不同丛枝菌根真菌菌剂对滇重楼及土壤中营养元素的影响

作为植物生长直接基质的根际土壤为植物的生长发育提供保障，土壤中的微生物组成及酶活力影响着土壤微生态系统，对土壤理化性质、养分循环和植物生长等具有重要的影响。土壤微生物群落在调控土壤物质循环和改善土壤质量起到关键性作用。丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌可以改善土壤的营养成分，促进植物养分吸收利用，提高药用植物的产量和品质，同时对污染土壤、盐碱土壤的生态恢复发挥积极作用。

野生滇重楼资源的枯竭，使得人工栽培和引种栽培成为滇重楼研究的主流。但因其地理位置，种植年限的差异，导致滇重楼的品质不一。据报道，接种不同AM真菌能够提高滇重楼薯蓣皂苷元的含量、改善土壤的理化性质、提高土壤养分和优化微生物结构，促进滇重楼幼苗期叶片叶绿素合成，提高幼苗光合能力。zhang等报道滇重楼种子共生萌发时接种薄壁两性囊霉(Ambispora leptoticha)和崔氏原囊霉(Archaeospora trappei)可提高滇重楼幼苗的成活率和产量。另外，接种不同AM真菌可以促进滇重楼根际对土壤营养元素的吸收利用、提高滇重楼品质。Yang等发现接种优选的混合AM真菌菌剂增加滇重楼根中内源激素含量比接种单株真菌的效果更好。前期研究发现不同AM真菌混剂能够提高根际土壤中球囊霉素含量和酶活性，改变微生物群落结构，从而改善土壤环境，也能促进滇重楼对外界不利环境的抗逆性，提高滇重楼总皂苷含量，诱导滇重楼次生代谢的变化，增加有效成分，从而提升滇重楼的药用品质。

通过接种AM真菌改善土壤环境和提升药材品质已成为一种趋势。土壤中营养元素含量水平受栽培土壤营养水平和植株自身习性的影响。Shen等发现，接种不同AM真菌后滇重楼根茎和根际土壤中的钙、镁、钠等含量均高于未处理组，且促进根茎对元素的吸收来提高品质。Gu等研究表明，不同AM真菌混合接种可增加木香对营养物质的吸收，促进代谢产物的积累，提高木香内脂的产量和入药品质。而接种不同AM真菌混剂后对滇重楼和土壤微生态中营养元素影响的研究较少。基于此，本研究通过接种不同组合的AM真菌菌剂后，测定滇重楼不同部位以及土壤中的营养元素的含量，旨在解析不同AM真菌菌剂对滇重楼和土壤中营养元素的影响，以期能够最大化利用土壤的营养元素，减少资源浪费，同时为滇重楼生物菌肥的研发奠定理论基础。

接种不同AM真菌菌剂处理能够不同程度的影响滇重楼及栽培土壤中营养元素的吸收及蓄积。氮、磷、钾是植物生长发育所必需的元素，其体内含量分布能反映植物对元素的分配及相互作用的关系。接种不同组合AM真菌菌剂后，不同元素的含量在不同生长期呈现动态变化过程，其中S8处理组T1时期新、老根茎和叶，T2时期新根茎和叶以及T4时期新、老根茎中氮的含量增加；S8处理组T1时期新根茎中磷的含量增加(最高为6.289g/kg)，推测S8处理组的AM真菌可以促进滇重楼吸收土壤中的氮、磷元素来提升产量及品质。与Li等研究一致，增施氮肥和磷肥可增加滇重楼的产量和皂苷含量。S8处理组T4时期老根茎中钾含量较高，为 12.715g/kg；而且Wang等报道土壤中的钾有利于滇重楼根茎中总皂苷和多糖的合成与积累，对其影响可能是通过滇重楼不同部位含钾量来实现。S8处理组T1和T3时期茎和叶以及T4时期新、老根茎的钙含量增加；T1、T2和T4时期新根茎的镁的含量增加(最高为28.142g/kg)。钙不仅是植物细胞壁和细胞膜等结构的重要组成，还能够有效缓解各种生物和非生物胁迫对植物的威胁，提高植物抗逆性，对生长发育、成熟及衰老起着重要作用。

药用植物的品质可以间接反映土壤质量和肥力，根际土壤微生态的变化也会影响药用植物的质量。AM真菌等微生物的含量能够引起土壤基质环境的变化，对微生物群落组成结构产生重要影响。本研究发现，除S6、S8处理组滇重楼的新根茎、老根茎和叶中氮的含量显著升高，S8和S1处理组滇重楼的新根茎的磷含量比其他处理组高(最高可达到6.289g/kg)之外，不同处理组土壤中的氮、磷、钾和镁元素的变化量不大。不同处理组土壤中的钙含量有显著性增多，尤其S8处理组的土壤中钙的含量明显比对照组高。因此，接种不同丛枝菌根真菌混合菌剂能有效改变滇重楼药材不同部位氮、磷、钾、钙、镁含量，促进滇重楼对营养元素的吸收。同时也可改变土壤中营养元素的释放，这与 AM真菌菌根对营养物质竞争的优势作用研究相一致。

相关性分析表明，滇重楼老根茎中N的吸收与Ca、Mg的吸收，新根茎中N的吸收与P、Mg的吸收，P的吸收与K的吸收，叶中的N的吸收和茎中K的吸收与Ca的吸收呈显著协同作用，老根茎中Ca的吸收与土壤中Ca、Mg的吸收呈显著负相关作用，茎中的K的吸收与土壤中P的吸收，茎中Mg的吸收与土壤中Mg的吸收呈负相关作用。与Zhang等推测的多种营养元素在滇重楼生长过程中的积累可能存在竞争或协同两种效应相一致。滇重楼的老根茎中氮、钙和镁的吸收三者之间具有协同作用，滇重楼叶中磷的含量随土壤中钙含量的增加而增加，而钙和磷之间存在复杂的交互作用且具有物种特异性，高钙可增加豆科植物对磷的吸收但抑制小麦、番茄等对磷的吸收。

综上所述，S8处理组的6种AM真菌:微白巨孢囊霉(G.albida)、巨大巨孢囊霉(G.gigantea)、美丽盾巨孢囊霉(S.calospora)、亮色盾巨孢囊霉(R.fulgida)、根内球囊霉(R.intraradices)、近明球囊霉(C.claroideum)作为滇重楼生物菌肥的优良菌种，为生物菌肥的研发奠定基础。本研究结果显示9种不同AM真菌菌剂的组合可以不同程度的影响营养元素的含量转移及蓄积，但是要想筛选最优的混合菌剂还需要进一步的实验验证其接种的比例及发酵液的成分等，以期为滇重楼的生物菌肥的研发和应用奠定理论基础，以利于改变滇重楼营养元素的吸收与蓄积，提升滇重楼的品质。该研究成果发表在《天然产物研究与开发》2021年第10期，欢迎引用(点击左下方“阅读原文”可查看全文)。

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