CN102937410B - 生态环境勘察中的外生菌根菌丝野外原位动态监测方法 - Google Patents
生态环境勘察中的外生菌根菌丝野外原位动态监测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102937410B CN102937410B CN201210473731.9A CN201210473731A CN102937410B CN 102937410 B CN102937410 B CN 102937410B CN 201210473731 A CN201210473731 A CN 201210473731A CN 102937410 B CN102937410 B CN 102937410B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- root system
- root
- mycelia
- boring
- original position
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims abstract description 33
- 238000011161 development Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 11
- 230000002786 root growth Effects 0.000 claims description 8
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 claims description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005067 remediation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 7
- 235000005456 Pinus sylvestris var mongolica Nutrition 0.000 description 5
- 241000114025 Pinus sylvestris var. mongolica Species 0.000 description 5
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 3
- 241000287828 Gallus gallus Species 0.000 description 3
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 3
- 235000013330 chicken meat Nutrition 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 2
- 241000208140 Acer Species 0.000 description 1
- 229930192334 Auxin Natural products 0.000 description 1
- 241000219495 Betulaceae Species 0.000 description 1
- 208000035240 Disease Resistance Diseases 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 240000007049 Juglans regia Species 0.000 description 1
- 235000009496 Juglans regia Nutrition 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 244000305267 Quercus macrolepis Species 0.000 description 1
- 241000124033 Salix Species 0.000 description 1
- 240000007313 Tilia cordata Species 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002363 auxin Substances 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 235000021336 beef liver Nutrition 0.000 description 1
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 description 1
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011616 biotin Substances 0.000 description 1
- 230000001054 cortical effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- -1 e Species 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- SEOVTRFCIGRIMH-UHFFFAOYSA-N indole-3-acetic acid Chemical compound C1=CC=C2C(CC(=O)O)=CNC2=C1 SEOVTRFCIGRIMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
Abstract
本发明涉及一种生态环境勘察中的外生菌根菌丝野外原位动态监测方法。本发明的监测方法可以完整监测到嵌入在宿主植物根系上的菌丝体，同时还可长期原位监测，由此可以动态获得不同生长期的菌根菌群的发育规律，这就为外生菌根菌丝作用机理研究、定量化研究与应用提供了技术支持，从而为后续的土地修复提供重要的现实生态意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种土壤微生物原位动态采集方法，具体涉及一种生态环境勘察中的外生菌根菌丝野外原位动态监测方法。
背景技术
