不同土層桃砧李叢枝菌根發(fā)育及其與3個(gè)土壤因子的關(guān)系

吳強(qiáng)盛(長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖北 荊州 434025)

李國(guó)懷(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝植物生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430070)

韋啟安(長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖北 荊州 434025)

不同土層桃砧李叢枝菌根發(fā)育及其與3個(gè)土壤因子的關(guān)系

吳強(qiáng)盛(長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖北 荊州 434025)

李國(guó)懷(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝植物生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430070)

韋啟安(長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖北 荊州 434025)

在田間條件下，研究了毛桃(Amygdaluspersica)砧秋凌李(Prunussalicina)不同土層(0～10、10～20、20～30cm)根系叢枝菌根的發(fā)育狀況及其與土壤有效磷、土壤含水量和土壤pH的關(guān)系。結(jié)果表明，隨著土層深度的增大，叢枝菌根的發(fā)育和土壤含水量逐漸下降，土壤有效磷逐漸升高，pH變化不一致。相關(guān)性分析結(jié)果表明，土壤有效磷與侵染程度、侵染強(qiáng)度、泡囊數(shù)、叢枝數(shù)、侵入點(diǎn)間呈現(xiàn)顯著或極顯著線性負(fù)相關(guān)關(guān)系；在同土層中土壤含水量與侵染程度關(guān)系密切，呈顯著正相關(guān)關(guān)系。根際pH為中性，但與叢枝菌根發(fā)育之間沒(méi)有存在顯著的相關(guān)關(guān)系。以上說(shuō)明，在同土層土壤有效磷是桃砧李菌根發(fā)育的主要限制因子。

李(Prunussalicina)；叢枝菌根；土壤有效磷；土壤含水量；土壤pH

叢枝菌根(arbuscular mycorrhizas)是土壤中的習(xí)居菌叢枝菌根真菌與植物根系之間建立的一種互惠共生體，能幫助宿主對(duì)土壤水分和營(yíng)養(yǎng)的吸收，反過(guò)來(lái)約20%的宿主光合碳轉(zhuǎn)移到叢枝菌根真菌中供其生長(zhǎng)[1]。叢枝菌根在園藝作物根系上普遍存在[2]。叢枝菌根真菌的活動(dòng)能促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，增強(qiáng)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收，改善果實(shí)品質(zhì)，提高樹(shù)體的抗旱性、耐鹽性和抵抗高溫脅迫的能力，克服部分果樹(shù)的重茬[3]。但叢枝菌根的發(fā)育受到土壤因子、宿主植物、環(huán)境條件等影響[4]。根系叢枝菌根的發(fā)育是植物菌根化的重要指標(biāo)，研究不同土層的菌根發(fā)育狀況對(duì)指導(dǎo)施肥有重要意義。叢枝菌根真菌是一種好氣性真菌，在林木上隨著土層深度的加深，菌根侵染率下降[5]。但對(duì)果樹(shù)特別是李叢枝菌根在不同土層的侵染狀況，尚缺少研究。

本研究的目的是以毛桃(Amygdaluspersica)砧秋凌李(PrunussalicinaLindl.)為試材，研究不同土層的菌根發(fā)育(侵染程度、侵染強(qiáng)度、侵染頻度)和菌根結(jié)構(gòu)(叢枝數(shù)、泡囊數(shù)、侵入點(diǎn))狀況，分析這些發(fā)育與3個(gè)土壤因子(土壤有效磷、土壤含水量、土壤pH)間的相關(guān)關(guān)系，從而了解李叢枝菌根的發(fā)育特性及其與土壤因子的關(guān)系，為今后叢枝菌根真菌應(yīng)用于李的生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

選用3年生的毛桃砧秋凌李，種植在長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院教學(xué)實(shí)習(xí)基地。

1.2 取樣及處理

于2007年6月27日取樣。由于3年生毛桃砧秋凌根系較淺，每株從土表開(kāi)始分0～10、10～20、20～30cm共3個(gè)土層分別采集土樣和根樣。3株為1小區(qū)，重復(fù)3次，共9株。收集的土和當(dāng)年生根系帶回實(shí)驗(yàn)室，當(dāng)年生根系剪成1～2cm長(zhǎng)的根段，置于FAA固定液中固定保存(至少24h)；根際土涼開(kāi)，風(fēng)干，過(guò)篩。

