丛枝菌根真菌对黄瓜穴盘育苗幼苗质量的影响.pdf

中 中国 国 瓜 瓜菜 菜 2020 33 6 30 33 丛 枝 菌 根 真 菌 对 黄 瓜 穴 盘 育 苗 幼 苗 质 量 的 影 响 杨 凡 1 唐 艳 领 1 马 凯 1 蔡 毓 新 2 牛 莉 莉 1 米 国 全 1 史 宣 杰 1 1 河南省农业科学院园艺研究所 郑州 450002 2 河南省庆发种业有限公司 郑州 450002 摘 要 黄瓜属于浅根系作物 穴盘育苗空间有限 基质和养分能否有效持续被植物吸收 是工厂化穴盘育苗的关 键 为了培育适龄黄瓜壮苗 设置 5个处理 通过在黄瓜基质中添加不同浓度的丛枝菌根真菌摩西球囊霉菌 Gm3 2 研究其对穴盘育苗黄瓜出苗率 生长发育指标 根系活力等的影响 探究适合在黄瓜穴盘育苗中的丛枝菌根 浓度 结果表明 与对照相比 接种10 6 孢子 g 1 浓度的丛枝菌根真菌基质的幼苗茎粗和株高分别提高了30 52 和 14 36 根冠比 G值和壮苗指数也显著高于对照 其中壮苗指数增加 132 20 当接种丛枝菌根真菌浓度为 10 7 孢子 g 1 时 黄瓜根系活力0 69mg g 1 h 1 比对照提高了64 29 初步认为接种 Gm3 2浓度为10 6 孢子 g 1 时 对黄瓜穴盘育苗效果最好 关键词 黄瓜 丛枝菌根真菌 穴盘育苗 幼苗质量 中图分类号 S642 2 文献标志码 A 文章编号 1673 2871 2020 06 030 04 Effect of arbuscular mycorrhizal fungi on seedling quality of cucumber burrowseedling YANGFan 1 TANGYanling 1 MAKai 1 CAIYuxin 2 NIULili 1 MIGuoquan 1 SHIXuanjie 1 1 Institute of Horticulture Henan Academy of Agricultural Sciences Zhengzhou 450002 Henan China 2 Henan Province Qingfa SeedIndustryCo Ltd Zhengzhou450002 Henan China Abstract Cucumber is a shallow root crop and the space for seedling cultivation is limited Whether the substrate and nutrients can be effectively and continuously absorbed by plants is the key to plant seedling cultivation In order to cultivate mature seedlings five treatments were set up in this experiment This experiment aims to explore the concen trationofarbuscularmycorrhizalmostsuitableforseedlinggrowthincucumberacupointtray Byaddingdifferentconcen trationsofArbuscularmycorrhizalfungi Glomus mosseae Gm3 2intothecucumbersubstrate theeffectsofAMFonthe seedlingemergencerate growthanddevelopmentindicatorsandrootactivitywerestudied Theresultsshowedthatwhen 10 6 spores g 1 AMF were inoculated into the cucumber substrate the stem diameter and plant height were increased by 30 52 and 14 36 respectively compared with the control and the root crown ratio G value and seedling index were also significantly higher than the control group among which