專利名稱：生態(tài)環(huán)境勘察中的外生菌根菌絲野外原位動態(tài)監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種土壤微生物原位動態(tài)采集方法，具體涉及一種生態(tài)環(huán)境勘察中的外生菌根菌絲野外原位動態(tài)監(jiān)測方法。
背景技術(shù)：
外生菌根菌是真菌與高等植物的根部形成的菌根合體，是一種自然界普遍存在的共生真菌，它能夠與80%以上的陸生植物形成共生體。我國有外生菌根的主要樹木有櫟、松、柳、椴、楓、胡桃及樺科等。大量研究報道證明，真菌菌絲伸入根皮層細胞間形成菌絲網(wǎng)(稱為哈氏網(wǎng))，同時在根表蔓延形成菌絲套，替代根毛的作用。其主要功能是擴大根系對水分和養(yǎng)分的吸收面積；還能分泌多種生物酶，提高植物根系對氮磷鉀等養(yǎng)分的吸收；產(chǎn)生生物素、生長素等促進植物生長；提高植物的抗逆性、抗病性；活化土壤。外生菌根菌的研 究應(yīng)用，對于發(fā)展林業(yè)育苗，促進林木生長發(fā)育以及綠化荒山、礦廠廢地有重要意義。目前對野外外生菌根菌絲觀測方法比較單一，主要通過采集宿主植物較細的根系，將其帶回實驗室進行制片觀測。這種方法在根系采集過程中對宿主植物的根系破壞較大，也不能完整的獲取侵染在植物根系上的菌絲體，菌絲斷裂現(xiàn)象嚴重。因此，仍需對現(xiàn)有技術(shù)中的外生菌根菌絲的監(jiān)測方法進行改進。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種生態(tài)環(huán)境勘察中的外生菌根菌絲野外原位動態(tài)監(jiān)測方法。本發(fā)明提供的生態(tài)環(huán)境勘察中的外生菌根菌絲野外原位動態(tài)監(jiān)測方法，其包括以下步驟(I)在野外選擇待監(jiān)測的目標(biāo)植物，利用鉆在該目標(biāo)植物的根部鉆孔；鉆孔的深度為f 2米；鉆孔的直徑為恰好能夠放入根系監(jiān)測管；鉆孔的方向與水平面之間的夾角為45度；(2)將根系監(jiān)測管放入到上述鉆孔內(nèi)，然后向根系監(jiān)測管的管壁以外的空隙填土，使所述根系監(jiān)測管和其周圍的土壤緊密結(jié)合；(3)待目標(biāo)植物的根系生長一定時間后，定期對目標(biāo)植物根系及其環(huán)境利用連接在便攜式計算機上的CI-600進行監(jiān)測，利用高分辨率柱形CCD線性掃描頭獲取掃描圖像；(4)在計算機上打開根系分析軟件，同時打開野外監(jiān)測得到的根系掃描圖，通過手動方式描摹其根系生長狀況，獲得包括根長、直徑、表面積、體積、根尖數(shù)的參數(shù)，比較不同生長時期根系的發(fā)育變化規(guī)律；(5)利用根系分析軟件放大掃描圖片功能，獲得嵌入在較粗根系上的乳白色絲狀體，通過根系分析軟件得到該根段上菌根菌絲的發(fā)育狀況，得到包括菌絲長度、直徑、表面積和體積的參數(shù)。優(yōu)選地，步驟(I)中，鉆孔的深度為I. 2米。
優(yōu)選地，步驟(2)中，所述根系監(jiān)測管的內(nèi)徑為2. 5英寸。優(yōu)選地，步驟(3)中，所述一定時間為至少3個月。更優(yōu)選地，為至少6個月。步驟(I)中，所述目標(biāo)植物是必須能夠感染外生菌根真菌的植物。優(yōu)選地，步驟(I)中，所述目標(biāo)植物為松柏類植物。優(yōu)選地，步驟(4)和步驟(5)中，所述根系分析軟件均為WinRHIZOTron MF根系分析軟件。所述鉆孔的方向與水平面之間為45度夾角更有利于根系沿管壁生長。根系朝下 生長時，遇到管壁可以改變其生長方向，加大了其沿著管壁向下生長的概率，從而可以得到更好的結(jié)果。通過在野外進行不同鉆孔角度試驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鉆孔的方向與水平面之間為45度夾角時，生長在根管周圍的宿主植物根系最多，而宿主植物根系能夠感染外生菌根真菌，因此，外生菌根菌絲量的多寡與監(jiān)測到的宿主植物根系呈正相關(guān)。所述目標(biāo)植物的根系生長一定時間可以使根系監(jiān)測管周圍的土壤和其它指標(biāo)處于穩(wěn)定狀態(tài)，降低鉆孔過程對根際局部環(huán)境造成的破壞，使根系監(jiān)測管周圍土壤環(huán)境恢復(fù)到原有狀態(tài)。