CN115606465A - 一种促进植被混凝土中黄花决明根系增长的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种促进植被混凝土中黄花决明根系增长的方法，其根据植被混凝土基材及植物黄花决明特性选择丛枝菌根真菌菌种，通过扩繁制备成菌剂；后配制植被混凝土，将植被混凝土进行消毒，黄花决明种子进行浸种，最后将菌剂与浸种处理后的黄花决明种子混合，将其喷播到植被混凝土基层的表面，后喷播植被混凝土面层。本发明在生态修复领域引入微生物技术，利用丛枝菌根真菌能促进植物生长的特性，促进植被混凝土黄花决明根系的增长，有效的增大根系覆盖面积，提高坡面稳定性，同时有助于植物获取养分。本方法利用微生物技术达到提高坡面稳定性与植物生理特性的目的，提高了坡面的可持续性。

Description

一种促进植被混凝土中黄花决明根系增长的方法
技术领域
本发明涉及生态修复及微生物利用领域，具体涉及一种利用丛枝菌根真菌促进植被混凝土中黄花决明根系增长的方法。
背景技术
丛枝菌根真菌作为古老的真菌，具有普遍的适应性，能与大多数陆生植物形成有益的共生结构。它们在自然和农业生态系统中发挥着关键的作用，丛枝菌根与宿主植物形成的共生组织协助植物进行养分的吸收，同时提高植物的养分利用效率。但由于分布范围较广，宿主植物种类多，丛枝菌根种类较多，且会随着地域和宿主的特性而具有一定的差异性；随着针对植被混凝土植物外生真菌的不断调查，通过对比侵染率及共生结构的生成选择摩西斗管囊霉（Funneliformismosseae）、根内根孢囊霉（Rhizophagusintraradices）作为供试菌种；并设置单接种与双接种方式进行黄花决明根系长度的对比，同时为了减少变量的误差，针对单接种组同时接种灭菌后的另一菌种菌剂，探究最适合促进植被混凝土中黄花决明根系增长的菌种及其接种方式。
根系作为植物地下部分主要存在于土壤内，并且脱离了根系的植物往往难以生长；根系作为植物从地下获取养分的主要渠道，往往会随着植物的生长而逐渐增长以满足植物生长所需养分。对于植物生长过程中来说，较长的根系往往代表着获取更多养分和水分的可能性，提高了植物的存活的可能性，提高边坡工程制备存活率，并且根系的具有一定的团聚土壤颗粒的作用，提高边坡稳定性；因此在边坡防护工程中促进植物根系的增长是很有意义的。
植被混凝土生态防护技术是由三峡大学科研技术人员开发的具有自主知识产权的生态防护技术，根据边坡所处地理位置、坡度、岩石理化性质以及绿化设计等要求确定基材中种植土、水泥、生态改良剂、有机质和混合植绿种子的配比，并将配置好的基材利用专用喷射设备喷射至坡面，从而满足边坡修复和植被恢复目的的一项技术。
发明内容
本发明提供一种促进植被混凝土中黄花决明根系增长的方法，本发明通过接种丛枝菌根真菌提高黄花决明生长过程中吸收养分与护坡能力。
为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种促进植被混凝土中黄花决明根系增长的方法，它包括以下步骤：
步骤一：根据植被混凝土基材及黄花决明特性选择丛枝菌根真菌菌种，并对其进行扩繁，制备成菌剂；
步骤二：配制植被混凝土，然后对植被混凝土进行消毒，黄花决明种子进行浸种，最后将菌剂与浸种处理后的黄花决明种子混合，将其喷播到植被混凝土基层的表面，后喷播植被混凝土面层。
所述丛枝菌根真菌菌种为根内根孢囊霉。
所述步骤一中扩繁时，扩繁基质采用草炭土：蛭石：河沙按质量比2~3：2~3：1~1.5配制，扩繁基质进行灭菌处理。
