板栗接種食用菌根真菌的菌根化效果及對幼苗促生效應的研究

鄭來友，童品璋，孫宣軍，相聰偉，張 倩，許小婉，楊共鳴，斯海平

(1.中國林業科學研究院林業研究所，北京 100091； 2.浙江省諸暨市農林局，浙江 諸暨 311800)

板栗接種食用菌根真菌的菌根化效果及對幼苗促生效應的研究

鄭來友1，童品璋2，孫宣軍2，相聰偉1，張 倩1，許小婉2，楊共鳴2，斯海平2

(1.中國林業科學研究院林業研究所，北京 100091； 2.浙江省諸暨市農林局，浙江 諸暨 311800)

[目的]通過板栗幼苗人工接種食用菌根菌固體菌劑，分析其對板栗幼苗生長指標和根系菌根化的效果，以驗證大紅菇(菌株編號2014-10)、紅絨蓋牛肝菌(菌株編號2014-14)和美味牛肝菌(菌株編號50559)這3種食用菌根菌固體菌劑作為板栗接種體的有效性及其促生效應，為進一步探索“板栗食用菌根菌新型經濟林栽培模式”提供基礎。[方法]在板栗播種時分別接種上述3種食用菌根菌固體菌劑，并設空白作對照。對當年生幼苗苗高、地徑、根系干質量、側根數、側根總長、幼苗侵染率、吸收根侵染率等指標進行調查和分析，并制作菌根石蠟切片進行微觀結構觀察。[結果]表明：(1)上述3種食用菌根菌在人工接種下均能侵染板栗幼苗根系，平均幼苗菌根化率分別達95.8%、87.0%和96.7%，平均吸收根菌根化率分別達57%、53%和50%，達較高的侵染強度；經微觀觀察，板栗幼苗根系均形成典型的菌根結構——菌絲套和哈蒂氏網。(2)與對照幼苗相比，3個菌種處理幼苗的平均苗高分別提高32.5%、24.0%和22.7%，平均地徑分別提高19.4%、14.1%和5.0%，差異顯著(P<0.05)；平均根系干質量分別提高18.9%、25.3%和14.1%，平均側根數分別提高16.0%、14.1%和12.1%，平均側根總長分別提高26.8%、28.9%和44.8%，差異極顯著(P<0.01)。[結論](1)上述供試食用菌根菌均與板栗根系建立了共生關系，幼苗菌根化效果良好，吸收根菌根化強度高，形成了菌根的典型結構，即菌絲套和哈蒂氏網，驗證了上述菌種固體菌劑的有效性，認為其可以作為板栗食用菌根菌栽培的接種體而用于生產實踐，為探索“板栗食用菌根菌新型經濟林栽培模式”提供了基礎。(2)上述供試菌種接種后，對板栗幼苗各項主要生長指標均有不同程度的促進作用，說明上述食用菌根菌對板栗幼苗具有顯著的促生效應。

板栗；食用菌根菌；菌根化；生長效應

近年來,隨著林下經濟的蓬勃發展，林下食用菌栽培業取得了較大的發展，但栽培種類僅局限于已能進行大規模人工栽培的種類，如香菇、平菇、杏鮑菇、木耳等。目前,不能進行人工栽培卻能真正與樹木形成互惠互利關系的共生菌根食用菌栽培模式已成為研究方向，這種栽培模式是“營建新型生態經濟林——食用菌根菌經濟林模式”[1]，即在營造經濟林之前選擇好樹種和與其能共生的珍貴食用菌根菌種類，人工使其合成菌根，從單一生產林果為主轉變為以生產林果和珍貴食用菌根菌為主，既增加了經濟收入，又充分發揮了菌根共生關系的優勢[2]。國際上主要通過培養菌根化幼苗，建立種植園的方式在多種珍貴食用菌根菌生產上取得了成功,而我國研究人員在黑孢塊菌、乳牛肝菌、紅汁乳菇等珍貴食用菌根菌栽培方面同樣取得了較大進展[3-4]。目前，食用菌根菌已逐漸成為農林業的新寵兒[5]，不僅因為這些食用菌根菌具有獨特的食用和藥用價值[6-7],而且還能促進樹木生長、提高產量、增強抗性、改良土壤。板栗(CastaneamollissimaBl.)是我國優良的經濟林樹種，且能與多種珍貴食用菌根菌共生，探索和發展板栗食用菌根菌生態林，既在一定程度上解決我國某些地區板栗發展趨于飽和、缺乏經濟增長的現狀，又能結合老齡板栗樹的更新，引入食用菌根菌栽培，增加新的經濟增長點。

發展板栗食用菌根菌經濟林模式的基礎是目的菌種能否與板栗人工合成菌根，筆者在研制成功板栗食用菌根菌固體菌劑的基礎上[8]，進行了板栗接種食用菌根菌菌根化效果試驗，以驗證供試菌種能否侵染板栗根系，能否形成菌根的典型結構——菌絲套和哈蒂氏網，驗證固體菌劑的有效性，同時觀測接種食用菌根菌對板栗幼苗生長的影響。

1 試驗地點及供試菌種

1.1 試驗地點

育苗試驗地位于浙江省諸暨市浬浦鎮兼溪村(29°N,120°E)，屬亞熱帶季風氣候區，四季分明，雨水較多，光照充足。原為浙江省板栗主產區之一，但近年來由于效益下降、林齡老化等原因，板栗發展已停滯。本試驗的最終目的就是引入食用菌根菌栽培，以增加板栗種植效益。

1.2 供試食用菌根菌種類及來源

本文供試食用菌根菌及來源見表1。菌種由中國林科院菌根研究開發中心經過固體發酵后制成固體菌劑,用于育苗試驗。

表1 供試菌種名稱及來源Table 1 The name and sources of the tested strains

2 試驗方法

2.1 試驗設置

試驗共設4個處理：(1)接種大紅菇；(2)接種紅絨蓋牛肝菌；(3)：接種美味牛肝菌；(4)空白對照(CK)，即不接種菌根劑。采用隨機區組設置，3次重復，每處理播種30粒板栗種子。

2.2 育苗及接種方法

2.2.1 育苗地及種子處理 育苗地土壤經深翻、暴曬、耙平后做成苗床，每處理之間挖深40 cm、寬30 cm的隔離溝。根據育苗量，每處理設1 m2苗床。板栗種子經過低溫層積催芽后于2015年3月底播種。

2.2.2 接種方法 首先用量杯量取15 cm3的固體菌根劑放于播種穴底部，然后覆蓋一層約1 cm厚的土，再將種子播種在土上，最后覆土壓實。處理與對照均按常規方式管理。

2.3 調查項目及方法

2.3.1 板栗幼苗生長指標調查 于2015年11月底，調查苗高、地徑、側根數、側根長、根系干質量。在量取各處理板栗幼苗的苗高和地徑后，將幼苗連根挖出，盡量保留完整根系，觀測根系菌根化情況；每區組每處理各選取完整的根系5株帶回試驗室，自然風干后稱根系干質量；每處理隨機選取完整的根系5株記錄側根數，測量側根總長[2]。

2.3.2 板栗幼苗人工合成菌根效果檢測 在現場利用目測法[9]觀察統計幼苗菌根化率(幼苗菌根化率=有菌根的株數/總株數×100%)；利用計數統計調查法[9]統計吸收根菌根化率(吸收根菌根化率=具菌根的吸收根/總吸收根×100%)。

2.3.3 板栗菌根外觀及微觀結構觀察 肉眼或輔助體視鏡觀察記錄菌根的顏色、形狀、菌絲套及外延菌絲情況。選取結構良好的典型菌根存放于FAA固定液中帶回試驗室進行顯微觀察，并采用石蠟切片及番紅固綠對染[2]的方法制作菌根橫切片和縱切片，進行顯微觀察和照相。

3 結果與分析

3.1 食用菌根菌處理對板栗幼苗生長指標影響調查結果

測量和方差分析的結果(表2、3)表明: 板栗幼苗苗高、地徑各區組間差異不顯著，各處理間差異顯著(P<0.05); 板栗幼苗根系干質量區組間差異不顯著，各處理間差異極顯著(P<0.01)。

表2 板栗幼苗苗高、地徑、根系干質量方差分析結果Table 2 Variation analysis of seedling height, basal diameter and root dry biomass of Chinese chestnut seedlings

注：*表示差異顯著(P<0.05),**表示差異極顯著(P<0.01)，下同。

Note: * the difference was significant (P<0.05), * * the difference was very significant (P<0.01), the same below.

表3 板栗幼苗苗高、地徑、根系干質量平均值及多重比較結果Table 3 The multiple comparison of the average seedling height, basal diameter and root dry biomass of Chinese chestnut seedling

注：同列中不同小寫字母表示差異顯著，不同大寫字母表示差異極顯著，下同。

Note: in the same column, the different small letters indicate significant difference, the difference capital letters indicate very significant, the same below.

