神奇的菌根菌

菌根是土壤中的一些真菌侵染植物根部形成的菌根共生体。人们早就知道菌根真菌的存在，并断定菌根真菌与植物之间存在着互惠共生的关系。根据近年的生态学研究，人们对菌根真菌有了新的、更深入的认识。普遍存在的植物菌根菌根真菌有七种，最常见的是一种内生菌根（Vesicualar-arhuscular mycorrhiza），它是由内生菌科真菌的大多数属和种形成的囊泡，称为丛生菌根，简称VA菌根，世界上80%的植物都有VA菌根。现已证实，VA菌根可与至少200科20万种植物共生。它进入植物根部细胞生长。第二种是外生菌根。这种菌根真菌进入植物的根部，但不进入根细胞。真菌生长在幼根的表面。菌丝形成鞘包围根部，内部菌丝侵入。皮层细胞间隙，菌根根毛不发达，根毛的作用被根外的菌丝体代替。许多森林植物如针叶科、桦树、壳斗科、杨柳科、胡桃科等都有这种菌根。秋季，外生菌根形成子实体，子实体贮存许多孢子。菌根菌的大作用植物和菌根菌是一种互惠共生的关系，它们可以互相交换所需的物质。植物利用菌根真菌吸收水分、养分和生长促进剂，而菌根真菌也来自植物，吸收自身生长所需的糖分和其他有机物质。菌根真菌是植物根系的延伸和扩张，比植物根系吸收水分和养分的能力强得多。菌根菌丝很细（只有根毛的1/5左右），可以伸入根毛难以进入的土壤孔隙中。这样，植物根系与土壤的接触面积大大增加。菌根菌丝在土壤中呈几何倍数生长，繁殖数量可观。用手指捡起一把泥土，菌丝可达数公里。菌根真菌具有很强的酸溶和复溶（螯合溶）能力，因此可以帮助植物吸收不溶性的磷、钾、钙、镁和铁、锰、铜、锌、钼等营养物质。菌根真菌可以渗透到有机物质中，通过酶解作用成功地吸收有机含氮化合物中的氮。由于磷在土壤中的扩散系数很低，流动性很差，通过根系在土壤中的吸收，根际迅速形成无磷圈。由于菌根的菌丝可以延伸到这个无磷环外，形成新的吸收环，扩大了根系的吸收面，提高了植物对磷的营养。菌根真菌具有固氮作用。研究表明，杜鹃花、辐射松、罗汉松、木麻黄等的菌根均具有固氮能力。菌根真菌除了吸收水分和养分外，还会产生刺激植物根系生长的化合物，菌根真菌可以依靠新根不断繁殖。同样，植物根系也会产生促进菌根真菌生长的物质。这样，带有菌根真菌的根系寿命更长，分枝更多。增强植物抗病能力是菌根真菌的另一大特点。菌根菌丝可以分泌抗体来对抗侵入植物根部的病原体。分泌的抗体附着在根系表面形成化学膜，阻止病原体的入侵。此外，一些菌根菌丝在根部编织出一层厚厚的网状“菌壁”，依附在根部的唇齿上。菌根真菌也可以改良土壤。菌丝体能产生腐殖酸和多糖形成胶体，将分散的土壤颗粒胶结成块，增加土壤孔隙，改善土壤通气性。在土壤上植树造林，提高成活率，保持水土均有重要作用。菌根真菌与生态平衡4亿年前地球上就有植物，但那时人类还没有出现，所以不存在培育植物的问题。当时，植物面临许多自然逆境，如土壤贫瘠、病虫害、干旱、极端高温和低温等。为了生存，植物群落和微生物群落（尤其是菌根真菌）逐渐自然地形成了相互有益的共生关系。不同的植物在不同的土壤和气候中与不同的微生物形成平衡的生态环境。

当人类出现在这个世界上时，这一切都逐渐改变了。几千年来，砍伐森林、耕种、狩猎、放牧、使用农药和化肥等人类活动直接或间接地破坏了原始生态环境。植物微生物的生存环境遭到破坏。为了补偿和保护生态平衡，逐渐形成了所谓的“人工栽培环境”。现代苗圃也可以说明这一点，用人工的方法给幼苗提供大量的水分和养分，让花卉和幼苗在经过消毒的土壤（培养基）中生长。但在这种环境下，微生物（尤其是菌根真菌）常常会在植物的根部异常生长。这些植物在移栽定植后，需要很长时间才能适应新的环境，有的根本适应不了。将根瘤菌引入土壤可以加速植物的适应和生长。在苗圃栽培中，水分和养分供给过多，会抑制或延缓土壤中菌根真菌的生长。因此，许多学者主张让植物在微生物（包括菌根真菌）平衡的环境中生长，可以减少植物生长所需的养分、水和农药的量，改善植物和微生物之间的平衡将减少许多苗圃管理问题（如枯萎、病害、根系不发达、生长发育不良、移栽后不适应等）。今天的苗圃经营者正面临着对环境和经济效益的重新思考和理解。他们需要充分了解植物、菌根真菌和土壤微生物之间的共生关系。资源，促进植物生长，创造更好的自然环境。 （彭广图）