外生菌根菌是真菌与高等植物的根部形成的菌根合体，是一种自然界普遍存在的共生真菌，它能够与80%以上的陆生植物形成共生体。我国有外生菌根的主要树木有栎、松、柳、椴、枫、胡桃及桦科等。大量研究报道证明，真菌菌丝伸入根皮层细胞间形成菌丝网（称为哈氏网），同时在根表蔓延形成菌丝套，替代根毛的作用。其主要功能是扩大根系对水分和养分的吸收面积；还能分泌多种生物酶，提高植物根系对氮磷钾等养分的吸收；产生生物素、生长素等促进植物生长；提高植物的抗逆性、抗病性；活化土壤。外生菌根菌的研究应用，对于发展林业育苗，促进林木生长发育以及绿化荒山、矿厂废地有重要意义。
目前对野外外生菌根菌丝观测方法比较单一，主要通过采集宿主植物较细的根系，将其带回实验室进行制片观测。这种方法在根系采集过程中对宿主植物的根系破坏较大，也不能完整的获取侵染在植物根系上的菌丝体，菌丝断裂现象严重。
因此，仍需对现有技术中的外生菌根菌丝的监测方法进行改进。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种生态环境勘察中的外生菌根菌丝野外原位动态监测方法。
本发明提供的生态环境勘察中的外生菌根菌丝野外原位动态监测方法，其包括以下步骤：
（1）在野外选择待监测的目标植物，利用钻在该目标植物的根部钻孔；钻孔的深度为1~2米；钻孔的直径为恰好能够放入根系监测管；钻孔的方向与水平面之间的夹角为45度；
（2）将根系监测管放入到上述钻孔内，然后向根系监测管的管壁以外的空隙填土，使所述根系监测管和其周围的土壤紧密结合；
（3）待目标植物的根系生长一定时间后，定期对目标植物根系及其环境利用连接在便携式计算机上的CI-600进行监测，利用高分辨率柱形CCD线性扫描头获取扫描图像；
（4）在计算机上打开根系分析软件，同时打开野外监测得到的根系扫描图，通过手动方式描摹其根系生长状况，获得包括根长、直径、表面积、体积、根尖数的参数，比较不同生长时期根系的发育变化规律；
（5）利用根系分析软件放大扫描图片功能，获得嵌入在较粗根系上的乳白色丝状体，通过根系分析软件得到该根段上菌根菌丝的发育状况，得到包括菌丝长度、直径、表面积和体积的参数。
优选地，步骤（1）中，钻孔的深度为1.2米。
优选地，步骤（2）中，所述根系监测管的内径为2.5英寸。
优选地，步骤（3）中，所述一定时间为至少3个月。更优选地，为至少6个月。
步骤（1）中，所述目标植物是必须能够感染外生菌根真菌的植物。
优选地，步骤（1）中，所述目标植物为松柏类植物。
优选地，步骤（4）和步骤（5）中，所述根系分析软件均为WinRHIZOTron MF根系分析软件。
所述钻孔的方向与水平面之间为45度夹角更有利于根系沿管壁生长。根系朝下生长时，遇到管壁可以改变其生长方向，加大了其沿着管壁向下生长的概率，从而可以得到更好的结果。通过在野外进行不同钻孔角度试验发现，当钻孔的方向与水平面之间为45度夹角时，生长在根管周围的宿主植物根系最多，而宿主植物根系能够感染外生菌根真菌，因此，外生菌根菌丝量的多寡与监测到的宿主植物根系呈正相关。
所述目标植物的根系生长一定时间可以使根系监测管周围的土壤和其它指标处于稳定状态，降低钻孔过程对根际局部环境造成的破坏，使根系监测管周围土壤环境恢复到原有状态。
本发明的生态环境勘察中的外生菌根菌丝野外原位动态监测方法，在监测根系形态特性变化的过程中，通过识别菌根菌丝来原位动态监测其变化规律，揭示其生命活动的规律及其与植物生长的关系。本发明的生态环境勘察中的外生菌根菌丝野外原位动态监测方法可以完整监测到嵌入在宿主植物根系上的菌丝体，同时还可长期原位监测，由此可以动态获得不同生长期的菌根菌群的发育规律，这就为外生菌根菌丝作用机理研究、定量化研究与应用提供了技术支持，从而为后续的土地修复提供重要的现实生态意义。
具体实施方式
下面的实施例仅用于解释本发明，而非限制本发明。
实施例：陕西榆林活鸡兔矿塌陷区樟子松根际菌根菌丝野外原位动态监测
监测试验地点位于陕西省神木县大柳塔镇高家畔，属于神东矿区活鸡兔井采空塌陷区。供试宿主植物为3米高樟子松，该樟子松选自活鸡兔沉陷区微生物复垦示范基地。刚栽植时樟子松平均株高1.5米，接种牛肝菌株，生长3年后平均达到3米。
试验于2009年5月17日进行，此时神东矿区的土壤已融冻，宿主植物处于返青季节。选择野外10株樟子松作为目标植物，利用特制的土钻在目标植物的根部钻孔，钻孔深度为1.2米，钻孔的直径为稍微大于2.5英寸。钻孔的方向与水平面之间的夹角为45度。该角度特别有利于根系沿管壁生长，根系朝下生长时，遇到管壁可以改变其生长方向，加大了其沿着管壁向下生长的概率。将内径为2.5英寸根系监测管放入到上述的钻孔内，然后向根系监测管的管壁以外的空隙填土并压实，使所述根系监测管和其周围的土壤紧密结合。待目标植物的根系生长6个月时进行根系监测，使根系监测管周围的土壤和其它指标处于稳定状态，降低钻孔过程对根际局部环境造成的破坏，使根系监测管周围土壤环境恢复到原有状态。定期对目标植物根系及其环境利用连接在便携式计算机上的CI-600（CI-600根系生长监测系统是为扫描土壤中活体根系的生长动态而设计的。它主要由直立旋转型线性扫描头、便携式计算机和透明的塑料管子组成；CI-600同时也是一种便携式的仪器，扫描头重量包括可充电电池仅1公斤左右，是田间根系研究的一种理想仪器）进行监测，利用高分辨率柱形CCD线性扫描头获取扫描图像。在计算机上打开WinRHIZO Tron MF根系分析软件，同时打开待分析的根系扫描图，通过手动方式描摹植物根系生长状况，获得包括根长、直径、表面积、体积、根尖数的参数，比较不同生长时期根系的发育变化规律。利用WinRHIZOTron MF根系分析软件放大扫描图片功能，获得嵌入在较粗根系上的乳白色细丝状体，通过WinRHIZO Tron MF根系分析软件得到该根段上菌根菌丝的发育状况和生长轨迹，得到包括菌丝长度、直径、表面积和体积的参数。
比较最初和6个月时的根系和菌丝的生长，发现根系长度增加20.4cm，根尖数增加18个，根直径增加0.03cm，根表面积增加14.52cm2，根系体积增加0.47cm3。菌丝长度增加3.2米，菌丝分枝增加31个，菌丝表面积增加35.3cm2，菌丝体积增加5.8cm3。
本领域技术人员可以理解，在本说明书的教导之下，可以对本发明做出一些修改或变化。这些修改和变化也应当在本发明权利要求所限定的范围之内。
Claims (2)