the seedling index increased by 132 2 When the concen trationofAMFwas10 7 spores g 1 therootactivityofcucumberwas0 69mg g 1 h 1 whichwas64 29 higherthanthat of the control group It was preliminarily concluded that Glomus mosseae Gm3 2 inoculation with a concentration of 10 6 spores g 1 hadthebesteffectoncucumberseedlingcultivation Keywords Cucumber Arbuscularmycorrhizalfungi Burrowdishseedling Seedlingquality 收 稿 日 期 2020 04 07 修 回 日 期 2020 05 20 基 金 项 目 河南省大宗蔬菜产业技术体系耕作栽培岗位专家项目 S2010 03 G05 河南省农业科学院科研发展专项资金 2020YQ12 河南省博士后科研项目 001702029 作 者 简 介 杨 凡 男 助理研究员 主要从事蔬菜工厂化育苗技术相关研究 E mail xiaoyuefuxiang 通 信 作 者 史宣杰 男 研究员 主要从事蔬菜栽培及工厂化育苗技术等相关研究 E mail 13803840196 试验研究 丛枝菌根真菌 Arbuscular mycorrhizal fungi AMF 能够与陆地上80 以上的植物根系形成互惠 共生体 1 2 并依赖寄主植物的光合产物维持自身的 生长和繁殖 同时能够以多种途径影响植物的代谢 过程 3 大量研究表明 AMF通过菌丝和代谢产物 能够直接促进植株生长发育 矿质营养吸收 增强 植物抗逆 抗病能力 并间接改良土壤结构和根际 微生物环境 进而提高产量和品质 4 11 我国设施黄瓜播种面积逐年增加 黄瓜作为设 施蔬菜的重要种类 培育和应用适龄壮苗 已成为 30 第6期 等 丛枝菌根真菌对黄瓜穴盘育苗幼苗质量的影响 试验研究 确保黄瓜早熟 高产 优质的重要措施 12 13 目前 国内黄瓜育苗主要采用40或50穴穴盘 单株根系 发育空间小 基质水肥不能适量稳定供应 导致育 苗质量不稳定 苗弱 易发病等 14 无法满足蔬菜产 业快速发展对高质量种苗的需求 降低了商品苗在 农民心中的信誉度 增大了商品苗的推广难度 笔 者将 AMF接种于黄瓜穴盘育苗基质中 研究其对 黄瓜穴盘健康壮苗指标的影响 以期为 AMF在黄 瓜工厂化穴盘育苗过程中的有效应用提供理论 依据 1 材料与方法 1 1 材料 供试菌株 AMF为摩西球囊霉菌 Glomus mosseae Gm3 2 菌种由河南省农业科学院园艺研 究所蔬菜设施与栽培研究室保存 通过三叶草工厂 化育苗扩繁 供试黄瓜品种为 博杰 605 购自河 南省庆发种业有限公司 育苗基质由欧博亚泥炭 珍珠岩和蛭石自行配置 体积比为6 3 1 添加不同 浓度的Gm3 2菌剂 1 2 试验设计 试验于2019年8 10月在河南现代农业研究 开发基地育苗温室车间进行 试验设5个处理 分 别是 CK对照 不接种Gm3 2 处理A1 接种Gm3 2 浓度为 10 4 孢子 g 1 处理 A2 接种 Gm3 2浓度为 10 5 孢子 g 1 处理A3 接种Gm3 2浓度为10 6 孢子 g 1 处理A4 接种 Gm3 2浓度为10 7 孢子 g 1 40穴穴 盘育苗 每穴1粒种子 每10盘为1个处理 每个处 理4次重复 1 3 测定项目与方法 播种后 2 d开始每天观察 记录各处理最早出 现萌芽的时间 发芽种子数 直到子叶展平 统计各 处理的发芽率 播种20d后 测量株高和茎粗 株高 采用钢尺测量 茎基部到生长点的长度 茎粗采用 游标卡尺测量 子叶下端1cm左右位置 将幼苗 洗干净 称量植株鲜质量 105 杀青30min 80 将 幼苗烘干至恒重 称量植株干质量 并计算根冠比 G值 和壮苗指数 根冠比 根部干质量 地上部干质量 G值 mg d 1 植株鲜质量 苗龄 壮苗指数 茎粗 株高 根部干质量 地上部干质量 全株干质量 分 光光度法检测植株叶绿素 a 叶绿素 b和类胡萝卜 素含量 蓝墨水醋酸染色法检测根段侵染率 菌根 侵染率 感染的根段数 被检查根段的总数 100 15 根系活力采用氯化三苯基四氮唑 TTC 