安 麗
(楊凌示范區(qū)林業(yè)站,陜西 楊陵 712100)
菌根是在植物生長期間發(fā)生的植物與真菌在根部皮層細(xì)胞間聯(lián)合或共生的現(xiàn)象[1]。這種聯(lián)合主要表現(xiàn)在植物產(chǎn)生的碳水化合物和真菌產(chǎn)生的營養(yǎng)物質(zhì)的互相傳遞。根據(jù)其形態(tài)和解剖學(xué)特征,可分為外生菌根、內(nèi)生菌根和內(nèi)外生菌根三大類。
自從Frank(1885)首次提出菌根概念以來,菌根和菌根真菌的研究已經(jīng)經(jīng)歷了一個多世紀(jì)的時間[2]。隨著人們對菌根認(rèn)識的逐漸深人,菌根研究日益引起世界各國的普遍關(guān)注,尤其是最近10年來得到了前所未有的發(fā)展。我國始于20世紀(jì)50年代中期的外生菌根研究,著手于松類的苗木接菌、造林試驗(yàn),但剛剛起步至50年代末就又處于長達(dá)20年的停滯狀態(tài),直至70年代中期,廣東省林科所進(jìn)行國外松接種菌根菌對其造林成活和生長的初步觀察,菌根研究悄然興起。我國菌根的發(fā)展雖然起步晚,但是發(fā)展速度較快。
森林生態(tài)系統(tǒng)中存在我國經(jīng)濟(jì)價值和生態(tài)價值均很高的樹種,它們在森林生態(tài)系統(tǒng)中的發(fā)育和生長也得到了人們的高度重視。大量研究結(jié)果表明,林木的生長發(fā)育及林分更新必須依賴于外生菌根的存在,外生菌根對其在自然狀態(tài)下的生存至關(guān)重要[3-4]。本文通過對外生菌根真菌的資源研究現(xiàn)狀、生態(tài)效應(yīng)、影響因子以及應(yīng)用技術(shù)方面的研究進(jìn)展進(jìn)行簡要論述。
外生菌根菌是真菌與高等植物的根部形成的菌根合體??梢院椭参镄纬赏馍恼婢謱儆谌齻€亞門:擔(dān)子菌亞門(Basidiomytina),子囊菌亞門(Ascomycotina)和接合菌亞門(zygomyeotina),其中以擔(dān)子菌所占的種類最多,以牛肝菌科(Boletaceae)、紅菇科(Russulaceae)、雞油菌科(Cantharellaceae)等科中的菌根真菌種屬比較集中,數(shù)量較多。
Melin首次開始對外生菌根進(jìn)行分類研究,利用菌根的一些宏觀特征將外生菌根分為4個基本類型和2個亞類[5-6]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全球約有5 000~6 000種外生菌根真菌[7],而我國現(xiàn)已確認(rèn)與林木共生的外生菌根真菌約為28科,63屬,近600種。迄今為止,我國對于一種林型的外生菌根的形態(tài)類型及分子鑒定研究比較少見,主要是針對一些特定地區(qū)各種林型下的外生菌根進(jìn)行研究。
蒲訓(xùn)[13]大概于20世紀(jì)末,對甘肅隴南地區(qū)的外生菌根進(jìn)行了調(diào)查,發(fā)現(xiàn)與樹木共生的外生菌根大型真菌77種,隸屬于14科、28屬。隨后張春霞等[10]對秦嶺火地塘林區(qū)的大型真菌進(jìn)行了調(diào)查和鑒定,結(jié)果表明:火地塘大型真菌97種,隸屬于52屬、26科,其中食用菌45種,藥用菌21種,毒菌16種,菌根菌14種,其中以口蘑科、小皮傘科、球蓋菇科為最多,總體上針葉林內(nèi)大型真菌豐富多樣,尤其以華山松林種類最多。白淑蘭等[9]對內(nèi)蒙古大青山主要林區(qū)的外生菌根真菌資源進(jìn)行了系統(tǒng)研究,初步認(rèn)為外生菌根真菌隸屬于18科、41屬、163種。