1.一种生态环境勘察中的外生菌根菌丝野外原位动态监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)在野外选择待监测的目标植物，利用钻在该目标植物的根部钻孔；钻孔的深度为1.2米；钻孔的直径为恰好能够放入根系监测管；钻孔的方向与水平面之间的夹角为45度；所述目标植物为松柏类植物；
(2)将根系监测管放入到上述钻孔内，然后向根系监测管的管壁以外的空隙填土，使所述根系监测管和其周围的土壤紧密结合；
(3)待目标植物的根系生长至少3个月后，定期对目标植物根系及其环境利用连接在便携式计算机上的CI-600进行监测，利用高分辨率柱形CCD线性扫描头获取扫描图像；
(4)在计算机上打开WinRHIZO Tron MF根系分析软件，同时打开野外监测得到的根系扫描图，通过手动方式描摹其根系生长状况，获得包括根长、直径、表面积、体积、根尖数的参数，比较不同生长时期根系的发育变化规律；
(5)利用WinRHIZO Tron MF根系分析软件放大扫描图片功能，获得嵌入在较粗根系上的乳白色丝状体，通过根系分析软件得到该根系上菌根菌丝的发育状况，得到包括菌丝长度、直径、表面积和体积的参数。
2.根据权利要求1所述的生态环境勘察中的外生菌根菌丝野外原位动态监测方法，其特征在于，步骤(2)中，所述根系监测管的内径为2.5英寸。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210473731.9A CN102937410B (zh) | 2012-11-20 | 2012-11-20 | 生态环境勘察中的外生菌根菌丝野外原位动态监测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210473731.9A CN102937410B (zh) | 2012-11-20 | 2012-11-20 | 生态环境勘察中的外生菌根菌丝野外原位动态监测方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102937410A CN102937410A (zh) | 2013-02-20 |
| CN102937410B true CN102937410B (zh) | 2015-09-16 |
Family
ID=47696321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210473731.9A Active CN102937410B (zh) | 2012-11-20 | 2012-11-20 | 生态环境勘察中的外生菌根菌丝野外原位动态监测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102937410B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103454279B (zh) * | 2013-09-05 | 2015-07-15 | 毕昆 | 一种原位扫描装置 |
| CN103728418A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-16 | 马玮 | 一种研究作物根系构型参数与空间分布的分析方法 |
| CN105929137B (zh) * | 2016-06-13 | 2019-04-30 | 福建农林大学 | 绘制根际平面pH分布图的装置及方法 |
| CN111781223A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-10-16 | 贵州省山地资源研究所 | 一种原位观察真菌菌丝形态的方法 |
| CN115585741A (zh) * | 2022-09-27 | 2023-01-10 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 一种原位观测共生真菌根外菌丝动态的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101963584A (zh) * | 2010-08-25 | 2011-02-02 | 北京农业智能装备技术研究中心 | 基于双曲面反射镜的植物根系监测系统 |
| CN102313518A (zh) * | 2010-07-02 | 2012-01-11 | 上海市农业科学院 | 一种微生物菌丝生长状况定量获取方法 |
| CN102428840A (zh) * | 2011-09-13 | 2012-05-02 | 江苏大学 | 一种确定茅苍术收获期的方法 |
-
2012
- 2012-11-20 CN CN201210473731.9A patent/CN102937410B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102313518A (zh) * | 2010-07-02 | 2012-01-11 | 上海市农业科学院 | 一种微生物菌丝生长状况定量获取方法 |
| CN101963584A (zh) * | 2010-08-25 | 2011-02-02 | 北京农业智能装备技术研究中心 | 基于双曲面反射镜的植物根系监测系统 |
| CN102428840A (zh) * | 2011-09-13 | 2012-05-02 | 江苏大学 | 一种确定茅苍术收获期的方法 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| 作物根系原位观测识别新方法综述;李克新;《生态学杂志》;20110915;全文 * |
| 作物根系形态观测方法研究进展讨论;廖荣伟;《气象科技》;20080815;全文 * |
| 作物根系观测技术与方法研究;廖荣伟;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20081015;第1-5章 * |
| 数码技术在水培植物根系动态监测中的应用;尹建道等;《东北林业大学学报》;20090725(第07期);全文 * |
| 植物根系无损检测技术的研究进展;周学成;《纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年度年会论文集》;20090822;全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102937410A (zh) | 2013-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102937410B (zh) | 生态环境勘察中的外生菌根菌丝野外原位动态监测方法 | |
