高效合成外生菌根的复合基质及其应用

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其是涉及一种高效合成外生菌根的复合基质及其应用。

背景技术

外生菌根真菌是一类重要的土壤微生物，能与43科139属的大部分温带和寒带的重要树种及75％的热带树种包括龙脑香科、半日花科、木麻黄科等许多灌木和松科、榛科、壳斗科、杨柳科、桦木科、椴树科等许多乔木形成外生菌根。外生菌根真菌与林木共生形成外生菌根后，能够促进植物生长，提高植物抗逆性，改良土壤结构，对于维护生态平衡具有积极意义。此外，外生菌根能够提高苗木的造林成活率，在林业领域具有广泛应用。

然而，在生产实践中，外生菌根的合成过程还存在诸多问题，如何快速合成外生菌根以及提高菌根化率是将外生菌根真菌应用于林业中的前提。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的第一目的在于提供一种高效合成外生菌根的复合基质，该复合基质能够显著缩短外生菌根合成时间，提高菌根化率，以解决现有技术中外生菌根合成基质合成效率较低、菌根合成时间长、菌根化率低等问题。

本发明的目的第二目的在于提供一种高效合成外生菌根的复合基质在苗木种植中的应用。

第一方面，本发明提供了一种高效合成外生菌根的复合基质，所述复合基质由下至上依次为保水供肥层、接菌层和透气层；

所述保水供肥层包括蛭石和草炭；

所述接菌层包括外生菌根真菌、蛭石和材料A；

所述透气层包括材料A；

所述材料A包括火山岩颗粒和/或鹿沼土。

作为进一步技术方案，所述保水供肥层的厚度为50～80mm，优选为60～70mm。

作为进一步技术方案，所述保水供肥层中，蛭石和草炭体积比为1:2～2:1，优选为1:1。

作为进一步技术方案，所述接菌层的厚度为70～100mm，优选为80～90mm。

作为进一步技术方案，所述接菌层中，蛭石和材料A的重量比为1:2～2:1，优选为1:1。

作为进一步技术方案，所述外生菌根真菌包括红蜡蘑。

作为进一步技术方案，所述接菌层中，外生菌根真菌为外生菌根真菌菌块；

优选地，所述外生菌根真菌菌块的大小为4～6mm*4～6mm*4～6mm，优选为5mm*5mm*5mm；

优选地，所述接菌层中，外生菌根真菌菌块的密度为0.5～1.5个/cm

作为进一步技术方案，所述透气层的厚度为30～50mm，优选为35～45mm。

作为进一步技术方案，所述蛭石、草炭、火山岩颗粒和鹿沼土的粒径各自独立的为1～4mm，优选为2～3mm。

第二方面，本发明提供了一种高效合成外生菌根的复合基质在苗木种植中的应用。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的高效合成外生菌根的复合基质，由下至上依次为保水供肥层、接菌层和透气层，其中透气层包括孔隙率较大的火山岩颗粒或鹿沼土，能够满足菌根合成对通气性的要求；接菌层包括外生菌根真菌、蛭石和火山岩颗粒或鹿沼土，基质pH呈弱酸性，既有一定的保水能力，又有一定的透气性，且营养成分较低，能够为外生菌根真菌侵染宿主植物根系形成外生菌根提供有利条件；保水供肥层由蛭石和草炭组成，保水能力较强，且含有一定量的有机质，有利于外延菌丝的形成及生长。本发明提供的复合基质设置简单，成本较低，利用不同的基质组合，满足了外生菌根合成对氧气、水分和养分的需求，能显著提高外生菌根合成效率，缩短菌根合成时间，提高菌根化率，有利于推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1和对比例1～3的基质对菌根化率的影响。

图标：1-保水供肥层；2-接菌层；3-透气层；4-菌块。

具体实施方式

下面将结合实施方式和实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施方式和实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

第一方面，本发明提供了一种高效合成外生菌根的复合基质，所述复合基质由下至上依次为保水供肥层、接菌层和透气层；

所述保水供肥层包括蛭石和草炭；

所述接菌层包括外生菌根真菌、蛭石和材料A；

所述透气层包括材料A；

所述材料A包括火山岩颗粒和/或鹿沼土。

需要说明的是，“材料A包括火山岩颗粒和/或鹿沼土”是指材料A可以是火山岩颗粒，也可以是鹿沼土，还可以是火山岩颗粒和鹿沼土的混合物。

相应地，“接菌层包括外生菌根真菌、蛭石和材料A”是指接菌层可以包括外生菌根真菌、蛭石和火山岩颗粒，也可以包括外生菌根真菌、蛭石和鹿沼土，还可以包括外生菌根真菌、蛭石、火山岩颗粒和鹿沼土。

