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蘭與菌的共生關係

蘭是植物界進化最高極的物種,菌是生物界較低極原始的物種(這裡說的菌,專指真菌,原屬植物界,現已獨立為菌物界,與植物、動物並列)他們都是陸地上最複雜最重要的主體生態系統—森林中的重要成員。在維繫森林生態系統物種的多樣性與穩定性方面起著重要作用。在森林生態系統漫長的歷史演化過程中,蘭與菌之間,以及蘭和菌與其他生物種之間,建立起了多種複雜的生態關係(包括食物鏈關係),極積參與系統的物質迴圈與能量流動,從而也成就了自己的生存與發展,物種的延續與進化。

由於蘭科植物具有重要的經濟價值和觀賞價值,人們將其請出森林,模擬自然生態環境條件,進行人工栽培,所謂來其自然生,還其自然養,引種馴化栽培取得了巨大的成功。特別是蘭屬植物大多數種,作為花卉栽培進入人們生活領域,生長發育環境發生了很大的變化,蘭與原生環境中許多野生動植物種的生態關係雖消失了,但與蘭關係密切的一些種如昆蟲、菌物、微生物等隨之進入養蘭環境。其中蘭與某些菌物種亙古以來所形成的微妙的生態關係被保持住了。這也是人類引種栽培蘭花取得成功的關健因素之一。

蘭與菌的關係主要有以下幾種:伴生、寄生、共生。蘭與一些腐生菌、蠅類幼蟲、原蟲、環節動物等伴生在蘭盆基質中,

營養方式各異,和平共處,有利無害或利大於害。如腐生菌以分解基質中的有機物為生,也為蘭根提供營養來源。森林中的許多附生蘭,主要靠腐生菌分解老死的木質纖維素為礦物質源,以完成自己的生長發育;蘭菌寄生關係普遍存在于森林系統中,主要是一些致病性真菌如刺盤孢菌、棕疫黴菌、鐮刀菌、狄巴厘腐黴、立枯絲核菌、菌核菌、柱盤孢屬菌等,也稱為寄生菌。它們是蘭的敵人,分別引發炭疽病、疫病、基腐病、腐爛病、根腐病、菌核病,黑斑病等蘭病。它們的菌絲侵入蘭花細胞內吸收營養,分泌毒素解析破壞植物組織,引起植株新陳代謝失調,甚至死亡。也有一種“反寄生”關係,密環菌菌絲與蘭科植物天麻的塊莖接觸後,
菌絲伸入塊莖內作為營養源,不斷被消化吸收,供塊莖生長膨大,最終完成生活週期,而密環菌又腐生在其它植物上吸收營養,供自己及天麻生長;蘭菌共生關係是朋友關係,主要以菌根的方式廣泛存在於自然界,組成菌根的真菌稱為菌根菌(共生真菌),其菌絲與蘭的營養根形成一種聯合體,菌根菌從蘭根獲得碳水化合物及其他營養物質,而蘭也從菌根菌那裡得到所需養料及水份,從而達到一種互惠互利、共生共榮的高度統一的聯合關係。以上幾種菌蘭關係中,伴生關係因與蘭的生活較間接,人們研究較少,本文略去不提。寄生關係在各種蘭花病蟲害防治書籍中講得很透,故不再贅述。
本文就蘭與菌的共生關係作一些粗淺的介紹。

一、蘭花菌根的形成及其生理功能

森林植被是蘭科植物的原生地,蘭菌共生形成的菌根普遍存在于森林土壤中。菌根中的共生菌大多數屬於半知菌和擔子菌。它們對蘭科植物的生長影響很大。蘭花的種子微小,似塵埃一般,本身貯存的養料很少,要供應種子萌芽並長成幼苗是不夠的,而且需要較長時間。但由於森林中有共生菌的存在,真菌的菌絲很快能穿透那些發育較好的蘭花種子的表皮,進入胚體細胞,在細胞腔內形成菌絲團,並不斷消解釋放出營養,供應胚芽及幼苗的順利生長。人工馴化或栽培條件下的蘭花不存在種子成苗階段,主要以營養體分苗繁殖。