樊永軍等[8]對內(nèi)蒙古段賀蘭山地區(qū)青海云杉外生菌根形態(tài)多樣性進(jìn)行初步研究,發(fā)現(xiàn)與青海云杉共生的外生菌根有11種不同的類型,其中鑒定到種水平7株,屬水平2株,科水平2株,其中子囊菌為2株,其余都為擔(dān)子菌。張茹琴等[11]2006-2007年8-9月期間共4次對秦嶺火地塘林區(qū)松櫟混交林、落葉松林、油松林及華山松林下的外生菌根(ECM)真菌資源多樣性進(jìn)行了研究,鑒定出ECM真菌29種,16屬,10科,主要屬于牛肝菌科、紅菇科和雞油菌科,并發(fā)現(xiàn)松櫟混交林下真菌種類最多,落葉松林、油松林和華山松林ECM真菌種類較少。樊永軍等[66]對內(nèi)蒙古地區(qū)白樺外生菌根形態(tài)類型及分子鑒定,外生菌根真菌共13種,其中擔(dān)子菌7種,子囊菌4種。祁鵬等[12]對秦嶺中段部分地區(qū)大型真菌資源初步調(diào)查,已鑒定出123種,擔(dān)子菌112種、子囊菌11種,隸屬2個亞門、5綱、11目、35科、74屬,其中食用菌62種、藥用菌21種、外生菌根菌28種、有毒真菌7種、木腐菌18種。
孟繁榮等[15]大概于21世紀(jì)初在東北長白山、小興安嶺、大興安嶺主要針葉林內(nèi)進(jìn)行了調(diào)查,經(jīng)整理鑒定,計(jì)有19科43屬163種外生菌根真菌,其中長白山18科39屬135種,小興安嶺16科35屬116種,大興嶺11科22屬50余種。長白山林區(qū)以闊葉紅松林和紅松云杉林內(nèi)的種類占優(yōu)勢,其中大多是廣性宿主真菌,分布范圍廣泛且能與多種樹木形成菌根,而少數(shù)為專性宿主真菌,有的只與一種或幾種樹林形成菌根;小興安嶺林區(qū)有保存完好而典型的原始闊葉紅松林、云冷杉和興安落葉松林,三個林型外生菌根真菌種類豐富;大興安嶺樹種單一外生菌根真菌種類較少。王淑清等[14]對我國東北地區(qū)主要用材樹種外生菌根真菌資源、種類進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查研究,發(fā)現(xiàn)與落葉松、樟子松、油松、楊樹等主要用材樹種共生形成外生菌根的真菌共76種,隸屬14科,25屬,其中落葉松菌根真菌24種,樟子松菌根真菌21種,油松菌根真菌5種,紅松菌根真菌6種,楊樹菌根真菌16種,其他菌根真菌13種,其中許多菌根真菌與多樹種形成菌根。
花曉梅等[16]大概于20世紀(jì)90年代,調(diào)查研究了我國南方松不同森林類型外生菌根菌資源、種類,提出了與南方松形成外生菌根的真菌115種,隸屬14科,30屬,其中馬尾松菌根真菌39種,云南松菌根真菌20種,濕地松菌根真菌35種,火炬松菌根真菌29種,加勒比松菌根真菌5種。柯麗霞等[17]對黃山地區(qū)松樹林下外生菌根菌資源進(jìn)行了調(diào)查,鑒定出外生菌根菌43種,隸屬于10科17屬,其中馬尾松林下10科17屬43種、黃山松林下6科8屬12種;馬尾松成熟林下外生菌根菌種類豐富;黃山松林下的大型真菌及菌根真菌種類和數(shù)量要少些。錢曉鳴等[19]對武夷山國家級自然保護(hù)區(qū)殘遺與瀕危樹種南方鐵杉植物群落歷經(jīng)了6年的調(diào)查,共采集了123種外生菌根。饒本強(qiáng)等[18]對武夷山自然保護(hù)區(qū)3個不同生境的馬尾松與其他植被的混交林中采集馬尾松菌根樣品,其中初步鑒定到屬或種的有5種,對暫時無法確認(rèn)的外生菌根有31種。
