菌根真菌接种对盆栽杜鹃花生长的影响

摘  要  为了研究菌根真菌接种对盆栽杜鹃花生长的影响，以2个杜鹃花品种为材料，开展了3个菌株在有机肥和无机肥施肥组中的菌根真菌接种实验。结果表明，未接种菌根真菌的盆栽杜鹃花菌根侵染率较低（5%～7%），接种的盆栽杜鹃花菌根侵染率提高至12%～20%;2个品种的接种植株在株高、地径、总分枝数和叶面积上均有显著增加，其中树粉孢属真菌菌株接种和施用无机缓释肥的组合处理盆栽杜鹃花生长量最大。

关键词  杜鹃花;盆栽;杜鹃花类菌根;接种效应中图分类号  S31      文献标识码  A

DOI  10.3969/j.issn.1000-2561.2018.12.006

菌根是自然界普遍存在的一种植物根系与土壤真菌的共生现象，地球上97%的有花植物都能形成菌根^[1]。据研究自然界中植物80%的氮和磷是通过菌根真菌供应的，很多植物依赖菌根存活或生长^[2]。杜鹃花类植物在自然条件下形成杜鹃花类菌根（ericoid mycorrhizas，ERM），是内生菌根中的一个特殊类型^[3]。1974年，Read^[4]分离出杜鹃花类菌根菌Pezizella ericae，并对其结构和功能进行了研究，从此开启了杜鹃花科植物的菌根研究，至今已有大量菌根真菌菌株被分离出来^{[3， 5-9]}。目前杜鹃花类菌根功能的研究主要集中在营养吸收、抗逆性增加、抗重金属污染等基础研究^[10-13]，以及在无菌培养条件下的接种效应研究方面，如人工接种ERM真菌对马醉木（Pieris floribunda）^[14]、蓝莓（Vaccinium sp.）^[15-18]和云锦杜鹃（Rhododendron fortunei）^[19]的生长发育有明显促进作用。目前接种效应研究几乎都是组织培养条件下或者盆栽采用灭菌基质的接种实验，为菌根技术的应用提供了理论依据，但是对杜鹃花栽培和生产的指导意义不大。盆栽是杜鹃花苗木培养的主要方式，在其常规栽培条件下的菌根接种效应的实验研究对杜鹃花的栽培和生产更加具有实践意义。因此，本研究设计了杜鹃花栽培中常用的无机肥和有机肥施肥处理，同时接种不同类型的菌株真菌，分析接种后盆栽的生长指标变化，为菌根技术在杜鹃花盆栽生产中的应用提供参考资料。

1  材料与方法

1.1  材料

1.1.1  植物材料及菌株  研究对象为杜鹃花品种‘喜鹊登枝’和‘火烈鸟’1年生扦插苗，挑选株高、株型一致的植株为实验材料。接种使用的真菌菌株分离自上海地区栽培的锦绣杜鹃（Rhododendron pulcherum）根系，经接种验证为菌根真菌菌株，编号分别为BJF31、ZT13和ZO24，其中菌株BJF31和ZT13为树粉孢属（Oidio­dendron sp），ZO24为未命名的杜鹃花类菌根真菌菌株（ericoid mycorrhizal fungus）。

1.1.2  试剂  菌剂制作使用麦芽提取物培养基（MEA）液体培养基，配方为：麦芽提取物20 g、胰蛋白胨1 g、葡萄糖20 g，蒸馏水定容至1 000 mL，调整pH至5.0左右。栽培用容器为15 cm×18 cm的黑色塑料盆，栽培介质为德国klasmann泥炭（纤维长度为10～25 mm）。使用2种肥料：无机缓释肥为奥绿肥15-9-12，含氮量15%;有机肥为上海南汇大地有机肥料厂生产，含氮量1.4%。