但共生真菌與蘭花根部接合形成菌根,對蘭花生長發育非常重要。

1、菌根的形成及特點

無論下山蘭還是家養蘭,其蘭根已共生有菌根真菌,根表附著菌絲及孢子,如果帶有原生土,土中菌絲及孢子就更多一些。蘭花菌根真菌是內生菌,當新根發出伸長時,表面分泌一些有機物質,它們刺激吸引老菌根根際附近土壤的菌絲及孢子萌發芽管(芽管再長成菌絲)並向新根表面伸長,另外菌絲在根際附近具有趨根性。菌絲與根接觸以後,能穿過根皮進入皮層細胞,在細胞腔內形成胞內菌絲,胞內菌絲還可從一個細胞傳到另一個細胞。胞內菌絲常呈節狀或圈狀,統稱菌絲團。菌絲不侵染蘭根生長錐(水晶頭),使蘭根保持旺盛的生長能力。

根表面菌絲比較稀疏,主要起吸收水分、礦物質及產生分生孢子的作用。菌根表面看不出什麼變化,顯微鏡下能看到根外菌絲,菌絲有橫隔,皮層細胞內有菌絲團,這是蘭與菌進行營養交換的地方。

2、菌根的生理功能

(1)吸收功能。菌根外菌絲直接吸收土壤水分,對礦物質元素的吸收及運輸效率都很高,特別是對有機磷、難溶性磷的利用率更高。主要是菌根存在及分泌一些酸性磷酸酶、磷酸脂酶等物質數量增加,活性提高或土壤ph值變化所致。

(2)合成功能。胞內菌絲團產生一些活性物質如酶前體、輔酶、植物生長調節素等參與蘭株生長發育過程。菌根菌產生的澱粉酶可以提高蘭苗的碳水化合物利用水準。

(3)營養物質的儲藏及轉化功能。菌根在形成過程中,菌根菌不斷地利用蘭株光合產物生長,在根系皮層細胞中形成菌絲團,積累儲藏了大量的營養物質。菌根形成初期,菌根菌與蘭株都為自己的生長爭奪營養物質,雙方生長都很緩慢。隨著蘭株長勢的旺盛,光合器官的擴大,光合產物量的增加,菌根菌有了擴展的物質基礎,菌絲迅速伸長,胞內菌絲團大量湧現。當蘭株處於營養生長和生殖生長並進期或開花期,蘭株需要大量營養物質時,菌根內各種轉化酶活躍,導致胞內菌絲團大量消解,不斷釋放出糖類、氨基酸、激素,礦物質等營養物質,供給蘭株生長發育需要。故菌根是蘭株體內營養物質的儲藏庫與轉化器。

(4)菌根的存在,可增強蘭株對某些根病的抵抗力。新發出的蘭根首次被菌根菌侵染而建立起共生關係後,其它致病菌很難再侵入菌根而建立寄生關係。因而發育良好的菌根根系健壯,充滿生機活力,對病菌的抵抗力就強。反之、致病菌侵入蘭根皮層以後,菌根菌就很難再侵入。另外生理老化或菌根菌衰退的蘭根容易被土壤中的致病菌侵襲。

二、影響菌根形成與發展的主要條件

1、蘭株的根莖葉應完整、健壯、不帶病在蘭菌共生關係中,蘭株是菌根菌的宿主和營養提供者。蘭株健壯完整,生長發育正常,新陳代謝活躍,才能為共生菌的發展提供充足的營養。如果蘭株殘缺柔弱,新根發育遲緩,甚至感染病害,菌根就難以形成,即使已經形成的菌根也會衰退。