畢國昌等[21]大概于20世紀(jì)80年代在云南西北部高山針葉林內(nèi)主要林型中進(jìn)行了外生菌根真菌調(diào)查,經(jīng)鑒定計(jì)有3個屬約140余種外生菌根真菌。何紹昌[23]曾對貴州林木外生菌根菌報道約138種,隸屬2亞門3綱5目16科33屬,共生樹種25種,外生菌根的形態(tài)為4種。譚方河等[22]對四川省馬尾松、濕地松、火炬松、桉樹等人工幼林及少數(shù)天然林的外生菌根菌進(jìn)行了調(diào)查研究,鑒定出外生菌根真菌9科18屬50種,其中馬尾松林8科13屬,40種(占80%),濕地松林7科9屬,22種(占44%),火炬松林6科9屬,11種(占22%)、云南松林17種(占34%)。于富強(qiáng)等[20]利用5年時間調(diào)查了滇中及其附近云南松林下外生菌根真菌的生態(tài)分布,發(fā)現(xiàn)有27科39屬211種,紅菇屬(Russula)、牛肝菌屬(Boletus)、乳菇屬(Lactarius)等為云南松林下的主要外生菌根菌類群。
國內(nèi)對楊樹和桉樹等樹種外生菌根的研究卻很少。唐明等[25]大概于20世紀(jì)90年代對陜西35種楊樹外生菌根的調(diào)查研究,鑒定出9種外生菌根真菌,主要隸屬于擔(dān)子菌亞門傘菌目。陳輝等[24]研究楊樹菌根真菌資源豐富,報道有30種外生菌根真菌。朱天輝等[26]通過野外調(diào)查和室內(nèi)鑒定,發(fā)現(xiàn)在四川與桉樹共生的外生菌根真菌共17種,隸屬9科11屬,主要有硬皮馬勃科5種,占29.4%;紅菇科4種,占23.5%;馬勃科2種,占11.8%。
綜上所述,我國各個地區(qū)外生菌根資源豐富,種類繁多。從以上結(jié)果可以看出,西南地區(qū)、東北地區(qū)及西北地區(qū)外生菌根略微多于南方地區(qū),這可能與各個地區(qū)不同的自然環(huán)境條件有關(guān),從而影響外生菌根的生長,也可能與人為取樣的選擇有關(guān)等;總體上針葉林內(nèi)大型真菌豐富多樣,尤其以華山松、云南松、馬尾松林種類最多,而楊樹和桉樹等樹種相對較?。换旌狭滞馍N類一般大于單純林。以上有待于更進(jìn)一步研究。
外生菌根真菌是森林生態(tài)系統(tǒng)中的重要成分,其菌套和外延菌絲具有擴(kuò)大喬灌木植物根系吸收養(yǎng)分,促進(jìn)生長[27],改善寄主植物的根際環(huán)境,增強(qiáng)樹木抗旱、抗病、抗鹽和抗重金屬等能力[28-30]。在重金屬污染的土壤中,常發(fā)現(xiàn)抗(耐)重金屬的外生菌根真菌,它們侵染寄主植物后,可促進(jìn)樹木幼苗的成活與生長[31-32]。
外生菌根能夠提高幼苗成活率、促進(jìn)苗木的生長。菌根體系所具有的菌絲體系,促進(jìn)了宿主植物根系對水分、養(yǎng)分的吸收和傳輸[33]。特別是對外界氮、磷、鉀[34-35]的代謝利用。外生菌根真菌還可以刺激宿主植物合成生長素、細(xì)胞分裂素等內(nèi)源激素,或產(chǎn)生一些次生代謝產(chǎn)物(如酶類、有機(jī)酸)等來調(diào)節(jié)植物體內(nèi)的激素和代謝平衡,促進(jìn)植物生長[36]。張文泉等[37]通過對菌根化苗木的苗高、地莖、干重及菌根侵染率測定分析表明,苗木菌根化可顯著促進(jìn)樟子松苗木的生長。孫民琴等[38]研究了7種外生菌根真菌對馬尾松、黑松和濕地松出苗和生長的影響,結(jié)果表明:播種時接種外生菌根菌可提高種子的出苗率,并使出苗時間提前,并且菌根菌能顯著提高松苗的苗高、地徑、側(cè)根數(shù)和干重。
