专利名称：生态环境勘察中的外生菌根菌丝野外原位动态监测方法
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(I)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f 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(I)中，钻孔的深度为I. 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(I)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(I)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。
具体实施例方式
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I. 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I. 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I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WinRHlZOTixm 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O. 03cm，根表面积增加14. 52cm2，根系体积增加O. 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。
权利要求
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；钻孔的深度为广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。
2.根据权利要求I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(I)中，钻孔的深度为I. 2米。
3.根据权利要求2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。
4.根据权利要求3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(3)中，所述一定时间为至少3个月。
5.根据权利要求4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(I)中，所述目标植物是必须能够感染外生菌根真菌的植物。
6.根据权利要求5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(I)中，所述目标植物为松柏类植物。
7.根据权利要求6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(4)和步骤(5)中，所述根系分析软件均为WinRHIZO Tron MF根系分析软件。
全文摘要
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。
文档编号G01B11/00GK102937410SQ20121047373
公开日2013年2月20日 申请日期2012年11月20日 优先权日2012年11月20日
发明者毕银丽, 王 义, 李少朋, 张建民, 李全生 申请人:中国神华能源股份有限公司, 神华神东煤炭集团有限责任公司, 中国矿业大学(北京)