1.2  方法

1.2.1  實验设计  实验处理设计了2个杜鹃花品种、2种肥料有机肥和无机缓释肥、3个菌根真菌菌株，并分别设置空白对照，共计24个处理。采用随机区组实验设计，每个处理10棵。不同肥料处理之间控制施用的肥料总含氮量一致，按照肥料的含氮量计算肥料的使用量，每盆施有机肥33 g，无机肥缓释肥3 g。

1.2.2  菌剂的制作和接种方法  将保存的菌株先用MEA固体培养基活化，然后把菌块置入MEA液体培养基中培养，培养温度为25 ℃，转速为150 r/min。10 d后将摇好的菌剂过滤，获得的菌丝用无菌水冲洗3遍，然后重新分散在无菌水中作为菌剂使用。菌剂接种采用根部浇施，每盆接种菌剂15 mL，在植株两侧根系外围浇施。实验在荫棚下实施，按照杜鹃花的常规养护方法管理。

1.2.3  菌株感染率检测方法  接种当年10月采用锥虫蓝染色法检测菌根感染率，在光学显微镜下观察幼根表皮及皮层细胞中是否有菌丝结或菌丝，并估算菌根感染率^[20]：

菌根感染率（%）=菌根感染的根段长度/检查的菌根根段总长度×100

1.2.4  数据测量及分析  实验在当年3月实施，来年的3月测量生长指标。株高用卷尺测量植物地上基部到顶芽的高度，地径采用游标卡尺在根茎部上面1 cm处测量，叶面积是摘取均匀一致的成熟叶片用叶面积仪（Yaxin-1241）测量，叶绿素是使用便携式叶绿素仪SPAD-502测量叶片的值（避开叶边和叶脉）。每个性状测量10组数值，去掉最大值和最小值，用DPS软件对数据做差异性分析和多重比较（LSD法）。

2  结果与分析

2.1  菌根真菌接种对菌根侵染率的影响

2个杜鹃花品种在不同处理条件下菌根侵染率检测结果如表1所示，人工接种菌根真菌可显著提高盆栽杜鹃花的菌根侵染率;未接种处理的菌根侵染率为5%～7%，接种后菌根侵染率均提高到12%～20%。不同肥料及是否施肥对菌根侵染率有一定影响，有机肥处理组植株菌根侵染率较高，但均无显著差异。3个菌株侵染率均无显著差异，其中菌株ZO24的侵染率较低，为12%～16%，菌株ZT13和BJF31的侵染率较高，为15%～20%。

2.2  菌根真菌接种对盆栽苗株高的影响

不同处理条件下杜鹃花盆栽苗株高方差分析结果如表2所示，在多数处理中接种菌剂显著增加了株高，施用不同肥料对盆栽株高影响不显著。2个杜鹃花品种对实验处理的响应也有差异。‘喜鹊登枝’在未施肥对照组中，3个菌株的接种苗株高均显著高于未接种对照，株高均值增加68%～74%;有机肥处理组中，ZO24接种苗株高显著高于未接种对照，其他2个菌株接种苗无显著差异;无机缓释肥处理组中，3个菌株的接种苗株高均高于对照，但无显著差异。‘火烈鸟’在未施肥对照组中，仅有ZT13接种苗株高显著高于未接种对照;有机肥组中未接种与接种苗株高均无显著差异;无机缓释肥组中3个菌株的接种

2.3  菌根真菌接种对盆栽地径生长的影响

不同菌株接种和肥料施用对盆栽杜鹃花的地径生长均有正向效应，如表3所示。施肥可增加2个盆栽杜鹃花品种的地径，但有机肥与无机肥处理组间地径无显著差异。在不同肥料处理中，‘喜鹊登枝’所有接种苗地径均大于未接种对照，其中在对照未施肥组菌株ZO24和BJF31接种苗地径显著大于未接种对照，分别比对照地径增加56%和50%;在施用无机肥组中菌株ZO24接种苗地径显著大于未接种对照，地径增加29%，其他接种处理均与未接种对照无显著差异，3个菌株接种苗地径均无显著差异。在未施肥对照组和有机肥处理组中，‘火烈鸟’3个菌株的接种苗与未接种苗地径均无显著差异，无机肥处理组中，菌株ZT13和BJF31接种苗地径显著大于未接种苗，分别比对照增加41%和35%。