外生菌根影響植物對重金屬的吸收。張小燕等[39]研究表明,外生菌根菌絲的細(xì)胞壁由多糖、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)構(gòu)成,可通過結(jié)合蛋白或多肽吸收重金屬,從而降低其進(jìn)入植物體內(nèi),菌絲體液泡中的分隔區(qū)中的絡(luò)合(配位)作用也能累積重金屬。在外生菌根真菌提高寄主植物抗(耐)重金屬過程中,菌絲的阻隔作用和分泌有機(jī)酸,尤其是草酸對重金屬產(chǎn)生的絡(luò)合作用極其重要,大幅度減少了重金屬進(jìn)入植物體內(nèi)[40]。李華等[41]發(fā)現(xiàn)抗性強(qiáng)的外生菌根真菌可通過分泌較多的有機(jī)酸絡(luò)合鋁和錳而緩解其毒害。外生菌根真菌主要分泌乙酸、草酸和乙醛酸,草酸能與鋁形成穩(wěn)定而無毒的螯(絡(luò))合物,在減輕鋁毒方面有重要作用[42]。外生菌根真菌接種于寄主植物,在植物根部形成一個菌套,并向根際延伸出大量的菌絲[43]。這些菌絲的表面可能成為金屬在根外聚集的主要場所[44]。Colpaert等[45-46]發(fā)現(xiàn),菌根真菌阻止 Zn和Cd進(jìn)入寄主植物的能力與菌根外延菌絲的數(shù)量和密度有很大的相關(guān)性,并認(rèn)為外延菌絲越密集,單個菌絲體所接觸的重金屬濃度越少,菌絲吸收重金屬的能力也就越強(qiáng)。
外生菌根對植物具有抗旱性。吳炳云等[47]發(fā)現(xiàn)外生菌根的外延菌絲和菌索可使根系的吸收面積增大,減少土壤—根系間的液流阻力,從而促進(jìn)植物對水分的吸收。外生菌根對于根吸水、間接防止根土之間形成明顯的間隙以及保持液流連續(xù)通過根—土接觸面等方面發(fā)揮著作用,菌套可能具有防止根系失水的作用。
外生菌根對植物具有抗病性。弓明欽等[48]發(fā)現(xiàn)外生菌根對桉樹青枯病具有防治效應(yīng),菌根化苗木可降低發(fā)病率40%~72.78%。杜群紅等[49]也發(fā)現(xiàn)2種牛肝菌和l種厚環(huán)粘蓋牛肝菌,對松苗猝倒病病原菌立枯絲核菌及腐皮鐮刀菌具有較強(qiáng)的拮抗作用。
外生菌根對植物也具有抗鹽性。謝一青等[50]對彩色豆馬勃、紅絨蓋牛肝和劣味乳菇等3個菌種的5個菌株在不同鹽濃度條件下的生長發(fā)育狀況進(jìn)行了試驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)鹽濃度對供試菌株的生長影響比較小,供試菌株均能在所測定的鹽濃度梯度下良好生長,這說明5個菌株耐鹽濃度的能力較強(qiáng)。
綜上所述,外生菌根對于樹種或者苗木具有很強(qiáng)的生態(tài)效應(yīng),尤其在苗木的生長和發(fā)育中具有很大的促進(jìn)作用,而且還可以增強(qiáng)樹木抗旱、抗病、抗鹽和抗重金屬等方面的能力。因此,對于森林生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)經(jīng)營和退化森林生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)、改造中至關(guān)重要。
外生菌根的形成和生長要有良好的環(huán)境,不同的自然環(huán)境條件對其也會產(chǎn)生一定的影響,同一種外生菌根在不同的環(huán)境條件下和不同的外生菌根在同一種環(huán)境下生長狀況一般都是不同的。白淑蘭等[9]通過對大青山的調(diào)查發(fā)現(xiàn),外生菌根真菌喜歡生長在有機(jī)質(zhì)豐富、林分郁閉度0.7~0.9、海拔1 300~1 900m、陰坡的中部、坡度為20°~40°的環(huán)境中,而在陡坡、山頂或山麓分布較少。宋福強(qiáng)等[51]也調(diào)查發(fā)現(xiàn),紅松林中由于不同采集地點(diǎn)的自然環(huán)境條件,包括光、土壤狀況等的綜合變化,對菌類的分布產(chǎn)生一定的影響。以下分別從各個自然因素進(jìn)行簡要論述。
