应用领域:
在长期的生存进化过程中许多树木已形成了依赖菌根在自然条件下成活和生长的特性,没有菌根,它们在自然条件下生长不良,甚至死亡,菌根是其在自然条件下存活和生长的前提。在植被恢复工程或作物培育中,特别是我国西部生态环境建设工程中,需要应用菌根化技术首先满足植物需要菌根的生物学要求,同时恢复土壤活性,这是工程成败的关键。可见本项成果适用范围较广,包括林业六大工程、农业、园艺、园林、土地复垦及环保等领域,尤其在土壤和植被遭到严重破坏,地力衰退及环境污染、工业废矿区、退化天然林恢复与重建、常规造林困难,屡遭失败的地区效果更为明显。
主要用途:
根据树木依赖菌根在自然条件下成活、生长的原理,重建树木生活的自然供养体系——菌根。其作用是给树木提供形成菌根所必须的最适真菌——菌根生物制剂,并创造使树木形成菌根的最佳条件——菌根化技术,使树木从一开始生活就形成菌根,依赖菌根所发挥的“富根、自肥、促生、丰产、防病和改良土壤”等多元化作用在自然条件下成活和生长、终生受益,从根本上提高造林质量,加快植树造林步伐,增加森林资源,同时又维护地力,促进生态平衡、改善生态环境。
研究的主要科学技术内容及所取得的成果:
该项首先系统研究了影响林木菌根形成的主要因子,首次揭示了以菌根侵染区(MIZ)为主导的菌根形成的机制,提出了林木菌根化概念及其条件,为(林木菌根化生物技术)奠定了理论和应用基础;进行了我国主要工业用材树种菌根菌的调查,揭示了其生态分布规律提出并采集菌根真菌303种,其中外生菌根真菌277种,VA菌根菌26种,国内首次报道的有:马尾松50种、湿地松35种、火炬松29种、落叶松19种:分离、纯化和收集外生菌根菌纯培养258种(株),新收集VA菌根真菌纯种4株,创建基因库;提出了优良菌根真菌筛选的系统指标体系,以此作为标准筛选出一批多功能、高效优良菌根菌(9种15株),揭示其生物学特殊性,解决了其分离、培养和繁殖技术;提出并证实了“菌根类型假说”、“临界假说”,首次揭示了形成内外生菌根的发育过程、解剖结构及其影响菌根发育和形成的机理;发现了根髓部哈蒂氏网及其胞内感染;打破了根内皮层是菌根侵染禁区的论断,填补该领域理论空白:发明创造了组培菌根合成、无性扦插菌根化等8项新技术,突破了外生菌根菌(S1、Pt)发酵技术;发明创造十种高效新型菌根制剂,并经转化形成产品,经核心技术的创新研究,突破“外生菌根制剂先进生产技术”、“VA菌根真菌纯繁技术及其制剂工业化生产技术”等8项工程工艺,“创造了主要工业用材树种不同培育方式菌根化技术,经菌根制剂产业化和配套技术的研究和组装,形成了系统的林木菌根化育苗造林新工艺。
主要性能指标、水平、主要经济指标:
该项技术与传统工艺相比,明显地提高了成苗率及苗木质量和产量,大幅度地提高造林成活率和林木生长,促进高产、优质、高效稳定林分的迅速形成,提高植株抗逆性、抗病性,改良土壤理化性质,提高土壤活性和肥力,改善植株体内养分状况,提早幼林郁闭,缩短轮伐期,降低育林成本,在困难立地条件下效果更为显著;减少、甚至避免化肥农药等化学制剂的使用及其带来的环境污染;在我国创建了《首条菌根制剂生产线》。开创了林木菌根生物技术新产业,填补我国无菌根生物技术的空白。
该项研究以国内外最先进的水平作为基点,并紧密结合我国林业生产实践,既保证了成果的先进性,又使其具有科学性和实用性;经国家验收,被评为“优秀”;经专家鉴定达到同类研究的“国际领先水平”;经查新和检索,其深度和广度及产生的效益未见相同之报道。
平均侧根数、根系总长、苗木菌根化率、吸收根菌根化率分别增加1.6倍、2.2倍、2.5倍和8.0倍;平均苗高、苗粗、生物产量、合格苗产量、Ⅰ级苗产量分别增加93.3%、130.0%、5.0倍、1.6倍和1.0倍,平均植株体内N、P、K分别增加78%、254%和146%;平均造林成活率、幼树高生长、粗生长分别提高46.0%、65.5%和71.9%;提早幼林郁闭2--4年,缩短轮伐期5-8年(随土地条件和树种而异);马尾松在石质山区菌根化造林,成活率、高生长、粗生长平均提高3.0倍、4.0倍和1.1倍;该项生产线年生产固体菌剂能力达1000吨,与手工作业相比,总体提高工效240倍。
已推广应用情况和成果转让形式:
自1992年取得初步成功以来,就陆续在我国28省(区)、市推广应用,并向国外辐射,累计菌根化育苗15.0亿余株,菌根化造林面积突破600万亩,累计增收(节支)总额突破20.0亿元,同时获得显著的生态效益和社会效益。
该项成果以技术咨询、现场技术指导、举办技术培训班和供给菌根生物制剂等形式提供服务,并对“高科技新产品——菌根生物制剂”的生产技术成果实行有偿转让。 (林业所菌根中心)