1.3 測(cè)定方法

菌根發(fā)育的測(cè)定依照Phillips等[6]的方法。菌根侵染通過(guò)根系侵染頻度(F，%)、根系菌根侵染程度(M，%)和侵染根段的菌根侵染強(qiáng)度(m，%)表示，依據(jù)吳強(qiáng)盛等[7]提供的公式進(jìn)行計(jì)算。菌根結(jié)構(gòu)的發(fā)育程度則用單位根系中侵入點(diǎn)、泡囊數(shù)、叢枝數(shù)表示。土壤有效磷含量采用NaHCO3法[8]測(cè)定。土壤含水量采用烘干法[9]進(jìn)行。土壤pH采用電位測(cè)定法[10]。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

運(yùn)用SAS 8.1 軟件的ANOVA過(guò)程對(duì)處理間作差異性的測(cè)驗(yàn)，采用LSD法進(jìn)行多重比較分析，CORR過(guò)程作因子間的相關(guān)系數(shù)分析。由于菌根侵染頻度、侵染程度和侵染強(qiáng)度大多在30%～70%之外，故進(jìn)行方差分析之前先進(jìn)行反正弦轉(zhuǎn)換。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土層菌根侵染狀況

表1 不同土層叢枝菌根的侵染頻度、侵染程度和侵染強(qiáng)度

注：同一列數(shù)字后的不同小寫(xiě)字母表示差異達(dá)0.05顯著水平。表2～4同。

表1表明了不同土層毛桃砧秋凌李根系叢枝菌根的侵染狀況。結(jié)果表明，隨著土層深度的增大，侵染頻度、侵染強(qiáng)度、侵染程度逐漸下降。在不同土層上，侵染頻度與侵染強(qiáng)度沒(méi)有表現(xiàn)顯著差異，但在侵染程度上表現(xiàn)顯著不同。在3個(gè)分段的土層中，以0～10cm的土層侵染程度最高，且顯著高于其他他2個(gè)土層，而其他土層間沒(méi)有顯著差異。

2.2 不同土層菌根結(jié)構(gòu)的發(fā)育狀況

表2 不同土層叢枝菌根每厘米根長(zhǎng)的侵入點(diǎn)、泡囊數(shù)和叢枝數(shù)

從表2可以看出，毛桃砧秋凌李根系的菌根每厘米根長(zhǎng)的泡囊數(shù)為5.3～10.5個(gè)，叢枝數(shù)為1.4～3.3個(gè)，侵入點(diǎn)為1.4～2.6個(gè)。隨著土層深度的增大，泡囊數(shù)、叢枝數(shù)、侵入點(diǎn)逐漸下降。在3個(gè)分段的土層中，以0～10cm的土層泡囊數(shù)最高，占了整個(gè)土層的45.65%，且顯著高于其他2個(gè)土層，10～20cm土層的泡囊數(shù)也顯著高于20～30cm土層的。10～20cm和20～30cm土層的叢枝數(shù)之間沒(méi)有表現(xiàn)顯著差異，但都顯著低于0～10cm土層的，0～10cm土層的叢枝數(shù)占整個(gè)叢枝數(shù)的50.77%。侵入點(diǎn)在10～20cm與20～30cm土層間沒(méi)有顯著差異，但均顯著低于0～10cm土層的，0～10cm土層的侵入點(diǎn)占整個(gè)侵入點(diǎn)的44.83%。

2.3 不同土層的3個(gè)土壤因子狀況

表3 不同土層的土壤有效磷、土壤含水量、土壤pH狀況

表3表明不同土層土壤有效磷、含水量和pH的狀況。從表3可以看出，李根際土壤有效磷含量為26.25～33.02mg/kg，土壤含水量為81.97%～82.75%，pH為7.63～7.76。隨著土層深度的增大，土壤含水量逐漸下降，土壤有效磷逐漸身高，pH變化不一致。在不同土層上，土壤有效磷呈現(xiàn)顯著不同，而土壤含水量和pH沒(méi)有表現(xiàn)顯著差異。在3個(gè)分段的土層中只有0～10cm土層的土壤有效磷顯著低于20～30cm土層的。

2.4 李叢枝菌根發(fā)育狀況與土壤有效磷、土壤含水量和pH的相關(guān)關(guān)系

表4表明在同土層李的菌根發(fā)育狀況與土壤有效磷、土壤含水量、pH的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明，在3個(gè)土壤因子中土壤有效磷與李叢枝菌根發(fā)育狀況密切相關(guān)，因?yàn)橥翆油寥烙行Я追謩e與侵染程度、侵染強(qiáng)度、泡囊數(shù)、叢枝數(shù)、侵入點(diǎn)間呈顯著或極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。土壤含水量?jī)H與侵染程度間有顯著正相關(guān)關(guān)系，與菌根發(fā)育其他指標(biāo)關(guān)系沒(méi)有顯著性。在同土層土壤pH與李叢枝菌根發(fā)育之間沒(méi)有顯著的相關(guān)關(guān)系，暗示在根際土壤pH沒(méi)有影響同土層叢枝菌根的發(fā)育。

