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丛枝菌根真菌是天然存在的真菌,​​存在于大多数(如果不是全部)土壤中。 它们在大多数农作物的根部定植,形成互惠共生的关系(对双方都有利)。 在不形成这种共生关系的农作物中,芥菜家族(例如,油菜籽,西兰花),菠菜和甜菜是其中的重要成员。 AM真菌可帮助植物从土壤中吸收矿质养分并增强对疾病和干旱的抵抗力。 对植物的主要好处是增加了土壤溶液中“固定”的矿质养分的吸收,例如磷,锌和铜。 也就是说,它们不能很好地溶解在土壤中的水中,因此当植物从土壤中抽水时它们不会移向根部。 在没有菌根真菌的情况下,这些营养素可以在距根仅1-2毫米的距离吸收。 根部外部的AM真菌的线状链(“菌丝”)距离根部8厘米或XNUMX厘米以上,这极大地增加了土壤的体积,可从中提取这些固定的养分。

有了这些好处,更好地利用AM共生对农民特别是有机农业农民来说是有吸引力的,他们希望尽量减少非农业投入。 农民为此有两种选择:1)采用农场管理实践以增加其AM真菌的原生种群的功能,或2)接种AM真菌。 经济和实践上的限制使选择1成为行间种植农民的可能途径。 自己种植幼苗以便移栽到田间的菜农可以有效,经济地使用AM真菌接种物。

AM真菌接种物可以从市场上买到,但是农民可以使用由美国农业部和美国农业部研究人员合作开发的一种简单可靠的方法来种植自己农场的AM真菌接种物。 Rodale Institute.

方法

一般原则

  1. AM真菌是“专性共生体”,这意味着它们需要在寄主植物上定植才能生长并完成其生命周期。 这意味着,为了产生这些真菌的接种物,需要向植物,特别是向植物的根部供应食物。 在这里,我们将使用Bahiagrass(Paspalum notatum)幼苗。 Bahiagrass是AM真菌的良好寄主,在温带气候下并不耐寒。 因此,它不会成为接种物中的杂草害虫。 其他禾本科物种应作为寄主植物,但一定要确保禁止种子生产。
  2. 因此,需要提供植物需要生长的东西:营养,水和阳光。 营养物质通过堆肥提供。 植物生长所用的培养基(因此产生接种物的培养基)是堆肥和and石的1:4(基于体积)的混合物。 根据需要将接种物生产系统放置在充满阳光和水的地方。
  3. 最后,需要“入门接种”。 该方法的原始设计(请参见下面的资源1)需要在接种AM真菌的单个物种的盆栽混合物中初步生产bahiagrass幼苗。 希望是,在证明该方法的成功之后,商业来源将提供“预先定殖的” Bahiagrass植物。 这没有发生,因此需要探索另一种起始接种物。

入门接种

将农场的田间土壤用作起始接种物有两个优点:它是免费的,田间土壤中已经存在的AM真菌群落可以适应您的气候和土壤条件。 将田间土壤掺入接种物生产过程中的两种方法是:1)将其添加到盆栽混合物中,在种植的盆栽植物中将其生长,然后移植到接种物生产系统中;或2)将土壤混合成堆肥和ver石混合物。 这些都在较早的工作中进行了研究(请参见下面的资源2)。 选项1没有吸引力,因为它需要在田间可能结冰时收集土壤。 由于选项2的接种量不一致,因此启动了当前项目。

农场接种物生产程序概述

设置接种物生产系统的目标日期是在您所在地区的春季霜冻威胁刚刚过去之后(见图1)。 在此之前三个月开始生产您的bahiagrass幼苗。 它们需要一个星期或更长的时间才能发芽,最初生长缓慢。 然后,在霜冻威胁过去后,将26.5加仑(47404升)塑料袋(“种植袋”,Sunleaves Garden Products,Bloomington,IN 1)装满三分之二的4:6.4(v / v)混合物分别筛分(200毫米目)堆肥和ver石。 接下来,混合3立方厘米(约5杯)筛分的田间土壤(更多内容见下文)。 将您的bahiagrass幼苗移植到袋中,每袋2个。 在整个生长季节根据需要对袋子进行除草和浇水(见图1)。 堆肥中可能会有一些杂草种子发芽,目标是从袋子中除去这些耐寒的植物。 然后将Bahiagrass杀死,并在户外将袋子过冬。 次年春天,从袋中收获堆肥和ver石的混合物,并混合到园艺用盆栽培养基(9:XNUMX接种物:培养基,以体积为基准)中,用于温室生产菌根蔬菜苗。

这个实验

没有简便的方法来检查您选择用作起始接种物的土壤中AM真菌的数量,特别是因为您是在使用前收集它的。 因此,该实验的目的是测试来自各种农场生境的土壤,作为在农场上生产AM真菌接种物的起始接种物,目的是对在您的农场中收集土壤的位置提出一般性建议。

