菌根的概念

菌根的概念

菌根就是一类土壤有益真菌与植物吸收根共生形成的复合吸收器官--真菌植物根。
菌根既具有植物根的某些特性，又具有专化真菌的某些特性。真菌通过菌根从植物吸收根皮层组织获得必需的生长物质，同时又通过菌根帮助植物从土壤中吸收水肥，确保其正常生长和发育。由此可见，菌根这种联合体中，共生的双方均在获得营养的同时，也为对方的生存做出了贡献。菌根对植物非常重要．在长期的进化过程中菌根已成为植物存活的决定因素及其生活的自然供养体系。

菌根有什么作用

菌根的作用可概括为以下六点。
（一）提高植物根系吸收水、肥的能力
菌根以两种方式提高植物根系的吸收能力，一是通过保护吸收根、延长其寿命，植物普通吸收根主要依靠根毛吸收水、肥，根毛寿命很短，仅10~20天就死亡，随着幼根的生长不断形成新的根毛代替死亡的根毛，因此，其吸收能力弱且不稳定，而形成菌根后，以菌根代替根毛吸收水、肥，菌根的寿命比根毛长得多，而且其吸收能力强且稳定。二是通过扩大根系的吸收面积，菌根多分支的菌丝套、外伸菌丝、菌丝束和根状菌索在土壤中纵横交错，形成庞大的菌丝网，其吸收面积要比没有菌根、仅依靠根毛吸收的总面积大得多，因此可以吸收更大土壤范围内的水分和养分。
（二）提高植物对矿物质和有机质的分解和利用
菌根在生长、存活过程中能分泌多种酶，如磷酸酶、纤维素酶、过氧化氢酶、蛋白酶等，来分解土壤中不溶解的矿物质和有机质，直接分解利用有机物和氮、磷、钾、硫、锌、铜等多种矿物元素，改善植物体内养分状况，在菌根的帮助下，植物可以从未风化的矿物质，如磷灰石、石灰石、长石中吸收养分，也可以从泥炭、粗腐殖质、木质素和蛋白质等有机化合物中吸取所需营养物质，从而提高了植物对土壤养分的利用率。
（三）分泌生长激素和生长调节素，促进植物生长
菌根在生长、存活过程中产生多种天然生长刺激素，包括生长素，如吲哚乙酸、细胞分裂素、赤霉素和生长调节素如维生素B等，调节植物体内养分运转，促进植物生根、生长和发育。
（四）增强植物的抗逆性
菌根真菌对环境的适应性比植物强，因而当它们与植物形成菌根后可以增强植物的抗逆性，如提高对土壤干旱、瘠薄、极端温度、酸碱度和高浓度土壤有毒物质的抗性和耐性。
（五）提高植物抗病性:
菌根提高植物抗病性的机理包括四方面：①由于菌根的形成，充分利用了植物根系过剩的碳水化合物，减少了病原菌可

利用的营养物质，从而减少发病的机率；②由于菌根形成，引起植物根部皮层细胞防御性反应，产生植抗素，抑制病原菌的生长和侵入，从而减少发病的机率；③许多菌根真菌对病原菌有拮抗作用，抑制病原菌的生长；④菌根具有保护作用的根际微生物群落，成为防御病原菌侵染的第一道防线；菌根的菌丝套保护植物根系，成为防止病虫侵入的机械屏障，为第二道防线；菌根内的哈蒂氏网对病虫侵入起阻隔作用，成为病原生物侵入的第三道防线。因此菌根对病害尤其是根部病害，如立枯病、猝倒病、根腐病等具有极好的防治作用。
（六）改良土壤，提高土壤可持续性生产力
形成菌根后，可以改善土壤的物理性质，稠密的菌丝网，使土壤变得疏松、透气和具有弹性，菌丝网具有较好的保土和保水性能，起固定和团聚作用。此外，菌根通过产生的各种酶，使土壤中不溶的有机质或被固定的矿物质分解为植物能够直接吸收利用的养分，从而提高土壤肥力。菌根还通过增加土壤有机质含量、扩大根际的粘胶层范围、加速矿质土壤风化等途径改善土壤的化学性质。在改善土壤理化性质的同时，有益的微生物群落，除具有防卫功能，成为植物防御病害的防线以外，还提高了土壤活性，具有分解、吸收、固氮、养分传递、减轻环境污染等有益作用，并能保持土壤结构，提高土壤的可耕性，使其更有利于植物生长。