所述所述步骤一中扩繁时，草炭土的粒径为5~20mm，蛭石的粒径为1~3mm，河沙的粒径为0.5~1.5mm。
扩繁基质进行灭菌处理的具体操作为：将扩繁基质按比例混合均匀后装入无纺布袋子内，然后置于高压灭菌锅中121~124℃，20~30min进行灭菌，灭菌后风干，将扩繁基质置于灭菌盆内，将待扩繁的菌种平铺在扩繁基质上，再覆盖扩繁基质2~3cm，并播种宿主植物，扩繁期间每周浇一次低磷Hoaglands营养液。
所述宿主植物为高粱。
扩繁6个月后，剪去盆栽地上部分，收获盆中无纺布内所有培养物，粉碎后即得扩繁后的菌剂。
所用的植被混凝土为符合水电工程陡边坡植被混凝土生态修复技术规范要求。
植被混凝土通过在阳光下暴晒3~5d消毒，至土壤干燥松散不结块。
黄花决明种子需先用75℃恒温浸种20~30min，黄花决明种子与菌剂的质量比为1~2:50~100；菌剂与黄花决明种子混合物喷播厚度为1~1.5cm，面层喷播厚度为3~3.5cm。
本发明还涉及丛枝菌根真菌在促进植被混凝土中黄花决明根系的增加的应用。
本发明有如下有益效果：
1、本发明选择的菌种具较强的针对性，通过对植被混凝土植物外生真菌的调查，宿主植物黄花决明（Cassia glauca），豆科常绿灌木，其根系具有一定水土保持的能力，接种丛枝菌根真菌能促进其根系的增长，增强其生长力及护坡能力，选择能与在植被混凝土中生长的植物形成良好共生结构的摩西斗管囊霉（Funneliformismosseae）、根内根孢囊霉（Rhizophagusintraradices），根据结果显示单独接种根内根孢囊霉时能达到更好的效果。
2、本发明通过将根内根孢囊霉（Rhizophagusintraradices）接种在植被混凝土中，针对性较强，减少了由于不同菌种特异性较差而导致的侵染慢、侵染率低、共生结构少现象发生，具有良好针对性的根内根孢囊霉有效的提高了黄花决明根系中共生结构形成的效率；随着丛枝菌根真菌侵染植物根系后，形成的根毛和根外菌丝具有较根系更细的直径，能达到寻常根系难以达到的地方从而获得更多的养分以满足生长，丛枝菌根的侵染根系会提高宿主植物对地下部分养分的供给，促进根系生长。
3、本发明在扩繁过程中根据丛枝菌根真菌的孢子结构及侵染特性改良了扩繁基质，草炭土的粒径为5~20mm，蛭石的粒径为1~3mm，河沙的粒径为0.5~1.5mm，将扩繁基质粒径减小增加了根系更多的分布空间，使扩繁宿主根系能更密集的分布在扩繁基质中，提高了扩繁机制中的根段数目及孢子浓度；提高了菌剂的有效性，同时能满足因生态修复工程范围大而导致的对菌剂的大量需求。
4、扩繁基质中过高的磷元素水平会导致丛枝菌根真菌侵染速率变慢，为提高侵染速率，寻常会采用无磷Hoaglands营养液来提高植物侵染率，本发明中由于基质粒径的改善提供了较大的根系存在空间，可采用低磷的Hoaglands营养液，在对丛枝菌根真菌侵染速率不受到的前提下，满足扩繁宿主植物对磷元素的需求，提高其生长速率，增加最终基质含量。
5、本发明在接种过程前采用75℃的水将黄花决明种子浸泡20~25分钟，减少了黄花决明种子的硬实率，提高了发芽率。
6、本发明提高植物生理特性利用外接微生物的技术，减少了化肥等物质的使用，绿色环保。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。
实施例1：