2.4  菌根真菌接种对盆栽总分枝长的影响

不同处理杜鹃花盆栽总分枝长方差分析结果如表4所示，2个杜鹃花品种施肥和菌株接种增加了盆栽的总分枝长。‘喜鹊登枝’在未施肥对照组和无机肥处理组中，菌株ZT13和BJF31接种苗显著大于未接种对照，比对照增加35%～ 68%，有机肥组中接种苗与未接种苗分枝长无显著差异。‘火烈鸟’在未施肥对照组和有机肥处理组中，接种苗与未接种苗总分枝长均无显著差异，在无机肥处理组中，3个菌株的接种苗总分枝长均显著大于未接种苗，尤其是菌株ZT13接种苗，其总分枝长比对照增加76%，也显著大于ZO24和BJF31接种苗总分枝长。

2.5  菌根真菌接种对盆栽叶面积的影响

对不同处理的叶面积方差分析结果如表5所

示。接种菌株和施用肥料均影响了盆栽杜鹃花的叶面积，在未施肥组接种菌株对杜鹃花盆栽叶面积影响最为显著。2个品种施用有机肥的处理组植株叶面积显著小于未施肥处理，无机肥处理组植株与对照无显著差异。品种‘喜鹊登枝’在未施肥和有机肥组，3个菌株的接种苗叶面积均显著大于未接种苗，尤其是未施肥组，接种苗叶面积均比未接种苗增加40%以上;在无机肥组，仅有菌株ZT13接种苗叶面积显著大于未接种苗，比未接种苗叶面积增加30%。品种‘火烈鸟’在未施肥组，所有菌株接种苗叶面积均显著大于对照，均比未接种苗叶面积增加70%以上;在有机肥组仅有菌株ZT13接种苗叶面积显著大于未接种苗，在无机肥组接种苗与未接种苗叶面积之间均无显著差异。

2.6  菌根真菌接种对盆栽叶绿素含量的影響

不同处理的盆栽杜鹃花相对叶绿素含量的方差分析结果如表6所示。菌株接种对2个品种的叶片叶绿素含量没有显著影响，肥料对叶绿素含量影响比较显著。无机肥处理组盆栽杜鹃花叶绿素含量显著高于未施肥组和有机肥组盆栽的叶绿素含量，比未施肥组增加10%;有机肥组与未施肥对照间叶绿素含量无显著差异。

3  讨论

3.1  人工接种菌根真菌可显著促进盆栽杜鹃花的生长

本研究在不同肥料处理中接种了3个菌株，盆栽杜鹃花的菌根侵染率均显著提高，而且2个杜鹃花品种除叶绿素含量外，接种苗株高、地径、总分枝长和叶面积均显著大于未接种苗，说明人工接种菌根真菌可显著提高盆栽杜鹃花的生长量，与Starrett等、刘小燕等和张春英等组织培养条件下杜鹃花科植物接种效应一致^{[14， 18-19]}。3个菌株对盆栽杜鹃花的生长促进效应不同。2个杜鹃花品种的菌株ZT13和BJF31接种苗显著优于ZO24接种苗，说明菌株ZT13和BJF31对盆栽杜鹃花的生长促进效应更加突出。本研究中菌根侵染率检测结果也表明菌株ZT13和BJF31接种苗菌根侵染率高于菌株ZO24接种苗。菌株ZT13和BJF31属于树粉孢属真菌，张春英等、陈真等和Baba等研究均表明该类菌株是杜鹃花科植物根系中广泛存在的菌根真菌，且纯培养产生分生孢子，增殖较快^{[3， 5-6， 8]}，接种正向效应在杜鹃花类植物中表现显著^{[5， 19]}。因此，树粉孢属真菌的优良菌株可推荐作为人工菌剂生产的菌株材料，用于杜鹃花的栽培和生产。

