CN111512824A - 一种利用复合菌剂促进绿化植物生长的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用复合菌剂促进绿化植物生长的方法，包括在绿化植物的根部混合接种内生真菌和丛枝菌根真菌，再将接种后的绿化植物种植的步骤。本发明对绿化植物的成活、生长具有良好的促进作用，可在露天煤矿等不利环境下的生态修复工程中推广应用。

Description

一种利用复合菌剂促进绿化植物生长的方法
技术领域
本发明属于生态修复领域，涉及一种利用复合菌剂促进绿化植物生长的方法。
背景技术
我国煤炭资源储量丰富，是世界第一大煤炭生产国和消费国。露天煤矿的开采工艺造成了大面积的土地资源破坏，带来土壤基本结构破坏、营养物质匿乏、土壤微生物减少等问题，进而引起种植植被生长缓慢、抵抗力稳定性低下，导致当地的植被以及生物多样性日益锐减。单独依靠矿区自然的修复演替能力不足以恢复，矿区的土壤治理及植被建设是矿区生态改善的重要内容之一。
生态修复过程中应用的技术可分为生物技术、非生物技术两大类。其中，非生物修复手段操作繁琐，经济成本高，且单一使用不能彻底解决矿区等土壤环境恶化的问题；传统的微生物修复(即单一菌种接种)技术，成效一般并不显著，在构建微生物群落结构以及功能方面作用较小。
目前，植物-微生物联合修复技术是一种有效的修复技术。即在单一植物或微生物修复的基础上，将植物与菌剂共培养形成联合共生体系，充分发挥各自的优势，有效改进单一植物或微生物修复的缺点。在植物-微生物联合修复技术体系中，微生物在植物的营养吸收、环境适应和抗病等方面发挥着重要作用，反过来，植物会向其关联微生物提供生长和代谢所需的碳源和能源物质，从而调控整个生态***。该技术不产生二次污染、价格低廉且高效。
丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi，AMF)是一类能够穿过宿主植物根系表皮细胞形成丛枝、泡囊、根内菌丝和孢子等侵染结构，并通过菌根共生体为植物提供矿质营养元素同时换取其自身生长的碳源的土壤微生物。AMF生态适应性强，能与陆地上80％以上的植物和约90％的维管植物根系形成共生体。近年来，越来越多的研究结果表明，AMF可以显著提高宿主植物的生长和抗旱性，促进植物对矿物质的吸收，改善植物的水分代谢和土壤理化性状。应用AMF对恶劣环境中的生态恢复与重建有明显的促进作用。植物内生菌(endophyte)是指那些在其生活史的一定阶段或全部阶段生活于健康植物各种组织和器官内部，又不引起植物明显病害的微生物，包括内生真菌、内生细菌和内生放线菌。植物内生菌长期生活于植物体内特殊环境并与植物协同进化，建立联合关系。一方面，植物为内生菌提供生长必需的营养和能量；另一方面，内生菌又可通过自身代谢产物或借助于信号传导作用对植物产生影响。植物内生真菌可产生多种具生物活性的次生代谢产物，从而直接或间接影响其宿主植物的生长发育、繁殖与环境的适应性等。植物内生菌作为一种新的微生物资源被广泛关注。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是生态绿化治理所面临的土壤结构破坏、营养物质匮乏、植被成活困难等问题。
为解决上述技术问题，基于植物-微生物联合修复理念，本发明提供一种利用复合菌剂促进绿化植物生长的方法，包括在所述绿化植物的根部混合接种内生真菌和丛枝菌根真菌，再将接种后的绿化植物进行种植的步骤。
在一些实施方案中，上述方法中，所述混合接种的方式为将所述绿化植物的根系浸泡在1×105-1×107cfu/mL浓度的内生真菌菌液中10-15小时，再在其根部包裹15-25g丛枝菌根真菌菌剂，例如将绿化植物根系浸泡在1×106cfu/mL浓度的内生真菌菌液中12h，再在其根部包裹20g丛枝菌根真菌菌剂，菌液可以使用蒸馏水、磷酸盐缓冲液或生理盐水进行配制。
在一些实施方案中，上述任一所述的方法中，所述内生真菌为卷旋节格孢(Scytalidium circinatum)。