丛枝菌根真菌选择：根据对植被混凝土基材物理化学特性测定，及与黄花决明共生关系选择丛枝菌根真菌中分布范围最广的摩西斗管囊霉（Funneliformismosseae）、根内根孢囊霉（Rhizophagusintraradices），购买于青岛农业大学。
丛枝菌根真菌菌剂扩繁基质准备：草炭土2kg、蛭石2kg、河沙1kg，草炭土过20mm筛子，蛭石过3mm筛子，河沙过1.5mm筛子，用蒸馏水清洗河沙与蛭石，风干后与草炭土进行混合后装入30*40cm无纺布袋子，在121℃条件下灭菌30min，灭菌后无菌室自然风干待用。
丛枝菌根真菌的扩繁：将灭菌后的扩繁基质放置于超净工作台上，开启紫外灭菌30min，30min后关闭紫外，用75%酒精将花盆内外擦拭干净，将风干后的扩繁基质装至花盆的三分之二处，将30g目标菌剂平铺在扩繁基质上，摩西斗管囊霉、根内根孢囊霉各自独立扩繁；将20粒高粱种子播种于菌剂上后覆盖2cm扩繁基质，用水浇透；后将盆栽移入种植温棚，期间人工浇水避免宿主植物死亡，每月补充一次低磷Hoaglands营养液，每次100mL/盆。
丛枝菌根真菌菌剂的制备：高粱生长6个月后，剪去盆栽地上部分，将盆栽置于无菌室风干24h，风干后收获盆栽内根段及基质，粉碎后为待用菌剂；将灭菌的摩西斗管囊霉和未灭菌的根内根孢囊霉按1：1的比例混合装入无菌自封袋中待用。
植被混凝土的配置：依照水电工程陡边坡植被混凝土生态修复技术规范；
接种处理：将黄花决明种子干重1000g浸泡75℃清水中恒温20min，将混合菌剂50000g与浸泡过20min的种子分别置于搅拌机中混合均匀至种子与外包裹一层扩繁基质，后将混合物喷播在基层表面1cm厚，再喷播植被混凝土面层3cm。
根系长度测定：待喷播后60天、90d分别将坡面上长势良好的黄花决明根系完整取出，利用根系扫描仪对黄花决明根系长度进行测量。
试验结果：60天时测定黄花决明根系为535.45cm。90天时测定黄花决明根系为567.99cm；其根系长度高于实施例2~3和对比例1。
实施例2：
丛枝菌根真菌选择：根据对植被混凝土基材物理化学特性测定，及与黄花决明共生关系选择丛枝菌根真菌中分布范围最广的摩西斗管囊霉（Funneliformismosseae）、根内根孢囊霉（Rhizophagusintraradices），购买于青岛农业大学。
丛枝菌根真菌菌剂扩繁基质准备：草炭土2kg、蛭石2kg、河沙1kg，草炭土过20mm筛子，蛭石过3mm筛子，河沙过1.5mm筛子，用蒸馏水清洗河沙与蛭石，风干后与草炭土进行混合后装入30*40cm无纺布袋子，在121℃条件下灭菌30min，灭菌后无菌室自然风干待用。
丛枝菌根真菌的扩繁：将灭菌后的扩繁基质放置于超净工作台上，开启紫外灭菌30min，30min后关闭紫外，用75%酒精将花盆内外擦拭干净，将风干后的扩繁基质装至花盆的三分之二处，将30g目标菌剂平铺在扩繁基质上，摩西斗管囊霉、根内根孢囊霉各自独立扩繁；将20粒高粱种子播种于菌剂上后覆盖2cm扩繁基质，用水浇透；后将盆栽移入种植温棚，期间人工浇水避免宿主植物死亡，每月补充一次低磷Hoaglands营养液，每次100mL/盆。
丛枝菌根真菌菌剂的制备：高粱生长6个月后，剪去盆栽地上部分，将盆栽置于无菌室风干24h，风干后收获盆栽内根段及基质，粉碎后为待用菌剂；将未灭菌的摩西斗管囊霉和灭菌后的根内根孢囊霉按1：1的比例混合装入无菌自封袋中待用。
植被混凝土的配置：依照水电工程陡边坡植被混凝土生态修复技术规范；
接种处理：将黄花决明种子干重1000g浸泡75℃清水中恒温20min，将混合菌剂50000g与浸泡过20min的种子分别置于搅拌机中混合均匀至种子与外包裹一层扩繁基质，后将混合物喷播在基层表面1cm厚，再喷播植被混凝土面层3cm。
根系长度测定：待喷播后60天、90d分别将坡面上长势良好的黄花决明根系完整取出，利用根系扫描仪对黄花决明根系长度进行测量。
试验结果：60天时测定黄花决明根系为422.15cm。90天时测定黄花决明根系为540.92cm；其根系长度高于实施例3和对比例1。
实施例3：
丛枝菌根真菌选择：根据对植被混凝土基材物理化学特性测定，及与黄花决明共生关系选择丛枝菌根真菌中分布范围最广的摩西斗管囊霉（Funneliformismosseae）、根内根孢囊霉（Rhizophagusintraradices），购买于青岛农业大学。
丛枝菌根真菌菌剂扩繁基质准备：草炭土2kg、蛭石2kg、河沙1kg，草炭土过20mm筛子，蛭石过3mm筛子，河沙过1.5mm筛子，用蒸馏水清洗河沙与蛭石，风干后与草炭土进行混合后装入30*40cm无纺布袋子，在121℃条件下灭菌30min，灭菌后无菌室自然风干待用。
丛枝菌根真菌的扩繁：将灭菌后的扩繁基质放置于超净工作台上，开启紫外灭菌30min，30min后关闭紫外，用75%酒精将花盆内外擦拭干净，将风干后的扩繁基质装至花盆的三分之二处，将30g目标菌剂平铺在扩繁基质上，摩西斗管囊霉、根内根孢囊霉各自独立扩繁；将20粒高粱种子播种于菌剂上后覆盖2cm扩繁基质，用水浇透；后将盆栽移入种植温棚，期间人工浇水避免宿主植物死亡，每月补充一次低磷Hoaglands营养液，每次100mL/盆。
丛枝菌根真菌菌剂的制备：高粱生长6个月后，剪去盆栽地上部分，将盆栽置于无菌室风干24h，风干后收获盆栽内根段及基质，粉碎后为待用菌剂；将未灭菌的摩西斗管囊霉和未灭菌的根内根孢囊霉按1：1的比例混合装入无菌自封袋中待用。
植被混凝土的配置：依照水电工程陡边坡植被混凝土生态修复技术规范；
接种处理：将黄花决明种子干重1000g浸泡75℃清水中恒温20min，将混合菌剂50000g与浸泡过20min的种子分别置于搅拌机中混合均匀至种子与外包裹一层扩繁基质，后将混合物喷播在基层表面1cm厚，再喷播植被混凝土面层3cm。
根系长度测定：待喷播后60天、90d分别将坡面上长势良好的黄花决明根系完整取出，利用根系扫描仪对黄花决明根系长度进行测量。
试验结果：60天时测定黄花决明根系为391.15cm。90天时测定黄花决明根系为399.63cm；其根系长度最低。
对比例1：
丛枝菌根真菌选择：根据对植被混凝土基材物理化学特性测定，及与黄花决明共生关系选择丛枝菌根真菌中分布范围最广的摩西斗管囊霉（Funneliformismosseae）、根内根孢囊霉（Rhizophagusintraradices），购买于青岛农业大学。
丛枝菌根真菌菌剂扩繁基质准备：草炭土2kg、蛭石2kg、河沙1kg，草炭土过20mm筛子，蛭石过3mm筛子，河沙过1.5mm筛子，用蒸馏水清洗河沙与蛭石，风干后与草炭土进行混合后装入30*40cm无纺布袋子，在121℃条件下灭菌30min，灭菌后无菌室自然风干待用。
丛枝菌根真菌的扩繁：将灭菌后的扩繁基质放置于超净工作台上，开启紫外灭菌30min，30min后关闭紫外，用75%酒精将花盆内外擦拭干净，将风干后的扩繁基质装至花盆的三分之二处，将30g目标菌剂平铺在扩繁基质上，摩西斗管囊霉、根内根孢囊霉各自独立扩繁；将20粒高粱种子播种于菌剂上后覆盖2cm扩繁基质，用水浇透；后将盆栽移入种植温棚，期间人工浇水避免宿主植物死亡，每月补充一次低磷Hoaglands营养液，每次100mL/盆。