菌根化生物技术的适用范围

菌根化生物技术的适用范围很广，几乎有95%的植物种类都有菌根真菌共生，因此与植物有关的生产活动都可以涉及到菌根技术。而在生产实践中，在以下几个方面应用，不仅具有极大的应用意义，而且可以产生很好的效果和效益。
1． 恶劣环境的植被恢复：
包括沙化土地、矿山、工业污染区、荒山荒地等的植被恢复。
随着不合理的资源开发、盲目的土地开垦、放牧、乱砍滥伐等人为活动的加剧，造成了严重的空气污染、水土流失、土壤退化、沙化甚至荒漠化、土壤干燥贫瘠、土壤有毒物质浓度增高、温度变化增大、土壤酸碱度加大等严重后果，地上植被遭到了严重破坏，形成了大片的沙地、荒山荒地和露天开矿后的废矿区。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，很难自然形成林木与有益微生物之间的共生互惠关系，因此在上述恶劣的立地条件下采用常规造林的方法重新恢复植被是很难取得成功的。而应用菌根化生物技术，人为地引入菌根真菌等有益微生物，使林木迅速形成有效菌根，加速以优良菌根真菌为主的根系微生物群落建立，提高土壤

活性，增加土壤有机质，改善土壤理化性质，同时提高树木对立地不利因子的抗性，才能保证造林成活率和树木的正常生长发育，加速植被的恢复进程。
2． 天然林和火烧迹地的人工更新
在天然林内，由于没有受到破坏和干扰，因此森林土壤内到处存在经过竞争和长期进化而存在的菌根真菌，所以一般天然林的自然更新很少需要人为应用菌根，但如果在天然林内进行人工更新就必须人为应用菌根，特别在更新树种与原有林优势树种不同的情况下更应使用菌根化技术，选用适合更新树种的菌根种类，先进行种苗的菌根化，然后进行菌根化造林才能保证人工更新成功。
在火烧迹地进行人工更新一般比较困难。火烧迹地失去了原有森林的生态环境，立地条件恶化，土壤PH值和养分状况均有较大改变，更主要的原因是由于森林火灾烧死了原有林地表层的大部分菌根真菌，由于土壤中缺少适合的菌根，所以更新树木的成活和生长均受到一定程度的影响。
3． 常规育苗和营造速生丰产林
菌根在常规育苗和速生丰产林营造中也有较高的应用价值。菌根化的苗木不仅其生长量比非菌根化苗木大，而且叶色深绿、生长健壮、生长势旺盛，菌根化育苗生产的苗木绝大多数为I级苗，几乎没有等外苗。菌根化育苗还能减少施肥次数和施肥量，在土壤条件好的情况下，甚至完全不需要施肥。利用菌根化苗木造林可大幅度地提高造林成活率和幼林生长量，使其提早郁闭，幼树生长健壮，林相整齐，迅速形成高产、高效、优质的稳定林分。此外，在用材林相对较长的培育期内，如何始终保持较高的生长力，是营林长期以来急需解决的难题。林木菌根化是解决此问题的根本途径。菌根既能在林木生长过程中持续不断地将从土壤中吸收、转化和贮存的养分供给森林生长发育，保持高水平生产力，又能持续不断地维护地力、防治地力衰退，同时，还可减少甚至避免化肥和农药使用及其带来的环境污染，获得"一举多得"的综合效益。
我国的主要速生用材林树种是松树（马尾松、落叶松、国外松等）、杉木、泡桐、杨树和桉树等，它们均是菌根树种，利用菌根化技术进行育苗和造林具有显著的成效。
4． 经济林培育
菌根化生物技术在经济林培育中也有应用价值。菌根不仅能促进经济林(包括干果和鲜果)生长，还能增加产量、改善品质、提高产值；而且能减少，甚至避免化肥、农药、植物激素等的使用，从而减少，甚至避免污染、降低成本，实现果品的绿色生产。
5． 各种绿化工程：
包括城市小区绿化、高速公路护坡绿化等。城市土地不仅

