園林樹木菌根的生態(tài)功能

趙曉敏

（遼寧生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院，遼寧沈陽 110101）

菌根（mycorrhiza）一詞最早由Frank 于1885 年提出，意為長菌的根，現(xiàn)在多理解為菌根真菌與植物根系形成的共生體。植物根系為菌根真菌的生長和繁殖提供碳水化合物等營養(yǎng)物質(zhì)，而菌根真菌通過菌絲吸收土壤中的水分和礦質(zhì)元素運(yùn)輸給根系，二者形成相輔相成且互惠互利的共生關(guān)系。大量研究證實(shí)，菌根可擴(kuò)大植物根系的吸收面積，增強(qiáng)植物對礦質(zhì)元素的吸收能力，促進(jìn)植物生長，提高植物抗干旱和抗病的能力。在自然界中，大約90%以上的陸地植物可形成菌根。與自然生長于林內(nèi)的樹木不同，城市園林綠化樹木多生長于土壤板結(jié)、污染較重的土壤環(huán)境之中，其菌根侵染率通常降低，這可能是導(dǎo)致園林綠化樹木生長不良或死亡率高的主要原因之一。主要從菌根與園林樹木成活，菌根對園林樹木抵抗逆境的功能2 個(gè)方面進(jìn)行了綜述，并展望了菌根在未來園林綠化中的應(yīng)用。

1 菌根對園林樹木栽植成活率的影響

菌根可提高城市園林綠化樹木的栽植成活率。成活率直接關(guān)系到園林綠化工程的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。影響樹木成活率的原因可能是多方面的，如樹種的選擇、栽植時(shí)間、土壤質(zhì)量以及養(yǎng)護(hù)管理措施等。需要注意的是，栽植過程中樹木根系的損傷，尤其破壞了根系與原土壤真菌的共生環(huán)境，可能是導(dǎo)致樹木死亡的直接原因之一。有研究指出，菌根化培育的苗木移栽成活率明顯高于普通苗木。此外，在移栽過程中向基坑添加菌根菌制劑或浸泡根系，可提高樹木成活率。菌根提高樹木成活率的機(jī)理可分為2 個(gè)方面：①樹木移栽過程中根系，尤其須根損失很多，而須根是樹木吸收水分和養(yǎng)分的最主要器官。須根的丟失可導(dǎo)致樹木缺水而萎蔫，直至死亡。菌根可通過根外菌絲的迅速生長，為樹木吸收水分，維持樹木的新陳代謝，為新根生長提供了時(shí)間。②根系傷口容易被土壤病原菌感染，菌根可產(chǎn)生類似抗生素，從而抑制病原菌的入侵。綜上，菌根有利于提高園林樹木移栽成活率，且具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。

2 菌根與園林樹木抗逆境能力

2.1 菌根可增強(qiáng)園林樹木的抗鹽脅迫能力

在我國北方，融雪劑的施用可使城市道路園林綠化帶的土壤鹽離子濃度顯著增加。還有，濱海城市的園林綠化樹木經(jīng)常遭受鹽脅迫。在鹽脅迫條件下，植物葉片光合作用、水分代謝、養(yǎng)分吸收以及體內(nèi)蛋白質(zhì)合成等生理生化過程都將受到影響。研究發(fā)現(xiàn)，接種菌根真菌能明顯提高植物對鹽脅迫環(huán)境的適應(yīng)性。菌根真菌提高植物耐鹽性的機(jī)理主要有：①菌絲在土壤中擴(kuò)展蔓延，能擴(kuò)大根系的吸收面積，增加植物對水分和養(yǎng)分的吸收，維持其體內(nèi)養(yǎng)分平衡；②菌根真菌的抗鹽能力通常強(qiáng)于根系；③菌根真菌能夠激活植物的抗氧化系統(tǒng)，保護(hù)植物細(xì)胞膜透性和光合系統(tǒng)完整性。需要注意的是，菌根真菌對鹽脅迫的耐性是有限的，高濃度的鹽環(huán)境終將導(dǎo)致植物生長不良和死亡。因此，采用菌根強(qiáng)化技術(shù)的同時(shí)減少含鹽融雪劑的使用才是根本途徑。

