菌根化蘋果苗木及其生產(chǎn)技術(shù)

顧雨非 隋秀奇 鄭建強

隨著科學(xué)技術(shù)的進步和人們對菌根認(rèn)識的不斷深入，菌根學(xué)理論研究日益引起世界各國學(xué)者的廣泛關(guān)注，菌根化在果樹領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)研究也日趨深入。且隨著我國近年來蘋果栽植面積的增加和老園改造、矮化密植栽培技術(shù)的發(fā)展，培養(yǎng)健壯根系、提高苗木質(zhì)量已經(jīng)成為果樹生產(chǎn)的基本要求。

菌根是土壤有益真菌與植物吸收根系共生形成的復(fù)合吸收器官，既具有植物根系的作用又具有某些專化真菌的功能，在長期的進化過程中菌根已成為植物存活的決定因素及其生活的自然供養(yǎng)體系。在現(xiàn)階段的研究中，叢枝菌根的研究可以占到整個研究體系的60%以上，這與其在自然界的廣泛分布與重要地位是分不開的。對于蘋果苗木來說，叢枝菌根也是最適宜在生產(chǎn)中應(yīng)用的，其對于提高苗木的營養(yǎng)吸收能力和抗逆性至關(guān)重要。

1菌根在蘋果苗木生產(chǎn)中的主要作用

1.1提高蘋果苗木對水肥的吸收能力

叢枝菌根能夠提高植物對各類礦質(zhì)元素的吸收能力，特別是移動性較差的P、Zn、Cu等，能夠加速有機質(zhì)的分解，提高對N的捕獲能力，從而提高肥料利用率。

1.2分泌苗木所需的植物生長調(diào)節(jié)劑，促進植物生長

菌根真菌能夠分泌多種酶和植物生長調(diào)節(jié)劑，且其龐大的菌絲系統(tǒng)能夠擴大植物的養(yǎng)分吸收范圍。菌根真菌的根外菌絲擴展到土壤中將土壤的礦質(zhì)營養(yǎng)提供給植物，也把宿主植物的碳水化合物提供給土壤和土壤生物體，將植物和土壤有機地聯(lián)系起來，形成良性循環(huán)系統(tǒng)。

1.3提高苗木的抗逆性，特別是對干旱、鹽堿和重金屬的抵抗能力

菌根真菌的菌絲能直接吸收水分，隨著根外菌絲的延伸和擴展，菌根真菌的侵染能增加宿主植物根長和根密度或者改變根系形態(tài)，增強植物根系的吸收能力，擴大根的吸收范圍，提高植物對干旱的抵抗能力；劉春艷等研究表明菌根真菌通過改變植物體內(nèi)碳水化合物、氨基酸組分和含量來改變根組織中的滲透平衡，提高植物耐鹽能力；菌根及其龐大的菌絲體網(wǎng)可在土壤中分泌大量的生物化學(xué)物質(zhì)，改變植物根際環(huán)境及重金屬的存在狀態(tài)，以降低重金屬的毒性。

1.4改善土壤結(jié)構(gòu)，減少土壤養(yǎng)分流失

菌根真菌不但能促進植物對水分和各種礦物質(zhì)的吸收，增強植物對環(huán)境和土壤的適應(yīng)性，在改善土壤環(huán)境方面也起著重要的作用。叢枝菌根真菌（AMF）在農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境中的重要作用是使土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生有益改變，其分泌的某些成分可封存土壤中的有機碳，提高土壤有機質(zhì)含量，菌絲網(wǎng)絡(luò)不但對根系發(fā)育有促進作用，還可保護土壤抵抗風(fēng)化和水流侵蝕，減少土壤養(yǎng)分流失，對于提高土壤肥力、保證生產(chǎn)力持續(xù)發(fā)展具有重要作用。

1.5減少農(nóng)藥使用，促進綠色果品的生產(chǎn)

AMF與根系共生增加了根系的營養(yǎng)攝取，使根系形態(tài)和生理發(fā)生變化，影響植物次生代謝，改變萜類化合物的組成和濃度，降低果樹被昆蟲取食的可能性，減少農(nóng)藥的使用量，促進綠色無公害果品的生產(chǎn)。

1.6防治根部病害

菌根對于植物根部病害有抵抗和減輕作用，許多學(xué)者在多種植物上的研究都已取得顯著效果。在蘋果上，特別是苗木繁育過程中，人工接種菌根既可促進苗木生長，又能避免化學(xué)藥劑帶來的土壤污染及有益微生物減少等弊端，且能夠降低用藥成本。

1.7克服老園改造的重茬障礙

我國正處于由喬化稀植向矮化密植栽培模式轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時期，但現(xiàn)有的符合矮化栽培的優(yōu)良砧木例如M9T337、B9等都不耐重茬，通過叢枝菌根的應(yīng)用可以改變砧木特性，增強砧木對重茬地的適應(yīng)性，提高新栽苗木成活率和果品質(zhì)量。