还原法测定 16 1 4 数据处理 试验数据采用 Microsoft Excel 2016进行初步 整理 采用SPSS17 0对试验数据进行方差分析 2 结果与分析 2 1 不 同 处 理 对 黄 瓜 出 苗 率 和 生 长 发 育 指 标 的 影响 从表1可以看出 添加丛枝菌根真菌的基质黄 瓜出苗率在92 9 93 4 不添加丛枝菌根真菌的 基质黄瓜苗出苗率为92 8 各个处理黄瓜出苗率 差异不显著 在株高和茎粗方面 添加丛枝菌根真 菌可以促进黄瓜苗生长 黄瓜苗茎粗和株高都有所 增加 处理A3 A4与对照有显著性差异 茎粗分别 比对照提高了30 52 19 25 株高则分别增加了 14 36 13 69 添加丛枝菌根真菌对促进黄瓜苗干物质 根冠 比和壮苗指数方面皆有影响 基质中接种丛枝菌 根真菌的根冠比皆高于对照根冠比 处理A4的根 冠比最大 比对照增加 75 其余 A1 A2和 A3处 理的黄瓜苗根冠比分别比对照增加31 3 37 5 和 68 8 与对照差异显著 说明丛枝菌根真菌促进 根系的发育和生长 接种丛枝菌根真菌的黄瓜苗 G值也是明显高于对照 其中A3和A4与对照相比 差异显著 说明丛枝菌根真菌促进黄瓜生长 提高 鲜质量 但 A3的值最高 说明黄瓜的鲜质量增长 不一定是丛枝菌根真菌浓度越大效果越好 在壮 苗指数方面 A3的效果最好 与其他处理相比差异 显著 表1 不 同 处 理 对 黄 瓜 幼 苗 出 苗 率 和 生 长 发 育 指 标 的 影 响 处理 CK A1 A2 A3 A4 出苗率 92 8 2 4a 93 4 3 2a 93 0 3 7a 93 1 4 2a 92 9 5 1a 茎粗 mm 4 26 0 53c 4 55 0 42bc 4 73 0 51b 5 56 0 34a 5 08 0 42ab 株高 cm 15 05 0 53c 16 21 0 52b 16 45 0 49b 17 21 0 52a 17 11 0 46a 根冠比 0 16 0 02c 0 21 0 03b 0 22 0 02b 0 27 0 04a 0 28 0 02a G值 0 10 0 03c 0 13 0 02b 0 14 0 03b 0 18 0 03a 0 15 0 02ab 壮苗指数 0 31 0 03d 0 40 0 06c 0 42 0 03c 0 72 0 03a 0 62 0 02b 注 不同小写字母表示在0 05水平差异显著 下同 杨 凡 31 中 国 瓜 菜 第33卷 试验研究 2 2 丛 枝 菌 根 真 菌 对 黄 瓜 幼 苗 叶 片 色 素 含 量 的 影响 从表2可以看出 接种丛枝菌根真菌的基质处 理 黄瓜叶片叶绿素a 叶绿素b和类胡萝卜素含量 均高于对照 当丛枝菌根真菌浓度为 10 6 孢子 g 1 时 叶绿素 a 叶绿素 b和类胡萝卜素含量最高 且 与对照相比差异显著 这表明丛枝菌根真菌可以促 进叶绿素a 叶绿素b和类胡萝卜素的合成 2 3 丛 枝 菌 根 真 菌 对 黄 瓜 根 段 侵 染 率 和 根 系 活 力 影 响 通过对黄瓜根部醋酸蓝墨水染色法检测以后 发现丛枝菌根真菌通过菌丝侵入黄瓜根部 并在根 里面形成泡囊和孢子等分生器 见图1 从表3中可以看出 当接种丛枝菌根真菌浓度 为10 7 孢子 g 1 时 根部侵染率最大 为43 64 在 根系活力方面 未接种丛枝菌根真菌的基质 黄瓜幼 苗根系活力为0 42mg g 1 h 1 接种丛枝菌根真菌的 基质黄瓜苗根系活力显著高于对照 当接种丛枝菌 根真菌浓度为 10 7 孢子 g 1 时 根系活力最大 为 0 69mg g 1 h 1 比对照高了64 29 这表明接种丛枝菌 根真菌有助于黄瓜根系活力增强 这可能和丛枝菌 根真菌侵入黄瓜根部导致发生过敏性反应或产生代 谢产物促进黄瓜根系代谢加快 从而根系活力增大 3 讨论与结论 蔬菜育苗作为蔬菜生产中的关键环节 不仅可 以提高蔬菜生产综合效益 而且促进蔬菜产业健康 发展 蔬菜育苗具有节约用种量 提高土地利用率 增加复种指数和有效控制病虫害发生等优点 17 黄 瓜作为设施蔬菜的重要种类 近些年由于育苗方式 方法滞后 尤其是以床土或商品基质等育苗方式 存 在着营养土配比难以掌握 病虫草害发生蔓延难以 控制等问题 很容易导致病菌 虫卵的大量积累 存 在幼苗出苗不齐 沤根和老化苗等问题 严重影响幼 苗质量 市场竞争力不强 而且育苗过程中农药的大 量使用会造成严重的环境污染 大量研究证实 丛枝菌根真菌通过菌丝侵染植 物根部 扩大植物根系的吸收范围 