2.2 菌根可增強(qiáng)園林樹木的抗重金屬污染能力

城市園林綠化樹種易遭受城市工業(yè)鉛、鎘等重金屬污染的危害，因此要求城市園林綠化樹種具有較強(qiáng)的抗重金屬污染的能力以及修復(fù)污染土壤的功能。菌根真菌作為連接土壤與植物的橋梁，往往會阻礙重金屬從土壤向植物體尤其是地上部分的遷移過程，將其固定在菌根根際土壤中或植物的根系部分，起到緩解重金屬對植物毒害的作用。一方面，真菌菌絲細(xì)胞壁中含有幾丁質(zhì)、纖維素、多糖等高分子組分對重金屬離子有很強(qiáng)的吸附能力，能夠有效地固持重金屬。另一方面菌根真菌可利用菌絲分泌物，如蛋白質(zhì)、低分子有機(jī)酸等與重金屬螯合，可改變其化學(xué)形態(tài)，鈍化其在土壤中的活性，從而限制其在土壤中的遷移。此外，菌根真菌還可促進(jìn)一些植物對重金屬的吸收和富集，從而達(dá)到修復(fù)污染土壤的生態(tài)作用。由此可見，園林綠化樹木不僅要具有較強(qiáng)的抗性，還要具有多樣的生態(tài)功能。

2.3 菌根可增強(qiáng)園林樹木的抗病蟲害能力

與森林土壤相比，城市土壤可能含有更多的致病微生物。大量研究證實(shí)，外生菌根菌能夠抑制立枯絲核菌、尖鐮孢菌、茄鐮孢菌、根癌菌、潰瘍病菌等引起的植物根腐病和維管束病害。菌根真菌主要通過如下3 個(gè)方面提高抗病性：①菌根可改善植物的營養(yǎng)狀況，尤其提高不易流動營養(yǎng)元素（如，磷）的吸收，使植物長勢良好，不利于病原菌侵染；②菌根真菌能分泌非揮發(fā)性的殺菌活性物質(zhì)，也可誘導(dǎo)植物根系分泌酚和異黃酮類等次生代謝產(chǎn)物抑制病菌生長；③根外菌絲對根尖的纏繞包裹，使病原菌難以接觸到植物最脆弱的吸收根。除抗病外，菌根真菌還能增強(qiáng)植物對蟲害的抵抗能力。研究表明，地下食根昆蟲和線蟲不愿取食長滿菌絲的根系。雖然，目前人們對菌根真菌與植物抗病蟲害關(guān)系的研究，主要集中在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，而對園林樹木的研究還相對較少，但是菌根真菌可提高園林樹木抗病蟲害的能力毋容置疑。

3 菌根在未來園林樹木中的應(yīng)用

菌根對園林綠化樹木的茁壯生長十分重要。今后，園林綠化樹種的選擇不應(yīng)只關(guān)注樹木地上部分的美麗，還應(yīng)多考慮地下根系的健康和菌根侵染情況。根系與菌根真菌經(jīng)過長期的協(xié)同進(jìn)化，形成了互惠互利的菌根關(guān)系。越來越多研究表明，菌根對園林樹木移栽成活率，以及抵抗城市不良生存環(huán)境等方面發(fā)揮重要作用。菌根技術(shù)可在未來園林樹種綠化中，從如下3 個(gè)方面開展應(yīng)用。

3.1 篩選出與園林綠化樹種根系共生的優(yōu)良菌株

從耐鹽性、抗重金屬污染、抗病蟲害等方面，分離和培養(yǎng)出優(yōu)良菌種，并建立簡單、經(jīng)濟(jì)的擴(kuò)繁技術(shù)，為生產(chǎn)應(yīng)用提供保障。

3.2 采用菌根化育苗

應(yīng)用菌根接種技術(shù)育苗，不僅可以大幅度提高苗木質(zhì)量、移栽成活率、樹木生長量，而且可以從根本上解決在惡劣生長環(huán)境條件下的移栽技術(shù)難題。

3.3 城市園林樹木養(yǎng)護(hù)過程中注意營造適宜菌根生長的環(huán)境條件

菌根真菌也和其它生物一樣，有它的生活習(xí)性，土壤溫度、濕度、水分、酸堿度、農(nóng)藥等因子都可對其生長產(chǎn)生重要影響。