在一些实施方案中，上述任一所述的方法中，所述丛枝菌根真菌为由摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)、根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices)、细凹无梗囊霉(Acaulospora scrobiculata)、象牙白多样孢囊霉(Diversispora eburnea)组成的组中的一种或多种，优选为象牙白多样孢囊霉(Diversispora eburnea)。
在一些实施方案中，上述任一所述的方法中，所述种植的方法为常规绿化苗木栽植方法，并进行必要的浇水、病虫害防治等前期管护。
在一些实施方案中，上述任一所述的方法中，所述绿化植物为大针茅(Stipagrandis P.Smirn.)。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种菌剂，包括内生真菌和丛枝菌根真菌。
在一些实施方案中，上述菌剂中，所述内生真菌和丛枝菌根真菌独立包装。
在一些实施方案中，上述任一所述的菌剂中，所述内生真菌为卷旋节格孢(Scytalidium circinatum)。
在一些实施方案中，上述任一所述的菌剂中，所述丛枝菌根真菌为由摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)、根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices)、细凹无梗囊霉(Acaulospora scrobiculata)、象牙白多样孢囊霉(Diversispora eburnea)组成的组中的一种或多种，优选为象牙白多样孢囊霉(Diversispora eburnea)。
为解决上述技术问题，本发明还提供内生真菌和丛枝菌根真菌在促进绿化植物生长和/或生态修复中的应用。
在一些实施方案中，上述应用中，所述内生真菌为卷旋节格孢(Scytalidiumcircinatum)。
在一些实施方案中，上述任一所述的应用中，所述丛枝菌根真菌为由摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)、根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices)、细凹无梗囊霉(Acaulospora scrobiculata)、象牙白多样孢囊霉(Diversispora eburnea)组成的组中的一种或多种，优选为象牙白多样孢囊霉(Diversispora eburnea)。
在一些实施方案中，上述任一所述的应用中，所述绿化植物为大针茅(Stipagrandis P.Smirn.)。
本发明的原理是，通过利用复合菌剂与绿化植物的协同共生作用，提升绿化植物的成活率，增加地下、地上生物量及株高，进而显著提升生态绿化效果。
本发明的优势在于：
1、本发明利用复合微生物菌剂建立一种植被-复合微生物互利共生修复体系，使植被与微生物各自发挥其优势功能，提高了移栽苗木的成活率，可在露天煤矿生态修复等领域具有潜在良好的应用前景。
2、本发明采用的复合微生物菌剂是终身性的，其会源源不断的向植物提供N、P等无机营养，促进移栽后苗木的生长，一次添加、终身受益。
3、本发明所添加的复合菌剂能够增加土壤微生物量，改善土壤环境，提升土壤肥力，可为周围其他绿化植物以及自然落种植物的生长创造良好条件。
4、本发明操作简单、综合成本较低、过程无污染，具有良好的推广应用价值。
附图说明
图1为各处理组的大针茅的地上生物量测定结果。
图2为各处理组的大针茅的地下生物量测定结果。
图3为各处理组的大针茅的株高测定结果。
图4为各处理组的大针茅的菌根侵染率测定结果。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
以下结合具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。
卷旋节格孢(Scytalidium circinatum)在文献“耿月华.西藏高原地区土壤中的暗色丝孢菌物种多样性考察[D].山东农业大学,2008.”中公开过，公众可从内蒙古大学获得。
象牙白多样孢囊霉(Diversispora eburnea)购自丛枝菌根真菌种质资源库BGC，简称BGC-XJ06B。