| Tobin et al. | Towards developmental modelling of tree root systems | |
| Zhang et al. | Symbiosis of arbuscular mycorrhizal fungi and Robinia pseudoacacia L. improves root tensile strength and soil aggregate stability | |
| Brundrett et al. | Nursery inoculation of Eucalyptus seedlings in Western Australia and Southern China using spores and mycelial inoculum of diverse ectomycorrhizal fungi from different climatic regions | |
| Koizumi et al. | Ectomycorrhizal fungal communities in alpine relict forests of Pinus pumila on Mt. Norikura, Japan | |
| Wang | Truffle cultivation in China | |
| CN104137761A (zh) | 一种用于研究根系应对垂直障碍的试验装置及其试验方法 | |
| CN110741889A (zh) | 一种预测小麦赤霉病初始侵染源丰富度的方法 | |
| Shukla et al. | Cumulative effects of tree-based intercropping on arbuscular mycorrhizal fungi | |
| Yang et al. | Relationship between stand characteristics and soil properties of two typical forest plantations in the mountainous area of Western Sichuan, China | |
| Livne-Luzon et al. | High resilience of the mycorrhizal community to prescribed seasonal burnings in eastern Mediterranean woodlands | |
| Chen et al. | Mycorrhizal status of Eucalyptus plantations in south China and implications for management | |
| Tuheteru et al. | Composition and diversity of arbuscular mycorrhizal fungi spore associated with different land-use types in tropical gold mine | |
| Jia et al. | Root anatomical phenotypes related to growth under low nitrogen availability in maize (Zea mays L.) hybrids | |
| CN1633833A (zh) | 应用菌根技术恢复金属尾矿植被的方法 | |
| Wu et al. | TEMPO-SPATIAL DISTRIBUTION AND RELATED FUNCTIONINGS OF ROOT GLOMALIN AND GLOMALIN-RELATED SOIL PROTEIN IN A CITRUS RHIZOSPHERE. | |
| Liu et al. | Herbaceous community species composition and productivity are affected by soil depth and funnel effect in a simulated karst experiment | |
| Lesueur et al. | Effects of single and dual inoculation with selected microsymbionts (rhizobia and arbuscular mycorrhizal fungi) on field growth and nitrogen fixation of Calliandra calothyrsus Meissn | |
| Sarsekova et al. | Mycorrhiza formation in Pinus sylvestris and Picea obovata seedlings in forest nurseries in Kazakhstan | |
| CN1633834A (zh) | 一种提高砷污染土壤植物修复效率的方法 | |
| CN111512901B (zh) | 一种植物根系损伤生物修复效果的监测方法 | |
| Águeda et al. | Tuber 2013: scientific advances in sustainable truffle culture | |
| Pulungan et al. | Biodiversity arbuscular mycorrhizal fungi in the former gold mine area in North Sumatra | |
| Crișan et al. | Arbuscular mycorrhizae of five summer geophytes from Cluj county | |
| CN103421902B (zh) | 连作花生土壤真核微生物群落演替的分析方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |