2021-4-9 | 农业
外生菌根是自然界中土壤真菌与高等植物共生的现象。外生菌根不侵入寄生植物细胞内，但与树木形成共生营养体系，不仅对树木有多种有益功能，而且在整个森林生态系统中的物质转化、能量循环等过程中具有重要作用，其原理是从不同林型下分离获得的菌根中，经过离体培养提纯获得的真菌菌种，于宿主进行接菌，使之与其形成共生营养体系，发挥其本身的作用，从而达到促进宿主植物生长之目的。
我国于20世纪50年代中期开始外生菌根的研究工作，着手于松类苗木接菌、造林试验，经过40多年的不懈努力，至今我国已在菌根及其真菌资源调查，生理生化与生态，形态、解剖及分类，分离、培养及繁殖，菌剂生产及接种效应等有关领域研究取得了可喜成绩。并已在育苗、造林等技术环节上得到了广泛的应用。尤其在荒山、荒地、干旱风沙地区等土壤贫瘠、缺乏菌根资源的地区造林，菌根生物接种技术更能发挥巨大的作用。利用菌根接种技术育苗，提高造林成活率已受到国内外菌根学者的高度重视，但对宿主促生长抗逆机理等方面的研究还不够深入。本文针对辽西地区降水稀少、水土流失严重，土质瘠薄，土壤中微生物数量明显减少，树木生长缓慢，蓄积量偏低的现实，尝试用外生菌根真菌菌剂接种试验，采用多功能优良菌根真菌与根际微生物一起调控维持土壤微生物生态和化学平衡，吸收多种矿物养分，改善植物体内营养状况，并从菌根真菌抗旱性、抗病性等方面进行了探讨，从而达到促进油松生长之目的，为外生菌根真菌接种技术应用于辽西地区的油松水土保持林提供理论依据。
1试验地概况
试验地位于辽宁省建平县马场林场，属低山丘陵区。海拔500m，属大陆性季风气候，年平均气温7．9℃，年平均降水量400～600mm，年蒸发量1800～2100mm，约为常年降水量的2．5～3．8倍。各年降水分布不均匀，常形成周期性旱年，旱年频率达20%～25%。土壤主要发育于黄土和红土母质的淋溶褐土、褐土及少量碳酸盐褐土。土壤瘠薄，腐殖质含量低。
2试验材料与方法
2．1试验材料
供试菌株为4株外生型菌根真菌，由中科院沈阳应用生态研究所微生物研究室分离、培养并提供，菌根真菌菌剂的制备采用一级斜面菌种，二级液体种子液，三级固体基质扩大培养方法，供试林分为5年生油松幼林。
2．2试验方法
试验小区面积10hm2。共4个小区，采用小区对比试验，随机排列，4种菌剂混合接种。接种方法为穴施，用量为每株1kg，并对试验地连续2年(1998年5月、1999年5月)进行菌剂接种，同时在年末树木生长停止后调查林木生长量(树高、地径)，测定菌根侵染率，取样进行土壤养分分析，全氮采用凯氏消煮法，全磷采用酸溶—钼锑抗比色法，速效钾采用醋酸铵浸提—火焰光度剂测定法。细菌计数用牛肉汁蛋白胨琼脂平板表面涂抹法，真菌计数用马丁氏培养基平板表面涂抹法，放线菌计数用淀粉铵盐培养基平板表面涂抹法。蒸腾强度采用平均标准木的树叶离体快速称质量法。根水势采用小叶流法。光合速率采用半叶法测定。
3结果与分析
3．1菌根侵染率调查
在树木停止生长后的10月中、下旬随机抽取样株，用5级目测法，根据菌根根系上具有菌根的根数占总根数的百分比来测定菌根侵染率，以确定菌根化程度。菌根化程度按小根分叉数占总小根数百分比分为6个等级:0级为10%以下;1级为10%～19%;2级为20%～29%;3级为30%～39%;4级为40%～49%;5级为50%以上。测定结果为:接菌地当年侵染率为38%，接菌2年的侵染率为75%;对照地当年为17%，第2年为20%。表明供试菌种与油松具有较强的共生性，接菌的油松菌根侵染率为5级以上，对照的菌根浸染率仅为2级，而且经2年连续接菌的油松菌根侵染与接菌1年的油松相比，侵染率提高97．4%。
3．2菌根真菌对油松土壤微生物生态的影响
土壤微生物在参与森林土壤物质转化和能量循环等过程中具有重要的作用。土壤微生物的繁殖代谢所引起的生化作用有利于森林土壤有机质转化和腐殖质的形成等。本试验于试验地接种菌剂试验前后，分别采集试验林地根表层20cm厚的土壤，采用稀释平板法对土壤中细菌、真菌、放线菌等微生物进行调查，测定其种群全数量变化，测定结果见表1。测定结果表明，接种菌剂的油松幼林土壤中细菌、真菌、放线菌数量均比没接种的对照地有所增加。经2年连续接菌，随着油松幼林菌根侵染率的提高，土壤中微生物数量在逐年增加。其中细菌增加的数量为382．8%，真菌为558．7%，放线菌为306．8%，尤其是土壤中真菌的数量增加更为明显。
3．3菌根真菌对油松幼林生长的影响
采用劣味乳菇、赫丝膜菌、褐环乳牛肝菌、毛边滑绣伞菌4株菌根的混合菌剂，对油松幼林连续2年进行接菌试验，并于接菌后当年和第2年随机选取油松样株30株，对其进行树高和地径的生长调查和显著性检验，结果见图1和表2。测定结果表明，经连续接种2个生长季后，接菌林地与不接菌林地相比，生长量有较明显的差异，其树高增长46．1%，地径增长41．3%。
3．4菌根真菌对油松林土壤氮、磷、钾含量的影响
菌根菌具有降解土壤中复杂的矿物质和有机质并把它转化为可被林木吸收、利用的有效养分的功能。在接种菌剂前、后分别采集试验地土壤做土壤中全氮、全磷、速效钾的养分含量测定，结果见表3。从表3中可以看出:接种前准备接种的试验地与对照相比，氮、磷、钾的含量没有区别，接菌后的试验地与对照相比，全氮含量明显降低，全磷含量略有降低。
4结论与讨论
4．1抗病机理
接种后的油松根部受到菌根真菌侵染后，形成二分叉，菌根菌菌丝变粗、病原菌繁殖器官受抑、菌丝死亡。菌根菌液体培养滤液对病源菌的产生、菌根菌的产生、菌根菌培养产生的挥发性物质的气相色谱的测定，菌根菌在病原菌内重寄生现象的电镜扫描观察等都证明，菌根菌能产生抗生素(抗真菌、细菌、病毒)、萜烯类物质、酶及其他代谢产物而抗病。另外哈氏网能机械地阻挡病原菌对宿主的侵染，菌根菌根部化合物的有效利用及与其他有益微生物的关系，影响病原菌的生长而有利于宿主的健康生长，从而提高了林木的抗病能力。