2如何獲得菌根化苗木

AMF對于果樹有諸多益處，但現(xiàn)階段AMF菌劑的純培養(yǎng)技術(shù)尚未成熟，難以大量離體培養(yǎng)，在生產(chǎn)上一般采用“盆栽培養(yǎng)法”。在苗木生產(chǎn)過程中，由于菌劑制備困難和土壤雜菌的干擾，對果園土壤施用AMF菌肥仍然是一種夢想。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)研究出一種繁育菌根化苗木的專利方法（專利號：201210251884.9），借助果樹營養(yǎng)系砧木壓條繁育方法，通過木屑基質(zhì)接種AMF，從而獲得高度菌根化的砧木。經(jīng)作者多次試驗，該方法已開始應(yīng)用于生產(chǎn)，采用分類接種并測量生長勢的方法選出最適宜蘋果苗木的菌種。

2.1菌種的獲得

AMF無法離體純培養(yǎng)，只能與植物根系共生才能繁殖，因此菌種是以混合培養(yǎng)物的形式提供，菌種編號1511C0001 BGC AM0065，1511C0001 BGC AM0061，1511C0001 BGC AM0060由北京市農(nóng)林科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源研究所提供。

2.2菌種的繁殖

以紅三葉草、紫花苜蓿和玉米為宿主植物，種子用10%H2O2消毒10分鐘后，清水浸泡6小時后于培養(yǎng)箱中28℃催芽。基質(zhì)用高壓蒸汽滅菌鍋滅菌備用。盆缽用75%酒精消毒。接種劑為經(jīng)三葉草繁殖的帶有孢子、菌絲和根段的砂土混合物。每盆接種劑量為花盆總土量的15%左右。玉米每盆3株，紅三葉草或紫花苜蓿每盆約40株。出苗后，前3周澆純凈水，后3周澆Hoaglands（霍格蘭氏）營養(yǎng)液，控制磷肥的使用。在煙臺現(xiàn)代果業(yè)科學(xué)研究院，組培苗馴化溫室大棚內(nèi)進行培養(yǎng)，根據(jù)天氣情況、室溫高低、蒸發(fā)快慢對澆水量進行調(diào)整。溫度調(diào)控在22～28℃。視病蟲害情況進行適當(dāng)防治（圖1）。

在生長90天后用根段頻率標(biāo)準(zhǔn)法測定侵染率，生長4個月后收獲菌劑，取根際土適量，陰干后測定孢子發(fā)生量，將含有孢子、根段的混合土樣自然陰干。用濕篩—傾注—蔗糖離心法測定，在顯微鏡和體視鏡下觀測計數(shù)。

2.3大田接種

M9 T337優(yōu)質(zhì)蘋果矮化砧木，春季新梢長至20厘米時，按照每立方米木屑加入AMF 120萬接種勢單位的比例用腐熟好的木屑混以高效AMF摩西球囊霉，覆蓋新梢基部，同時在木屑上播種三葉草或紫花苜蓿種子以促進AMF繁殖；隨著新梢生長，依據(jù)新梢生長速率，分2次覆蓋木屑至25厘米厚，每次間隔1周左右；從覆蓋基質(zhì)開始3個月后，檢測木屑中的AMF孢子密度，檢測結(jié)果為24個/毫升，同時新梢基部發(fā)生新根，并檢測菌根侵染率，平均為30.7%；秋季將帶有菌根的砧木苗分株，貯藏，待翌年春季嫁接育苗；同時將含有大量AMF的木屑收集起來貯藏，待翌年再用（圖2、圖3）。

2.4砧木嫁接

翌年春季室內(nèi)枝接品種定植，或定植砧木苗，生長季芽接品種，獲得菌根化優(yōu)質(zhì)苗木；而收集貯藏的含有大量AMF的木屑用于再壓條繁育菌根化的砧木苗。接種后的砧木即為菌根化砧木，再進行品種嫁接，栽植后即可得到成品菌根化苗木。

3小結(jié)

現(xiàn)階段菌根化在果樹生產(chǎn)中的使用并未普及，其主要原因就是AMF難以離體培養(yǎng)，且在果園接種過程中難以避免雜菌的污染，不能實現(xiàn)便捷化接種。菌根化苗木的生產(chǎn)從根本上解決了AMF離體培養(yǎng)困難、菌劑接種不便利的問題，真正實現(xiàn)了新植果樹的菌根化，為克服重茬障礙建園提供了新的思路。如何提高菌根化苗木侵染率以及菌根化苗木在生產(chǎn)上表現(xiàn)尚需進一步探索和觀察。

基金項目：煙臺市重點研發(fā)計劃項目（2018NCGY057）