菌根化苹果苗木及其生产技术
顾雨非 隋秀奇 郑建强
随着科学技术的进步和人们对菌根认识的不断深入，菌根学理论研究日益引起世界各国学者的广泛关注，菌根化在果树领域的应用技术研究也日趋深入。且随着我国近年来苹果栽植面积的增加和老园改造、矮化密植栽培技术的发展，培养健壮根系、提高苗木质量已经成为果树生产的基本要求。
菌根是土壤有益真菌与植物吸收根系共生形成的复合吸收器官，既具有植物根系的作用又具有某些专化真菌的功能，在长期的进化过程中菌根已成为植物存活的决定因素及其生活的自然供养体系。在现阶段的研究中，丛枝菌根的研究可以占到整个研究体系的60%以上，这与其在自然界的广泛分布与重要地位是分不开的。对于苹果苗木来说，丛枝菌根也是最适宜在生产中应用的，其对于提高苗木的营养吸收能力和抗逆性至关重要。
1菌根在苹果苗木生产中的主要作用
1.1提高苹果苗木对水肥的吸收能力
丛枝菌根能够提高植物对各类矿质元素的吸收能力，特别是移动性较差的P、Zn、Cu等，能够加速有机质的分解，提高对N的捕获能力，从而提高肥料利用率。
1.2分泌苗木所需的植物生长调节剂，促进植物生长
菌根真菌能够分泌多种酶和植物生长调节剂，且其庞大的菌丝系统能够扩大植物的养分吸收范围。菌根真菌的根外菌丝扩展到土壤中将土壤的矿质营养提供给植物，也把宿主植物的碳水化合物提供给土壤和土壤生物体，将植物和土壤有机地联系起来，形成良性循环系统。
1.3提高苗木的抗逆性，特别是对干旱、盐碱和重金属的抵抗能力
菌根真菌的菌丝能直接吸收水分，随着根外菌丝的延伸和扩展，菌根真菌的侵染能增加宿主植物根长和根密度或者改变根系形态，增强植物根系的吸收能力，扩大根的吸收范围，提高植物对干旱的抵抗能力；刘春艳等研究表明菌根真菌通过改变植物体内碳水化合物、氨基酸组分和含量来改变根组织中的渗透平衡，提高植物耐盐能力；菌根及其庞大的菌丝体网可在土壤中分泌大量的生物化学物质，改变植物根际环境及重金属的存在状态，以降低重金属的毒性。
1.4改善土壤结构，减少土壤养分流失
菌根真菌不但能促进植物对水分和各种矿物质的吸收，增强植物对环境和土壤的适应性，在改善土壤环境方面也起着重要的作用。丛枝菌根真菌（AMF）在农业土壤环境中的重要作用是使土壤结构发生有益改变，其分泌的某些成分可封存土壤中的有机碳，提高土壤有机质含量，菌丝网络不但对根系发育有促进作用，还可保护土壤抵抗风化和水流侵蚀，减少土壤养分流失，对于提高土壤肥力、保证生产力持续发展具有重要作用。
1.5减少农药使用，促进绿色果品的生产
AMF与根系共生增加了根系的营养摄取，使根系形态和生理发生变化，影响植物次生代谢，改变萜类化合物的组成和浓度，降低果树被昆虫取食的可能性，减少农药的使用量，促进绿色无公害果品的生产。
1.6防治根部病害
菌根对于植物根部病害有抵抗和减轻作用，许多学者在多种植物上的研究都已取得显著效果。在苹果上，特别是苗木繁育过程中，人工接种菌根既可促进苗木生长，又能避免化学药剂带来的土壤污染及有益微生物减少等弊端，且能够降低用药成本。
1.7克服老园改造的重茬障碍
我国正处于由乔化稀植向矮化密植栽培模式转变的关键时期，但现有的符合矮化栽培的优良砧木例如M9T337、B9等都不耐重茬，通过丛枝菌根的应用可以改变砧木特性，增强砧木对重茬地的适应性，提高新栽苗木成活率和果品质量。
