3株外生菌根真菌對紅松苗木的接種效應

龐麗杰,王文革,宋福強

(1.黑龍江省尚志國有林場管理局,黑龍江哈爾濱150601;2.黑龍江大學生命科學學院,黑龍江哈爾濱150080)

3株外生菌根真菌對紅松苗木的接種效應

龐麗杰1,王文革1,宋福強2

(1.黑龍江省尚志國有林場管理局,黑龍江哈爾濱150601;2.黑龍江大學生命科學學院,黑龍江哈爾濱150080)

采用盆栽法研究了細粉絨牛肝菌(Xerocomus pulverulentus)、黃綠蜜環(huán)菌(Armillaria luteovirens)和灰鵝膏菌(Amanita vaginata)3種外生菌根真菌對紅松苗木的接種效應。結果表明:菌株X.pulverulentus能夠與紅松苗木形成良好的菌根共生體,侵染率高達61.5%,能夠顯著提高紅松的苗高、地徑和干生物量,菌根貢獻率分別是50.39%、40%和69.94%;X.pulverulentus能夠顯著提高苗木根際土壤磷酸酶的活性,積極促進土壤全磷轉化為速效磷,從而提高根際土壤中速效磷的含量。X.pulverulentus菌株對紅松菌根化苗木培育具有重要的應用潛力。

紅松;外生菌根真菌;接種效應;磷素;磷酸酶

紅松(Pinus koraiensis)是珍貴而古老的樹種,在中國只分布在東北的長白山、吉林山區(qū)及小興安嶺一帶,由于松籽具有很高的營養(yǎng)和醫(yī)療保健價值,又有珍貴經濟樹木的美譽,是國家一級重點保護植物。目前,采取何種相應的生物技術措施定向培育紅松林,維護其生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展已經成為森林培育學家和生態(tài)學家關注的熱點[1]。

紅松是典型的外生菌根依賴型樹種。其根系特點是淺根性,主根不發(fā)達、側根水平擴展發(fā)達,其主要營養(yǎng)吸收器官是菌根,在自然條件下,如果缺乏外生菌根菌,紅松將生長不良甚至不生長。因此采取相應的技術措施實行定向培育紅松林,不僅具有良好的社會效益和生態(tài)效益,而且能夠獲得較高的經濟收益[2]。本項研究采用盆栽試驗方法,通過在小興安嶺采集分離獲得的幾株外生菌根真菌對紅松幼苗進行接種試驗,旨在篩選并獲得對紅松幼苗生長效應良好的外生菌根真菌,為菌根化紅松苗木的培育奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

供試樹種:首先在小興安嶺豐林國家自然保護區(qū)進行紅松實生苗盆栽培養(yǎng),其基質使用前高壓滅菌。待實生苗1年生后進行本試驗(松苗使用前做菌根鏡檢,嚴格保證苗木百分之百無菌根感染)。

供試菌種:細粉絨牛肝菌(Xerocomus pulveru-lentus)、黃綠蜜環(huán)菌(Armillaria luteovirens)和灰鵝膏菌(Amanita vaginata)(前期通過對豐林國家自然保護區(qū)原始紅松林進行外生菌根真菌調查,明確該菌種是紅松優(yōu)良的外生菌根真菌,并分離成功獲得純菌種)。用直徑1cm無菌打孔器切取已培養(yǎng)好的供試外生菌根菌平板菌落,接種于裝有300 m L改良MMN液體培養(yǎng)基的三角瓶中,每瓶接種5個菌片,封口置140 r min-1、28℃振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)15 d后備用。

苗木培養(yǎng)基質:將黑土、草炭與沙子按4∶3∶3比例充分混合,121℃滅菌2 h,置室溫下,當溫度降至常溫后,裝入規(guī)格為70 cm×30 cm×30 cm的花盆內,裝土量一致。花盆使用前用0.3%高錳酸鉀表面消毒。

