一種菌根接種促進(jìn)邊坡復(fù)綠的方法與流程

本發(fā)明涉及邊坡復(fù)綠技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種菌根接種促進(jìn)邊坡復(fù)綠的方法。

背景技術(shù)：

人工開挖邊坡由于坡度陡、坡高、土壤環(huán)境惡劣等特點(diǎn)，通常不具備植被賴以生存的土壤、水分和養(yǎng)分條件，使得邊坡植被恢復(fù)比較困難。此外，由于道路、水電等基建工程邊坡線路長、面積大，人工養(yǎng)護(hù)較為困難，再加上投入資金有限，邊坡植物一般都處于自生自養(yǎng)狀態(tài)。同時(shí)邊坡常用噴播植物對(duì)氣候及環(huán)境有一定選擇性和適應(yīng)性，本身抗逆性有限，在低養(yǎng)護(hù)或無養(yǎng)護(hù)情況下極易退化、死亡。植被退化問題得不到解決，不僅造成重復(fù)建設(shè)、資金浪費(fèi)，而且起不到生態(tài)防護(hù)效果，還可能會(huì)引起新的水土流失和坡面破壞，甚至可能會(huì)導(dǎo)致邊坡垮塌等后果。能否解決好邊坡缺土、缺水、缺肥的狀態(tài)以及邊坡植被面臨的干旱、高溫等脅迫，將直接影響到邊坡最終的綠化效果和生態(tài)效益。

國內(nèi)外學(xué)者眾多研究發(fā)現(xiàn)，菌根真菌能提高植物的抗逆能力，如抗旱，耐鹽，耐酸，抗低溫，抗重金屬毒害及抗病蟲害能力等，同時(shí)可改善植物營養(yǎng)，如內(nèi)生叢枝菌與根系相連的菌絲網(wǎng)使植物能夠到達(dá)的土壤體積增加幾個(gè)數(shù)量級(jí)，大大提高菌根根系吸收磷的效率。研究顯示菌根在荒漠、干旱區(qū)、礦區(qū)、鹽堿地、草地等退化生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)恢復(fù)與重建過程中起到了顯著的促進(jìn)作用，可在逆境條件下促進(jìn)植物的生長，增加植物多樣性等。叢枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhiza fungus，簡稱AMF)是球囊菌門真菌侵染植物根系形成的共生體，沒有嚴(yán)格的宿主專一性，能與地球上大約90％以上的陸生植物形成叢枝菌根共生體。外生菌根(Ectomycorrhiza,ECM)是土壤中真菌和林木根系形成的共生結(jié)構(gòu)，人工造林樹種中有70％～75％的能夠形成外生菌根，接種菌根菌育苗可顯著提高苗木的質(zhì)量和成活率，造林后縮短緩苗期。但是，叢枝菌根真菌具有與植物高度共生、專性營養(yǎng)特征，較難獲得純培養(yǎng)，而外生菌根真菌生長緩慢，這些都制約了菌根菌劑的生產(chǎn)和應(yīng)用，使得在實(shí)際邊坡修復(fù)工程中難以推廣使用菌根菌。提供一種更加簡單快捷的接種方式，對(duì)于推廣菌根菌具有非常重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種菌根接種促進(jìn)邊坡復(fù)綠的方法。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種菌根接種促進(jìn)邊坡復(fù)綠的方法，包括以下步驟：

S1：將植物的匍匐莖扦插在混合有叢枝菌根真菌的基質(zhì)中，澆水養(yǎng)護(hù)擴(kuò)繁；

S2：取出S1擴(kuò)繁得到的植物，沿匍匐莖剪成帶有不定根和所述基質(zhì)的莖段；

S3：取外生菌根的發(fā)酵液、邊坡植物種子和滅菌有機(jī)肥，混合，得到混合物；

S4：在邊坡上噴播基材，得到覆蓋在邊坡上的基材層；

S5：取S2得到的植物莖段、S3得到的混合物，混合，將其噴播到邊坡上的所述基材層上，得到植物菌劑層；

S6：移植喬木苗，取外生菌根和/或叢枝菌根真菌包裹喬木苗斷根或?qū)⑼馍?或叢枝菌根真菌撒播在邊坡上的穴坑中，將喬木苗植入所述穴坑中。

在一些具體的實(shí)施方式中，所述植物為鋪地木藍(lán)、蔓花生、白三葉和狗牙根中的至少一種。

在一些具體的實(shí)施方式中，所述叢枝菌根真菌包括摩西球囊霉、根內(nèi)球囊霉、幼套球囊霉。

在一些具體的實(shí)施方式中，所述外生菌根為彩色豆馬勃。

在一些具體的實(shí)施方式中，所述喬木苗為臺(tái)灣相思或任豆。

在一些具體的實(shí)施方式中，所述S5中還包括取基材與S2得到的植物莖段和S3得到的混合物混合一起噴播的步驟。

在一些具體的實(shí)施方式中，所述植物菌劑層的厚度為2-5cm。

在一些具體的實(shí)施方式中，所述基材層的厚度為10-15cm。

在一些具體的實(shí)施方式中，所述外生菌根的發(fā)酵液是由外生菌根真菌接種至培養(yǎng)基搖瓶發(fā)酵得到的。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供了一種菌根接種促進(jìn)邊坡復(fù)綠的方法，將植物的匍匐莖扦插在混合有叢枝菌根真菌的基質(zhì)中，澆水養(yǎng)護(hù)擴(kuò)繁，然后將擴(kuò)繁得到的植物剪成帶有基質(zhì)和不定根的莖段，使得匍匐莖段即含有叢枝菌根真菌，然后將其與外生菌根發(fā)酵液和有機(jī)肥混合噴播，首先，該接種過程非常簡單，只要將匍匐莖扦插在混有叢枝菌根真菌的基質(zhì)中擴(kuò)繁即可，相對(duì)于傳統(tǒng)的叢枝菌根真菌的接種方法，大大降低了接種的難度，而且增長了接種的叢枝菌根真菌的存活時(shí)間，再者，采用匍匐莖段直接噴播，植物成活后可以補(bǔ)充邊坡的植物，如果植物未能成活，也可作為菌劑，促進(jìn)邊坡全部植物的生長繁殖，第三，將叢枝菌根真菌和外生菌根發(fā)酵液混合噴播，能夠?qū)吰戮G化常用喬木進(jìn)行復(fù)合接種，提高生長速率和抗逆性；因?yàn)檫吰聫?fù)綠過程中移植喬木苗的過程必然會(huì)對(duì)小苗的根系有所損傷，所以無需對(duì)小苗進(jìn)行斷根，可以直接將外生菌根和/或叢枝菌根真菌包裹小苗的斷根或者將叢生菌根和/或叢枝菌根真菌撒播在穴坑中，對(duì)喬木進(jìn)行接種，能夠很有效地提高喬木的生長速度，而且本發(fā)明中將苗木菌根化與邊坡綠化結(jié)合起來，可充分發(fā)揮菌根真菌的促生作用，使得種子出苗率、苗木成活率大幅提高，喬灌木生長速度也能顯著提升，同時(shí)也有助于喬灌草復(fù)合群落的形成?？偠灾?，噴播帶菌劑的草本匍匐莖段可對(duì)全部邊坡植物接種叢枝菌，全部邊坡草本植物以及噴播的匍匐莖段植物快速生長，能夠滿足邊坡綠化前期快速復(fù)綠的需求，專一性得對(duì)喬木苗進(jìn)行菌根真菌復(fù)合接種，有助于造林，可以滿足邊坡需要長期保持植被的需求。

附圖說明

圖1為三種植物的菌根在顯微鏡下的觀察結(jié)果。

圖2為狗牙根的菌根在顯微鏡下的觀察結(jié)果。

具體實(shí)施方式

一、叢枝菌根真菌接種試驗(yàn)

將鋪地木藍(lán)、蔓花生匍匐莖扦插在分別混有摩西球囊霉(Glomus mosseae)、根內(nèi)球囊霉(Glomus intraradices)、幼套球囊霉(Glomus etunicatum)菌劑的基質(zhì)中，定期澆水養(yǎng)護(hù)至盆栽長滿。鋪地木藍(lán)根系侵染率約為95.33±1.58％，蔓花生根系侵染率為91.67±0.53％，經(jīng)濕篩傾析染色法檢測，利用扦插鋪地木藍(lán)和蔓花生擴(kuò)繁的叢枝菌菌劑孢子密度約為60～90個(gè)孢子/10g左右。實(shí)驗(yàn)證明菌根真菌應(yīng)用于邊坡主要有以下益處。

二、外生菌根接種喬木試驗(yàn)

1、可促進(jìn)植物生長

選擇長勢一致、規(guī)格均接近株高25±1.27cm、地徑2.8±0.15mm的臺(tái)灣相思小苗，分成三組進(jìn)行試驗(yàn)，一組為對(duì)照組，一組為少量接種組，一組為多亮接種組，對(duì)照組不接種彩色豆馬勃，移植喬木苗，移植過程中苗木根系受到一些損傷，少量接種組取少量外生菌根包裹喬木苗斷根，多量接種組將多量外生菌根撒播在穴坑中，將喬木苗植入所述穴坑中，接種彩色豆馬勃5個(gè)月后分別測定三組臺(tái)灣相思生長量，SPAD測定葉綠素含量。結(jié)果見表1，少量接種組和多量接種組由于一年生小苗無分支，冠幅差異不大，但株高、地徑生長量均顯著高于對(duì)照組，葉片色澤鮮艷，葉綠素含量也顯著高于對(duì)照組。

表1接種彩色豆馬勃對(duì)臺(tái)灣相思生長的影響

注：同列數(shù)據(jù)肩標(biāo)小寫字母完全不同的，表示差異顯著(P<0.05)，有任何相同小寫字母或無字母的表示差異不顯著(P>0.05)。下表同。

三、叢枝菌根真菌接種喬木試驗(yàn)

