎng)分吸收的影響
由表 7 可知，接種叢枝菌根真菌有效地促進(jìn)了核桃幼苗地上和地下部分營養(yǎng)元素的吸收，但不同的接菌處理，核桃幼苗對養(yǎng)分吸收各不相同。接種 NAMF，核桃幼苗地上部分全 N、P、K 含量分別較對照的增加了 12.61%、33.83%、7.31%，地下部分全 N、P、K 含量分別較對照的增加了 14.35%、 28.57%、24.36%; 接種 CAMF，核桃幼苗地上部分全 N、P、K 含量分別較對照的增加了 2.29%、 83.46%、4.39%，地下部分全 N、P、K 含量分別較對照的增加了 10.14%、88.33%、22.84%。從總體上看，P 含量增加的幅度大于 N 和 K 含量的 ，對地下部分養(yǎng)分吸收提高的幅度大于地上部分的。多重比較結(jié)果表明，接種 CAMF，核桃幼苗地上和地下部分全 P 含量均極顯著多于接種 NAMF 的，接種 NAMF，核桃幼苗地上和地下部分全 P 含量極顯著多于對照的，說明接菌處理顯著地促進(jìn)了核桃幼苗對 P 元素的吸收，而接種 CAMF 對 P 元素吸收的促進(jìn)效果更好。接種 NAMF 和 CAMF，核桃幼苗地下部分全 N 和全 K 含量均極顯著多于對照的，而接種 NAMF 和 CAMF 兩處理間差異不顯著，說明接菌顯著地促進(jìn)了核桃幼苗地下部分 N、K 元素的吸收，NAMF 和 CAMF 對地下部分 N、K 元素的吸收促進(jìn)效果差不多。接種 NAMF，核桃幼苗地上部分全 N 含量顯著多于接種 CAMF 和對照的，而接種 CAMF 和對照兩處理間差異不顯著，說明接種 NAMF 顯著增加了核桃幼苗地上部分 N 含量，且效果優(yōu)于接種 CAMF 的。地上部分全 K 含量在各處理之間差異不顯著，說明接菌處理對核桃幼苗地上部分 K 含量的促進(jìn)作用不明顯。由此可見，在核桃幼苗期接種叢枝菌根真菌對 P 和 N 元素的吸收促進(jìn)效果遠(yuǎn)大于 K 元素的，尤其是對 P 元素的吸收促進(jìn)效果最顯著。
3 討論與結(jié)論
本研究選擇云南核桃主要種植區(qū)( 云南省臨滄市臨翔區(qū)核桃種植園) 10 年生核桃為研究對象，對核桃根系與叢枝菌根真菌共生狀況以及核桃幼苗根際土壤中叢枝菌根真菌群落組成和多樣性進(jìn)行研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，10 年生核桃根系中叢枝菌根真菌侵染率較高，平均總侵染率達(dá) 80.67%，根際土壤中叢枝菌根真菌資源豐富，從核桃根際土壤中共分離到 7 屬 16 種叢枝菌根真菌，其中懸鉤子硬囊霉為優(yōu)勢種類，相對多度為 25.39%，土壤中叢枝菌根真菌孢子密度大，平均每克風(fēng)干土中含有 21 個(gè)孢子。這與迪麗努爾等[23]的研究結(jié)果不太一致，其研究得出，新疆伊犁地區(qū)野核桃根系中叢枝菌根真菌平均侵染率為 97.8%，高于本研究的結(jié)果，其從野核桃根際土壤中分離到 2 屬 6 種叢枝菌根真菌孢子，孢子種類和豐富低于本研究。已有研究表明，叢枝菌根真菌侵染和群落組成受土壤條件、環(huán)境因子、管理措施、樹齡等多種因素影響[24]，因此，不同氣候、土壤、海拔、樹齡、人為干擾等因素對宿主植物根際土壤中叢枝菌根真菌侵染、群落組成和分布均會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。故從不同地區(qū)采集的核桃根系中叢枝菌根真菌侵染率和根際土壤中叢枝菌根真菌群落組成及多樣性存在一定的差異。
叢枝菌根真菌對植物的直接影響是促進(jìn)植物生長[4]。事實(shí)上，叢枝菌根真菌在苗木培育中的接種效應(yīng)已在很多樹種上得到證實(shí)，張中峰等[25]研究證明，接種叢枝菌根真菌能夠促進(jìn)茶條木( Delavaya toxocarpa) 、降香黃檀( Dalbergia odorifera) 、香椿( Toona sinensis) 、喜樹( Camptothecaa cuminata) 和任豆 ( Zenia insignis) 苗高、地徑生長以及養(yǎng)分的吸收，并能顯著地提高苗木野外造林成活率及保存率。RAJAN et al [26]研究發(fā)現(xiàn)，接種叢枝菌根真菌能提高柚木( Tectona frandis Linn. f.) 苗高和地徑生長，增加苗木生物量，促進(jìn)苗木地上部分的 N、P 等養(yǎng)分元素的吸收。