氮元素是植物生長所需要的重要的大量元素元素之一， 在植物生長過程中起到關鍵作用。 菌根真菌氮元素的吸收利用研究被人們所關注［1－2］。 通過接種， 菌根真菌能有效地促進植株對氮素的吸收利用［3－5］。

特殊內生菌根杜鵑花類菌根（ericoid mycorrhiza， ERM）， 對杜鵑花類植物克服惡劣環境、 加強養分吸收和提高生長量起著重要作用［6－8］。 ERM 菌根共生體能夠幫助杜鵑花科 Ericaceae 植物緩解環境壓力， 改善營養獲取方式， 吸收復雜有機態的氮［9－10］。 張春英等［11］報道了云錦杜鵑 Rhododendron fortunei 幼苗接種形成菌根苗后， 能提高對各種氮源營養的吸收， 直接表現為增加植株的干物質積累。 桃葉杜鵑Rhododendron annae 為常綠灌木 ， 成年樹冠為圓球形 ， 花色豐富 ， 花期為晚春 ， 主要分布于貴州海拔1 800～1 830 m 高山地區， 在城市園林建設中具有較高的開發應用潛力。 野生桃葉杜鵑菌根結構復雜且侵染率較高［12］， 通過接種， 菌根真菌提高了菌根苗葉片的葉綠素含量， 增強光合性能， 促進了碳同化的高效運轉和有機物的積累， 提高了菌根苗同源激素含量， 最終表現為菌根苗生物量的增加［13－14］。 筆者研究 ERM 菌株接種后對桃葉杜鵑菌根苗硝酸還原酶（NR）活性和氮元素積累的影響， 為桃葉杜鵑等高山常綠杜鵑菌根化園林栽培應用提供理論依據與技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試菌株 12 株供試菌株從野生桃葉杜鵑根部分離得到 ， 編號為 TY02， TY07， TY12， TY14，TY18， TY19， TY21， TY24， TY29， TY34， TY35 和 TY41［14］。 分離菌株培養液為 PDA 培養基， 置于 28℃搖床上黑暗振蕩 160 r·min－1， 培養 15 d 打碎并制成液體菌劑備用。

1.1.2 供試苗木及培養基質 試驗苗為實驗室通過種子和土壤滅菌后培養的 2 年生實生桃葉杜鵑苗。 育苗基質采自百里杜鵑風景區桃葉杜鵑林下腐殖質土， 土樣帶回實驗室進行土壤理化性質試驗。 供試土壤理化性質如下： pH 4.8， 有機質 44.1 g·kg－1， 全氮 1.5 g·kg－1， 全磷 0.2 g·kg－1， 堿解氮 269.0 mg·kg－1， 速效磷 7 mg·kg－1， 速效鉀 206. mg·kg－1。

1.2 試驗方法

1.2.1 接種與育苗試驗 育苗基質經 121 ℃高溫蒸汽滅菌 2 h， 自然冷卻后 80 ℃烘 2 h， 然后放置室溫后裝入花盆（規格 24 cm × 16 cm × 20 cm）。 花盆裝基質 3 kg·盆－1， 移植無菌桃葉杜鵑幼苗 1 株·盆－1。

接種處理采用單因素完全隨機設計， 試驗設 13 個處理（含對照 ck）， 5 盆·處理－1， 重復 3 次。 移栽 3 d后每株苗根部各施入真菌液體菌劑 10 mL， 以澆不含菌的 PDA 培養液為對照， 以后隔 7 d 澆 1 次菌液，連續澆 3 次結束， 試驗處理嚴格保證土壤微生物區系一致。 接種后隨機放置貴州大學林學院苗圃溫室進行培養， 按照常規育苗方法進行管理。

1.2.2 指標測定 接種培養 180 d 后， 隨機取出幼苗 10 株·盆－1， 流水洗凈后吸干水分， 在 105 ℃殺青20 min， 置于 80 ℃烘箱 48 h 烘干至恒量， 取出后分別稱量地下部分（根）和地上部分（葉、 莖和芽）的干質量， 計算總生物量。 采用 Phillips 等［15］的改進法統計侵染率。 測定苗分地下根系及地上部分全氮采用H2SO4-H2O2消煮-半微量蒸餾法。 用分光光度計測定法測定硝酸還原酶（NR）活性。 以上測試重復 3 次。

1.3 數據處理

運用 Excel 2003 記錄及繪圖； 使用 SPSS 11.5 軟件進行統計分析， 采用單因素方差分析（one-wayANOVA）， 應用 Duncan 多重分析法進行方差檢驗（P=0.01）。

2 結果與分析

2.1 不同菌株接種桃葉杜鵑幼苗菌根侵染率

從圖 1 可以看出： 接種苗菌根侵染率達到 45.0%～74.1%。 不同菌株對幼苗的侵染率表現出差異性，說明不同菌株與幼苗之間有相互選擇性?！?】

2.2 不同菌株接種對桃葉杜鵑幼苗生物量的影響

從表 1 可以看出： 不同菌株侵染對桃葉杜鵑地上部分和地下根系生物量的影響存在顯著差異， 接種苗地上部分干質量比對照增加 2.5%~99.7%， 地下部分干質量增加 6.0%~27.3%， 接種苗總生物量比對照增加 3.9%~61.2%。 從植株外觀上也明顯看出接種對宿主生物量的影響較大（圖 2）?！?-3】