叢枝菌根真菌接種試驗(yàn)分成四組進(jìn)行試驗(yàn)，分別進(jìn)行摩西球囊霉、根內(nèi)球囊霉、幼套球囊霉的單一接種和空白對(duì)照組，每組六個(gè)平行樣，種植前先加60％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的滅菌基質(zhì)；然后各組分別加入20％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的菌劑，每盆加入10粒任豆種子并均勻鋪開；最后加入20％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))滅菌基質(zhì)覆蓋種子并澆透水；對(duì)照組基質(zhì)為同等體積的滅菌基質(zhì)，每個(gè)處理6個(gè)重復(fù)。處理2周后進(jìn)行間苗處理，每盆選取3株任豆苗，取長勢均勻一致的植株。任豆苗培養(yǎng)6個(gè)月后，進(jìn)行生長量統(tǒng)計(jì)。生長量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表2所示，從表2中可以看到單一接種任一種叢枝菌根真菌后，任豆的生長量和葉綠素含量都相對(duì)比空白對(duì)照組有大幅提升。

表2接種叢枝菌對(duì)任豆生長的影響

任豆自然干旱15天以后，進(jìn)行植物抗旱性試驗(yàn)，抗旱性的結(jié)果如表3。任豆自然干旱15天以后，所有接種了叢枝菌根真菌的任豆葉片相對(duì)含水量均表現(xiàn)出下降趨勢，相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛含量、可溶性糖含量均有所增加。但菌根苗葉片相對(duì)含水量、可溶性糖含量仍顯著高于對(duì)照組，相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛含量顯著低于對(duì)照組，表明菌根苗對(duì)干旱脅迫有更強(qiáng)耐受能力，葉片脫水相對(duì)較少，植物細(xì)胞抗膜脂氧化能力較強(qiáng)，細(xì)胞膜受損程度較輕，同時(shí)產(chǎn)生了滲透調(diào)節(jié)類物質(zhì)，表明接種菌根苗對(duì)任豆抗旱性有一定程度的提高。

表3接種叢枝菌對(duì)任豆抗旱性的影響

分別分析四組植物種植土壤中磷酸酶、脲酶活性，得到結(jié)果如表4。從表4中可以看到，分別接種三種從枝菌根后，土壤的磷酸酶和脲酶活性均有顯著提高。磷酸酶是土壤中非常重要的酶類，其活性可作為評(píng)價(jià)土壤磷素生物轉(zhuǎn)化方向與強(qiáng)度的指標(biāo)。土壤脲酶活性與土壤的微生物數(shù)量、有機(jī)物質(zhì)含量、全氮和速效磷含量呈正相關(guān)。

表4接種叢枝菌對(duì)土壤氮磷轉(zhuǎn)化相關(guān)酶活性的影響

注：同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)小寫字母完全不同的，表示差異顯著(P<0.05)，有任何相同小寫字母或無字母的表示差異不顯著(P>0.05)。

四、邊坡噴播試驗(yàn)

將鋪地木藍(lán)、蔓花生、白三葉和狗牙根的匍匐莖扦插在混合有叢枝菌根真菌的基質(zhì)中，澆水養(yǎng)護(hù)擴(kuò)繁；取出擴(kuò)繁得到的植物，取鋪地木藍(lán)、蔓花生、白三葉的菌根染色，置于顯微鏡下觀察，得到圖1，圖1a是空白對(duì)照根系，是普通鋪地木藍(lán)的根系在顯微鏡下的觀察結(jié)果，圖1b、圖1c、圖1d分別是鋪地木藍(lán)、蔓花生、白三葉的菌根在顯微鏡下的觀察結(jié)果，圖2為狗牙根的菌根在顯微鏡下的觀察結(jié)果，可以看到狗牙根的浸染根系中的摩西球囊霉，通過檢測發(fā)現(xiàn)鋪地木藍(lán)、蔓花生、白三葉和狗牙根根系浸染率均達(dá)90％以上，說明通過匍匐莖扦插在混有叢枝菌根真菌的基質(zhì)中，叢枝菌可以在鋪地木藍(lán)、蔓花生、白三葉和狗牙根的根系中很好地定植，且侵染率高。在邊坡上噴播基材，得到覆蓋在邊坡上的基材層，沿匍匐莖剪成帶有不定根和所述基質(zhì)的莖段；取由外生菌根真菌接種至培養(yǎng)基搖瓶發(fā)酵得到的外生菌根的發(fā)酵液、植物莖段、邊坡植物種子和滅菌有機(jī)肥，混合，將其噴播到邊坡上的所述基材層上，得到植物菌劑層。

移植任豆、臺(tái)灣相思苗，取外生菌根和叢枝菌根真菌包裹喬木苗斷根，將喬木苗植入所述穴坑中，檢測任豆、臺(tái)灣相思的根系浸染率均達(dá)90％以上，任豆、臺(tái)灣相思既可形成內(nèi)生菌根，又可形成外生菌根。噴播后，草本植物白三葉、蔓花生和狗牙根快速生長，邊坡快速復(fù)綠，春夏季進(jìn)入喬灌木生長旺盛期后，狗牙根出現(xiàn)枯黃現(xiàn)象，白三葉地上部分大量死亡，而任豆、臺(tái)灣相思開始迅猛生長，株高很快蓋過草叢高度，實(shí)現(xiàn)了控草扶灌。