我国盐碱地面积超过１亿hm2，其中40%是具备农业价值的盐渍土[1-3]。盐碱地常见的土壤板结现象直接影响植物根系的活性[4]，导致植物地上部的产量和品质降低[5]。陈艺博等[6]研究发现，如果能够实现植物的根系空间互补，优化重塑根系构型，植物的养分积累量和产量也将随之提高。苜蓿具有高产、优质、适口性好等优点，对调整我国农牧业结构、改善生态环境具有重要的作用[7]。研究表明，苜蓿能够增强动物的免疫力，改善畜产品品质[8-10]。苜蓿根系会提高土壤的质量和肥力，促进植物对水分和养分的吸收，使地上部分增产增收[11]。盐碱地的恢复利用和紫花苜蓿的饲料开发对生态环境和畜禽养殖具有积极影响[12]。目前，可使用丛枝菌根真菌（AMF）等菌根生物技术改良盐碱地[13]，且AMF能够与80%以上的陆生植物根系形成共生体[14]。Chandrasekaran等[15]研究表明，AMF可以显著提高紫花苜蓿主根长、根直径、侧根数等，提高苜蓿地下部分的生物量，间接提升苜蓿品质。由于植物根系环境的复杂性和不透明性，相关机理仍需进一步深入研究。本试验旨在探究盐碱胁迫下接种AMF、未接种AMF的紫花苜蓿根系构型的差异，探究紫花苜蓿、AMF、盐碱三者之间的关系，对紫花苜蓿在盐碱地的推广栽培具有重要意义，也为紫花苜蓿接种AMF的试验提供参考。1材料与方法1.1试验材料紫花苜蓿品种WL168HQ购自北京正道公司，根内根孢囊霉（编号：BGC HEB07D）购自北京市农林科学院植物营养与资源研究所。盆栽容器采用外径15.2 cm、内径14.6 cm、底径10.8 cm、高度13.1 cm的透气塑料花盆，盆底垫滤纸和无纺布，花盆用前须经75%的酒精消毒并晾干。培养基质为粗砂、细砂按照1∶1混合而成，流水冲洗干净，在121 ℃、141 kPa下灭菌2 h，取出冷却，重复3次，去除基质内的AMF。1.2试验方法每盆放入基质1 kg，每次浇水后定重至1.5 kg，在花盆基质2/3处加入AMF菌剂3 g，上基质约2 cm处播种30粒/盆的紫花苜蓿WL168HQ种子（10%次氯酸钠溶液浸泡5 min后用蒸馏水冲洗），在种子上覆盖2 cm的基质以及1 cm的蛭石，出苗一周后间苗至15株/盆。在试验前两周，每周浇2次1/5的霍格兰营养液，之后每周浇2次全量的霍格兰营养液，每周平衡水分1次。花盆随机分组排列，每周调换顺序。1.3试验设计试验为AMF、盐、碱三因素设计，其中蒸馏水为对照组（CK）。碱胁迫：pH值为8.92~9.05、10.10~11.06、10.86~11.00。盐胁迫：两种中性盐（NaCl、Na2SO4）和两种碱性盐（Na2CO3、NaHCO3）按照不同比例配比，4种盐的具体比例见表1。每组各有3个盐梯度（50、100、150 mmol/L）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.21.017.T001表14种盐的具体比例组别NaClNa2SO4NaHCO3Na2CO3A1991B1111C9119盐、碱胁迫后，分别进行接种/不接种丛枝菌根真菌（AMF）处理，每个处理3个重复，共10×2×3＝60盆。字母A、B、C表示3个碱梯度，数字1、2、3分别表示3个盐梯度。不同盐浓度下的pH值及分组见表2。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.21.017.T002表2不同盐浓度下的pH值及分组组别不同盐浓度下的pH值50 mmol/L100 mmol/L150 mmol/LA8.92（A1）8.98（A2）9.05（A3）B10.10（B1）10.12（B2）10.16（B3）C10.86（C1）10.92（C2）11.00（C3）1.4生长环境试验于温室中进行，平均温度25~30 ℃，相对湿度65%~75%。