本文將介紹菌根的概念及其對(duì)植物的有益功能和菌根化生物技術(shù)的適用范圍和效益以及菌根制劑的使用方法, 以期普及菌根知識(shí), 使該項(xiàng)技術(shù)更好地應(yīng)用于植被恢復(fù)工程中, 促進(jìn)和加快植被恢復(fù)進(jìn)程。 苗木網(wǎng),www.cqhuayin.com

1 . 菌根概念菌根是自然界普遍存在的一種植物共生現(xiàn)象, 早在百余年前就被發(fā)現(xiàn)了, 它是一類土壤有益真菌( 菌根真菌) 與高等植物根系形成的復(fù)合吸收器官, 是一種共生互惠聯(lián)合體。在自然界中約有95%左右的植物具有菌根共生關(guān)系, 其中最常見(jiàn)的是外生菌根、內(nèi)生菌根和內(nèi)外生菌根。 999苗木網(wǎng),www.cqhuayin.com

2 . 菌根對(duì)植物生長(zhǎng)存活的有益功能 999苗木網(wǎng),www.cqhuayin.com

2. 1 . 提高植物根系吸收水、肥的能力 中國(guó)苗木網(wǎng),999miaomu.com

菌根以2 種方式提高植物根系的吸收能力, 一是通過(guò)保護(hù)吸收根、延長(zhǎng)其壽命,植物普通吸收根主要依靠根毛吸收水、肥,根毛壽命很短, 僅10~ 20 d 就死亡, 隨著幼根的生長(zhǎng)不斷形成新的根毛代替死亡的根毛, 因此, 其吸收能力弱且不穩(wěn)定, 而形成菌根后, 以菌根代替根毛吸收水、肥, 菌根的壽命比根毛長(zhǎng), 而且其吸收能力強(qiáng)且穩(wěn)定。二是通過(guò)擴(kuò)大根系的吸收面積, 菌根多分支的菌絲套、外伸菌絲、菌絲束和根狀菌索在土壤中縱橫交錯(cuò), 形成龐大的菌絲網(wǎng), 其吸收面積要比沒(méi)有菌根、僅依靠根毛吸收的總面積大得多, 因此可以吸收更大土壤范圍內(nèi)的水分和養(yǎng)分。 999苗木網(wǎng),999miaomu.com

2. 2 . 提高植物對(duì)礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)的分解和利用

菌根在生長(zhǎng)、存活過(guò)程中能分泌多種酶, 如磷酸酶、纖維素酶、過(guò)氧化氫酶、蛋白酶等, 來(lái)分解土壤中不溶解的礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì), 直接分解利用有機(jī)物和氮、磷、鉀、硫、鋅、銅等多種礦物元素, 改善植物體內(nèi)養(yǎng)分狀況, 在菌根的幫助下, 植物可以從未風(fēng)化的礦物質(zhì), 如磷灰石、石灰石、長(zhǎng)石中吸收養(yǎng)分, 也可以從泥炭、粗腐殖質(zhì)、木質(zhì)素和蛋白質(zhì)等有機(jī)化合物中吸取所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì), 從而提高了植物對(duì)土壤養(yǎng)分的利用率。 999苗木網(wǎng),999miaomu.com

2. 3 . 分泌生長(zhǎng)激素和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)素, 促進(jìn)植物生長(zhǎng)

菌根在生長(zhǎng)、存活過(guò)程中產(chǎn)生多種天然生長(zhǎng)刺激素, 包括生長(zhǎng)素, 如吲哚乙酸、細(xì)胞分裂素、赤霉素和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)素如維生素B 等, 調(diào)節(jié)植物體內(nèi)養(yǎng)分運(yùn)轉(zhuǎn), 促進(jìn)植物生根、生長(zhǎng)和發(fā)育。

2. 4 . 增強(qiáng)植物的抗逆性 中國(guó)苗木網(wǎng),999miaomu.com

菌根真菌對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性比植物強(qiáng),因而當(dāng)它們與植物形成菌根后可以增強(qiáng)植物的抗逆性, 如提高對(duì)土壤干旱、瘠薄、極端溫度、酸堿度和高濃度土壤有毒物質(zhì)的抗性和耐性。 苗木網(wǎng),999miaomu.com

2. 5 . 提高植物抗病性 999中國(guó)苗木網(wǎng),999miaomu.com

菌根提高植物抗病性的機(jī)理包括4方面: ( 1) 由于菌根的形成, 充分利用了植物根系過(guò)剩的碳水化合物, 減少了病原菌可利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì), 從而減少發(fā)病的機(jī)率; ( 2) 由于菌根形成, 引起植物根部皮層細(xì)胞防御性反應(yīng), 產(chǎn)生植抗素, 抑制病原菌的生長(zhǎng)和侵入, 從而減少發(fā)病的機(jī)率;( 3) 許多菌根真菌對(duì)病原菌有拮抗作用,抑制病原菌的生長(zhǎng); ( 4) 菌根具有保護(hù)作用的根際微生物群落, 成為防御病原菌侵染的第一道防線; 菌根的菌絲套保護(hù)植物根系, 成為防止病蟲(chóng)侵入的機(jī)械屏障, 為第二道防線; 菌根內(nèi)的哈蒂氏網(wǎng)對(duì)病蟲(chóng)侵入起阻隔作用, 成為病原生物侵入的第三道防線。因此菌根對(duì)病害尤其是根部病害, 如立枯病、猝倒病、根腐病等具有極好的防治作用。

2. 6 . 改良土壤, 提高土壤可持續(xù)性生產(chǎn)力

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形成菌根后, 可以改善土壤的物理性質(zhì), 稠密的菌絲網(wǎng), 使土壤變得疏松、透氣和具有彈性, 菌絲網(wǎng)具有較好的保土和保水性能, 起固定和團(tuán)聚作用。此外, 菌根通過(guò)產(chǎn)生的各種酶, 使土壤中不溶的有機(jī)質(zhì)或被固定的礦物質(zhì)分解為植物能夠直接吸收利用的養(yǎng)分, 從而提高土壤肥力。菌根還通過(guò)增加土壤有機(jī)質(zhì)含量、擴(kuò)大根際的粘膠層范圍、加速礦質(zhì)土壤風(fēng)化等途徑改善土壤的化學(xué)性質(zhì)。在改善土壤理化性質(zhì)的同時(shí), 有益的微生物群落, 除具有防衛(wèi)功能, 成為植物防御病害的防線以外, 還提高了土壤活性, 具有分解、吸收、固氮、養(yǎng)分傳遞、減輕環(huán)境污染等有益作用, 并能保持土壤結(jié)構(gòu), 提高土壤的可耕性, 使其更有利于植物生長(zhǎng)[ 2] 。菌根是植物生長(zhǎng)的自然供養(yǎng)體系, 許多樹(shù)種( 如松樹(shù)) 在長(zhǎng)期的生存進(jìn)化過(guò)程中已形成了對(duì)菌根的絕對(duì)依賴性, 沒(méi)有菌根它們?cè)谧匀粭l件下就會(huì)生長(zhǎng)不良, 甚至死亡。因此在植被恢復(fù)過(guò)程中, 有必要人為地重建或者鞏固植物的菌根體系, 從而提高植被成活率和生長(zhǎng)速度, 加快植被恢復(fù)進(jìn)程, 提高恢復(fù)效果。

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3 . 菌根化生物技術(shù)的適用范圍菌根化生物技術(shù)的適用范圍很廣, 幾乎有95%的植物種類都有菌根真菌共生,因此與植物有關(guān)的大多數(shù)生產(chǎn)活動(dòng)都可以涉及到菌根技術(shù)。而在生產(chǎn)實(shí)踐中, 在以下幾個(gè)方面應(yīng)用, 不僅具有極大的意義和價(jià)值, 而且可以產(chǎn)生很好的效果和效益。3. 1 . 惡劣環(huán)境的植被恢復(fù)包括沙化土地、礦山、工業(yè)污染區(qū)、荒山荒地等的植被恢復(fù)。由于不合理的資源開(kāi)發(fā)、盲目的土地開(kāi)墾、放牧、亂砍濫伐等人為活動(dòng)的加劇, 造成了嚴(yán)重的空氣污染、水土流失、土壤退化、沙化甚至荒漠化、土壤干燥貧瘠、土壤有毒物質(zhì)濃度增高、溫度變化增大、土壤酸堿度加大等嚴(yán)重后果。地上植被遭到了嚴(yán)重破壞, 形成了大片的沙地、荒山荒地和露天開(kāi)礦后的廢礦區(qū), 土壤中的微生物含量尤其是有益微生物的含量大幅度降低, 很難自然形成林木與有益微生物之間的共生互惠關(guān)系,因此在上述惡劣的立地條件下采用常規(guī)造林的方法重新恢復(fù)植被是很難取得成功的。而應(yīng)用菌根化生物技術(shù), 人為地引入菌根真菌等有益微生物, 使林木迅速形成有效菌根, 加速以優(yōu)良菌根真菌為主的根系微生物群落建立, 提高土壤活性, 增加土壤有機(jī)質(zhì), 改善土壤理化性質(zhì), 同時(shí)提高樹(shù)木對(duì)立地不利因子的抗性, 才能保證造林成活率和樹(shù)木的正常生長(zhǎng)發(fā)育, 加速植被的恢復(fù)進(jìn)程[ 2] 。據(jù)Marx 等學(xué)者報(bào)道, 美國(guó)采用人工接種菌根化的苗木在露天礦等工業(yè)廢墟上造林, 取得了顯著成效[ 1] 。我國(guó)在沙地樟子松造林和石質(zhì)山區(qū)馬尾松造林以及干熱河谷地區(qū)松樹(shù)造林中應(yīng)用菌根化技術(shù)也均取得了顯著成效[ 3] 。