2、蘭株存在菌根菌和有效繁殖體菌根菌存在于蘭株的菌根中,蘭與菌形影不離,正如人類大腸中的乳酸菌、雙歧桿菌(有益細菌)一樣,與其它有害細菌一起在大腸中伴隨人類生活終生,構成菌類種間此消彼長,此長彼消的微生態關係。當有益菌佔優勢時,它能合成許多有益物質,幫助消化,抑制有害菌類生長,對人體健康十分有利。當有害菌佔優勢時,人體就處於病態。同理,蘭株隨著人們分株繁殖,菌根也就隨種苗進入新的環境中,菌根菌在根表產生的菌絲及孢子散佈於土壤中,為感染新根準備了菌源。移栽蘭花時,新配的基質也可能含有菌根菌的繁殖體,成為侵染源。

菌絲和孢子是菌根菌的繁殖體,它們必須距幼根較近,有條件接觸到根部。在土壤中有一定碳源(有機物)供應,才能保持菌絲活力,侵染幼根。

3、要有適宜的環境條件適宜的光照、溫度、濕度、空氣、土壤肥力是菌根發展所必需的。適宜的光照強度,有利於蘭株光合效率的提高,增加了碳水化合物的積累,從而也改善了菌根的營養供應;溫度主要指土壤溫度,強調穩定性,一般穩定在20℃左右,變化幅度不超過5度,較適宜菌根生理代謝的正常進行;土壤中的濕度與空氣是矛盾的,土壤含水量高,空氣就被排擠出土壤,菌根的呼吸受影響,因為菌根菌是好氣性的。水漬時間過長,菌根受到毒害,菌根菌大量死亡,共生關係也就解體了。一般認為,土壤含水量保持在30—50%較能處理好空氣與水分的矛盾;土壤肥力是綜合因素構成的,有機質含量高,各種礦物質元素必然豐富,但氮肥過高,對菌根菌的生長是不利的,ph值維持在6左右比較適宜。

三、重視菌根的培育

養蘭功夫花十分,培育壯根占九分。綠葉青枝花迷人,壯根扶持複誰知。這是蘭家蘭友植蘭實踐活動的真切體會。養蘭重養根的理念已越來越深入人心。然而,養好蘭根的關健在於重視菌根培育的理念未必人人皆知。下面就蘭花菌根培育的問題,結合實踐,提幾點建議,僅供參考:

1、配備適宜菌根發展的基質,為蘭菌共生創造良好的生態環境。植蘭基質疏鬆透氣,疏水保水能力強,有機營養豐富,穩溫穩肥,清潔而無致病菌、線蟲感染,土壤ph略偏酸,這樣的基質環境較好地協調了水、氣、溫、肥的矛盾,既有利於蘭根生長,又有利於菌根菌的發育。此外,植蘭時摻入少許原來的基質,等於引入了共生菌的繁殖體,有利於新根菌根菌的儘快侵入和老根的再次感染。但要注意蘭苗及原基質未曾發過病。

2、移裁蘭苗時,除蘭苗本身健壯、莖葉完整外,還要認真清除爛根、空根、變色衰老根,細心保護好每條蘭根及冠根(水晶頭)。一般情況下,只要是生長正常的蘭苗,翻盆分苗時將分出的苗用自來水沖洗晾乾即可移栽,儘量不用化學藥劑消毒。實在要消毒的蘭苗,化學藥劑應少選用內吸性的品種,以減少對菌根菌的傷害。

3、保健栽培,科學管理,維護蘭菌共生關係健康發展。管理的目的是要調控好光、溫、水、氣、肥等生態因素的變化及平衡關係,因勢利導的發揮整體作用,以充分滿足蘭與菌的生態習性,促進蘭菌共生共榮。