紫花苜蓿播种5 d后出苗，在生长60 d后进行盐碱处理，每隔1 d浇1次盐碱溶液（共浇7次，耗时14 d），盐碱处理结束后，还需稳定7 d方可进行相关指标的测定，从播种到收获共86 d。收获时，将盆内的苜蓿根系与沙土分离、洗净，每个处理中取5株长势均匀的苜蓿根系作为样本，放入密封袋，4 ℃保鲜。1.5数据统计与分析根系指标数据利用万深LA-S系列植物图像系统-根系分析软件通过根系扫描仪成像、分析、统计获得，去除5个数据中的最高值和最低值，对3个中间值分析。利用Excel 2016对测定的数据进行整理计算，SPSS 24.0软件对数据进行分析，Graphpad Prism 8.0.2软件进行绘图。2结果与分析2.1混合盐碱胁迫下AMF对紫花苜蓿总根长的影响（见图1）由图1可知，随着盐碱浓度提高，接种AMF处理组和未接种AMF处理组紫花苜蓿的总根长总体呈下降趋势。同一盐梯度下，除接种AMF、盐水平为100 mmol/L外，其余各组紫花苜蓿总根长均在A水平有最大值。在接种AMF的各组内和未接种AMF的50、100 mmol/L组内，A水平紫花苜蓿的总根长显著高于B水平（P0.05）。在C水平的碱梯度下，在接种和未接种AMF的各组内紫花苜蓿的总根长均在盐水平为50 mmol/L有最大值。接种AMF的CK组紫花苜蓿总根长比未接种AMF高43.77%。除A3与C3处理组的接种与未接种的总根长差异不显著外（P0.05），其他各组均有显著差异。研究表明，AMF、碱胁迫、盐胁迫、AMF与碱胁迫、AMF与盐胁迫、AMF与盐碱胁迫对紫花苜蓿的主根长影响明显。图1混合盐碱胁迫下AMF对紫花苜蓿总根长的影响注：不同字母表示差异显著（P0.05）；下图同。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.21.017.F1a1（a）接种AMF10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.21.017.F1a2（b）未接种AMF2.2混合盐碱胁迫下AMF对紫花苜蓿根平均直径的影响（见图2）由图2可知，随着盐碱浓度提高，接种处理AMF组和未接种处理AMF组紫花苜蓿的根平均直径总体呈下降趋势。同一盐梯度下，接种AMF的100、150 mmol/L组及未接种AMF的50 mmol/L组紫花苜蓿的根平均直径均在A水平有最大值。在接种AMF处理下，C1组紫花苜蓿根平均直径显著高于A1组（P0.05），C2组、C3组紫花苜蓿根平均直径分别显著低于A2组、A3组（P0.05）。在未接种AMF处理下，C2组紫花苜蓿根平均直径显著低于A2组（P0.05），C3组显著高于A3组（P0.05）。未接种AMF的CK组紫花苜蓿的根平均直径比接种CK组高44.53%，接种与不接种AMF的C2、C3组紫花苜蓿根平均直径均显著低于CK组（P0.05）。研究表明，盐胁迫、AMF与盐胁迫、盐碱胁迫、AMF与盐碱胁迫、AMF均对紫花苜蓿的根平均直径有明显影响。图2混合盐碱胁迫下AMF对紫花苜蓿根平均直径的影响10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.21.017.F2a1（a）接种AMF10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.21.017.F2a2（b）未接种AMF2.3混合盐碱胁迫下AMF对紫花苜蓿根系分叉数的影响（见图3）由图3可知，随着盐碱浓度提高，接种AMF处理组和未接种AMF处理组紫花苜蓿的分叉数总体呈下降趋势。同一盐梯度下，紫花苜蓿的分叉数在接种AMF的各组、未接种AMF盐水平为50、100 mmol/L组内均在A水平有最大值，接种AMF盐水平为50、150 mmol/L、未接种AMF盐水平的100 mmol/L组内，A水平紫花苜蓿的分叉数均显著高于C水平（P0.05）。