养分缺乏，而且有益微生物含量少，高速公路沿线经过道路施工的影响，土壤原有条件和微生物群落受到了一定程度的破坏，因此在城市绿化和高速公路护坡的植被绿化时很有必要利用菌根化生物技术，以提高绿化成活率和效果。尤其是多年生大苗的移植，其本身的移植成活率相对较低，通常要采用一些辅助措施，其中施用菌根制剂简单、高效，而且不污染环境。
6． 老化衰弱树木及名木古树的养护和复壮：
我国名木古树繁多，树龄几百年甚至上千年，但随着树龄的不断增长，其生长势必然会逐渐衰弱，尤其是根部的吸收根的更新和生长缓慢，而且其吸收利用养分的能力也会下降，这时候如果有计划地向其根部施入一定量的适宜的菌根真菌，促进吸收根的发育及其菌根化，将会在一定程度上提高根部吸收水分和养分的能力，从而改善生长状况，提高树势。其它生长衰弱、生长量低的树木同样适用。
7． 引种：
一种树种在其原生境中都有其最适宜的生长环境，包括气候、土壤条件等，其中也包括土壤中和其共生的有益微生物种类，菌根真菌是主要的一种。而一旦将其引种到新的地区，除了要满足它生长所需的气候、土壤条件外，很重要的一点是要匹配与其共生的适合的菌根真菌，否则就会影响引种成功率或是延长引种周期。
8． 根部病害的生物防治：
菌根可以提高植物的抗病性，尤其是根部病害，因此利用菌根的这一作用，可以用于苗木根部病害，例如根腐病、立枯病和猝倒病的生物防治。在育苗的同时接种菌根制剂的方法已成为苗木根部病害生物防治的一种手段。由于这种方法既可减少甚至避免化学防治带来的环境和土壤污染，同时又能促进苗木生长，提高苗木的产量和质量，因而受到生产单位越来越广泛的重视。


菌根化育苗方法

接种是菌根化苗木培育的主要技术关键，包括接种方法的选用及其与育苗方式的匹配。选用接种方法的最基本要求是菌根感染速度快、菌根化效果好，成本低廉，操作简便。但是，由于不同树种在生产中采用不同育苗方式，因此，对不同树种来说接种方法的选用必须与育苗方式相匹配才能满足上述要求。下面将按不同育苗方式分别介绍接种的具体要求。
（1）播种菌根化育苗
菌根化播种育苗与常规播种育苗相似，其主要区别是前者在育苗过程中进行了菌根真菌的接种，培育出菌根化实生苗，又称之为菌根化播种苗。由于播种育苗是以种子作为繁殖材料，种子在土壤中经历发芽，生根和出土的过程，因此，菌根化播种育苗的主要接种方法是种子和土壤接种。

①拌种法 即将经过处理后(浸种\催芽)的种子在一定的水分条件下按一定的比例与菌根真菌的接种体进行充分拌合，使每粒种子均匀粘着足够量的菌根真菌接种体，然后播种。建议菌剂用量为每升菌剂拌1斤种子（干重），具体用量视种粒大小而定，种粒越小，菌剂用量越多。
②种子包衣法 为了提高菌根真菌繁殖体在种子上的粘着量，使菌根真菌繁殖体紧密粘着种子，提高接种效果因而发展了菌根真菌种子包衣接种法。这种方法是先将菌根制剂与一定比例的基质或其它材料混合，使其具有粘着性较大的特点，然后再与一定比例的林木种子混合，通过滚摇使其紧密包裹种子，形成菌根包衣种子。此接种方法尤其适合进行机械化播种育苗和飞机播种造林。菌剂用量与拌种法类似。
③土壤撒施 一般在播种前将一定数量的菌根制剂均匀地撒在一定面积的苗床土壤表面，然后拌入10-20cm深的土壤表层。一般菌剂用量为每平方米苗床面积0.5-1.0L。
④播种沟条施 这是菌根化播种育苗比较经济有效的接种方法，适用于条播育苗。一般在播种前先将菌根制剂施在播种沟底，约1.0cm厚，然后再进行种子的常规条播。
⑤穴施 又称点施或钻施。通常用于大粒种子如核桃、栓皮栎、板栗等胡桃科和壳斗科树种的菌根真菌接种。首先在播种穴底放入约1.0cm厚的菌根制剂，再将处理好的种子直接放在菌剂上，覆土压实即可。
（2）无性繁殖菌根化育苗
无性繁殖菌根化育苗是在常规无性繁殖育苗的过程中，进行菌根真菌接种，最后培育出菌根化无性繁殖苗。
①穴施法 即按扦插密度先在育苗床面上用竹签或其它工具开定植穴，在定植穴底部放入菌根制剂1~5ml，再将处理好的插条插入穴内，使插条生根部位与菌剂紧密接触，封土压实即可。
②基质混合法 这是在育苗前将菌根制剂按一定的比例施入经过消毒处理的育苗基质或土壤，充分混合，然后再进行插条、插根等无性繁殖育苗的方法。建议用量为菌根制剂与育苗基质或土壤体积之比为1：6至1：10。
（3）移栽菌根化育苗
移栽菌根化育苗是在移植苗木时进行菌根真菌的接种，常用的接种方法分为两大类，即苗木蘸根接种法和土壤接种法。
①苗木蘸根法 将待移栽的幼苗根部经适当修剪，在配制好的菌根制剂悬浮液中浸蘸后移植。先将菌根制剂按比例加入清水中（建议用量为每升菌剂加5公斤水），搅拌使其分散在水中，再向其中加入细黄土，边加边搅拌，使其成为有一定粘稠度的泥浆（泥浆的稀稠度视苗根的幼嫩程度而定），然后将修剪后的苗根蘸粘泥