3.1.1 鹽離子及重金屬 一般來說,土壤的鹽堿度越大,外生菌根菌受抑制的程度就越大,但不同的菌種之間有差異[52]。謝一青等[50]發(fā)現(xiàn)彩色豆馬勃菌種的菌株在鹽濃度為0.5%~1.5%時,表現(xiàn)出較好的生長狀況,生物量明顯增大,然而當(dāng)鹽濃度從1.5%向3.0%遞增時,菌根菌的生長呈現(xiàn)出受抑制現(xiàn)象,而紅絨蓋牛肝菌和劣味乳菇在高鹽濃度(1.0%以上)下均表現(xiàn)出很強(qiáng)的生長能力,而在低鹽濃度下,菌絲體生長卻受到抑制。
一般認(rèn)為,土壤中少量的Cu、Zn和Mn等重金屬對外生菌根菌的生長發(fā)育是有利的。Gast等[53]在田間觀測到,外生菌根菌在子實(shí)體中積累高量的Cd,維持一定濃度的Zn和Cu,排斥Pb,這表明真菌對Cu和Zn等必須營養(yǎng)元素的吸收。但若重金屬的濃度過高,對外生菌根菌起毒害作用[52]。謝一青等[50]發(fā)現(xiàn)在低pH 值下,鋁離子對供試的5個菌株都產(chǎn)生不同程度的抑制作用。李華等[41]也發(fā)現(xiàn)鋁和錳抑制外生菌根真菌吸收養(yǎng)分。
3.1.2 有機(jī)質(zhì)(N和P)譚方河等[22]研究發(fā)現(xiàn),松類幼林下早期優(yōu)勢外生菌根菌彩色豆馬勃和多根硬皮馬勃多見于土壤貧瘠的黃壤、紫色砂壤土上,而牛肝菌科、鵝膏科、紅菇科等其它外生菌根菌則多發(fā)生于腐殖質(zhì)較豐富、土壤肥沃的森林環(huán)境下。白淑蘭等[9]通過對土壤養(yǎng)分測定結(jié)果表明,無論是菌根真菌還是腐生傘菌均喜歡生長于土壤有機(jī)質(zhì)含量高的地段。
Bauma等[54]在對柳樹林木外生菌根菌形成的影響研究表明,外生菌根菌的數(shù)量因土壤中氮含量的多少而發(fā)生明顯變化,氮含量高的土壤中外生菌根菌的侵染率高于氮含量低的土壤。氮的含量過高反而降低了外生菌根菌的侵染率,在氮含量低的土壤中,外生菌根菌的侵染率隨著施氮量的增加而增加[52]。在土壤養(yǎng)分中,以P和外生菌根真菌的關(guān)系最為密切[55]。大量的實(shí)驗(yàn)證明,菌根化根系吸收P的速率比未菌根化的根系快得多[23,56]。
3.1.3 土壤質(zhì)地 何紹昌[23]發(fā)現(xiàn)質(zhì)地疏松、濕潤、灌叢雜草稀疏的林地,林木繁茂,外生菌根菌的種類多,生長量大,而土壤貧膺、干燥、含砂量高的林地,外生菌根菌的種類少。王淑清等[14]結(jié)果表明,外生菌根真菌的分布與土壤條件有著密切的關(guān)系:落葉松、樟子松等松林下的土壤有機(jī)質(zhì)豐富,外生菌根真菌種類多;在土壤粘重、透氣性差的低洼地或嚴(yán)重缺水的高地外生菌根真菌甚少?;〞悦返龋?6]又發(fā)現(xiàn)彩色豆馬勃、多根硬皮馬勃、乳牛肝等菌根真菌子實(shí)體多發(fā)生在土壤較為貧瘠,林地腐殖質(zhì)及枯枝落葉較少的林下;而牛肝菌、紅菇類、絲膜菌則相反,多發(fā)生在腐殖質(zhì)及枯枝落葉較豐富的森林土壤地區(qū);此外,菌根真菌子實(shí)體的發(fā)生與土壤透氣性也有關(guān)系,土壤疏松均勻,透水性強(qiáng),風(fēng)積沙土上,彩色豆馬勃子實(shí)體較多。