本發(fā)明的生態(tài)環(huán)境勘察中的外生菌根菌絲野外原位動態(tài)監(jiān)測方法，在監(jiān)測根系形態(tài)特性變化的過程中，通過識別菌根菌絲來原位動態(tài)監(jiān)測其變化規(guī)律，揭示其生命活動的規(guī)律及其與植物生長的關(guān)系。本發(fā)明的生態(tài)環(huán)境勘察中的外生菌根菌絲野外原位動態(tài)監(jiān)測方法可以完整監(jiān)測到嵌入在宿主植物根系上的菌絲體，同時還可長期原位監(jiān)測，由此可以動態(tài)獲得不同生長期的菌根菌群的發(fā)育規(guī)律，這就為外生菌根菌絲作用機理研究、定量化研究與應(yīng)用提供了技術(shù)支持，從而為后續(xù)的土地修復(fù)提供重要的現(xiàn)實生態(tài)意義。
具體實施例方式
下面的實施例僅用于解釋本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。實施例陜西榆林活雞兔礦塌陷區(qū)樟子松根際菌根菌絲野外原位動態(tài)監(jiān)測監(jiān)測試驗地點位于陜西省神木縣大柳塔鎮(zhèn)高家畔，屬于神東礦區(qū)活雞兔井采空塌陷區(qū)。供試宿主植物為3米高樟子松，該樟子松選自活雞兔沉陷區(qū)微生物復(fù)墾示范基地。剛栽植時樟子松平均株高I. 5米，接種牛肝菌株，生長3年后平均達到3米。試驗于2009年5月17日進行，此時神東礦區(qū)的土壤已融凍，宿主植物處于返青季節(jié)。選擇野外10株樟子松作為目標(biāo)植物，利用特制的土鉆在目標(biāo)植物的根部鉆孔，鉆孔深度為I. 2米，鉆孔的直徑為稍微大于2. 5英寸。鉆孔的方向與水平面之間的夾角為45度。該角度特別有利于根系沿管壁生長，根系朝下生長時，遇到管壁可以改變其生長方向，加大了其沿著管壁向下生長的概率。將內(nèi)徑為2. 5英寸根系監(jiān)測管放入到上述的鉆孔內(nèi)，然后向根系監(jiān)測管的管壁以外的空隙填土并壓實，使所述根系監(jiān)測管和其周圍的土壤緊密結(jié)合。待目標(biāo)植物的根系生長6個月時進行根系監(jiān)測，使根系監(jiān)測管周圍的土壤和其它指標(biāo)處于穩(wěn)定狀態(tài)，降低鉆孔過程對根際局部環(huán)境造成的破壞，使根系監(jiān)測管周圍土壤環(huán)境恢復(fù)到原有狀態(tài)。定期對目標(biāo)植物根系及其環(huán)境利用連接在便攜式計算機上的CI-600(CI-600根系生長監(jiān)測系統(tǒng)是為掃描土壤中活體根系的生長動態(tài)而設(shè)計的。它主要由直立旋轉(zhuǎn)型線性掃描頭、便攜式計算機和透明的塑料管子組成；CI-600同時也是一種便攜式的儀器，掃描頭重量包括可充電電池僅I公斤左右，是田間根系研究的一種理想儀器)進行監(jiān)測，利用高分辨率柱形CCD線性掃描頭獲取掃描圖像。在計算機上打開WinRHIZO Tron MF根系分析軟件，同時打開待分析的根系掃描圖，通過手動方式描摹植物根系生長狀況，獲得包括根長、直徑、表面積、體積、根尖數(shù)的參數(shù)，比較不同生長時期根系的發(fā)育變化規(guī)律。利用WinRHlZOTixm MF根系分析軟件放大掃描圖片功能，獲得嵌入在較粗根系上的乳白色細絲狀體，通過WinRHIZO Tron MF根系分析軟件得到該根段上菌根菌絲的發(fā)育狀況和生長軌跡，得到包括菌絲長度、直徑、表面積和體積的參數(shù)。比較最初和6個月時的根系和菌絲的生長，發(fā)現(xiàn)根系長度增加20. 4cm,根尖數(shù)增加18個，根直徑增加O. 03cm，根表面積增加14. 52cm2，根系體積增加O. 47cm3。菌絲長度增加3. 2米，菌絲分枝增加31個，菌絲表面積增加35. 3cm2,菌絲體積增加5. 8cm3。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在本說明書的教導(dǎo)之下，可以對本發(fā)明做出一些修改或變化。