自然森林生態系統中,天地悠悠,萬物進化,歲月造就了蘭與菌兩個物種生態習性的趨同性,生理需求的互補性,生命存在的依賴性。例如:蘭根與菌根菌都是好氣性的,都需要充足的氧氣;都需要穩定的土溫;要求土壤Ph偏酸性;潤而不濕的土壤水分;具備調節土壤溶液濃度的結構;適宜的光照強度,以保證充足的光合產物供應等。因此,只要有利於蘭根生長的管理措施,一般都適合菌根的培育。例如給蘭花澆水的頻度與灌水量,以不影響土壤的通氣性為原則,始終保持土壤含氧量不低於18%。澆水的時間以水溫與土溫相近為准,熱天早晚澆,冷天下午澆;蘭株光照強度7000—14000lax(因蘭種而異),並有良好的空氣流動,能維持較好的光合效率,生產更多的有機物,為菌根的發展提供充足的營養與能源。晝夜保持8oc以上的溫差,促進蘭苗健壯,提高對不良環境及病害的抵抗力。

如過多地施用殺菌劑,敵友皆傷,削弱了土壤中有益菌特別是菌根菌的活動,一些具有抑制病菌的微生物的功能就會大大下降。過多過量的施用肥料特別是氮肥,會提高土壤溶液濃度,消耗蘭株體內大量碳水化合物,對菌根的生長極為不利,會動搖蘭菌共生關係。因此,要儘量避免錯誤的用藥施肥。
 

菌根在形成過程中,菌根菌不斷地利用蘭株光合產物生長,在根系皮層細胞中形成菌絲團,積累儲藏了大量的營養物質。菌根形成初期,菌根菌與蘭株都為自己的生長爭奪營養物質,雙方生長都很緩慢。隨著蘭株長勢的旺盛,光合器官的擴大,光合產物量的增加,菌根菌有了擴展的物質基礎,菌絲迅速伸長,胞內菌絲團大量湧現。當蘭株處於營養生長和生殖生長並進期或開花期,蘭株需要大量營養物質時,菌根內各種轉化酶活躍,導致胞內菌絲團大量消解,不斷釋放出糖類、氨基酸、激素,礦物質等營養物質,供給蘭株生長發育需要。故菌根是蘭株體內營養物質的儲藏庫與轉化器。

(4)菌根的存在,可增強蘭株對某些根病的抵抗力。新發出的蘭根首次被菌根菌侵染而建立起共生關係後,其它致病菌很難再侵入菌根而建立寄生關係。因而發育良好的菌根根系健壯,充滿生機活力,對病菌的抵抗力就強。反之、致病菌侵入蘭根皮層以後,菌根菌就很難再侵入。另外生理老化或菌根菌衰退的蘭根容易被土壤中的致病菌侵襲。

二、影響菌根形成與發展的主要條件

1、蘭株的根莖葉應完整、健壯、不帶病在蘭菌共生關係中,蘭株是菌根菌的宿主和營養提供者。蘭株健壯完整,生長發育正常,新陳代謝活躍,才能為共生菌的發展提供充足的營養。如果蘭株殘缺柔弱,新根發育遲緩,甚至感染病害,菌根就難以形成,即使已經形成的菌根也會衰退。

2、蘭株存在菌根菌和有效繁殖體菌根菌存在于蘭株的菌根中,蘭與菌形影不離,正如人類大腸中的乳酸菌、雙歧桿菌(有益細菌)一樣,與其它有害細菌一起在大腸中伴隨人類生活終生,構成菌類種間此消彼長,此長彼消的微生態關係。當有益菌佔優勢時,它能合成許多有益物質,幫助消化,抑制有害菌類生長,對人體健康十分有利。當有害菌佔優勢時,人體就處於病態。同理,蘭株隨著人們分株繁殖,菌根也就隨種苗進入新的環境中,菌根菌在根表產生的菌絲及孢子散佈於土壤中,為感染新根準備了菌源。移栽蘭花時,新配的基質也可能含有菌根菌的繁殖體,成為侵染源。