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在苗期接種土著叢枝菌根真菌( NAMF) 和商品化叢枝菌根真菌( CAMF) 均不同程度地促進(jìn)了核桃幼苗生長量的分配和生物量的積累，提高了其光合效率，并促進(jìn)苗木對養(yǎng)分的吸收。與其它研究不同的是，以往研究中所用的接種劑大多是外來菌種而非當(dāng)?shù)赝寥乐械耐林N，本研究采用了從當(dāng)?shù)睾颂覉@( 10 a 種植園) 土壤中采集的土著叢枝菌根真菌作為接種菌劑，結(jié)果發(fā)現(xiàn)土著叢枝菌根真菌對核桃幼苗接種效果優(yōu)于外來商品叢枝菌根真菌。這與鄒慧等[27]、吳偉等[28]在西南樺( Betula alnoides Buch.) 、柑橘( Citrus aurantium L.) 等的研究結(jié)果一致，他們的研究發(fā)現(xiàn)，與外來商品叢枝菌根真菌相比，接種當(dāng)?shù)赝寥乐型林鴧仓婢龠M(jìn)了幼苗生長量、生物量以及 N、P、K 養(yǎng)分含量的積累，且接種效果優(yōu)于外來商品叢枝菌根真菌。究其原因，一方面可能是由于土著叢枝菌根真菌中菌群組成多樣性和豐度較高，豐富的叢枝菌根真菌菌群為核桃幼苗與叢枝菌根真菌形成良好的菌根共生關(guān)系提供了有利條件，從而促使根系表面發(fā)育更多的菌絲體，吸收更大范圍的營養(yǎng)和水分供宿主植物吸收利用，而本研究中土著叢枝菌根真菌對核桃幼苗根系生長的促進(jìn)作用也相應(yīng)較大，也正說明了這一點(diǎn)。另一方面可能是由于土著叢枝菌根真菌由于長期與核桃生長在生態(tài)條件相似的環(huán)境中，與核桃形成了較強(qiáng)的親和力，能更好地適應(yīng)土壤環(huán)境，從而有效地發(fā)揮其功能與作用。因此，將其接種于核桃幼苗很快便能與核桃根系形成良好的菌根共生關(guān)系，進(jìn)而促進(jìn)核桃生長。同時(shí) KLIRONOMOS [29]和 MIDDLETON et al [30]的研究也表明，接種土著叢枝菌根真菌對宿主植物生長和抗逆性的效果顯著優(yōu)于外來商品叢枝菌根真菌，且土著叢枝菌根真菌較外來商品叢枝菌根真菌對宿主植物的親和力更強(qiáng)，更能適應(yīng)本地的宿主植物和環(huán)境條件，從而能更有效地發(fā)揮其功能和作用。DIAGNE et al [31]的研究也得出，使用外來商品叢枝菌根真菌易引起土壤中其它微生物群落的劇烈變化，不利于土壤生態(tài)系統(tǒng)中微生物群落多樣性的維持。以上研究都證實(shí)了土著叢枝菌根真菌對宿主植物的接種效應(yīng)優(yōu)于外來商品叢枝菌根真菌，然而在此之前的研究中，未見將土著叢枝菌根真菌接種于核桃幼苗的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，核桃作為我國林產(chǎn)業(yè)中十分重要的經(jīng)濟(jì)樹種，研究土著叢枝菌根真菌在核桃苗木高效培育中的接種效應(yīng)，對于提高該樹種綠色、生態(tài)、科學(xué)種植技術(shù)水平，具有非常重要的意義和價(jià)值。
本研究在探明核桃園根際土壤中叢枝菌根真菌群落組成及多樣性的基礎(chǔ)上，首次將土著叢枝菌根真菌接種于核桃幼苗，并證實(shí)了核桃根際土壤中土著叢枝菌根真菌在核桃苗木培育中具有顯著的功能與作用。為今后菌根生物技術(shù)在核桃的高效培育和科學(xué)管理方面提供了重要的理論依據(jù)和技術(shù)支撐。土著叢枝菌根真菌資源在核桃高效栽培中具有很好的應(yīng)用前景，因此，在今后核桃苗木培育過程中，在選擇叢枝菌根真菌時(shí)，盡量考慮使用土著叢枝菌根真菌，篩選出高效的土著叢枝菌根真菌菌株，通過苗期接種使幼苗或幼樹盡早形成菌根化，為植物充分發(fā)揮菌根生態(tài)功能和作用創(chuàng)造有利條件，促進(jìn)植物從土壤中吸收更多的養(yǎng)分和水分，從而可以有效縮減化肥、農(nóng)藥等化學(xué)藥品的施用量，是一項(xiàng)應(yīng)用效果顯著、綠色、生態(tài)、友好的生物技術(shù)措施。然而本研究僅考慮接種土著叢枝菌根真菌對核桃幼苗生長的促進(jìn)效果，在后續(xù)研究中還需進(jìn)一步將深入研究土著叢枝菌根真菌對核桃的促生機(jī)理以及叢枝菌根真菌在逆境條件下( 干旱、嚴(yán)寒) 和重金屬污染嚴(yán)重的核桃栽培區(qū)具有的潛在作用與功能。——論文作者：卯吉華，李榮波，景躍波，寧德魯，李勇鵬，陳海云