由表3可見：各菌種處理苗高均顯著高于對照，大紅菇、紅絨蓋牛肝菌和美味牛肝菌處理的平均苗高比對照分別提高32.5%、24.0%和22.7%，各菌種間平均苗高差異不顯著，說明接種食用菌根菌菌種后，對當年生幼苗的高生長有顯著的促進作用；大紅菇和紅絨蓋牛肝菌處理幼苗的平均地徑比對照分別提高19.4%和14.1%，與對照差異顯著，而美味牛肝菌處理后幼苗的平均地徑僅比對照提高5.0%，二者間差異不顯著。

大紅菇、紅絨蓋牛肝菌和美味牛肝菌處理后根系平均干質量比對照分別提高18.9%、25.3%和14.1%，均與對照差異極顯著。

由表4、5可見：各菌種處理的側根數和側根總長均與對照差異極顯著，大紅菇、紅絨蓋牛肝菌和美味牛肝菌處理平均側根數分別比對照提高16.0%、14.1%和12.1%，平均側根總長分別比對照提高26.8%、28.9%和44.8%，說明接種食用菌根菌對板栗幼苗根系的生長發育具有極顯著的促進作用。由圖1(左為菌根化苗，右為對照苗)可見：大紅菇處理的菌根化苗苗高、地徑均優于對照，根系比對照苗更發達，側根尤其是吸收根更多。圖2為菌種大紅菇(2014-10)與板栗幼苗形成的菌根化根系，圖中箭頭所指為吸收根所形成的白色菌根。

表4 板栗幼苗側根數及側根總長方差分析結果Table 4 Variation analysis of lateral roots number and lateral roots length of Chinese chestnut seedlings

表5 板栗幼苗側根數、側根總長平均值及多重比較結果Table 5 The multiple comparison of the average lateral roots number and lateral roots length of Chinese chestnut seedlings

綜合以上調查結果，生長指標在3個食用菌根菌間差異不顯著，說明這3個菌種對板栗幼苗生長指標的促進作用一致。

3.2 板栗幼苗根系菌根化效果

通過對各處理幼苗根系的觀察發現：3個菌種均與板栗根系形成了菌根。利用目測法和計數統計法統計幼苗菌根化率和吸收根菌根化率。由表6可見：接種食用菌根菌后，各菌種均與板栗幼苗根系形成菌根，幼苗平均菌根化率均高于80%,吸收根平

圖1 2014-10處理菌根化幼苗與對照的比較Fig.1 Comparisonofmycorrhizalseedlingsinthetreatmentof2014-10andcontrol圖2 2014-10與板栗形成的菌根化根系(箭頭所指為菌根,下同)Fig.2 2014-10andchestnutformationofmycorrhizaroots(Thearrowreferstothemycorrhizal,thesamebelow)圖3 菌種2014-10處理根系與對照的比較Fig.3 Comparisonoftherootsysteminthetreatmentof2014-10andcontrol.圖4 菌種2014-14處理根系與對照的比較Fig.4 Comparisonoftherootsysteminthetreatmentof2014-14andcontrol.圖5 菌種50559處理根系與對照的比較Fig.5 Comparisonoftherootsysteminthetreatmentof50559andcontrol.圖6 2014-10處理形成的菌根化根系Fig.6 Strain2014-10treatmentoftheformationofmycorrhizaroots圖7 2014-14處理形成的菌根化根系Fig.7 Strain2014-14treatmentoftheformationofmycorrhizaroots圖8 50559處理形成的菌根化根系Fig.8 Strain50559treatmentoftheformationofmycorrhizaroots

表6 板栗幼苗菌根化率和吸收根菌根化率調查結果Table 6 The investigation of the average mycorrhization rate of seedlings and absorbing roots of Chinese chestnut seedlings

圖9 菌種2014-10形成的菌根Fig.9 Mycorrhizaformedbystrain2014-10圖10 菌種2014-14形成的菌根Fig.10 Mycorrhizaformedbystrain2014-14圖11 菌種50559形成的菌根Fig.11 Mycorrhizaformedbystrain50559

表7 不同菌種處理的板栗幼苗根系形成的菌根外觀形態Table 7 The morphological characteristics of mycorhiza of Chinese chestnut seedlings inoculated with different solid inocula

3.3 菌根外觀形狀及微觀觀察

圖12 2014-10形成的菌根根尖橫切片顯微照片(×400)
Fig.12 Microscopic photographs of the apical transverse sections of the mycorrhiza root formed with strain 2014-10(×400)

Fig.13 Microscopic photographs of the apical transverse sections of the mycorrhiza root formed with strain 2014-14(×600)

圖14 50559形成的菌根根尖橫切片顯微照片(×600)
Fig.14 Microscopic photographs of the apical transverse sections of the mycorrhiza root formed with strain 50559(×600)