提高寄主植物根 系活力 促进植物吸收利用矿质营养和水分 调节植 物激素的生物合成和植物的新陈代谢 增强光合作 用等促进植物生长 增强抗逆性和抗病性 提高作物 产品的质量和改善品质 18 21 李朕等 22 研究表明 接 种丛枝菌根真菌菌根菌丝桥能够介导刺槐幼苗间相 关信号的传递 能够促进刺槐幼苗的根系生长 提高 幼苗的成活率 刺槐幼苗成活率及根系鲜质量比对 照分别增加15 38 和23 52 秦海滨等 23 研究结 果表明 接种菌根真菌后能够显著提高黄瓜苗期对 立枯病的抗性 降低发病率 黄瓜苗期人工接种立 枯丝核菌后菌根苗和非菌根苗发病率分别为16 5 和52 0 接种菌根真菌后菌根苗地上鲜质量和地上 干质量分别比未接菌处理提高 33 10 和 25 93 李聪等 24 研究不同时期接种丛枝菌根真菌结果表 明 黄瓜不同时期接种丛枝菌根真菌对其生长均有 促进作用 与不接菌的对照相比 播种时接菌和移栽 时接菌处理使黄瓜的单株产量分别提高了 54 34 总糖含量分别比对照提高了8 9 和7 1 说 明播种期接种丛枝菌根真菌对促进黄瓜生长和产量 品质提高高于移栽时接种菌剂效果 根冠比和壮苗指数是衡量幼苗健壮程度的指标 处理 CK A1 A2 A3 A4 叶绿素a含量 32 93 1 16c 37 35 1 54bc 39 07 2 06b 42 72 3 67a 40 37 2 68ab 叶绿素b含量 10 34 1 69c 12 04 0 61b 12 51 1 23b 13 23 0 89a 13 05 2 21a 类胡萝卜素含量 8 54 0 32b 9 37 0 40a 9 37 0 18a 9 93 0 47a 9 47 1 81a 表2 不 同 处 理 对 黄 瓜 幼 苗 叶 片 叶 绿 素 含 量 的 影 响 图1 丛 枝 菌 根 真 菌 侵 染 黄 瓜 根 系 内 部 效 果 表3 不 同 处 理 对 黄 瓜 幼 苗 根 部 菌 根 侵 染 率 和 根 系 活 力 的 影 响 处理 CK A1 A2 A3 A4 菌根侵染率 0 00c 37 35 1 78b 39 07 3 23b 42 72 2 20a 43 64 3 69a 根系活力 mg g 1 h 1 0 42 0 04c 0 55 0 03b 0 59 0 07b 0 68 0 05a 0 69 0 05a g cm 2 32 第6期 等 丛枝菌根真菌对黄瓜穴盘育苗幼苗质量的影响 试验研究 其中根冠比主要用于衡量幼苗地上部生长与地下 部生长的协调性 壮苗指数是衡量幼苗素质高低的 综合指标之一 本试验结果表明 接种10 6 孢子 g 1 浓度的丛枝菌根真菌基质的幼苗茎粗和株高分别 提高了 30 52 和 14 36 根冠比 G值和壮苗指 数也显著高于对照 其中壮苗指数增加132 2 这 与曾燕红等 25 基质接种丛枝菌根真菌提高黄花蒿生 长发育研究结果相一致 说明丛枝菌根真菌可以 有效促进植物生长和壮苗等作用 但接种丛枝菌 根真菌的基质对黄瓜出苗率无显著影响 原因可能 在于丛枝菌根真菌未侵入种子内部 根系的菌根侵染率是表示丛枝菌根真菌真菌 与宿主植物之间亲和力的重要指标 26 祁红英等 27 以黄秋葵穴盘育苗实验表明 丛枝菌根真菌对黄秋 葵苗期的侵染率越高 促生作用越明显 本试验中 接种丛枝菌根真菌的黄瓜苗 其侵染率显著高于对 照 其中当接种丛枝菌根真菌浓度为 10 7 孢子 g 1 时 菌根侵染率为 43 64 黄瓜根系活力最强 为 0 69mg g 1 h 1 比对照高了64 29 丛枝菌根真菌 侵染黄瓜根系形成丛枝菌根 不仅有利于根系更好 地吸收养分 且提高了叶片叶绿素含量 本试验叶 绿素 a 叶绿素 b和类胡萝卜素含量分别为 42 72 13 23和9 93mg g 1 显著高于对照 黄瓜属于根浅作物 穴盘育苗空间有限 基质和 养分能否有效持续被植物吸收 是工厂化穴盘育苗 的关键 丛枝菌根真菌能侵染植物根部 形成菌丝 桥 增强植物根系活力 增大植物营养和水分等吸收 面积 促进植物生长和壮苗 抵御病虫害等 在基质 中接种丛枝菌根真菌为推动黄瓜工厂化穴盘育苗 提高种苗质量和蔬菜产业健康发展奠定了基础 参考文献 1 SCHWARZOTT D WALKER C SCHUBLERA Glomus the largestgenusofthearbuscularmycorrhizalfungi Glomales is nonmonophyletic J Molecular Phylogenetics