2如何获得菌根化苗木
AMF对于果树有诸多益处，但现阶段AMF菌剂的纯培养技术尚未成熟，难以大量离体培养，在生产上一般采用“盆栽培养法”。在苗木生产过程中，由于菌剂制备困难和土壤杂菌的干扰，对果园土壤施用AMF菌肥仍然是一种梦想。青岛农业大学研究出一种繁育菌根化苗木的专利方法（专利号：201210251884.9），借助果树营养系砧木压条繁育方法，通过木屑基质接种AMF，从而获得高度菌根化的砧木。经作者多次试验，该方法已开始应用于生产，采用分类接种并测量生长势的方法选出最适宜苹果苗木的菌种。
2.1菌种的获得
AMF无法离体纯培养，只能与植物根系共生才能繁殖，因此菌种是以混合培养物的形式提供，菌种编号1511C0001 BGC AM0065，1511C0001 BGC AM0061，1511C0001 BGC AM0060由北京市农林科学院植物营养与资源研究所提供。
2.2菌种的繁殖
以红三叶草、紫花苜蓿和玉米为宿主植物，种子用10%H2O2消毒10分钟后，清水浸泡6小时后于培养箱中28℃催芽。基质用高压蒸汽灭菌锅灭菌备用。盆钵用75%酒精消毒。接种剂为经三叶草繁殖的带有孢子、菌丝和根段的砂土混合物。每盆接种剂量为花盆总土量的15%左右。玉米每盆3株，红三叶草或紫花苜蓿每盆约40株。出苗后，前3周浇纯净水，后3周浇Hoaglands（霍格兰氏）营养液，控制磷肥的使用。在烟台现代果业科学研究院，组培苗驯化温室大棚内进行培养，根据天气情况、室温高低、蒸发快慢对浇水量进行调整。温度调控在22～28℃。视病虫害情况进行适当防治（图1）。
在生长90天后用根段频率标准法测定侵染率，生长4个月后收获菌剂，取根际土适量，阴干后测定孢子发生量，将含有孢子、根段的混合土样自然阴干。用湿筛—倾注—蔗糖离心法测定，在显微镜和体视镜下观测计数。
2.3大田接种
M9 T337优质苹果矮化砧木，春季新梢长至20厘米时，按照每立方米木屑加入AMF 120万接种势单位的比例用腐熟好的木屑混以高效AMF摩西球囊霉，覆盖新梢基部，同时在木屑上播种三叶草或紫花苜蓿种子以促进AMF繁殖；随着新梢生长，依据新梢生长速率，分2次覆盖木屑至25厘米厚，每次间隔1周左右；从覆盖基质开始3个月后，检测木屑中的AMF孢子密度，检测结果为24个/毫升，同时新梢基部发生新根，并检测菌根侵染率，平均为30.7%；秋季将带有菌根的砧木苗分株，贮藏，待翌年春季嫁接育苗；同时将含有大量AMF的木屑收集起来贮藏，待翌年再用（图2、图3）。
2.4砧木嫁接
翌年春季室內枝接品种定植，或定植砧木苗，生长季芽接品种，获得菌根化优质苗木；而收集贮藏的含有大量AMF的木屑用于再压条繁育菌根化的砧木苗。接种后的砧木即为菌根化砧木，再进行品种嫁接，栽植后即可得到成品菌根化苗木。
3小结
现阶段菌根化在果树生产中的使用并未普及，其主要原因就是AMF难以离体培养，且在果园接种过程中难以避免杂菌的污染，不能实现便捷化接种。菌根化苗木的生产从根本上解决了AMF离体培养困难、菌剂接种不便利的问题，真正实现了新植果树的菌根化，为克服重茬障碍建园提供了新的思路。如何提高菌根化苗木侵染率以及菌根化苗木在生产上表现尚需进一步探索和观察。
基金项目：烟台市重点研发计划项目（2018NCGY057）