1.2 方法

1.2.1 盆栽試驗設計 試驗共設計4個處理,即單獨接種菌根真菌的3個處理和一個對照(CK)處理。每盆栽種苗木6株,每個處理接種200 m L菌根菌劑,對照處理只接種MMN液體培養(yǎng)基,每個處理5個重復。

1.2.2 測定方法 在苗木一個生長季結束后測定下列指標。

(1)外生菌根菌對紅松幼苗的侵染率。將根樣剪成1.0 cm長的小根段,每一份樣品至少取30個小根段,在體式顯微鏡下觀察、計數(shù)形成菌根的根段數(shù),統(tǒng)計菌根侵染率。菌根感染率(%)=(形成菌根根段數(shù)/鏡檢根段總數(shù))×100

(2)盆栽苗木苗高、地徑和干生物量的測定。每個處理隨機取5株苗木,用直尺測定苗高,游標卡尺測定地徑;然后放到60℃的干燥箱烘干至恒重,測定其干生物量。

菌根貢獻率=[(接種處理-對照處理)/對照處理]×100

(3)根際土壤中磷素指標及磷酸酶活性的測定。采用HCLO4-H2SO4法測定土壤全磷[3],采用鉬銻抗比色法測定土壤有效磷[4],磷酸酶活性測定采用磷酸苯二鈉比色法[5]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

對獲得的數(shù)據(jù)采用SPSS17.0統(tǒng)計軟件進行處理實驗數(shù)據(jù),使用一般線性模型單變量Duncun分析和一般線性模型多變量Duncun分析比較各處理之間的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 外生菌根真菌對紅松苗木侵染效果

在松苗接種菌根菌劑22周時對其根系的菌根侵染率進行檢測。從圖1可以看出,3種外生菌根真菌均能與紅松苗木根系建立共生關系,但三者之間存在顯著的差異。X.pulverulentus對苗木的菌根侵染率最高,高達61.5%,侵染效果最好;A. luteovirens對苗木的菌根侵染率次之;而A.vaginata對紅松苗木的菌根侵染率最差,只有21.6%。對照處理的苗木根系未發(fā)現(xiàn)菌根侵染率,表明土壤基質滅菌較徹底,基質中沒有菌根真菌。

圖1 不同處理紅松苗木菌根侵染率

2.2 不同處理對紅松苗木生長指標的影響

生長季結束后取樣測定不同處理紅松苗木的生長指標,結果表明不同處理的苗高、地徑和干重存在顯著的差異(P＜0.05),且表現(xiàn)出相同的變化趨勢(表1)。接種X.pulverulentus處理的紅松苗木,在苗高、地徑和干生物量各項生長指標具有明顯的優(yōu)勢,菌根貢獻率分別是50.39%、40%和69.94%,表現(xiàn)出了顯著的菌根效應;接種A.luteovirens處理的紅松苗木苗高、地徑和干生物量與對照相比也達到了差異顯著,菌根效應分別為28.22%、22.50%和35.78%;而接種A.vaginata處理的紅松苗木苗高顯著高于對照處理(P＜0.05),而在在地徑和干生物量指標經過顯著性分析并沒有達到差異顯著的水平。不同處理苗木的生長指標與其菌根侵染率呈現(xiàn)顯著的正相關。

表1 不同處理紅松苗木的生長指標

2.3 不同處理苗木根際土壤中磷素指標及磷酸酶活性

對不同處理紅松苗木根際土壤中的磷元素及磷酸酶活性分析發(fā)現(xiàn),接種X.pulverulentus處理的紅松苗木根際土壤中難以被植物吸收利用的全磷含量最少,而能夠被植物直接吸收利用的有效磷含量最高達到39.2 mg kg-1,菌根貢獻率為37.06%,磷酸酶活性也最大,菌根貢獻率為78.57%(見表2)。菌根真菌的作用可能就在于增加了根際土壤中磷酸酶的活性,把土壤中更多的難以被植物吸收的全磷轉化為可被植物直接利用的有效磷,從而促進植物生長。其次接種A.luteovirens處理的紅松苗木根際土壤中有效磷和磷酸酶活性菌根貢獻率也較高;而A.vaginata處理的紅松苗木根際土壤中有效磷含量和磷酸酶活性與對照相比差異不顯著(P＞0.05)。