根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices)购自丛枝菌根真菌种质资源库BGC，简称BGC-BJ09。
摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)购自丛枝菌根真菌种质资源库BGC，简称BGC-BJ01。
细凹无梗囊霉(Acaulospora scrobiculata)购自丛枝菌根真菌种质资源库BGC，简称BGC-HK02A。
幼套球囊霉(Glomus etunicatum)购自丛枝菌根真菌种质资源库BGC，简称BGC-XJ03C。
实施例
(1)处理布设
将长势一致、壮硕、均匀的大针茅(Stipa grandis P.Smirn.)幼苗移栽到装有3kg灭菌混合土壤的花盆中，其中，混合土壤为蛭石和营养土按照1:1体积比混合配制，花盆规格为15cm×l0cm×13cm，并且用0.5％高锰酸钾溶液浸泡过夜，之后用自来水冲洗干净。
共设置10个处理组,分别为:对照(CK)、卷旋节格孢(Scytalidium circinatum)(E+)、卷旋节格孢(Scytalidium circinatum)+摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)(E+BGC-BJ01)、卷旋节格孢(Scytalidium circinatum)+根内根孢囊霉(Rhizophagusintraradices)(E+BGC-BJ09)、卷旋节格孢(Scytalidium circinatum)+细凹无梗囊霉(Acaulospora scrobiculata)(E+BGC-HK02A)、卷旋节格孢(Scytalidium circinatum)+象牙白多样孢囊霉(Diversispora eburnea)(E+BGC-XJ06B)、根内根孢囊霉(Rhizophagusintraradices)(BGC-BJ09)、摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)(BGC-BJ01)、细凹无梗囊霉(Acaulospora scrobiculata)(BGC-HK02A)、幼套球囊霉(Glomus etunicatum)(BGC-XJ03C)。每个处理组重复10次，每盆栽植幼苗3株。
各处理组进行的具体处理如下：
CK：先将2.5kg灭菌混合土壤装入花盆中，将大针茅幼苗栽植到花盆中；再铺上0.5kg灭菌混合土壤，盖住大针茅幼苗根部；将覆土压实并浇透水。
E+：将大针茅幼苗根部浸泡在卷旋节格孢(Scytalidium circinatum)菌液(浓度为1×106cfu/mL)中12h；将2.5kg灭菌混合土壤装入花盆中，再将浸泡过菌液的幼苗放入盆中；再铺上0.5kg灭菌混合土壤，将覆土压实并浇透水。
E+BGC-BJ01：将大针茅幼苗根部浸泡在卷旋节格孢(Scytalidium circinatum)菌液(浓度为1×106cfu/mL)中12h；将2.5kg灭菌混合土壤装入花盆中，再将浸泡过菌液的幼苗放入盆中，施加20g AM菌剂(摩西斗管囊霉菌剂BGC-BJ01)于移栽大针茅幼苗根部周围；再铺上0.5kg灭菌混合土壤，盖住AM菌剂和大针茅幼苗根部；将覆土压实并浇透水。
E+BGC-BJ09：将大针茅幼苗根部浸泡在卷旋节格孢(Scytalidium circinatum)菌液(浓度为1×106cfu/mL)中12h；将2.5kg灭菌混合土壤装入花盆中，再将浸泡过菌液的幼苗放入盆中，施加20g AM菌剂(根内根孢囊霉菌剂BGC-BJ09)于移栽大针茅幼苗根部周围；再铺上0.5kg灭菌混合土壤，盖住AM菌剂和大针茅幼苗根部；将覆土压实并浇透水。
E+BGC-HK02A：将大针茅幼苗根部浸泡在卷旋节格孢(Scytalidium circinatum)菌液(浓度为1×106cfu/mL)中12h；将2.5kg灭菌混合土壤装入花盆中，再将浸泡过菌液的幼苗放入盆中，施加20g AM菌剂(细凹无梗囊霉菌剂BGC-HK02A)于移栽大针茅幼苗根部周围；再铺上0.5kg灭菌混合土壤，盖住AM菌剂和大针茅幼苗根部；将覆土压实并浇透水。