在C水平的碱梯度下，在接种AMF、未接种AMF的各组内，紫花苜蓿的分叉数均在C1组最高，在接种AMF处理下，B1组的紫花苜蓿的分叉数显著高于B2、B3组（P0.05），C1组紫花苜蓿的分叉数显著高于C2、C3组（P0.05）。接种AMF的CK组紫花苜蓿的分叉数比未接种AMF的CK多84.80%。除A3与B2处理组接种与未接种的分叉数差异不显著外（P0.05），其他各组均有显著差异。研究表明，AMF、碱胁迫、盐胁迫、AMF与盐胁迫、盐碱胁迫、AMF与盐碱胁迫对紫花苜蓿的分叉数具有明显影响，AMF与碱胁迫对紫花苜蓿的分叉数具有明显影响。图3混合盐碱胁迫下AMF对紫花苜蓿根系分叉数的影响10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.21.017.F3a1（a）接种AMF10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.21.017.F3a2（b）未接种AMF2.4混合盐碱胁迫下AMF对紫花苜蓿根尖数的影响（见图4）由图4可知，随着盐碱浓度提高，接种AMF处理组紫花苜蓿根尖数总体呈下降趋势。同一盐梯度下，接种AMF的50、100 mmol/L组及未接种AMF各组紫花苜蓿根尖数均在A水平有最大值。接种AMF和未接种AMF，A2组、A3组紫花苜蓿根尖数均显著高于B2组、B3组（P0.05）。在B水平碱梯度下，接种和未接种AMF，紫花苜蓿根尖数均在B1组有最大值，且B1组紫花苜蓿根尖数显著高于B2组（P0.05）。接种AMF的CK组紫花苜蓿根尖数比未接种AMF的CK多11.74%，A1组、B3组、A2组、C1组接种与未接种的根尖数差异显著。研究表明，碱胁迫、盐胁迫、AMF与碱胁迫、AMF与盐胁迫、盐碱胁迫对紫花苜蓿根尖数具有明显影响。图4混合盐碱胁迫下AMF对紫花苜蓿根尖数的影响10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.21.017.F4a1（a）接种AMF10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.21.017.F4a2（b）未接种AMF2.5混合盐碱胁迫下AMF对紫花苜蓿根系表面积的影响（见图5）由图5可知，随着盐碱浓度提高，接种AMF处理组和未接种AMF处理组紫花苜蓿根系的表面积总体呈下降趋势。同一盐梯度下，在接种AMF以及未接种AMF处理下，紫花苜蓿根系表面积均在A水平有最大值，接种AMF处理的A1组紫花苜蓿根系表面积显著高于其他处理（P0.05），未接种AMF处理的A1组、A2组紫花苜蓿根系表面积显著高于其他处理（P0.05）。在A水平碱梯度下，接种和未接种AMF处理紫花苜蓿根系表面积均在A1组有最大值，在C水平碱梯度下，接种和未接种AMF处理的紫花苜蓿根系表面积均在C1组有最大值。在接种AMF处理下，B1组紫花苜蓿根系表面积显著高于B2组、B3组，C1组紫花苜蓿的根系表面显著高于C2组、C3组（P0.05）。接种AMF处理CK组紫花苜蓿的表面积比未接种AMF处理CK组多10.38%。研究表明，碱胁迫、盐胁迫、AMF与盐胁迫、盐碱胁迫、AMF与盐碱胁迫、AMF、AMF与碱胁迫均对紫花苜蓿的根系表面积有明显影响。图5混合盐碱胁迫下AMF对紫花苜蓿根系表面积的影响10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.21.017.F5a1（a）接种AMF10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.21.017.F5a2（b）未接种AMF2.6混合盐碱胁迫下AMF对紫花苜蓿根系体积的影响（见图6）由图6可知，随着盐碱浓度提高，接种AMF处理组和未接种AMF处理组紫花苜蓿根系体积总体呈下降趋势。