3.1.4 土壤水分及pH值 土壤水分對外生菌根也有影響。土壤含水量不僅影響寄主植物根系的生長發(fā)育,而且影響菌根菌的生長發(fā)育[52]。于富強(qiáng)等[20]調(diào)查結(jié)果顯示,云南松外生菌根菌的分布表現(xiàn)出季節(jié)性變化的規(guī)律。其中以每年1、2、3月份的物種多樣性為最低,雨季期間急劇增加,至中夏和秋末達(dá)到頂峰,種類最為繁多。Muthukumar[58]在研究水分與菌根生長的關(guān)系中指出,土壤含水量占田間持水量的50%~60%時,最有利于菌根的生長和功能的發(fā)揮。在土壤水分過多和缺氧的條件下,例如,在泥炭沼澤地里,只能在土壤表面的根系上出現(xiàn)菌根[59]。
pH值是影響菌根菌生長及菌絲體新陳代謝的重要因素之一[60]。一般來說,菌根真菌是喜酸性的,最適pH值在4~6之間。韓桂云等[60]發(fā)現(xiàn)彩色豆馬勃、毛邊滑銹傘和虎皮小牛肝是較喜酸性菌株,其最適pH值均為4.0。朱教君等[57]也發(fā)現(xiàn)外生菌根菌的最適生長pH有所不同,分別為牛肝菌:pH =5.0~6.0,高環(huán)柄菇:pH =6.0,乳菇:pH =7.0。趙忠等[61]以陜西省毛白楊的中心分布區(qū)為調(diào)查范圍,發(fā)現(xiàn)毛白楊林地土攘中,與毛白楊形成良好共生關(guān)系的外生菌根真菌主要分布在pH值小于7.5的土攘中。
大量研究表明,外生菌根最適生長溫度,絕大部分為25℃,只有極少數(shù)由熱帶地區(qū)分離來的菌種如彩色豆馬勃為30℃??蔓愊嫉龋?7]研究結(jié)果表明,降雨量與外生菌根真菌的發(fā)生關(guān)系密切,紅菇科等子實(shí)體的大量發(fā)生都在雨后天晴的7-9月,林中空氣相對濕度保持在70%~80%,是其發(fā)生的最佳氣候條件。譚方河等[22]發(fā)現(xiàn)菌根菌子實(shí)體在3-4月的春季產(chǎn)生很少,5-6月的春末初夏開始產(chǎn)生,7-8月的夏季大量產(chǎn)生,至9-10月的秋季子實(shí)體則減少;并且在24~26℃的溫度范圍內(nèi)生長良好,雨熱同季的夏季是各種菌根菌子實(shí)體產(chǎn)生的高峰期。饒本強(qiáng)等[18]研究也發(fā)現(xiàn),菌根種類最多和生活力最強(qiáng)在6月。
花曉梅等[16]研究發(fā)現(xiàn),南方松林地理環(huán)境,如地形、地貌、海拔高度和坡向等,對林下外生菌根真菌出現(xiàn)的種群有一定影響。
3.3.1 海拔高度 據(jù)花曉梅等[16]調(diào)查,在地形平緩的沖積平原,苗圃地和海拔低于100m的臺地或低丘,南方松林下,彩色豆馬勃、須腹菌和硬皮馬勃為最主要的菌根真菌種群,而生長在低山或丘陵的南方松林下菌根真菌的種類和數(shù)量增多,是菌根真菌屬、種最豐富的地帶海拔。于富強(qiáng)等[20]發(fā)現(xiàn)在海拔1 500~2 100m,云南松外生菌根菌種類隨著海拔的升高而逐漸增加,至頂峰后,又呈緩慢下降趨勢。白淑蘭等[9]發(fā)現(xiàn)低山區(qū)(<1 300m)種類較少,主要分布白蘑科的一些種,中山區(qū)(1 300~1 900m)分布的種類最多,占總數(shù)的70%以上,高山區(qū)(>1 900m)種類分布明顯減少。
3.3.2 坡向、坡度、坡位 白淑蘭等[9]發(fā)現(xiàn)陰坡、坡度為20°~40°、山體中部種類分布最多,而低山陽坡、陡坡以及山頂土壤干旱,植被稀少,多為旱生草本,甚至裸巖,同時山麓人為活動過于頻繁,菌類生存與共生環(huán)境較差,因此種類較少。宋福強(qiáng)等[51]也調(diào)查發(fā)現(xiàn),同一林斑的同等植被條件下,在緩坡上生長的子實(shí)體種類多于陡坡;而且坡面下部比上部發(fā)生的菌類多;較為顯著的是濕度較大時,陽坡面生長的菌根真菌種類明顯多于陰坡。
3.3.3 林分郁閉度 林分郁閉度也有影響。白淑蘭等[9]調(diào)查結(jié)果表明,林分郁閉度越大,種類就越多,當(dāng)林分郁閉度達(dá)0.7~0.9時,分布的種類可占調(diào)查種類的70%以上。王淑清等[14]調(diào)查結(jié)果表明,松林郁閉度是影響外生菌根真菌分布的重要因子,在松林郁閉度小于0.7和林下灌木及草本植物稀少的情況下,外生菌根真菌僅以馬勃科為主,乳牛肝菌甚少?;〞悦返龋?6]發(fā)現(xiàn)在森林郁閉度小于0.7,和林下灌木及草本植物稀少的情況下,硬皮馬勃科和須腹菌科等腹菌目的真菌為主要外生菌根真菌類群,種類較少,隨森林郁閉度增加,松林下菌根真菌的類群趨于復(fù)雜,種類繁多。
柯麗霞等[17]發(fā)現(xiàn)松樹的林齡對外生菌真菌的分布也有影響。馬尾松幼林下菌根真菌的種類相對較少,隨著馬尾松林齡增加,菌根真菌的種類也不斷增加。不同林齡的黃山松林下,菌根真菌的種類和數(shù)量的差異不很明顯。王淑清等[14]調(diào)查結(jié)果表明,隨林齡的增加,牛肝菌類、乳菇類等傘菌目的菌根真菌明顯增多,形成優(yōu)勢種群?;〞悦返龋?6]發(fā)現(xiàn)在11~20年生的壯齡林內(nèi),隨著樹木生長,林分年齡增加,菌根真菌種類明顯增多,20年以上的成熟林中,菌根真菌的種類和數(shù)量逐漸減少。于富強(qiáng)等[20]發(fā)現(xiàn)隨著云南松林齡的增加,外生菌根菌呈現(xiàn)由少至多的演替過程。
綜上所述,土壤條件、季節(jié)變化、地理?xiàng)l件以及林齡等影響因子對外生菌根的生長發(fā)育都會產(chǎn)生影響,總結(jié)這些要素,以便了解不同外生菌根的生物學(xué)特性及其生理適應(yīng)能力,進(jìn)而探討它們生長發(fā)育與生態(tài)分布之間的關(guān)系,為今后在林業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中因地制宜,廣泛應(yīng)用菌根技術(shù)提供依據(jù)[69]。
外生菌根可增加共生植物的養(yǎng)分吸收、提高水分的傳遞速率、抗旱性及抗病性,這樣就可以篩選適于不同生態(tài)環(huán)境的優(yōu)良菌株,提高營林的質(zhì)量和水平,在育苗和植樹造林上有著重要的應(yīng)用前景。
優(yōu)良苗木的培育是植樹造林的前提條件[73]。有研究表明,接種外生菌根菌對樹種的生長有促進(jìn)作用。松樹造林苗木進(jìn)行菌根化接種可顯著提高苗木質(zhì)量,增加在造林中的成活和生長能力,促進(jìn)林木速生豐產(chǎn)[68]。接種菌根菌能顯著地促進(jìn)白皮松古樹的生長,對白皮松小樹樹高的生長也具有明顯的促進(jìn)作用,并能促使白皮松小樹對土壤中氮、磷的吸收[70]。利用菌根菌劑開展?jié)竦厮捎纾玫降木缯R粗壯,幼苗菌根化率達(dá)80%以上[74]。趙志鵬等[62]通過油松育苗將厚環(huán)乳牛肝菌與細(xì)菌混合接種并施磷肥發(fā)現(xiàn)效果最佳,接種菌根真菌能促進(jìn)苗木的生長,尤其是增加苗木的干重和對磷元素的吸收,提高造林成活率,并在造林后數(shù)年內(nèi)繼續(xù)發(fā)揮菌根的生長捉進(jìn)作用。白淑蘭等[9]同時還證實(shí),菌根真菌能顯著促進(jìn)土壤中速效態(tài)N、P、K的釋放,尤其是速效鉀比對照提高了76.5%,說明菌根真菌的存在對環(huán)境中礦質(zhì)鉀的釋放具有重要的作用。
