我国森林资源贫乏，生态环境恶劣，要从根本上改变这种状况，就必须加快植树造林的步伐，提高造林质量。但是按常规造林方法，每年只能提高森林覆盖率0.2％，且林分质量不高，寻找既能提高造林质量，又能改善生态环境的高新生物技术，改革常规造林方法是当前林业科研的紧迫任务。

　　什么样的高新生物技术可解决此问题呢?林木菌根化是解决上述问题的根本途径。菌根就是真菌——植物根，也就是真菌与植物根建立的互惠共生联合体。菌根对树木和森林有以下主要三方面有益作用。

　　（1）扩大了根系的吸收面积，提高了树木吸收水肥的能力，直接利用土壤中的有机物和氮、磷、钾、硫、锌、铜多种矿物养分，改善树木体内养分状况；(2)调节树木生理代谢活动，促进树木成活、生长，提高其抗逆性和抗病性；(3)改善土壤理化性质，提高土壤活性和肥力，排除林木个体间竞争，保持森林稳定发展，提高森林生产力。　　

　　在长期的生存进化过程中，树木已形成依赖菌根在自然条件下成活和生长的特性。许多树木如松树，对菌根已产生绝对的依赖性，在自然条件下没有菌根就生长不良，甚至死亡，菌根是它们在自然条件下成活和生长的前提。由于自然生态条件变为恶劣，菌根难以自然形成。于是一个新课题“如何使树木形成菌根”即“林木菌根化生物技术的研究”被提出来了。湿地松、火炬松、马尾松、桉树和落叶松均是我国主要工业用材树种，也是严格需要菌根的树种，在常规培育中，因缺少菌根，造林成活率低、质量差，甚至出现死亡的现象。为了解决此问题，集中科技力量，把“林木菌根化生物技术”作为主攻目标，进行攻关是非常必要的。本项研究就是在此背景条件下立项的。

2、总体思路　　

　　首先从研究菌根形成条件入手，寻找影响菌根侵染和形成的因素，揭示菌根形成的机理，然后创造菌根形成的条件，促使菌根形成，同时结合林业生产实践，进行配套技术的研究和组装，形成菌根化新技术，改革常规造林方法，形成菌根化育苗造林新工艺，经生产性多点试验和大面积的推广应用，提高造林质量和森林生产力，最终达到增加森林资源和改善生态环境的目的。

　　根据这样的思路，首先通过研究，找出菌根形成的条件和影响的因素，揭示了菌根形成机理。影响林木菌根形成的主要因子，归纳起来有三大类，即形成菌根的两个搭档——林木和真菌，再加上土壤和环境因子。这三类因子如果朝着有利于菌根形成的方向相互作用，就形成菌根。也就是，对林木来说，一个特定树种，要处在有利于菌根形成的特殊生理发育阶段，具有容易形成菌根的根，而且给它的最适真菌搭档创造了具最佳条件的侵染区；对真菌来说，要与它的树木搭档具有密切亲和性，且生态适应性、侵染性强和与其它土壤微生物竞争能力大的优良菌根真菌，它还必须能产生足够数量的最佳的繁殖体以最短距离、最快速度定殖林木给它创造的侵染区，对环境条件来说，就是各因子既有利于林木生长发育，形成最适真菌侵染区，又利于真菌生长，促进它们在侵染区上迅速定殖、侵染和形成菌根。由此可见，侵染区的形成及其给菌根真菌创造的条件是菌根形成的关键，也就是，在其它条件都满足的情况下，菌根形成的机理就是具有最佳侵染条件的侵染区的形成。根据这个机理，提出了以下研究的总体方案，根据此总体研究方案，提出下列研究的主要程序，根据此程序进行具体研究，现已取得预期成果，并获得了以下六方面技术创新。

3、主要技术创新点及其水平

　　3.1 主要技术创新点有以下六个方面

　　3.1.1.●提出能与湿地松、火炬松、马尾松、桉树和落叶松五种我国主要工业用材树种共生，形成菌根的真菌303种，其中外生菌根真菌277种，VA菌根真菌26种；●分离、收集和纯化外生菌根真菌258种(株)；●新收集VA菌根菌4种(株)：●建立了我国菌根真菌基因库。