丛枝菌根真菌菌剂的制备：高粱生长6个月后，剪去盆栽地上部分，将盆栽置于无菌室风干24h，风干后收获盆栽内根段及基质，粉碎后为待用菌剂；将灭菌后的摩西斗管囊霉、根内根孢囊霉按1：1的比例混合装入无菌自封袋中待用。
植被混凝土的配置：依照水电工程陡边坡植被混凝土生态修复技术规范；
接种处理：将黄花决明种子干重1000g浸泡75℃清水中恒温20min，将混合菌剂50000g与浸泡过20min的种子分别置于搅拌机中混合均匀至种子与外包裹一层扩繁基质，后将混合物喷播在基层表面1cm厚，再喷播植被混凝土面层3cm。
根系长度测定：待喷播后60天、90d分别将坡面上长势良好的黄花决明根系完整取出，利用根系扫描仪对黄花决明根系长度进行测量。
试验结果：60天时测定黄花决明根系为392.69cm。90天时测定黄花决明根系为406.325cm；其根系长度高于实施例3。

Claims (10)

1.一种促进植被混凝土中黄花决明根系增长的方法，其特征在于，它包括以下步骤：
步骤一：根据植被混凝土基材及黄花决明特性选择丛枝菌根真菌菌种，并对其进行扩繁，制备成菌剂；
步骤二：配制植被混凝土，然后对植被混凝土进行消毒，黄花决明种子进行浸种，最后将菌剂与浸种处理后的黄花决明种子混合，将其喷播到植被混凝土基层的表面，后喷播植被混凝土面层。
2.根据权利要求1所述的一种促进植被混凝土中黄花决明根系增长的方法，其特征在于：所述丛枝菌根真菌菌种为根内根孢囊霉。
3.根据权利要求1所述的一种促进植被混凝土中黄花决明根系增长的方法，其特征在于：所述步骤一中扩繁时，扩繁基质采用草炭土：蛭石：河沙按质量比2~3：2~3：1~1.5配制，扩繁基质进行灭菌处理。
4.根据权利要求3所述的一种促进植被混凝土中黄花决明根系增长的方法，其特征在于：所述所述步骤一中扩繁时，草炭土的粒径为5~20mm，蛭石的粒径为1~3mm，河沙的粒径为0.5~1.5mm。
5.根据权利要求3所述的一种促进植被混凝土中黄花决明根系增长的方法，其特征在于，扩繁基质进行灭菌处理的具体操作为：将扩繁基质按比例混合均匀后装入无纺布袋子内，然后置于高压灭菌锅中121~124℃，20~30min进行灭菌，灭菌后风干，将扩繁基质置于灭菌盆内，将待扩繁的菌种平铺在扩繁基质上，再覆盖扩繁基质2~3cm，并播种宿主植物，扩繁期间每周浇一次低磷Hoaglands营养液。
6.根据权利要求5所述的一种促进植被混凝土中黄花决明根系增长的方法，其特征在于，所述宿主植物为高粱。
7.根据权利要求5所述的一种促进植被混凝土中黄花决明根系增长的方法，其特征在于，扩繁6个月后，剪去盆栽地上部分，收获盆中无纺布内所有培养物，粉碎后即得扩繁后的菌剂。
8.根据权利要求1所述的一种促进植被混凝土中黄花决明根系增长的方法，其特征在于：所用的植被混凝土为符合水电工程陡边坡植被混凝土生态修复技术规范要求。
9.根据权利要求1所述的一种促进植被混凝土中黄花决明根系增长的方法，其特征在于：植被混凝土通过在阳光下暴晒3~5d消毒，至土壤干燥松散不结块。
10.根据权利要求1所述的一种促进植被混凝土中黄花决明根系增长的方法，其特征在于：黄花决明种子需先用75℃恒温浸种20~30min，黄花决明种子与菌剂的质量比为1~2:50~100；菌剂与黄花决明种子混合物喷播厚度为1~1.5cm，面层喷播厚度为3~3.5cm。
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