E+BGC-XJ06B：将大针茅幼苗根部浸泡在卷旋节格孢(Scytalidium circinatum)菌液(浓度为1×106cfu/mL)中12h；将2.5kg灭菌土壤装入花盆中，再将浸泡过菌液的幼苗放入盆中，施加20g AM菌剂(象牙白多样孢囊霉BGC-XJ06B)于移栽大针茅幼苗根部周围；再铺上0.5kg灭菌混合土壤，盖住AM菌剂和大针茅幼苗根部；将覆土压实并浇透水。
BGC-BJ09：先将2.5kg灭菌混合土壤装入花盆中；施加20g AM菌剂(BGC-BJ09)于移栽大针茅幼苗根部周围；再铺上0.5kg灭菌混合土壤，盖住AM菌剂和大针茅幼苗根部；将覆土压实并浇透水。
BGC-BJ01：先将2.5kg灭菌混合土壤装入花盆中；施加20g AM菌剂(BGC-BJ01)于移栽大针茅幼苗根部周围；再铺上0.5kg灭菌混合土壤，盖住AM菌剂和大针茅幼苗根部；将覆土压实并浇透水。
BGC-HK02A：先将2.5kg灭菌混合土壤装入花盆中；施加20g AM菌剂(BGC-HK02A)于移栽大针茅幼苗根部周围；再铺上0.5kg灭菌混合土壤，盖住AM菌剂和大针茅幼苗根部；将覆土压实并浇透水。
BGC-XJ03C：先将2.5kg灭菌混合土壤装入花盆中；施加20g AM菌剂(BGC-XJ03C)于移栽大针茅幼苗根部周围；再铺上0.5kg灭菌混合土壤，盖住AM菌剂和大针茅幼苗根部；将覆土压实并浇透水。
(2)养护管理
各处理组每4天浇水一次，每次浇水100mL，使得水分控制在土壤最大持水量的60％，光周期为14L:10D，培养温度为27℃，空气湿度控制为60％。
(3)取样测定
三个月后，对实验组E+、E+BGC-BJ01、E+BGC-BJ09、E+BGC-HK02A、E+BGC-XJ06B、BGC-BJ09、BGC-BJ01、BGC-HK02A、BGC-XJ03C和对照组(CK)中大针茅的成活率，地上、地下生物量及株高进行测定，结果分别如表1、图1、图2和图3所示。同时，对实验组E+、E+BGC-BJ01、E+BGC-BJ09、E+BGC-HK02A、E+BGC-XJ06B、BGC-BJ09、BGC-BJ01、BGC-HK02A、BGC-XJ03C和对照组(CK)各选取3盆植物，将大针茅根系收获后用去离子水冲洗干净。每株随机选取5个长lcm的根段，目测法判断感染级数，按小根分叉数占总小根数的百分级，共5级，0级：0-10％，1级：10％-19％，2级：20％-29％，3级：30％-39％，4级：40％-49％，5级：50％以上。采用计数统计法测定菌根侵染率：菌根的侵染率＝(菌根侵染段数/全部根段数)×100％。
(4)结果
表1显示，相对于对照组的86.67％的成活率，接种菌剂的实验组均提高了大针茅成活率(成活率均在90％以上)，两种菌剂联合使用条件下的E+BGC-BJ01、E+BGC-HK02A、E+BGC-XJ06B三个处理，成活率达到了100％。
表1植株成活率情况表
Figure BDA0002498891810000081
图1显示，接种菌剂的实验组均提高了大针茅的地上生物量，实验组E+、E+BGC-BJ01、E+BGC-BJ09、E+BGC-HK02A、E+BGC-XJ06B、BGC-BJ09、BGC-BJ01、BGC-HK02A、BGC-XJ03C相对于对照组(CK)分别提高了11％、12％、8％、4％、31％、6％、4％、11％、2％，其中实验组E+BGC-XJ06B的地上生物量提高最多，为31％。
图2显示，接种菌剂的实验组均提高了大针茅的地下生物量，实验组E+、E+BGC-BJ01、E+BGC-BJ09、E+BGC-HK02A、E+BGC-XJ06B、BGC-BJ09、BGC-BJ01、BGC-HK02A、BGC-XJ03C相对于对照组(CK)分别提高了31％、42％、34％、6％、43％、34％、6％、12％、31％，其中实验组E+BGC-XJ06B的地下生物量提高最多，其为43％，其次为实验组E+BGC+BJ01组，为42％。
图3显示，接种菌剂的实验组均提高了大针茅的植株高度，实验组E+、E+BGC-BJ01、E+BGC-BJ09、E+BGC-HK02A、E+BGC-XJ06B、BGC-BJ09、BGC-BJ01、BGC-HK02A、BGC-XJ03C相对于对照组(CK)分别提高了28％、33％、26％、19％、35％、4％、4％、34％、27％，其中实验组E+BGC-XJ06B的大针茅的植株高度提高最多，其为35％。
图4显示，接种菌剂的实验组均提高了大针茅的菌根侵染率，其中实验组E+、E+BGC-BJ01、E+BGC-BJ09、E+BGC-HK02A、E+BGC-XJ06B、BGC-BJ09、BGC-BJ01、BGC-HK02A、BGC-XJ03C相对于对照组(CK)分别提高了9％、26％、30％、7％、35％、5％、7％、29％、17％。其中实验组E+BGC-XJ06B侵染率最高，其为35％，属于3级感染，除E+BGC-BJ09外，其它实验组均低于30％。
综上，接种菌剂均提高了大针茅植株的成活率，地上生物量、地下生物量以及株高，增加了大针茅的侵染率，其中实验组卷旋节格孢(Scytalidium circinatum)+象牙白多样孢囊霉(Diversispora eburnea)(E+BGC-XJ06B)的各项指标都显著大于对照组(CK)，并且高于其他实验组，综合评估后可以选其作为最佳菌种组合。

Claims (10)

1.一种利用复合菌剂促进绿化植物生长的方法，包括在所述绿化植物的根部混合接种内生真菌和丛枝菌根真菌，再将接种后的绿化植物进行种植的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述混合接种的方式为将所述绿化植物的根系浸泡在1×105-1×107cfu/mL浓度的内生真菌菌液中10-15小时，再在其根部包裹15-25g丛枝菌根真菌菌剂。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述内生真菌为卷旋节格孢(Scytalidium circinatum)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：所述丛枝菌根真菌为由摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)、根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices)、细凹无梗囊霉(Acaulospora scrobiculata)、象牙白多样孢囊霉(Diversispora eburnea)组成的组中的一种或多种，优选为象牙白多样孢囊霉(Diversispora eburnea)。
5.一种菌剂，包括内生真菌和丛枝菌根真菌。
6.根据权利要求5所述的菌剂，其特征在于：所述内生真菌和丛枝菌根真菌独立包装。
7.根据权利要求5或6所述的菌剂，其特征在于：所述内生真菌为卷旋节格孢(Scytalidium circinatum)。
8.根据权利要求5-7任一项所述的菌剂，其特征在于：所述丛枝菌根真菌为由摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)、根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices)、细凹无梗囊霉(Acaulospora scrobiculata)、象牙白多样孢囊霉(Diversispora eburnea)组成的组中的一种或多种，优选为象牙白多样孢囊霉(Diversispora eburnea)。
9.内生真菌和丛枝菌根真菌在促进绿化植物生长和/或生态修复中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述内生真菌为卷旋节格孢(Scytalidium circinatum)；和/或
所述丛枝菌根真菌为由摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)、根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices)、细凹无梗囊霉(Acaulospora scrobiculata)、象牙白多样孢囊霉(Diversispora eburnea)组成的组中的一种或多种，优选为象牙白多样孢囊霉(Diversispora eburnea)。
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