陈思敏，刘春艳，张萧萧，蔡恩甜，吴强盛*(.长江大学 园艺园林学院，湖北 荆州 434025； 2.长江大学 根系生物学研究所，湖北 荆州 434025)

丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF)是一类在全球分布广泛的共生真菌型土壤微生物，能与80%的陆生植物根系形成一种互利共生体丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza，AM)，AMF自身不能制造碳水化合物，其生长所需均来源于宿主植株的光合作用，AMF可帮助植物从土壤中吸收水分和养分，进一步促进植株的生长，进而有利于生态系统功能的完善[1-2]。研究表明，土壤因子、宿主植物、气候环境、土壤理化性质等均对AM的形成有显著作用[3]。土壤养分可直接或者间接影响AMF的侵染、分布和种群多样性。吴强盛等[4]研究了不同土层毛桃砧秋凌李菌根发育状况后发现，土壤有效磷是AM发育的主要限制因子。盛敏等[5]在盐碱地区主要植物上的研究结果表明，土壤有机碳含量与AMF多样性关系密切。谢靖等[6]发现，黄土高原地区紫穗槐的根际pH值可显著提高根系菌根侵染概率。此外，AMF菌丝还能分泌一种特殊糖蛋白，即球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)，它能够附着在土壤颗粒上，进而改善土壤结构，有利于植物的生长[7]。在西府海棠幼苗上的研究显示，摘叶和环隔处理能降低根系可溶性糖含量，且菌根侵染率随根内可溶性糖含量的降低而降低[8]。综上，菌根的发育主要受到土壤、根际环境因子的影响。

草坪草是城市绿化中的重要草种，是衡量现代化城市绿地水平的标志，对人类的环境起到美化、保护、改善作用[9]。在早期研究中发现，大部分的草坪草均能在自然环境中与土著AMF形成AM结构[10]。但前人对于草坪草与菌根发育之间的关系研究报道较少。鉴于此，分析4种田间栽培的草坪草根系菌根发育状况，以期寻找到草坪草生长发育的主控土壤影响因子，为今后草坪草生产、维护、管理提供参考。

1　材料和方法

1.1　试验材料

4种试验材料分别为高羊茅(Festucaarundiacea)、麦冬(Ophiopogonjaponicus)、吉祥草(Reineckeacarnea)、结缕草(Zoysiajaponica)，于2006年11月播种于长江大学西校区校内草坪基地。

1.2　试验设计与方法

采用单因素试验设计，共4个处理，每个草坪草品种为1个处理。每个试材随机选取25 cm2为1个小区，每个处理4次重复。2016年10月17日，去除表层5 cm的土壤，收集5～15 cm土层土壤，自然风干，过0.5 mm筛备用，并同时收集当年生细根备用。

1.3　测定项目及方法

根系用清水冲洗干净后，剪取1～2 cm长根段，采用Phillips等[11]的方法对根系菌根进行染色，菌根侵染率=侵染根段长度/观察根段长度×100%；侵入点数采用人工计数，在显微镜下观察单位面积菌根侵入点的个数。土壤有效磷、有机碳、有机质含量测定分别采用碳酸氢钠法、湿氧化法、重铬酸钾-外加热法[12]。易提取球囊霉素相关土壤蛋白(EE-GRSP)、难提取球囊霉素相关土壤蛋白(DE-GRSP)含量测定参考Wu等[13]的方法。根系易提取球囊霉素(REG)、根系难提取球囊霉素(RDG)含量测定参照Wu等[14]的方法。根系可溶性糖的提取及含量测定采用蒽酮比色法进行[15]。

1.4　数据处理

采用Excel 2010和SAS 8.1对数据进行处理，ANOVA进行差异性分析，并采用邓肯氏新复极差法进行多重比较。

2　结果与分析

2.1　不同草坪草根系菌根发育状况及可溶性糖含量变化

由表1可知，4种草坪草均可形成菌根结构，其中高羊茅的菌根侵染率和侵入点均最高，分别为35.25%和4.37个/cm，且显著高于其他3种草坪草；吉祥草根系菌根侵染率最低，为12.14%；结缕草侵入点最低(1.72 个/cm)，与麦冬(1.74 个/cm)无显著差异，但二者均显著低于高羊茅(4.37 个/cm)和吉祥草(2.79个/cm)；4种草坪草根系可溶性糖含量大小依次为吉祥草>麦冬>高羊茅>结缕草，且显著差异。

表1　4种草坪草根系菌根侵染率、侵入点及可溶性糖含量

注：同列数字后的不同小写字母表示在0.05水平上差异显著，下同。

2.2　不同草坪草根际土壤有效磷、有机碳、有机质含量变化

由表2可知，4种草坪草根际土壤有效磷含量不同，其中以结缕草最高，为10.34 mg/kg，高羊茅次之，为6.63 mg/kg，且二者显著高于吉祥草和麦冬。不同草坪草根际土壤有机碳、有机质含量表现出相同的变化趋势，即麦冬>吉祥草>结缕草>高羊茅。麦冬根际土壤有机碳、有机质含量最高，分别为2.73、4.71 mg/kg；高羊茅最低，分别为1.61、2.78 mg/kg。

