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AM真菌在缓解黄瓜连作障碍中的作用研究
作者：肖龙 薛强 何鹏 王倡宪 来源：《安徽农学通报》2015年第24期
摘 要：该文采用盆钵培养的方法，于连作土壤上，黄瓜育苗时分别接种Glomus.mosseae与Glomus etunicatum，以明确2种丛枝菌根（Arbuscular Mycorrhizal，AM）真菌对黄瓜幼苗生长的影响。结果表明，2种AM真菌均可促进黄瓜幼苗的生长，且以G.etunicatum的促生效果明显，与对照相比，接种该AM真菌的幼苗干重增加了36.4%，壮苗指数为对照的1.29倍；且磷吸收量与钾含量分别为对照的1.74倍和1.1倍，显著高于对照，同时，接种G.e处理的硝酸还原酶与净光合分别比对照增加了15.37%与8.72%。接种G.etunicatum处理的幼苗根际脲酶活性与蔗糖酶活性显著高于对照，分别为对照的1.11倍与1.15倍。此外，根际真菌数量低于对照。因此，AM真菌G.etunicatum对“津春3号”黄瓜在连作土壤上的生育障碍有一定的缓减作用。
关键词：黄瓜；连作；AM真菌；生长
中图分类号 S63 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）24-42-04
Abstract：On continuous cropping soil a pot experiment was conducted to study the effect of Glomus mosseae and Glomus etunicatum on cucumber.The results indicated that both AMF improved the growth of cucumber seedlings，but Glomus etunicatum was more efficient.Compared with control，dry weights increased by 36.4% in Glomus etunicatum inoculation plants，and the indexes of seedlings' quality are 1.29 times； meanwhile，P and K uptakes are 1.74 times and 1.1times，and significantly higher than that of control.Nitrate reductase and net photosynthesis of Glomus
etunicatum inoculation plants were increased by 15.37% and 8.72% respectively.Moreover，Glomus etunicatum significantly increased activities of urease and sucrase in rhizosphere soil，and the quantity of fungi in rhizosphere decreased.So it is beneficial to relieve obstacles on continuous cropping soil by inoculating cucumber with G.etunicatum.
Key words：Cucumber；Continuous Cropping；AM Fungi；Growth
黄瓜作为我国设施栽培中的主要蔬菜种类之一，连作现象普遍存在并逐年加剧，黄瓜连作后，植株长势娈弱，土壤环境恶化[1-5]。如何经济有效地减轻设施黄瓜连作障碍是一个亟待解决的现实问题[6]。其中，丛枝菌根真菌作为农业生态系统中普遍存在的一类生物资源，已用于缓解西瓜、烟草和大豆等作物的连作障碍，并且在设施蔬菜生产中表现出了良好的开发利用潜力[7-9]。
丛枝菌根（Arbuscular Mycorrhiza，AM）是由丛枝菌根真菌侵染包括黄瓜在内的寄主植物根系后形成的一类共生体[10]。共生体建成后，寄主可直接或间接地受益于AM真菌，即AM
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真菌不仅可以改善寄主的生长及抗逆性，而且对寄主生长的生态环境起到了一定的修复作用[11]。当然，AM真菌的效应还与宿主及AM真菌种类有关[12]。
目前，有关AM真菌对连作土上黄瓜苗期效应的报道相对较少，鉴于此，本研究选取设施生产中的主栽黄瓜品种“津春3号”为寄主，以设施黄瓜连作土为育苗基质，育苗时分别接种2种AM真菌Glomus.mosseae与Glomus etunicatum，研究了在连作土壤上2种AM真菌对黄瓜幼苗生长及土壤酶活性的影响，以探索AM真菌在减轻黄瓜连作障碍中的潜力，为相关机制的深入研究奠定必要的理论基础。 1 材料与方法 1.1 供试材料