4 討論

(1)本文在板栗播種的同時接種食用菌根菌，探討其與板栗幼苗根系的菌根化效果及對板栗幼苗的促生效應。國內其他同類研究也多集中于外生菌根真菌對板栗幼苗的生長效應方面，目的是以促進板栗幼苗生長為主。本文在食用菌根真菌對幼苗生長指標的影響方面與其他同類研究結果基本相同，即接種菌根真菌后對幼苗的各項生長指標具有顯著的促進作用。石青蓮等[10]、呂全等[11]、秦嶺等[12]、秦天天等[13]在各自的研究中均得出了類似結果，而且在光合效率、抗旱性能等方面也證明了菌根真菌的有效性。

(2)本研究與國內其他同類研究有所區別的方面：一是以食用菌根真菌作為研究對象，目的是為營建“板栗食用菌根菌經濟林”提供理論和實踐基礎。二是對各項生長指標進行分析的同時，還重點對各菌種與板栗幼苗根系的侵染率尤其是吸收根侵染率進行了比較詳細的分析和觀察。結果表明：供試的3種食用菌根真菌固體菌劑與板栗幼苗根系的菌根化強度較高，驗證了所培養的固體菌劑用于板栗食用菌根菌栽培的有效性。本研究采用的優良菌種及其高效固體菌劑培養方法、直接穴施的接種方式是保證高侵染率的重要原因，直接穴施使菌體更集中，胚根長出后能第一時間與高濃度菌接觸，可以大幅度提高侵染率[2]。只有達到一定的菌根化強度，菌根才能對共生樹種各方面產生有益作用[14]，同時才能更有利于食用菌根菌在土壤中的繁殖，為子實體的萌發生長奠定基礎。

(3) “板栗食用菌根菌經濟林”營建模式一旦建立起來，既能發揮菌根對板栗多方面的有益作用,如提高養分吸收及利用率，提高抗旱抗病性，促進生長等，又能培養林下優良珍貴的食用菌根真菌，達到增加林農收入的目的。從菌根的原理看，它的效應是長期的[2]，但具體到人工接種后板栗菌根體系的持續性效應，需多年的持續監測才能確定，這一點也關系到將來“板栗食用菌根菌經濟林”效益持續性，本研究也將對此進行長期的跟蹤監測。

(4) 本項研究為“板栗食用菌根菌經濟林”的營建提供了優良的菌種及有效的接種體，但除此以外還需要探索食用菌根菌萌發子實體的各種條件及營建的正確方式，因此，還需要進行更進一步的試驗研究。

5 結論

(1) 板栗種子播種時分別接種大紅菇、紅絨蓋牛肝菌、美味牛肝菌3個食用菌根真菌純培養固體菌劑，8個月后調查結果顯示，3個菌種均與板栗幼苗根系共生，菌根化效果良好，并形成了菌根的典型結構——菌絲套和哈蒂氏網，幼苗平均菌根化率均>80%，吸收根平均菌根化率均≥50%，菌根化強度較高，從而驗證了3個菌種固體菌劑的有效性，說明筆者培養的3個菌種固體菌劑可以作為板栗食用菌根菌栽培的接種體用于生產實踐，為進一步探索營建“板栗食用菌根菌經濟林”提供了基礎。

(2) 3個供試菌種與板栗幼苗根系形成菌根后，板栗幼苗苗高、地徑與對照的差異均顯著，根系干質量、側根數和側根總長與對照的差異均極顯著，說明3個供試菌種菌根化后對板栗幼苗生長具有顯著的促生效應，進一步說明接種食用菌根菌后不僅能采收優良食用菌，還能促進板栗生長。

[1] Wang Y.Edible mushroom as secondary crops in forest[J],Quarterly Journal of Forestry,2001(195):299-304.

[2] 花曉梅，林木菌根研究[M].北京：中國科學技術出版社，1995.

[3] 唐 超，陳應龍，劉潤進.菌根食用菌研究進展 [J].菌物學報，2011，30(3)：367-378.

[4] 王林軍，劉宏偉.興安落葉松菌根食用菌生態林的探討[J].內蒙古林業調查設計，2014，3(4)：107-108.

[5] 付紹春，譚 琦，譚著名.生態農林業的新寵兒——菌根食用菌[J].中國食用菌，2009，28(1)：9-12.

[6] 陳宇航，陳政明，林國華.紅菇屬真菌研究進展[J].福建省農科院學報，1999，14(增刊)：140-144.

[7] 周亮齊，王玲仙.十多種常見野生食用菌氨基酸組成分析[J].中國食用菌，1991，11(5)：23-26.