菌絲和孢子是菌根菌的繁殖體,它們必須距幼根較近,有條件接觸到根部。在土壤中有一定碳源(有機物)供應,才能保持菌絲活力,侵染幼根。

3、要有適宜的環境條件適宜的光照、溫度、濕度、空氣、土壤肥力是菌根發展所必需的。適宜的光照強度,有利於蘭株光合效率的提高,增加了碳水化合物的積累,從而也改善了菌根的營養供應;溫度主要指土壤溫度,強調穩定性,一般穩定在20℃左右,變化幅度不超過5度,較適宜菌根生理代謝的正常進行;土壤中的濕度與空氣是矛盾的,土壤含水量高,空氣就被排擠出土壤,菌根的呼吸受影響,因為菌根菌是好氣性的。水漬時間過長,菌根受到毒害,菌根菌大量死亡,共生關係也就解體了。一般認為,土壤含水量保持在30—50%較能處理好空氣與水分的矛盾;土壤肥力是綜合因素構成的,有機質含量高,各種礦物質元素必然豐富,但氮肥過高,對菌根菌的生長是不利的,ph值維持在6左右比較適宜。

三、重視菌根的培育

養蘭功夫花十分,培育壯根占九分。綠葉青枝花迷人,壯根扶持複誰知。這是蘭家蘭友植蘭實踐活動的真切體會。養蘭重養根的理念已越來越深入人心。然而,養好蘭根的關健在於重視菌根培育的理念未必人人皆知。下面就蘭花菌根培育的問題,結合實踐,提幾點建議,僅供參考:

1、配備適宜菌根發展的基質,為蘭菌共生創造良好的生態環境。植蘭基質疏鬆透氣,疏水保水能力強,有機營養豐富,穩溫穩肥,清潔而無致病菌、線蟲感染,土壤ph略偏酸,這樣的基質環境較好地協調了水、氣、溫、肥的矛盾,既有利於蘭根生長,又有利於菌根菌的發育。此外,植蘭時摻入少許原來的基質,等於引入了共生菌的繁殖體,有利於新根菌根菌的儘快侵入和老根的再次感染。但要注意蘭苗及原基質未曾發過病。

2、移裁蘭苗時,除蘭苗本身健壯、莖葉完整外,還要認真清除爛根、空根、變色衰老根,細心保護好每條蘭根及冠根(水晶頭)。一般情況下,只要是生長正常的蘭苗,翻盆分苗時將分出的苗用自來水沖洗晾乾即可移栽,儘量不用化學藥劑消毒。實在要消毒的蘭苗,化學藥劑應少選用內吸性的品種,以減少對菌根菌的傷害。

3、保健栽培,科學管理,維護蘭菌共生關係健康發展。管理的目的是要調控好光、溫、水、氣、肥等生態因素的變化及平衡關係,因勢利導的發揮整體作用,以充分滿足蘭與菌的生態習性,促進蘭菌共生共榮。

自然森林生態系統中,天地悠悠,萬物進化,歲月造就了蘭與菌兩個物種生態習性的趨同性,生理需求的互補性,生命存在的依賴性。例如:蘭根與菌根菌都是好氣性的,都需要充足的氧氣;都需要穩定的土溫;要求土壤Ph偏酸性;潤而不濕的土壤水分;具備調節土壤溶液濃度的結構;適宜的光照強度,以保證充足的光合產物供應等。因此,只要有利於蘭根生長的管理措施,一般都適合菌根的培育。例如給蘭花澆水的頻度與灌水量,以不影響土壤的通氣性為原則,始終保持土壤含氧量不低於18%。澆水的時間以水溫與土溫相近為准,熱天早晚澆,冷天下午澆;蘭株光照強度7000—14000lax(因蘭種而異),並有良好的空氣流動,能維持較好的光合效率,生產更多的有機物,為菌根的發展提供充足的營養與能源。晝夜保持8oc以上的溫差,促進蘭苗健壯,提高對不良環境及病害的抵抗力。

如過多地施用殺菌劑,敵友皆傷,削弱了土壤中有益菌特別是菌根菌的活動,一些具有抑制病菌的微生物的功能就會大大下降。過多過量的施用肥料特別是氮肥,會提高土壤溶液濃度,消耗蘭株體內大量碳水化合物,對菌根的生長極為不利,會動搖蘭菌共生關係。因此,要儘量避免錯誤的用藥施肥。
 

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