表4 李叢枝菌根發(fā)育狀況與土壤有效磷、土壤含水量、pH的相關(guān)系數(shù)

注：*表示Plt;0.05，**表示Plt;0.01。

3 討論

李叢枝菌根的發(fā)育在不同土層上明顯不同。一般地，隨著土層深度的加大，侵染程度、侵染頻度、侵染強(qiáng)度、泡囊數(shù)、叢枝數(shù)、侵入點(diǎn)都隨之下降。這與前人[11]的結(jié)果相一致。在不同土層上叢枝菌根的發(fā)育還受季節(jié)的影響。夏季梨表層土(0～20cm)菌根侵染程度為88.6%，深層土(20～60cm)為20.8%；在秋冬季兩者的差別明顯減少[11]。上層土壤的通透性明顯優(yōu)于下層土壤，這為好氣性的叢枝菌根真菌生長(zhǎng)、發(fā)育創(chuàng)造了良好的條件。因此，在李樹(shù)果園土壤管理時(shí)，從促進(jìn)菌根發(fā)育著眼，改善土壤透氣性是十分重要的。

本研究結(jié)果表明，土壤含水量與侵染程度關(guān)系密切，呈顯著正相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明土壤水分是菌根發(fā)育的一個(gè)因子，不可忽視。這與Allen等[13]對(duì)田間栽培的2種半干旱叢生草調(diào)查結(jié)果相符合。然而，也有報(bào)道認(rèn)為，在阿根廷田間栽培的多年生草根系菌根侵染程度與土壤水分狀況間沒(méi)有顯著關(guān)系[14]。這暗示在不同條件下菌根侵染程度對(duì)土壤水分具有較高的可塑性。

土壤有效磷的狀況與叢枝菌根真菌的生長(zhǎng)發(fā)育緊密相關(guān)，通常兩者呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系[15]。本研究也證實(shí)，在相同土層，土壤有效磷與侵染程度、侵染強(qiáng)度、泡囊數(shù)、叢枝數(shù)、侵入點(diǎn)間呈現(xiàn)顯著或極顯著線性負(fù)相關(guān)關(guān)系。Nemec等[16]觀察到，柑橘根圍菌根真菌孢子數(shù)量與土壤有效磷呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。因此，可以推斷，土壤有效磷越高，植物根際叢枝菌根真菌的孢子數(shù)量下降，導(dǎo)致植物根系受叢枝菌根真菌侵染的機(jī)會(huì)減少，最終導(dǎo)致植物根系叢枝菌根發(fā)育的降低。此外，土壤養(yǎng)分較高時(shí)，寄主植物自身根系吸收的營(yíng)養(yǎng)就能滿足植物生長(zhǎng)的需求，不需要叢枝菌根的作用，而且叢枝菌根的發(fā)育還需消耗寄主植物的碳水化合物。Sena等[17]研究證實(shí)，在高磷(250mg/kg)土壤條件下，接種叢枝菌根真菌的紅橘生長(zhǎng)受到抑制。所以，發(fā)育良好的叢枝菌根只存在于貧瘠的特別是有效磷低的土壤，它的功能才能發(fā)揮作用。因此，李菌根發(fā)育的主要限制因子是土壤有效磷。

土壤pH是影響叢枝菌根真菌生長(zhǎng)發(fā)育的重要因子之一，能直接影響孢子萌發(fā)和菌絲體生長(zhǎng)[4]。本研究結(jié)果表明，李根際土壤pH為中性，但與叢枝菌根發(fā)育之間沒(méi)有存在顯著的相關(guān)關(guān)系，所以土壤pH不是李菌根發(fā)育的限制因子。這與Danianlson等[18]對(duì)牧草在pH 4.2～7.5土壤范圍內(nèi)pH對(duì)其侵染影響較小的結(jié)果相一致。也有研究表明，柑橘根際土著叢枝菌根真菌的厚垣孢子與土壤pH呈顯著正相關(guān)關(guān)系[15]。導(dǎo)致不同結(jié)果的原因可能與研究條件、寄主植物種類(lèi)不同有關(guān)。因此，未來(lái)需要進(jìn)一步加強(qiáng)土壤pH與叢枝菌根發(fā)育關(guān)系的研究。

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Q948.113

A

1673-1409(2012)06-S025-03

2012-03-12

國(guó)家桃產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)(CARS-31-2-4)。

吳強(qiáng)盛(1978-)，男，江西臨川人，博士，教授，研究方向?yàn)榫锛夹g(shù)。

李國(guó)懷，E-mailliguohuai@mail.hzau.edu.cn。

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2012.06.007