蛭石是一种天然、无机、无毒的矿物质，属于硅酸盐，其保水通气性良好，能够为外生菌根真菌提供其生长所需的矿物质，本发明以蛭石作为保水供肥层和接菌层的原料。

草炭，含有大量的未被分解的植物残体、腐殖质及矿物质，营养成分丰富，本发明采用草炭作为保水供肥层的原料。

火山岩颗粒和鹿沼土具有多空结构，透气性好，具有酸性，保水性佳，本发明采用火山岩颗粒或鹿沼土作为接菌层和透气层的原料。

本发明提供的高效合成外生菌根的复合基质，由下至上依次为保水供肥层、接菌层和透气层，其中透气层包括孔隙率较大的火山岩颗粒或鹿沼土，能够满足菌根合成对通气性的要求；接菌层包括外生菌根真菌、蛭石和材料A，基质pH呈弱酸性，既有一定的保水能力，又有一定的透气性，且营养成分较低，能够为外生菌根真菌侵染宿主植物根系形成外生菌根提供有利条件；保水供肥层由蛭石和草炭组成，保水能力较强，且含有一定量的有机质，有利于外延菌丝的形成及生长。本发明提供的复合基质设置简单，成本较低，利用不同的基质组合，满足了外生菌根合成对氧气、水分和养分的需求，能显著提高外生菌根合成效率，缩短菌根合成时间，提高菌根化率，有利于推广应用。

在一些优选的实施方式中，所述保水供肥层的厚度为50～80mm，例如可以为，但不限于50mm、55mm、60mm、65mm、70mm、75mm或80mm，优选为60～70mm。

在一些优选的实施方式中，所述保水供肥层中，蛭石和草炭体积比为1:2～2:1，例如可以为，但不限于1:2、1:1或2:1，优选为1:1。

在本发明中，通过对保水供肥层中蛭石和草炭配比的进一步优化和调整，使得保水供肥层的保水能力和有机质含量适宜，更有利于外延菌丝的形成及生长。

在一些优选的实施方式中，所述接菌层的厚度为70～100mm，例如可以为，但不限于70mm、75mm、80mm、85mm、90mm、95mm或100mm，优选为80～90mm。

在一些优选的实施方式中，所述接菌层中，蛭石和材料A的重量比为1:2～2:1，例如可以为，但不限于1:2、1:1或2:1，优选为1:1。

在本发明中，通过对保水供肥层中蛭石和草炭配比的进一步优化和调整，使得接菌层的保水能力适宜，透气性良好，更有利于外生菌根真菌侵染宿主植物根系形成外生菌根。

在一些优选的实施方式中，所述外生菌根真菌包括但不限于红蜡蘑，或者本领域技术人员所熟知的其他外生菌根真菌。

在一些优选的实施方式中，所述接菌层中，外生菌根真菌为外生菌根真菌菌块，将外生菌根真菌以菌块的形式放置于接菌层中。

优选地，所述外生菌根真菌菌块的大小为4～6mm*4～6mm*4～6mm，例如可以为，但不限于4mm*6mm*4mm、5mm*5mm*5mm或6mm*4mm*6mm，优选为5mm*5mm*5mm；

优选地，所述接菌层中，外生菌根真菌菌块的密度为0.5～1.5个/cm

在本发明中，通过对接菌层中外生菌根真菌菌块的大小和密度进一步优化和调整，更有利于外生菌根真菌侵染宿主植物根系形成外生菌根。

在一些优选的实施方式中，所述透气层的厚度为30～50mm，例如可以为，但不限于30mm、35mm、40mm、45mm或50mm，优选为35～45mm。

在本发明中，通过对保水供肥层、接菌层和透气层厚度进一步优化和调整，充分发挥各层基质的作用，各层机制相互配合，促进外生菌根真菌侵染宿主植物根系形成外生菌根。

在一些优选的实施方式中，所述蛭石、草炭、火山岩颗粒和鹿沼土的粒径各自独立的为1～4mm，例如可以为，但不限于1mm、2mm、3mm、或4mm，优选为2～3mm。

第二方面，本发明提供了一种高效合成外生菌根的复合基质在苗木种植中的应用。

本发明提供的高效合成外生菌根的复合基质，设置简单，成本较低，利用不同的基质组合，满足了外生菌根合成对氧气、水分和养分的需求，能显著提高外生菌根合成效率，缩短菌根合成时间，提高菌根化率，能够用于苗木种植中。