　　3.1.2.●系统地提出了优良菌根真菌筛选的指标体系；

　　●以此作为标准筛选出一批多功能高效优良菌根真菌(9种15株)；

　　●进行生物学特性的研究，提出了它们形态特征、生长特性及最适生长条件；

　　● 解决了分离、培养和繁殖技术。

　　3.1.3. 根据生物工艺学和发酵微生物学的原理，采用先进现代化发酵系统，进行菌根真菌人工发酵技术的研究。

　　●突破了优良菌根真菌(S1、Pt)人工发酵技术，提出发酵工艺；

　　●通过解决基质配方，菌体细胞分离、脱水干燥等关键技术，研制成功十种新型菌根制剂，并转化成产品；

　　●创建了《首条菌根制剂生产线》，开创了我国菌根生物制剂新产业。 该生产线包括以下主要系统，年生产能力可达1000吨。日产量相当于一个熟练工人4个月手工生产量，而生产周期缩短一半，因而大幅度地提高劳动生产效率，大大地减轻了劳动强度，总体提高工效240倍。

　　3.1.4.创造性地将林木组培生物技术、无性繁殖技术与菌根化生物技术相结合起来。

　　●突破了组培菌根合成技术；

　　●进行马尾松组培菌根合成苗解剖学观察，首次发现马尾松与Pt形成内外生菌根及其发育过程和解剖学特征；

　　●突破无性扦插菌根合成技术，首次获得批量马尾松无性扦插菌根合成苗，与常规苗相比，明显提高了苗木质量。 扦插菌根合成苗具有丰富的菌根，年生长、生根率和生物产量分别为常规苗的1.7倍、2.4倍和3.2倍。

　　3.1.5．在研究不同树种、不同繁殖材料及育苗方式形成最佳侵染区条件的基础上，进行与其相匹配的优良菌根真菌的置菌技术的研究，提出了适用于不同育苗方式的菌根化新技术，共8项。

　　●播种菌根化技术；

　　●芽苗菌根化技术；

　　●移植菌根化技术；

　　●扦插菌根化技术；

　　●容器菌根化技术；

　　●圃地菌根化技术；

　　●组培瓶内菌根化技术；

　　●组培苗菌根化技术。

　　3.1.6.经组装配套技术和菌根化造林技术的研究，改革常规林方法

　　●提出了菌根育苗造林新工艺，在全国12省进行生产性的多点重复试验、示范，取得以下主要三方面成效：

　　（1）菌根化育苗取得显著成效：

　　①促进根系的生长和发育及其菌根化，与常规造林相比：*平均侧根系数增加185.0％；*平均根系总长增加222.9％；*平均苗木菌根化率提高2.5倍；*平均根系菌根化率提高8.0倍。

　　②促进苗木生长，提高其生物产量，与常规苗相比*平均苗高提高93.3％；*平均苗粗提高130.0％；*平均生物产量提高5.0倍。

　　③提高苗木质量和产量，与常规育苗相比：*合格苗木产量提高1.6倍；*I级苗平均增加1.0倍；*改善苗木体内养分状况。从图中可见苗木体内N、P、K主要养分均有提高。

　　(2)菌根化造林取得显著成效

　　①菌根化造林提高造林成活率 　*与常规造林相比，平均提高成活率46.0％

　　②促进幼树生长，提高木材产量 　*平均提高高生长65.5％； 　*平均粗生长提高-71.9％；*提高木材产量湿地松1.8倍、马尾松2.0倍、火炬松4.5倍。

　　③*菌根化造林能迅速形成林相整齐的高产稳定林分； *菌根化造林可提早幼林郁闭2—4年； *菌根化造林缩短轮伐期5—8年，降低育林成本。

　　④在困难立地的条件下，菌根化造林效果更为显著，马尾松在石质山区菌根化造林： *成活率提高3.0倍； *平均高生长提高4.8倍； *平均年生长提高3.5倍； *平均粗生长提高1.1倍。

　　(3)菌根化生态环境效果显著

　　①改善了土壤理化性质，提高土壤活性和生产力；

　　②降低杆株感病率，减少甚至避免农药的使用及其带来的环境污染；

　　③减少甚至避免化肥使用及其带来的环境污染。

　　3.2 水平 由于该项研究在立项时就以国内外最先进的水平作为基点，同时瞄准国际领先水平，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。1995年12月通过国家验收，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，本项研究深度和广度及其产生效益未见相同之研究的报道。　　