這些修改和變化也應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種生態(tài)環(huán)境勘察中的外生菌根菌絲野外原位動態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 (1)在野外選擇待監(jiān)測的目標(biāo)植物，利用鉆在該目標(biāo)植物的根部鉆孔；鉆孔的深度為廣2米；鉆孔的直徑為恰好能夠放入根系監(jiān)測管；鉆孔的方向與水平面之間的夾角為45度； (2)將根系監(jiān)測管放入到上述鉆孔內(nèi)，然后向根系監(jiān)測管的管壁以外的空隙填土，使所述根系監(jiān)測管和其周圍的土壤緊密結(jié)合； (3)待目標(biāo)植物的根系生長一定時間后，定期對目標(biāo)植物根系及其環(huán)境利用連接在便攜式計算機上的CI-600進行監(jiān)測，利用高分辨率柱形CCD線性掃描頭獲取掃描圖像； (4)在計算機上打開根系分析軟件，同時打開野外監(jiān)測得到的根系掃描圖，通過手動方式描摹其根系生長狀況，獲得包括根長、直徑、表面積、體積、根尖數(shù)的參數(shù)，比較不同生長時期根系的發(fā)育變化規(guī)律； (5)利用根系分析軟件放大掃描圖片功能，獲得嵌入在較粗根系上的乳白色絲狀體，通過根系分析軟件得到該根段上菌根菌絲的發(fā)育狀況，得到包括菌絲長度、直徑、表面積和體積的參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生態(tài)環(huán)境勘察中的外生菌根菌絲野外原位動態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，步驟(I)中，鉆孔的深度為I. 2米。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生態(tài)環(huán)境勘察中的外生菌根菌絲野外原位動態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，步驟(2)中，所述根系監(jiān)測管的內(nèi)徑為2. 5英寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生態(tài)環(huán)境勘察中的外生菌根菌絲野外原位動態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，步驟(3)中，所述一定時間為至少3個月。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生態(tài)環(huán)境勘察中的外生菌根菌絲野外原位動態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，步驟(I)中，所述目標(biāo)植物是必須能夠感染外生菌根真菌的植物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生態(tài)環(huán)境勘察中的外生菌根菌絲野外原位動態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，步驟(I)中，所述目標(biāo)植物為松柏類植物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生態(tài)環(huán)境勘察中的外生菌根菌絲野外原位動態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，步驟(4)和步驟(5)中，所述根系分析軟件均為WinRHIZO Tron MF根系分析軟件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生態(tài)環(huán)境勘察中的外生菌根菌絲野外原位動態(tài)監(jiān)測方法。本發(fā)明的監(jiān)測方法可以完整監(jiān)測到嵌入在宿主植物根系上的菌絲體，同時還可長期原位監(jiān)測，由此可以動態(tài)獲得不同生長期的菌根菌群的發(fā)育規(guī)律，這就為外生菌根菌絲作用機理研究、定量化研究與應(yīng)用提供了技術(shù)支持，從而為后續(xù)的土地修復(fù)提供重要的現(xiàn)實生態(tài)意義。
文檔編號G01B11/00GK102937410SQ20121047373
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者畢銀麗, 王 義, 李少朋, 張建民, 李全生 申請人:中國神華能源股份有限公司, 神華神東煤炭集團有限責(zé)任公司, 中國礦業(yè)大學(xué)(北京)