2.3 對桃葉杜鵑幼苗吸收氮元素（N）及硝酸還原酶（NR）的影響

由圖 3 可見： 接種苗地上部分葉的氮質量分數均高于對照， 除 TY19， 其他菌根差異極顯著（P＜0.01）， 較未接種處理， 接種幼苗葉部氮質量分數提高 2.8%~50.6%。 地下根系氮質量分數除 TY19 低于對照外（差異不顯著）， 其他處理均高于對照， 且差異極顯著（P＜0.01）， 接種苗根部氮質量分數提高2.0%~40.3%。 這表明通過接種處理后， 增強了幼苗對氮的吸收， 但不同菌株之間的影響有差異?！?】

從圖 4 可以看出： 不同菌株接種提高了幼苗硝酸還原酶活性， 且各處理差異極顯著（P＜0.01）。 接種苗根部硝酸還原酶活性除 TY41 外， 高于對照 0.9%~29.3%， 葉部硝酸還原酶活性除 TY41 和 TY24 外，高于對照6.5%~43.9%。 不同器官硝酸還原酶活性表現為根系＞葉片?！?】

2.4 指標相關性分析

從表 2 相關性分析可知： 侵染率與地下部分干質量呈極顯著正相關， 與總生物量和葉部硝酸還原酶活性呈顯著相關關系。 這表明侵染率的高低直接影響桃葉杜鵑幼苗的生物量積累、 硝酸還原酶活性。 根部及葉部硝酸還原酶活性與地上干質量、 總生物量有相關性， 但葉部的相關性大于根部； 葉部硝酸還原酶活性與葉部氮質量分數呈極顯著正相關關系。

3 小結與討論

研究桃葉杜鵑菌根氮效應極有意義， 因為對于杜鵑花科植物來說， 土壤中能供給此類植物的氮養分多數以有機態形式存在， 因此在杜鵑花科植物氮養分吸收中菌根共生體起到了重要的作用。 對于杜鵑花類菌根吸收利用氮素的原因可能有：①由于杜鵑花生長土壤為酸性土， pH 值較低， 土壤中銨鹽比硝酸鹽多， 氮素礦物化過程緩慢， 氨離子在土壤中的流動性不大， 其擴散速度一般會小于根的吸收速度， 所以， 杜鵑花類植物的吸收根周圍會形成一個缺氮區。 根外菌絲越過缺氮區能夠把遠處的銨鹽吸收到菌根中來。 ②ERM 真菌的吸收系統對氮有很高的親和力， 能在含氮量少的低濃度溶液中吸收氨離子。 ③利用植物所不能利用的或很少利用的有機氮源［16］。

本研究得出桃葉杜鵑幼苗接種后， 地上部分與地下部分的氮含量均顯著增加， 說明菌根真菌促進了幼苗對氮的吸收與利用。 這與云錦杜鵑菌根苗試驗結果相似［11,17］。 宋福強等［18］認為菌根改善宿主植物的氮營養狀況的作用主要表現在 2 個方面， 一是根外菌絲直接吸收土壤氮的作用； 二是菌根首先改善植物的磷營養狀況， 進而促進植物對土壤氮的吸收作用。 菌根真菌提高植物對氮、 磷元素的吸收報道很多，桃葉杜鵑接種后根部與葉部的磷含量均比對照增加且大于氮的吸收強度（文章待發）， 有些宿主吸收氮的強度大于磷， 這可能與不同宿主及不同菌根有關， 因此， 菌根是否先通過改善植物的磷營養狀況， 進而促進植物對土壤氮的吸收有待試驗和驗證。 施氮情況下， 菌根宿主云錦杜鵑［11］、 刺槐 Robinia pseudoa-cacia［19］生物量增加， 吸氮量及硝酸還原酶活性發生變化。 由于本研究所有基質均一致， 未額外添加不同氮源， 所以菌根真菌吸收和利用氮源情況及與宿主的共生機理關系還需進一步深入研究?！?】

Foissner 等［20］采用激光共聚焦的方法發現真菌激發子誘導煙草表皮細胞漿和葉綠素的一氧化氮迸發。 一氧化氮影響植物的生長發育等生理代謝過程， 而硝酸過原酶硝酸還原酶普遍具有合成一氧化氮的功能。 Kaiser 等［21］發現， 硝酸還原酶催化 NO2－產生的一氧化氮在脫落酸誘導氣孔關閉的過程中有重要的作用， 通過對脫落酸鈍感型等突變體的研究發現， 由硝酸還原酶催化生成的一氧化氮是脫落酸誘導氣孔關閉所必需。 在相關性分析數據中， 桃葉杜鵑菌根苗根部硝酸還原酶與地下根部生物量相關， 與地上部和總生物量顯著相關， 葉部硝酸還原酶與地上根部生物量相關， 與地上部和總生物量極顯著相關。 接種后菌根苗體內的脫落酸含量增加［15］， 這說明生物量的增加與接種真菌具有很大關系。 硝酸還原酶是一種誘導酶， 同時是一種調節酶和限速酶， 存在于植物的根部質體中和葉綠體中， 菌根真菌是如何激活和誘導硝酸還原酶， 菌根植物硝酸還原酶是如何合成一氧化氮等分子機制有待深入研究。