　　就世界范围来说，菌根制剂的研究和生产也是一个崭新的领域，即使发达国家也处于不断的研究、转化和后续之中，美国在此领域开展研究比较早，走在世界最前列，与该国家同类技术的综合比较，情况如下表。

　　　　　　　　　　　　　与国外同类技术最先进水平综合比较
　　　比较内容 　　中国（本项研究） 　　美国
选用优良菌种 　　9种15株 　　　　　　主要2种
菌剂类型 　　10种 　　　　　　　　　　　主要2种
菌根化技术 　　8项 　　　　　　　　　　　主要采用1项
菌剂生产手段 　　形成一条生产线 　　　　　　仅应用一个单体设备
应用推广树种 　　　＞40种 　　　　　　主要用于火炬松
推广应用面省(州)数　　　30 　　　　　　　　　　　　33
比例(％) 　　　88 　　　　　　　　　　　　66
应用成本 　成本低廉，生产单位可接受 　成本高，即使发达国家也难以推广应用
累计推广总株数(亿株）　＞15.0 　　　　　　　0.18

4、应用推广　　

　　自1992年初步试验成功以来就陆续在我国江西、广东、广西、湖南、河北、福建、安徽、浙江、四川、云南、贵州、辽宁等12省（区）结合世界银行贷款造林项目大面积应用推广，在西部许多省份和其它外援，外资造林项目中40余种植物上广泛应用，并于1993年和1996年两次列为国家级和林业部重点科技成果推广项目，在更大范围内推广应用。受到国外有关专家、领导高度评价和生产应用单位的热烈欢迎和赞扬。由于研制成功的菌根制剂是环境友好型的多元化生物制剂，又是生重建树木菌根，恢复绿色植被无可替代的必不可少的制剂，因此，该产品一问世就受到欢迎，供不应求，在生产给落成后，此矛盾得到了缓解，现已在我国30多个省（区）、市应用推广，并向国外辐射，累计菌根育苗15.0亿余株，菌根化面积突破600万亩。

5、经济社会效益情况

　　5.1　经济效益

　　本项成果无论直接还是间接经济效益均显著，以松树菌根化育苗为例，仅育苗过程中可计算的增收就达8470元／亩，菌根化苗木生长快，抗性强可提前出圃，缩短育苗周期，降低育苗成本。此外，利用菌根化苗木造林，可提高成活率，节约补植费和苗木费；促进幼树生长，增加木材产量和产值；提高林木吸收和利用养分的能力，起到自肥作用，增加林木抗病性和抗逆性，节省森防费；提早幼林郁闭，缩短轮发期，降低育林成本均是其长期经济效益，累计增收金额突破20亿元，圃地和造林地上产生的菌根子实体具有食用、药用和工业用价值，为潜在的经济效益。

　　5.2　生态效益 　　

　　本项成果是有利于持续发展的多元化技术，也是符合自然规律的生态技术，不仅能提高生产力有利于经济的发展，而且也有利于改善生态、提高生态效益、环境效益和社会效益。(它解决了我国常规造林方法造林质量差、生产力低的问题，为保证经济和社会可持续发展，改善生态环境进行植树造林，提供了一项高效、切实可行的高新生物技术；该项技术使用可减少甚至避免化肥、农药、生长调节剂等化学制剂的使用及其带来的环境污染，提高土壤活性，增加土壤有机质含量，改善理化性质。转变挖森林土盲目低效接种的落后传统粗放经营方式为林木菌根化先进集约经营方式，保护森林资源，防止水土流失。

　　5.3　社会效益

　　本项研究作为一项高新生物技术，在我国组织多学科攻关和大面积推广应用不仅促进了本学的发展，而且促进了相关学科的发展，丰富了这些传统学科学的内容，促进了新专业的发展；同时建立了一支训练有素的多学科、多层次的菌根科技骨干队伍，普及了新的科学技术，提高了劳动者素质：菌根制剂生产线的落成是我国一项零的突破，是菌根研究和应用新的里程碑，标志着我国在该领域跃居世界前列；在我国创建了环境友好型“菌根制剂新产业”成为经济发展新增长点。　　（林业所菌根中心）