浆后栽植。
②土壤接种 即在苗木移植前先将定量的菌根真菌接种体施入栽植穴或栽植沟内使土壤接种，然后进行苗木移植。
（4）芽苗截根菌根化育苗
此种方法主要适用于种粒稍大、种子价格昂贵的树种进行菌根化育苗，此种菌根化方法不仅大幅度地缩短了菌根形成时间，提高了菌根形成强度，而且大大地减少了菌剂用量，显著地降低了菌根化成本，提高了菌根化效果。主要技术环节为：
①基质砂选择：粒径2毫米左右的中粒砂。砂的消毒处理：用0.2%高锰酸钾或0.3%硫酸铜溶液浸6小时，再用清水冲净。基质砂也可以用蛭石代替。
②砂床设置：选择向阳、地势平坦、排水良好地点，用砖砌成内宽1米，北墙高(50～55厘米)，南墙低(30～35厘米)，长度因地制宜的长方形土温床，用0.2%或0.3%硫酸铜溶液进行内外全面消毒，再用5%的新洁尔灭加水1000倍消毒。最后铺入消毒砂，耥平。
③种子消毒：用5%新洁尔灭加水1000倍或0.2%高锰酸钾或0.3%硫酸铜溶液浸种30分钟后，涝起用清水冲净附在种子上的药液。
④催芽：低温层积催芽，或热水浸种催芽，即先用50摄氏度水浸种l昼夜，然后换用30摄氏度水浸种1昼夜，取出阴干即可播种。
⑤播种：视种粒大小确定播种量。播种后用粒径不小于1毫米的消毒砂覆盖，厚度0.5厘米，并浇透水。
⑥室内控温控湿：控温于25-30摄氏度，控湿于60%-80%条件下发芽。
⑦换气炼苗：及时排除产生二氧化碳，增加床内的新鲜空气；为了使小幼苗(芽苗)适应大田环境条件、增强抗性、提高质量，需在种壳开始脱落时进行炼苗。
⑧接种移栽：在芽苗种壳将要脱落并以经过炼苗后的芽苗从砂床上轻轻拔出，将胚根用刀切去0.5~2.0cm（约为根长的1/4~1/2），然后栽于事先放好菌根制剂的栽植穴内，务必使苗根的截口直接放在菌剂上。菌剂用量约为0.1~0.5ml/株左右。
如果育苗量较少，也可不用建设标准砂床，可用大花盆或育苗器代替砂床。
（5）容器袋菌根化育苗
与圃地育苗相比，容器育苗有许多优点，如提高苗木质量，保持根系自然完整、节省育苗土地和劳力、节省种子、提高单位面积优质苗产量等。但是容器育苗也存在一些缺点。其中最严重的问题是人工配制的育苗基质(营养土)往往缺少菌根真菌，加之容器壁的限制和隔离，不利菌根真菌的扩展和蔓延，因而菌根自然感染率低。即使容器苗可达常规壮苗标准，但是由于缺少菌根，苗木实际成活和生长的能力较差。菌根化容器育苗正是解决这个问题的最好办法。
接种技术
菌根化容器育苗通常采用穴施、拌种和