1.1.1 AM菌剂 AM菌剂由北京市农林科学院植物营养与资源研究所提供，优势种分别为Glomus mosseae与Glomus etunicatum，试验中所用AM菌剂包括AM真菌的孢子、菌丝及侵染根段。
1.1.2 宿主 黄瓜（品种为“津春3号”，天津市农科院黄瓜研究所），将吸胀的种子用10%H2O2进行表面消毒5min，然后用灭菌蒸馏水冲洗干净，最后将其放在铺有湿润滤纸的培养皿里28℃黑暗催芽。
1.1.3 育苗基质 出苗前采用的育苗基质为河沙（过3mm筛，121℃湿热灭菌30min），出苗后的育苗基质为连作3a黄瓜的大棚土，土壤基本理化性质如下：有机质含量37.2g/kg，碱解氮102.15mg/kg，速效磷91.82mg/kg，速效钾215.06mg/kg，pH7.92。
1.1.4 育苗容器 营养钵（上口径10cm，下口径6cm，高12cm），将盆钵用70%的酒精表面消毒备用。 1.2 试验方法
1.2.1 试验设计 试验共设3个处理，处理1：黄瓜育苗时接种G.mosseae（+G.m）；处理2：黄瓜育苗时接种G.etunicatum（+G.e）；处理3：不接种的对照（ck），其中“+”表示接种处理，每处理15盆，共计45盆。
1.2.2 植物培养 先将灭菌河沙与AM菌剂按质量比为1∶2混合均匀，然后装入64孔育苗盘，并调节至适宜水分含量，将筛选出的芽长近1cm的均一种子播于其中，每孔播种2颗，出苗后留1株。未接种处理以等量灭菌的AM菌剂代替，同时浇灌10mL菌剂滤液，以保证AM菌剂中其它微生物种类的一致性。7d后将子叶完全展开的幼苗连同混有AM菌剂的河沙一起移入后装有连作土的营养钵，幼苗生长35d后收获。
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1.2.3 植物收获及指标测定 收获前利用LI-6400光合仪测定幼苗功能叶净光合，后取根系测定菌根侵染率，菌根侵染率采用根段法测定[13]。同时测定幼苗基本生长参数（株高，茎粗、叶面积、干重），并计算壮苗指数，[壮苗指数=茎粗株高×叶面积×幼苗干物质量][14]。取叶片测定硝酸还原酶活性与叶绿素含量[15]。幼苗收获后采集幼苗根际土，放入4℃保存用于测定土壤酶活性。地上部全氮与全磷含量测定采用H2SO4-H2O2消煮，纳氏比色与钒钼黄比色[16]。
[菌根吸收贡献比率%=菌根植株养分吸收量-对照植株养分吸收量菌根植株养分吸收量×100] 1.2.4 土壤酶活性测定 土壤脲酶采用比色法，蔗糖酶采用3，5-二硝基水杨酸比色法，过氧化氢酶采用KMnO4滴定法；多酚氧化酶活性采用邻苯三酚显色法[17]。
1.2.5 试验数据统计 试验数据应用SPSS19.0统计软件的单因素方差分析处理，应用LSD方法进行多重比较，显著水平取0.05（p≤0.05）。 2 结果与分析
2.1 AM真菌对连作土壤上黄瓜幼苗生长的影响 株高、茎粗、叶面积、干重均是用于度量植株长势的基本参数，其中，干重可反映植株生物量的积累状况，壮苗指数可用来衡量幼苗的质量高低。本研究中，2种AM真菌对连作土壤上黄瓜幼苗生长的影响见表1，由表1可知，与未接种的对照相比，育苗时接种G.m或G.e可显著促进幼苗生长，表现为菌根化幼苗的全株干重显著高于对照，且2种AM真菌中，接种G.e处理的幼苗干重显著高于接种G.m处理。但是，就壮苗指数这一指标而言，3个处理中以接种G.e处理的壮苗指数最大，菌根化处理间差异不显著，接种G.m处理的壮苗指数与对照间差异不显著。育苗时接种G.m或G.e的幼苗干重分别为对照的1.20倍和1.36倍，壮苗指数分别为对照的1.21倍和1.29倍。
2.2 AM真菌对黄瓜幼苗磷、钾养分吸收的影响 表2的结果说明，育苗时接种G.e可显著促进幼苗对土壤中磷的吸收（表2），与对照相比，接种G.e处理的磷吸收量为对照的1.74倍，而接种G.m处理与对照间差异未达到显著水平。此外，G.e对幼苗体内钾素营养也表现出明显的改善作用，育苗时接种G.e处理的钾含量是对照的1.1倍。从幼苗地上部的磷含量来看，对照与接种G.e处理间差异不显著，结合接种处理的幼苗长势，认为这是由于接种处理的幼苗长势较好，导致吸收到体内的磷被稀释。
2.3 AM真菌对黄瓜幼苗硝酸还原酶与净光合的影响 叶绿素是影响幼苗光合性能的重要参数之一，而幼苗的光合性能是通过净光合速率直接体现的。硝酸还原酶通过调节幼苗体内NO3-的还原，进而影响氮素代谢，此外，氮也是叶绿素的重要组成成分。与对照相比，育苗时接种G.e可显著提高幼苗的硝酸还原酶活性与净光合，接种G.e处理的硝酸还原酶与净光合分别比对照增加了15.37%与8.72%。同时，2种AM真菌均可在一定程度上改善幼苗叶绿素及氮营养水平，但改善作用不明显（表3）。根据接种AM真菌与对照间N、P、K吸收总量计