需要说明的是，本发明对于适用植株的种类不做具体限制，包括但不限于龙脑香科、半日花科、木麻黄科等许多灌木和松科、榛科、壳斗科、杨柳科、桦木科或椴树科。

优选地，本发明提供的高效合成外生菌根的复合基质更适用于侧根发达，并且幼嫩的侧根较多的植株，例如日本黑松。

使用时，将植株种植于本发明复合基质的透气层和接菌层分界处，并使得大部分根系分布于接菌层中即可。

下面通过具体的实施例和对比例进一步说明本发明，但是，应当理解为，这些实施例仅仅是用于更详细地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。

实施例1

一种高效合成外生菌根的复合基质，如图1所示，由下至上依次为保水供肥层、接菌层和透气层。保水供肥层厚度为65mm，由蛭石和草炭按体积比1:1均匀混合而成，且所使用的蛭石和草炭粒径为1～4mm；接菌层厚度为85mm，由火山岩颗粒和鹿沼土混合物与蛭石按重量比1:1均匀混合而成，并且接菌层中加入了外生菌根真菌红蜡蘑(Laccarialaccata)菌块(菌块大小5mm*5mm*5mm，菌块掺加密度为1个/cm

实施例2

一种高效合成外生菌根的复合基质，由下至上依次为保水供肥层、接菌层和透气层。保水供肥层厚度为80mm，由蛭石和草炭按体积比1:2均匀混合而成，且所使用的蛭石和草炭粒径为1～4mm；接菌层厚度为70mm，由鹿沼土与蛭石按重量比2:1均匀混合而成，并且接菌层中加入了外生菌根真菌红蜡蘑(Laccaria laccata)菌块(菌块大小4mm*6mm*5mm，菌块掺加密度为0.5个/cm

实施例3

一种高效合成外生菌根的复合基质，由下至上依次为保水供肥层、接菌层和透气层。保水供肥层厚度为50mm，由蛭石和草炭按体积比2:1均匀混合而成，且所使用的蛭石和草炭粒径为1～4mm；接菌层厚度为100mm，由火山岩颗粒与蛭石按重量比1:2均匀混合而成，并且接菌层中加入了外生菌根真菌红蜡蘑(Laccaria laccata)菌块(菌块大小6mm*4mm*5mm，菌块掺加密度为1.5个/cm

对比例2

一种合成外生菌根基质，基质厚度为190mm，为由火山岩颗粒构成，并且基质中加入了外生菌根真菌红蜡蘑(Laccaria laccata)菌块(菌块大小5mm*5mm*5mm，菌块掺加密度为1个/cm

对比例3

一种合成外生菌根基质，基质厚度为190mm，为由鹿沼土构成，并且基质中加入了外生菌根真菌红蜡蘑(Laccaria laccata)菌块(菌块大小5mm*5mm*5mm，菌块掺加密度为1个/cm

对比例1

一种合成外生菌根基质，基质厚度为190mm，由蛭石和草炭按体积比1:1均匀混合而成，并且基质中加入了外生菌根真菌红蜡蘑(Laccaria laccata)菌块(菌块大小5mm*5mm*5mm，菌块掺加密度为1个/cm

试验例1

选用在蛭石中播种45天的日本黑松(Pinus thunbergii Parl.)幼苗，此时的幼苗主根明显，侧根发达且幼嫩。将幼苗冲洗干净，分别移栽在实施例1和对比例1～3提供的基质中。将幼苗移栽在实施例1基质的透气层和接菌层分界处，将根系分布于接菌层中；对比例1～3中幼苗的移栽位置与实施例1的幼苗移栽位置相同，并将根系分布于基质中。

分别在移栽后的第20天、第30天、第45天及第60天统计实施例1和对比例1～3中幼苗的菌根化率，统计结果见表1。

表1实施例1和对比例1～3的基质对菌根化率的影响

表1可看出，实施例1制备的高效合成外生菌根的复合基质相比于常规基质，能极大的缩短菌根时间，提高菌根化率。试验表明，本发明的高效合成外生菌根的复合基质具有良好的使用效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。