芽苗截根移栽菌根化三种接种方法，具体操作方法可参考圃地育苗菌根化方法。

菌剂应用注意事项

1．菌剂的妥善保管
菌根制剂与目前国内外采用的各种化肥、农药、植物生长调节剂等化学制剂有本质上的不同，菌根制剂是菌根真菌活体制剂，在贮藏和使用中要特别注意妥善保管，不能造成菌剂活体死亡，否则菌剂就会完全失效。要存放在干净无污染和无化学制品影响、无人为活动干扰的房间内，防止日晒、雨淋、避免35摄氏度以上和0摄氏度以下的温度，若长期保存最好控制在5摄氏度左右的温度。一般使用单位缺少菌剂贮存条件，因此我们建议使用单位最好在使用前进行合理计划，使菌剂随到随用，避免因长期贮存不当造成的失效。
2．慎用农药及除草剂
因为有些农药和除草剂等化学制剂尤其是杀菌剂对菌根真菌有杀伤和抑制作用，因此在菌根化过程中要谨慎使用。通常在菌根化过程中应尽量避免进行病虫害的化学防治。"预防为主，防重于治"的病虫害防治原则对菌根化苗木培育具有特殊的意义。预防病虫害的根本措施是提高菌根化育苗技术。只要菌根化成功就能提高苗木对病虫害的抵抗能力，使病虫害很少或不发生，即使发生，也可大大减轻对苗木的危害。在菌根化苗木培育过程中，一旦发生了病虫害，应首先采用林业技术措施为主的综合防治。只有在非用化学防治不可的情况下，才采用化学防治。在进行化学防治时必须贯彻以下原则：①选择对菌根真菌没有或仅有较小杀伤和抑制作用的杀菌剂和杀虫剂；②尽可能采用喷雾施药法，严禁采用毒土法；③在保证防治病虫害的前提下，尽可能采用低施药量。在菌根化过程中最好尽量避免使用化学除草剂。如果要进行化学除草，一要进行除草剂的筛选，二要选用正确施用方法和确定最低施用量。选择除草剂的原则是既要对苗木无害，又要对其菌根真菌无杀伤或杀伤抑制作用小。除草剂选定后应在除草保苗的前提下通过试验确定其最低有效用量。喷雾施药方法由于使用喷雾机械将药液喷成细小雾点，落在防除杂草的表面，很少流失到土壤中影响菌根真菌，因此是最好的施药方法。毒土法用土作除草剂载体与药剂拌合后撒于土壤中，对菌根真菌影响较大，应严禁使用。
3 合理施肥
土壤肥力条件是影响苗木菌根化的重要因子之一。菌根化育苗施肥最主要目的是满足苗木菌根形成的最佳营养条件，促进菌根化苗木生长。因此，菌根化育苗施肥除了要遵循常规育苗施肥的原则和采用常规育苗施肥技术外，还应根据树种和菌根真菌形成菌根的营养

要求进行合理施肥。
有机肥料对菌根真菌的侵染和菌根的形成具有促进作用。试验表明，腐殖质能促进菌根的形成和菌根化苗木生长；在腐植质含量低于2%的土壤中松树苗木不能形成菌根，随土壤腐植质含量增高，苗木菌根感染率增大。因此，在菌根化育苗中一般以有机肥作为基肥，通常结合整地分层施肥，即在第一次耕地前，将肥料均匀地撒在地面，通过翻耕将有机肥埋人耕作层中。一般菌根化育苗的化学施肥可参照或低于相同条件常规育苗施肥标准，最好针对不同菌根共生体--树种和菌根真菌，结合当地的气候和土壤条件进行小面积的施肥试验，取得经验后再大面积推广应用。在缺磷的土壤中，施入少量磷肥可促进菌根形成。由于高浓度的土壤氮会干扰菌根形成，甚至可能导致菌根萎缩，应特别注意控制氮肥使用。


菌根化造林方法：

1.菌根化苗造林：
利用上述方法培育好的菌根化苗进行造林，按照常规造林的技术规范即可，但要注意造林过程中菌根化苗木的根系要避免日晒、干燥，避免大幅度的拉扯和震荡，以免菌根脱落。
2.非菌根化苗造林：
如果造林中使用的是培育好的非菌根化苗，在造林的同时可以进行菌根化，具体方法有二种：
①穴施法：直接在挖好的栽植穴底部放入一定量的菌根制剂，将根系适当修剪后的苗木栽入穴内，菌剂施用量视苗木大小而定。此种方法的菌剂用量稍大。
②蘸根法：将菌根制剂按比例加入清水中（建议用量为每升菌剂加5公斤水），搅拌使其分散在水中，再向其中加入细黄土，边加边搅拌，使其成为有一定粘稠度的泥浆（泥浆的稀稠度视苗根的幼嫩程度而定），然后将修剪后的苗根蘸粘泥浆后马上造林。
3.播种造林：
菌根化播种造林又称菌根化直播造林，是将林木的种子经过人工接种菌根制剂后，直接播种在造林地，主要适用于种源充足，发芽容易的树种。但要求造林立地条件较好。
菌根化直播造林可分为块播、穴播、条播、撒播和飞机播种。接菌方法主要有两种。一是拌种法，先将种子与菌剂按一定比例（建议一升菌剂拌1～3斤种子）混合均匀，然后直接播种；二是先将菌剂均匀地撒在造林穴或沟内，再将种子播种在菌剂上，覆土压实即可。飞播造林要使用种子包衣接种法，先将菌根制剂与一定比例的基质或其它材料混合，使其具有粘着性较大的特点，然后再与一定比例的林木种子混合，通过滚摇使其紧密包裹种子，形成菌根包衣种子，然后进行飞播造林。