表2　4种草坪草根际土壤有效磷、有机碳、有机质以及土壤和根系球囊霉素含量

2.3　不同草坪草根系与土壤球囊霉素含量的变化

草坪草EE-GRSP含量差异较大(表2)，以结缕草最高，为1.59 mg/g，显著高于其他3种草坪草，且其他3种草坪草间无显著差异。DE-GRSP含量以高羊茅最高，为1.63 mg/g，且与其他3种草坪草差异显著；吉祥草和结缕草之间无显著差异，但显著高于麦冬(1.04 mg/g)。草坪草REG含量表现为吉祥草、麦冬显著高于结缕草、高羊茅，以高羊茅最低，为13.81 mg/g，且与其他3种草坪草差异显著。4种草坪草RDG含量表现为吉祥草>麦冬>结缕草>高羊茅，且差异显著。

2.4　不同草坪草菌根侵染率与土壤因子的关系

从表3可知，根系菌根侵染率与根系菌根侵入点、RDG含量之间呈显著或极显著正相关，与土壤有机碳、有机质、EE-GRSP、DE-GRSP、根系可溶性糖含量均呈极显著负相关。根系侵入点与土壤有效磷、RDG含量呈显著或极显著正相关，与土壤有机碳、有机质、REG、EE-GRSP含量呈极显著负相关。

表3　根系丛枝菌根发育状况与根系和土壤因子的相关性分析

注：*、**分别表示0.05、0.01水平相关性显著。

3　结论与讨论

本研究中，在4种草坪草根系均观察到明显的AM结构，说明4种草坪草植物均属典型的AM类植物，这与高爱琴等[16]的结论一致，即大多数草坪草均能与AMF共生。其菌根侵染率在12.14%～35.25%，说明AM在不同草坪草植株上发育状况不同，这与郭辉娟等[17]对不同宿主植物影响黄芩根际土著AMF生长发育状况的研究结果一致。4种草坪草中，高羊茅的菌根发育状况最好，表现为菌根侵染率、侵入点最高。在刘润进等[18]对芨芨草和高羊茅的研究中，菌根侵染率、丛枝着生率等指标随碱化度增大呈下降趋势，与本研究结果不同，这可能与试验样地土壤酸碱度不同有关。

糖作为一种植物生长发育的重要调节因子，也是菌根生长发育的必需营养物质[19]。在枳接种AMF中，由于根系“菌根碳库”的存在，AMF接种会导致枳根系葡萄糖和蔗糖含量不能保持一致增长，反而有利于宿主植物建立更优的根系形态[20]。本研究表明，根系可溶性糖含量与根系菌根侵染率呈极显著负相关。Wu等[21]发现，在接种AMF后，植物蔗糖和葡萄糖的根系分配率与植物根系构型呈正相关，这与本研究结论不一致，原因可能是较优势的菌根发育消耗了过多的根系可溶性糖，且本研究是田间植物样品调查，而前者是盆栽桃树，两者的试验材料、试验环境不同，故结果不同。

本研究表明，土壤有效磷与根系菌根侵入点呈显著正相关，土壤有机碳、有机质含量与菌根侵染率、侵入点呈极显著负相关，说明较高的菌根侵染率往往出现在贫瘠的土壤中，这与前人在刺槐、红橘、桃、梨、葡萄上的研究结果[6,22]一致。因此，在贫瘠的土壤中，较好的菌根发育状况对宿主植物的促生效应更明显。球囊霉素是AMF孢子和菌丝释放的一类特殊糖蛋白，具有增加土壤有机碳库、改善土壤团聚体的作用[13-14]。一般来说，球囊霉素相关土壤蛋白含量越高，土壤结构越优，本研究中，EE-GRSP含量与根系菌根侵染率、侵入点间呈极显著负相关，DE-GRSP含量与菌根侵染率呈极显著负相关，这与Wu等[21]对田间种植的柑橘树调查结果一致，可能是影响球囊霉素相关土壤蛋白的田间因子较多，干扰了其与菌根的关系。在本研究中，RDG含量与菌根侵染率、侵入点呈极显著正相关，REG含量与侵入点呈极显著负相关。易提取球囊霉素性质不稳定，易转化为难提取球囊霉素，而难提取球囊霉素是一种性质稳定的球囊霉素[13]。

总之，田间种植的草坪草能被土著AMF侵染，发育相对较好，且能被土壤养分、根系可溶性糖、球囊霉素影响。因此，在今后草坪草管理中，要加强土壤因子的管理，促进根系AM的发育，进而有利于提高AM的功效。

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