[8] 鄭來友. 板栗共生菌根食用菌固體接種劑制備的研究[J]. 林業科技通訊，2015(12)：59-62.

[9] Anderson R, Stewart E，Krupa S. A technique to quantify ectomycorrhizae on forest tree[R]. Proceeding of the third North American C onference on Mycorrhizae,1977.

[10] 石青蓮，郭素娟，尹偉倫.不同菌根菌對板栗容器苗生長和形態指標的影響[J].山東林業科技，2004(2)：1-3.

[11] 呂 全，雷增普.外生菌根提高板栗苗木抗旱性能及其機理的研究[J].林業科學研究，2000,13(3)：249-256.

[12] 秦 嶺，董清華，鄭來友，等.菌根對板栗幼苗生長及抗旱性的影響[J].北京農學院學報，2000,15(2)：10-15.

[13] 秦天天，郭素娟.砧木類型及菌根化對板栗嫁接苗生長及光合特性的影響[J].中南林業科技大學學報，2015,35(3)：64-68.

[14] 楊國亭，宋關玲，高興喜.外生菌根在森林生態系統中的重要性(Ⅰ)[J].東北林業大學學報，1999,27(6)：72-75.

(責任編輯：徐玉秀)

Study of Mycorrization of Inoculating Edible Mycorrhizal Fungi on Chinese Chestnut and Its Effect on Promoting Seedling Growth

ZHENGLai-you1,TONGPin-zhang2,SUNXuan-jun2,XIANGCong-wei1,ZHANGQian1,XUXiao-wan2,YANGGong-ming2,SIHai-ping2

(1.Research Institute of Forestry, Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China;2.Agriculture and Forestry Bureau of Zhuji City, Zhejiang Province, Zhuji 311800, Zhejiang, China)

[Objective]The objective of this study is to verify the effectiveness of three edible mycorrhizal fungi species (Russulaalutacea,Xerocomuschrysenteron, andBoletusedulis) as solid inocula and their effect on promoting the growth of Chinese chestnut (Castaneamollissima) seedlings, so as to provide some references for the study of “new non-timber forest cultivation model of Chinese chestnut- edible mycorrhizal fungi”.[Method]The three species of mycorrhizal fungi were inoculated when sowing Chinese chestnut. The seedling height, basal diameter, root dry biomass, lateral root number, lateral root length, seedling infection rate, infection rate of absorption root were investigated and analyzed. [Result]The results show that: (1) The 3 mycorrhizal fungi species could infect the root of Chinese chestnut seedling under artificial inoculation condition, the average infection rates of the 3 mycorrhizal fungi species were 95.8%, 87.0% and 96.7% respectively, the average infection rates of absorption root were 57%, 53% and 50% respectively, showing that the infection rate reached a high level. The results of microscopic observation showed that the typical structure of the mycelial mantle and Hartig net were formed. (2) Compared with the control seedlings, the average heights of treated seedlings increased by 32.5%, 23.9% and 22.7% respectively, the average diameters increased by 19.4%, 14.1% and 5.0% respectively. significantly differences were observed between treated seedlings and control (P<0.05). The average root dry biomass increased by 18.9%, 25.3% and 14.1% respectively, the average number of lateral roots increased by 16%, 14.1% and 12.1% respectively, the average length of lateral roots increased by 26.8%, 28.9% and 44.8% respectively, highly significantly differences were observed between treated seedlings and control (P<0.01). [Conclusion] (1) The 3 mycorrhizal fungi species established a symbiotic relation with Chinese chestnut root, and formed a typical structure of mycorrhizae, i.e. the mycelial mantle and Hartig net. The results verified the effectiveness of the solid edible mycorrhizal inocula. It was proved that they can be used as inocula for the Chinese chestnut cultivation. It provided the references for the study of the “new non-timber forest cultivation model of Chinese chestnut-edible mycorrhizal fungi”. (2) In the study, the main growth indexes of Chinese chestnut seedlings were promoted in various degrees, which showed that the edible mycorrhizal fungi had a significant effect on promoting the growth of Chinese chestnut seedlings.

Castaneamollissima; edible mycorrhizal fungi; mycorrhization; growth effects

10.13275/j.cnki.lykxyj.2017.01.012

2016-07-26

中國林業科學研究院與浙江省院合作項目“浙江省板栗林下優良食用菌根菌篩選及其利用的研究”(2013SY08)的部分內容

鄭來友(1971—)，男，北京人，助理研究員.E-mail:zly@caf.ac.cn

S759.3

A

1001-1498(2017)01-0081-07