15年2016月XNUMX日,从以下田地的土壤中收集了土壤 Rodale Institute:
1.牧场
2.树木繁茂的篱笆排
3.田间最后一次种植大豆,然后是冬小麦覆盖作物
4.田间最后一次种植小麦,随后是越冬的v子
5.田间最后一次种植玉米,然后种植黑麦覆盖作物

每个站点收集了8-10个样本,每个样本的深度为6英寸,然后将其合并。 将土壤过筛以通过2mm的筛网,并且将200cm 3(约一个杯子)混合到袋的堆肥ver石混合物的顶部约1/4中。 每个土壤源准备了五个袋子。 另外,一组5袋不接受任何土壤(作为对照),另一组20袋则接受通过5种AM真菌之一定殖的bahiagrass幼苗(每个AM真菌5袋)。 每个袋子接受XNUMX种bahiagrass植物。

数据收集

在Bahiagrass冬季杀死后,于15年2016月4日对接种物生产袋进行了采样。 分析根部以AM真菌定殖的根长度百分比。 使用每种处理/土壤来源的三个袋中的堆肥和ver石混合物的样品,以及接种的3种AM真菌物种的混合物的三个样品,进行最可能数[MPN]生物测定,以确定繁殖体的数量每立方厘米混合物中的AM真菌数量。

简而言之,我们进行了MPN分析,方法是用9个等体积的无菌土壤和沙子基盆栽混合物稀释一体积的接种物,以稀释原始体积的十分之一。 它用于填充5个小花盆。 将十分之一稀释混合物的子样品再次与9体积的灭菌混合物混合,以产生十分之一的稀释液,然后再稀释至十分之一,目的是将原始接种物稀释至“灭绝”(也就是说,直到AM真菌不再存在为止。

然后,每个盆接受bahiagrass幼苗。 植物生长4周,此后收集每个盆的整个根系并通过AM真菌检查其定植。 根据存在或不存在定植对他们进行简单的正/负评分。 查阅统计表以产生最可能数量的接种菌每立方厘米AM-真菌数。 由于MPN分析的结果可以显示从一个复制品到另一个复制品的很大差异,因此一百分之一稀释液中AM真菌定植的根的根长百分比也可以确定为该稀释液中AM真菌的数量。 在3月采集时,还对原始土壤样品进行了MPN生物测定。

成果

从中收集土壤用作起始接种物的农场栖息地对接种物产生了重大影响。 收集时(2016年3月),大豆/小麦和玉米/黑麦田的土壤中AM真菌繁殖体的密度显着高于树木繁茂的篱笆行(图39),其他部位处于中间。 在生长季节结束时取样的接种物袋中的巴氏杆菌根部的定植在各处理之间没有显着差异,范围从未接种对照的根长的54%到大豆/小麦处理的2%。 这表明通过混入堆肥的根部或土壤和/或从土壤中向上生长的Bahiagras,通过杂草阻隔织物(放置在袋子上),控制袋受到污染(见图XNUMX)。

无论是测量繁殖体还是根的定殖,通过MPN生物测定法对生长季节结束时产生的接种物进行定量,都得出了相似的结果(图4)。 接种量最好的是在从大豆/小麦或玉米/黑麦田收到预先定殖的幼苗(“标准方法”)或土壤的袋子中。 牧场,树木繁茂的栅栏行和小麦/紫etch田的土壤产生的接种物水平与对照相比没有统计学差异。

总结

尽管应像所有田间试验一样重复进行此操作,但结果表明,在春末/初夏时从前一年种植行作物的田地中收集的土壤,然后是谷物谷类的越冬覆盖作物,可以作为在农场生产AM真菌的最佳起始接种物。

图1. AM真菌接种物的农场生产。 遵循从1(在最后一次霜冻的平均日期之前3个月播种Bahiagrass种子)到8(在随后的春季使用接种物)的步骤。 绿色的括号内的建议是针对生长季节短的地区,以确保有足够的时间来生长番茄和AM真菌。
图2.农场接种袋 Rodale Institute 在生长季节快结束时显示了巴哈果生长。 袋子放在杂草阻隔织物上。
图3.每厘米AM真菌的数量3 5个不同地点收集的田间土壤 Rodale Institute 农场于15年2016月3日进行。每次进行XNUMX次MPN生物测定。
图4.在农场生产的接种物上进行的“最可能数”生物测定中,百分之一百稀释度的AM真菌定植的根长百分比(上图)和AM真菌总繁殖体(下图)。 3组植物的5组平均值(顶部)或3种MPN生物测定法(底部)。

David Douds是宾夕法尼亚州Wyndmoor的USDA农业研究处的研究微生物学家。