3.2  肥料种类影响盆栽杜鹃花的生长和菌根接种效应

根据不同施肥处理中盆栽杜鹃花各生长指标的统计结果，无机肥对杜鹃花生长的影响更为显著。品种‘喜鹊登枝’在无机肥处理中除叶面积指标外，株高、地径、分枝长和叶绿素等生长指标均显著高于未施肥对照，品种‘火烈鸟’除株高指标外，其余4个指标均显著高于对照;在有机肥处理中，‘喜鹊登枝’地径、分枝长指标显著高于对照，‘火烈鸟’仅有地径指标显著高于对照，而且2个品种的叶面积均显著低于对照。2种肥料对杜鹃花生长的影响也存在显著差异，不论是否接种菌剂，无机肥处理组中2个杜鹃花品种的总分枝长、叶面积和叶绿素含量均显著高于有机肥处理组。因此，本研究结果表明无机肥缓释肥料更加有利于杜鹃花的生长。在组织培养条件下，尹丽娟等研究表明菌根真菌接种苗在有机氮（BSA）培养基中云锦杜鹃幼苗生长量大于无机氮[（NH₄）₂HPO₄]培养基中的幼苗^[11];在盆栽条件下，Carolyn研究表明蓝莓菌根接种苗施用有机肥与无机肥对苗木的生长量影响不明显^[21]。以上研究与本研究结果在有机和无机营养对接种苗生长量的影响方面出现差异，本研究中均是2种肥料控制总氮含量一致，但其他营养成分含量不明，而且有机肥的来源也不一样。本研究结果表明在有机肥和无机肥处理组中，接种菌根真菌促进了杜鹃花的生长，但2种肥料施肥效果的差异，可能与有机肥的来源及其他营养元素的差异有关，仍有待进一步研究。

在不同的施肥处理中，菌株接种效应差异明显，而且在不同生长指标和品种间差异显著。从接种处理的菌根侵染率上看，有机肥组植株菌根侵染率略高，与尹丽娟等、Carolyn研究结果一致^{[11， 21]}。从生长指标上看，除叶绿素含量外，其余指标均在不同施肥处理中表现显著差异。‘喜鹊登枝’在对照未施肥组的接种苗4个生长指标均显著大于未接种苗，在有机肥和无机肥组接种苗仅有部分指标显著高于对照。‘火烈鸟’在未施肥组接种苗有2个生长指标高于未接种对照，有机肥组仅有叶面积指标显著大于未接种对照，无机肥处理组接种苗4个生长指标均显著大于对照。以上结果说明品种‘喜鹊登枝’在未施肥组接种正向效应更为突出，而‘火烈鸟’在无机肥组接种促进效应更为明显，而在有机肥组2个品种的接种效应均无显著优于无机肥组植株，与尹丽娟等在组培环境中有机氮基质中菌根接种效应更为显著不同^[11]。Cairney等研究认为菌根可以辅助杜鹃花科植物利用有机或其他植物自身难以利用的复合营养物^[10]，是在有机氮条件下菌根效应更为突出的原因^[11]。而本研究结果表明无机肥组菌根接种效应更为突出，可能与本研究中盆栽杜鹃花的接种菌根侵染率较低和栽培时间仅有1年有关，也可能与本研究中使用的肥料来源有关，确切的原因有待进一步观测研究。在所有的实验处理中施用无机缓释肥，同时接种菌根真菌的处理组，尤其是2个树粉孢属真菌，盆栽杜鹃花均是生长量最大的，且株型丰满，开花量也大。因此，在盆栽杜鵑花的培养中建议无机缓释肥与菌剂同时施用以提高盆栽的培养效率和质量。

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