菌根化育苗造林技术 |
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| 来源：未知 作者：admin 发布时间：2013-07-28 08:02 |
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本文将介绍菌根的概念及其对植物的有益功能和菌根化生物技术的适用范围和效益以及菌根制剂的使用方法, 以期普及菌根知识, 使该项技术更好地应用于植被恢复工程中, 促进和加快植被恢复进程。 苗木网,www.999miaomu.com 1 . 菌根概念菌根是自然界普遍存在的一种植物共生现象, 早在百余年前就被发现了, 它是一类土壤有益真菌( 菌根真菌) 与高等植物根系形成的复合吸收器官, 是一种共生互惠联合体。在自然界中约有95%左右的植物具有菌根共生关系, 其中最常见的是外生菌根、内生菌根和内外生菌根。 999苗木网,www.999miaomu.com 2 . 菌根对植物生长存活的有益功能 999苗木网,www.999miaomu.com 2. 1 . 提高植物根系吸收水、肥的能力 中国苗木网,999miaomu.com 菌根以2 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 d 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, 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。 999苗木网,999miaomu.com 2. 2 . 提高植物对矿物质和有机质的分解和利用 999苗木网,www.999miaomu.com 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。 999苗木网,999miaomu.com 2. 3 . 分泌生长激素和生长调节素, 促进植物生长 苗木网,999miaomu.com 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。 999苗木网,www.999miaomu.com 2. 4 . 增强植物的抗逆性 中国苗木网,999miaomu.com 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。 苗木网,999miaomu.com 2. 5 . 提高植物抗病性 999中国苗木网,999miaomu.com 菌根提高植物抗病性的机理包括4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。 苗木网,www.999miaomu.com 2. 6 . 改良土壤, 提高土壤可持续性生产力 999苗木网,www.999miaomu.com 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[ 2] 。菌根是植物生长的自然供养体系, 许多树种( 如松树) 在长期的生存进化过程中已形成了对菌根的绝对依赖性, 没有菌根它们在自然条件下就会生长不良, 甚至死亡。因此在植被恢复过程中, 有必要人为地重建或者巩固植物的菌根体系, 从而提高植被成活率和生长速度, 加快植被恢复进程, 提高恢复效果。 中国苗木网,www.999miaomu.com 3 . 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,因此与植物有关的大多数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, 不仅具有极大的意义和价值, 而且可以产生很好的效果和效益。3. 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。由于不合理的资源开发、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] 。据Marx 等学者报道, 美国采用人工接种菌根化的苗木在露天矿等工业废墟上造林, 取得了显著成效[ 1] 。我国在沙地樟子松造林和石质山区马尾松造林以及干热河谷地区松树造林中应用菌根化技术也均取得了显著成效[ 3] 。 3. 2 . 天然林和火烧迹地的人工更新 苗木网,999miaomu.com 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[1] 。999苗木网,999miaomu.com 3. 3 . 常规育苗和营造速生丰产林 999中国苗木网,www.999miaomu.com 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, 在造林后, 它们对比苗圃环境条件相对恶劣的造林地有较大的适应性, 因此具有更大的成活和生长能力, 为今后提高幼林的生长和发育打下了良好的基础。我国的主要速生用材林树种是松树( 马尾松、落叶松、油松、樟子松、国外松等) 、杉木、泡桐、杨树和桉树等, 它们均是菌根树种[2] , 利用菌根化技术进行育苗和造林具有显著的成效。 999中国苗木网,www.999miaomu.com 3. 4 . 经济林培育 999中国苗木网,999miaomu.com 菌根不仅能促进经济林木( 如核桃、板栗、榛子等) 、经济作物( 如特种蔬菜、水果、烟草等) 的生长, 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。3. 5 . 各种绿化工程包括城市小区绿化、城市道路绿化及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, 认为施用菌根制剂, 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, 不仅能够刺激新根的萌发生长, 在最短时间内形成菌根结构, 而且不污染环境。 3. 6 . 老化衰弱树木及名木古树的养护和复壮 999苗木网,999miaomu.com 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。3. 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。3. 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。 中国苗木网,999miaomu.com 4 . 菌根化生物技术的应用效益 999中国苗木网,www.999miaomu.com 菌根化生物技术的应用具有显著的经济效益, 菌根化苗生长快、抗性强, 可提前出圃, 缩短育苗周期, 不仅降低育苗成本, 而且减少各种病害。林木菌根化造林可提高成活率, 节省补植费; 促进幼林生长, 增加木材产量; 提高林木吸收和利用养分的能力, 起到自肥作用; 增强林木抗病性和抗逆性, 节省森防费; 提早幼林郁闭, 缩短轮伐期, 节省抚育费, 降低育林成本, 均是其长期的经济效益。圃地和造林地上产生的菌根真菌子实体具有食用、药用和工业用价值, 为其潜在的经济效益。菌根化生物技术是符合自然规律的生态新技术, 具有显著的生态效益和环境效益。菌根化生物技术的应用不仅可以减少化肥和农药的使用, 避免环境污染,促进生态平衡, 而且增强土壤活性, 改善土壤理化性质, 防治地力衰退和水土流失, 同时还改变了挖森林土盲目、低效接种的习惯, 保护了森林资源; 菌根化生物技术的应用不仅增加了林业生产的科技含量, 提高了林业产值, 而且还为防风固沙、防治荒漠化、改造废矿区和工业污染区、加速荒山绿化、改善和美化生态环境提供了一项切实可行的生物措施。 中国苗木网,www.999miaomu.com 5 . 菌根化育苗造林技术及菌根制剂的使用方法 苗木网,999miaomu.com 5. 1 . 菌根化育苗造林技术 999中国苗木网,www.999miaomu.com 菌根化育苗造林技术就是在植被恢复中进行育苗和造林时配套使用高效菌根制剂的新工艺, 与传统的育苗造林技术相比, 明显地提高了成苗率及苗木质量和产量, 大幅度地提高造林成活率和林木生长, 具有高效、低耗、简单、易行和维护地力、促进生态平衡的特点。以松树为例,苗木侧根数、侧根总长、吸收根总菌根化率、苗木成活保存率和I 级苗率分别增长20. 0% ~ 960. 0%、56. 2% ~ 389. 5%、60. 3% ~ 1 792. 0%、9. 0% ~ 22. 1%、45. 3%~ 150. 0%。苗木生长质量指标: 苗高、地径、鲜质量、干质量分别提高22. 3%~ 197. 3%、31. 2% ~ 253. 8%、33. 4% ~918. 2%、21. 8% ~ 740. 0%。造林成活率、幼林平均高、地径和材积指数分别增长5. 5%~ 46. 0%、13. 0%~ 56. 4%、2 5. 5%~61. 7%、87. 8%~ 450. 0% 。 中国苗木网,999miaomu.com 5. 2 . 菌根制剂的主要使用方法 999中国苗木网,www.999miaomu.com 5. 2. 1 . 播种菌根化育苗. 即在播种的同时施用菌根制剂, 可以进行拌种、沟施、穴施及种子包衣。 苗木网,999miaomu.com
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