and Evolution 2001 21 2 190 197 2 祖艳群 卢鑫 湛方栋 等 丛枝菌根真菌在土壤重金属污染 植物修复中的作用及机理研究进展 J 植物生理学报 2015 51 10 1538 1548 3 SMITH S E READ D J Mycorrhizal Symbiosis M Second Edition SanDiego AcademicPress 1997 4 AZCON AGUILARC BAREAJM Applyingmycorrhizabio technology to horticulture Significance and potentials J Sci entiaHorticulturae 1997 68 1 24 5 VOSATKAM Influence of inoculationwith arbuscular mycor rhizal fungi on the growth and mycorrhizal infection of trans planted onion J Agriculture Ecosystems and Environment 1995 53 2 151 159 6 陈可 孙吉庆 刘润进 等 丛枝菌根真菌对西瓜嫁接苗生长 和根系防御性酶活性的影响 J 应用生态学报 2013 24 1 135 141 7 刘兆娜 郭绍霞 李伟 AM真菌对百合生长和生理特性的影 响 J 草业学报 2017 26 11 85 93 8 邢红爽 张瑞 郭绍霞 高温胁迫下丛枝菌根真菌对百合耐热 性的影响 J 青岛农业大学学报 自然科学版 2018 35 4 258 264 9 崔美香 卢彦琦 祁芳 等 丛枝菌根真菌对小麦生长发育及根 茎部病害发生的影响 J 江苏农业科学 2018 46 16 81 83 10 宁楚涵 李文彬 张晨 等 丛枝菌根真菌与放线菌对辣椒和 茄子的促生防病效应 J 应用生态学报 2019 30 9 3195 3202 11 林熠斌 杨玉瑞 黄荣雪 等 茉莉酸介导丛枝菌根真菌诱导 番茄抗早疫病的机制 J 生态学报 2020 40 7 2407 2416 12 孙晓梅 徐志豪 王保顺 等 黄瓜穴盘育苗优化施肥技术研 究 J 浙江农业学报 2004 16 2 75 78 13 郭敬华 董灵迪 焦永刚 等 黄瓜穴盘育苗株型化学调控技术 及作用机理研究 J 中国农学通报 2014 30 22 114 120 14 褚群 董春娟 尚庆茂 聚谷氨酸对西瓜穴盘苗基质性状及 幼苗生长发育的影响 J 中国农业科学 2015 48 S1 40 48 15 杨亚宁 巴雷 白晓楠 等 一种改进的丛枝菌根染色方法 J 生态学报 2010 30 3 0774 0779 16 李合生 植物生理生化试验原理和技术试验 M 北京 高等 教育出版社 2000 17 郭孟报 杨明金 刘斌 等 我国蔬菜育苗产业现状及发展动 态 J 农机化研究 2015 37 1 250 253 18 唐艳领 李杰 蔡毓新 等 丛枝菌根真菌对连作黄瓜根际土 壤的影响 J 中国瓜菜 2018 31 2 15 18 19 刘东岳 李敏 孙文献 等 抗黄瓜枯萎病丛枝菌根真菌与根 围促生细菌组合菌剂的筛选 J 植物病理学报 2016 46 6 821 832 20 马俊 丛枝菌根真菌对黄瓜幼苗低温胁迫的缓解效应及其调 控机理 D 陕西杨凌 西北农林科技大学 2016 21 刘爱荣 陈双臣 刘燕英 等 丛枝菌根真菌对低温下黄瓜幼 苗光合生理和抗氧化酶活性的影响 J 生态学报 2011 31 12 3497 3503 22 李朕 胡文涛 唐明 丛枝菌根真菌对刺槐幼苗机械损伤响应 机制的初步研究 J 西北植物学报 2015 35 7 1437 1442 23 秦海滨 贺超兴 张志斌 等 丛枝菌根真菌对温室黄瓜生长 及产量品质的影响 J 中国瓜菜 2008 21 6 10 13 24 李聪 贺超兴 闫妍 等 不同时期接种AM真菌对大棚黄瓜 产量及品质的影响 J 中国蔬菜 2014 8 21 24 25 曾燕红 韦周泽 曾富兰 等 不同基质及丛枝菌根真菌对黄 花蒿育苗的影响 J 广东农业科学 2015 42 4 14 18 26 李晓林 姚青 VA菌根与植物的矿质营养 J 自然科学进 展 2000 10 6 524 531 27 祁红英 张秋萍 李敏 等 丛枝菌根制剂对黄秋葵幼苗生长 的影响 J 江苏农业科学 2014 42 4 138 139 杨 凡 33