有研究發(fā)現(xiàn),部分外生菌根真菌可供人類食用,其數(shù)量約占整個食用菌資源的一半[71],現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有如松口蘑(Tricholoma matsutake)、雞油菌(Cantharellus cibarius)、松乳菇(Lactarius deliciosus)、美味牛肝菌(Boletus edulis)、灰肉紅菇(Russula griseocarnosa)、中國塊菌(Chinese truffle Tuber sinense)等。我國野生可食用的外生菌根真菌資源極其豐富,主要分布在云南、四川、貴州等西南地區(qū)。戴玉成等[64]對我國食用菌名稱進(jìn)行了系統(tǒng)考證后,整理收錄了966個分類單元,包括936種、23變種、3亞種和4變型,其中,菌根食用菌EMF677種,占中國食用菌總數(shù)的70%,部分還具有藥用價值[65]。唐超等[63]發(fā)現(xiàn)菌根食用菌EMF資源十分豐富,全世界約有2 200余種食用真菌中,EMF約占1/3。譚方河等[22]也發(fā)現(xiàn)我省的松樹天然林中,許多外生菌根菌的子實(shí)體均為珍稀美味食用菌,如松茸、美味牛肝菌、雞油菌、中國塊菌、松乳菇等是重要的創(chuàng)匯野生食用菌,這些菌根菌不僅具有良好的應(yīng)用價值,而且具有較大的經(jīng)濟(jì)價值,值得深入研究與開發(fā)。
有研究也發(fā)現(xiàn),由于菌根性食用菌含豐富的氨基酸及其他營養(yǎng)成分,口感好,有的是珍貴的藥材,具抗癌作用[72]。
我國外生菌根資源相對豐富,但是應(yīng)用技術(shù)方面還有很大的空間有待于提高,例如外生菌根食用或藥用價值的研究,菌根化育苗造林以及環(huán)境污染修復(fù)等方面。不同地區(qū)的外界環(huán)境都會對外生菌根的多樣性產(chǎn)生一定的影響,尤其在我國西部干旱地區(qū)的菌根資源調(diào)查力度還很薄弱,而且這些地區(qū)環(huán)境退化嚴(yán)重,菌根資源瀕臨枯竭,其殘存的菌根真菌種類都是適應(yīng)性極強(qiáng)的物種,挖掘這些優(yōu)良的資源,建立菌根真菌資源庫,充分利用外生菌根的資源,為我國的林業(yè)事業(yè)提供有力的技術(shù)支持和保障[75]。
針對目前我國外生菌根研究的現(xiàn)狀,個人建議以下幾項(xiàng)的研究展望:
(1)許多樹種的外生菌根共生關(guān)系尚不清楚,資源調(diào)查力度也不夠。因此,應(yīng)該對不同樹種和不同菌根的共生機(jī)理以及彼此的生理效應(yīng)有更進(jìn)一步的認(rèn)識和研究。
(2)對于森林土壤中具體層次外生菌根分布狀況的調(diào)查研究甚少。張春霞等[10]發(fā)現(xiàn)火地塘林區(qū)大型真菌分布層次較復(fù)雜,主要出現(xiàn)在L層和F層,吳重華等[67]發(fā)現(xiàn)較厚的落葉腐枝對真菌繁殖體的產(chǎn)生和菌根的形成是有利的。不同層次的菌根具體差異有待更進(jìn)步研究。
(3)菌絲體生長的中間代謝、生化特性和遺傳變異以及促進(jìn)苗木生長的作用機(jī)理等方面的研究還不夠,從不同外生菌根角度的研究有待于深化。
(4)各個自然因素對外生菌根的具體影響機(jī)理研究甚少以及森林破壞及采伐方式等森林管理的影響報道比較少。
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