同一盐梯度下，接种及未接种AMF，紫花苜蓿根系体积均在A水平有最大值，接种AMF的A3组以及未接种AMF的A1组、A2组紫花苜蓿根系体积均显著高于其他组（P0.05）。同一碱梯度下，接种及未接种AMF各组，A、B、C处理均在盐梯度为50 mmol/L有最大值。CK组中，接种的体积比未接种的体积大9.16%，除CK组、A1组、A3组、B3组接种与未接种的体积差异不显著外（P0.05），其他各组均差异显著。研究表明，AMF、碱胁迫、盐胁迫、AMF与盐胁迫、盐碱胁迫、AMF与盐碱胁迫均对紫花苜蓿的根系体积有明显影响。图6混合盐碱胁迫下AMF对紫花苜蓿根系体积的影响10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.21.017.F6a1（a）接种AMF10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.21.017.F6a2（b）未接种AMF3讨论3.1混合盐碱胁迫下AMF对紫花苜蓿总根长和根平均直径的影响本试验发现，接种AMF对苜蓿的总根长和根平均直径均有显著影响，且随着盐碱浓度的增加有下降趋势，与黄依婷等[16]进行苜蓿耐盐性盆栽试验结论相似。刘青松等[17]研究发现，敏盐型苜蓿根系长随着盐碱土比例的增加而显著下降。在AMF与盐碱发生交互作用时，比单纯的盐碱胁迫更为显著地影响苜蓿的总根长；在根平均直径指标上，盐胁迫比碱胁迫更为显著；在AMF与盐碱，尤其是盐发生交互作用时，比AMF更为显著地影响苜蓿的根平均直径。梁金凤[18]采用3种AMF接种紫花苜蓿，发现接种处理的紫花苜蓿的主根长要显著高于未接种处理，而根平均直径则相反，与本试验结果一致。3.2混合盐碱胁迫下AMF对紫花苜蓿根系分叉数和根尖数的影响刘青松等[17]研究表明，盐碱浓度的增加会抑制紫花苜蓿侧枝的生长。黄依婷等[16]的试验中也有苜蓿根尖数会在盐胁迫下快速减少的结论。在本试验中，接种AMF对紫花苜蓿根系分叉数有影响，盐胁迫比碱胁迫更为显著地影响这一指标，而在根尖数中，未见盐胁迫与碱胁迫的影响差异，接种紫花苜蓿的根系分叉数和根尖数在总体上高于未接种处理。3.3混合盐碱胁迫下AMF对紫花苜蓿根系表面积和体积的影响本试验发现，紫花苜蓿根系表面积和体积随着盐碱浓度的增加有下降趋势，与王晓春等[19]、于明倩等[20]发现在混合盐碱胁迫下，苜蓿根系的生物量会降低的结论一致。本试验发现，接种AMF对紫花苜蓿根系的表面积和体积均有显著影响，盐胁迫比碱胁迫更为显著地影响这两个指标。在AMF与盐发生交互作用时，比AMF更为显著地影响苜蓿的表面积，与毕银丽等[21]研究结果一致。梁金凤[18]研究发现，在接种AMF后，紫花苜蓿根系的表面积和体积较未接种处理组高。3.4混合盐碱胁迫下AMF对紫花苜蓿整体根系构型的影响于浩然等[22]研究表明，中度和重度盐碱地会对紫花苜蓿产生显著影响，而轻度盐碱地对苜蓿的影响不大。本试验发现，接种处理组紫花苜蓿的总根长、根系分叉数上高于未接种处理组；在CK条件下，接种后除苜蓿根平均直径外，其他各项指标均大于未接种处理组，该条件下接种后的苜蓿根平均直径小于未接种，这是因为AMF促进苜蓿分出更多、更长的细根，导致平均值降低。本研究发现，接种与未接种AMF整体上对紫花苜蓿的根系构型无显著影响，但这并不能断定AMF对于苜蓿根系抵御和缓解无效。4结论本试验发现，随着盐碱浓度增加，苜蓿面临更大的伤害，AMF的适用性减弱，苜蓿根系表面积和体积减小，表明轻度盐碱也会对苜蓿根系的整体性状造成影响。接种AMF后，紫花苜蓿的根系指标均得到优化和提升，AMF能够帮助紫花苜蓿抵御盐碱胁迫。