表2 不同處理紅松苗木根際土壤磷素含量及磷酸酶活性

3 結論與討論

試驗中選用的細粉絨牛肝菌(Xerocomus pulverulentus)、黃綠蜜環(huán)菌(Armillaria luteovirens)和灰鵝膏菌(Amanita vaginata)3種外生菌根真菌均能夠與紅松苗木建立共生關系形成菌根共生體。接種X.pulverulentus紅松苗木菌根侵染率最高,侵染效果最好,并能夠顯著提高苗木的苗高、地徑和干生物量,其主要原因是顯著增加了土壤中磷酸酶的活性,從而使土壤中更多的全磷轉化為可被植物吸收利用的有效磷,滿足苗木在生長過程中對磷素的需求。試驗結果表明X.pulverulentus是一株優(yōu)良的紅松外生菌根真菌,具有極大的開發(fā)應用價值。

在小興安林紅松原始林內存在眾多的外生菌根真菌[6],本試驗只對3種外生菌根真菌對紅松苗木的生長效應進行了評價。接續(xù)的工作將繼續(xù)大量開展應用不同菌株對苗木的接種實驗以及接種技術的研究,以期獲得更加優(yōu)良的紅松外生菌根真菌和高效實用的菌根化苗木培育技術。

[1]屈紅軍.東北林區(qū)闊葉紅松林恢復途徑與優(yōu)化模式研究[D].哈爾濱:東北林業(yè)大學,2008

[2]Choi D S,Kayama M,Jin H O,et al.Growth and photosynthetic responses of two pine species(Pinus koraiensis and Pinus rigida)in a polluted industrial region in Korea[J].Environmental Pollution,2006,139(3):421-432

[3]石孝洪,魏世強,謝德體,等.三峽水庫消落區(qū)土壤磷吸附特征[J].西南農業(yè)大學學報:自然科學版,2004,26(3):331-335

[4]鮑士旦.土壤農化分析[M].3版.北京:中國農業(yè)出版社,2002

[5]姚槐應,黃昌勇.土壤微生物生態(tài)學及其實驗技術[M].北京:科學出版社,2006:186-191

[6]宋瑞清,冀瑞卿,王鋒.外生菌根菌復合接種菌株組合篩選[J].林業(yè)科技,2007,32(5):27-29

Inoculation Effects of Three Ectomycorrhizal Fungi on Pinus koraiensis Seedlings

Pang Lijie1,Wang Wenge2,Song Fuqiang2
(1.Shangzhi State-Owned Forest Farm Administration,Harbin 150601,China; 2.Life Science College,Heilongjiang University,Harbin 150080,China)

Inoculation effects of three ectomycorrhizal fungi(Xerocomus pulverulentus,Armillaria luteovirens& Amanita vaginata)on Pinus koraiensis seedlings were studied by adopting pot-culture method.Result shows that X.Pulverulentus can form the mycorrhizal symbionts with Pinus koraiensis seedlings,which could improve the seedling height,ground diameter and dry biomass of Pinus koraiensis;the colonization percentage reached by 61.5%;three mycorrhizal contribution rate is 50.39%,40%&69.94%,respectively.X.pulverulentus can significantly improve the activity of phosphatase of soil in the rhizosphere soil,and promote the transformation of total phosphorus into available phosphorus activity,so as to improve the content of available phosphorus in the rhizosphere soil.The above result shows that the fungus of X.Pulverulentus have certain potential application of mycorrhizal seedling of Pinus koraiensis.

Pinus koraiensis;ectomycorrhizal fungi;inoculation effect;phosphorus;phosphatase

S791.247

:A

10.13601/j.issn.1005-5215.2015.11.015

1005-5215(2015)11-0041-03

2015-09-15

龐麗杰(1969-),女,黑龍江尚志人,碩士,高級工程師,現(xiàn)從事林業(yè)有害生物防治工作.