本发明涉及到微生物领域中丛枝菌根真菌的扩繁，具体的说是一种以苜蓿草为宿主扩繁丛枝菌根真菌的系统。

背景技术：

菌根是植物在长期的生存过程中,与菌根真菌一起共同进化的结果。它的存在,既有利于提高植物抗御不良环境的能力,促进植物生长,也有利于菌根真菌的生存。这种关系有时会发展到双方难分难舍的程度,植物缺乏菌根无法生存下去,而菌根菌缺乏必需的植物根系共生则无法完成生活史,不能继续繁殖。

丛枝菌根是一种最常见的内生菌根，是土壤中的一种丛枝菌根真菌与植物根系形成的共生体。丛枝菌根真菌在自然界中分布广泛，已知世界上大约90％的有花植物以及蕨类植物和苔藓植物可与丛枝菌根真菌共生。

丛枝菌根真菌对植物养分循环的平衡和水分的有效利用起着重要的作用，可促进植物生长，提高植物移栽成活率，并能提高植物的抗逆性。而且，对植物生长发育产生诸多有益作用，特别是在改善植物磷素、氮素和矿质营养方面。有研究表明，一定条件下接种丛枝菌根真菌，能够促进植物对土壤中磷、锌、铜的吸收和利用，对氮、钾、镁、硫、锰等吸收也具有一定的作用。因此，丛枝菌根真菌在农林业生产及园林绿化领域具有广泛的应用前景。

但是，丛枝菌根真菌是一类严格的共生真菌，它的生存严格依赖于活体高等植物，所以大规模的培养和生产丛枝菌根真菌菌剂难度较大。目前在实验室中获得丛枝菌根真菌的方法有很多，如：培养基培养法、静止营养液培养法、流动营养液培养法、喷雾液培法、丛枝菌根真菌与植物离体根器官的无菌双重培养法和玻璃珠分室培养法等，这些培养方法一般都是以三叶草等为宿主植物进行培养，但是三叶草的根系相对来说较小，而且属于一年生草本植物，生命周期短，很难进行长期化工业化的扩繁丛枝菌根真菌。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种以苜蓿草为宿主扩繁丛枝菌根真菌的系统，该系统是利用多年生的苜蓿草作为丛枝菌根真菌的宿主，其生长周期长，能够在很长一段时间内持续扩繁丛生菌根真菌，并得到丛枝菌根真菌的菌丝和孢子等，相比较于现有依靠三叶草为宿主的扩繁方法和装置来说，获取方法简单、方便，效率也很高。

本发明为实现上述技术目的所采用的技术方案为：一种以苜蓿草为宿主扩繁丛枝菌根真菌的系统，该系统包括若干根固定立柱，每根固定立柱上沿其高度方向间隔设置有若干组真菌扩繁装置，每组真菌扩繁装置包括环绕固定立柱设置的内种植腔和环绕内种植腔设置的外种植腔，且内种植腔和外种植腔之间形成真菌扩繁腔，所述真菌扩繁腔的顶部开口，以向其内注入真菌基质土；其底部通过一可打开的环形隔板封闭成容纳真菌基质土的环形腔，以在打开环形隔板后，使真菌基质土及其内部生长的丛枝菌根菌丝和孢子脱出真菌扩繁腔后被收集起来；

所述内种植腔和外种植腔中均种植有接种丛枝菌根真菌的苜蓿草，且在内种植腔和外种植腔内均分布有若干真菌繁育扩散通道，每一条真菌繁育扩散通道的一部分位于内种植腔或外种植腔内，另一部分处于真菌扩繁腔，从而使苜蓿草的须根和丛枝菌根真菌通过这些真菌繁育扩散通道向真菌扩繁腔内繁衍。

作为上述以苜蓿草为宿主扩繁丛枝菌根真菌的系统的一种优选方案，所述真菌基质土由直径为2mm的玻璃珠与粒径不超过1mm的河沙以1:2体积比混合形成。

作为上述以苜蓿草为宿主扩繁丛枝菌根真菌的系统的另一种优选方案，所述内种植腔和外种植腔的上部均设置有种子支撑纱布，以使接种丛枝菌根真菌的苜蓿草种子播撒在该种子支撑纱布上；所述种子支撑纱布将内种植腔或外种植腔分隔为上部的植物生长区和下部的根系发育区，所述的真菌繁育扩散通道包括一端开口另一端封闭的管体，该管体位于根系发育区内的部分为真菌扎入区，位于真菌扩繁腔内的部分为菌丝穿出区，在真菌扎入区和菌丝穿出区表面均密布有贯穿孔，从而使根系发育区内的根系和丛枝菌根真菌沿管体内部进入到真菌扩繁腔内；所述真菌扎入区的端部为管体开口端，在真菌扎入区的外部包裹有纱布层，且纱布层将管体开口端封堵；所述菌丝穿出区的端部封闭；

在真菌繁育扩散通道的管体内分布有若干股沿其长度方向设置的韧皮纤维束，在韧皮纤维束之间填充有培养基质土，所述培养基质土为粒径不超过1mm的蛭石粉和粒径不超过2mm的河沙颗粒以4:1的体积比混合形成。

作为上述以苜蓿草为宿主扩繁丛枝菌根真菌的系统的另一种优选方案，所述韧皮纤维束的直径为1-2mm，每条真菌繁育扩散通道管体外径为10-15mm，壁厚1-2mm，相邻真菌繁育扩散通道之间的间距为2cm。

作为上述以苜蓿草为宿主扩繁丛枝菌根真菌的系统的另一种优选方案，所述真菌繁育扩散通道倾斜设置，且同一条真菌繁育扩散通道自真菌扎入区向菌丝穿出区的高度逐渐降低，从而便于真菌菌丝的自然生长。

作为上述以苜蓿草为宿主扩繁丛枝菌根真菌的系统的另一种优选方案，所述真菌扩繁装置的顶部通过连接件固定在固定立柱上，该连接件为环绕固定立柱水平设置的若干根支撑杆，所述真菌扩繁装置的内种植腔和外种植腔顶部分别与这些支撑杆连接，相邻两根支撑杆之间的空间形成苜蓿草生长的空间。

作为上述以苜蓿草为宿主扩繁丛枝菌根真菌的系统的另一种优选方案，所述真菌扩繁装置的底部与环绕固定立柱设置的支撑板组件连接，所述支撑板组件包括一环绕固定立柱设置的内支撑板，环绕内支撑板的边缘均匀分布有若干根外撑杆，且这些外撑杆的上表面与内支撑板的侧壁形成容纳环形隔板的卡台，所述的环形隔板为对称的两半拼接而成，且其内边缘具有凸起的接头板，该接头板能够卡入卡台边缘的环形槽内，从而实现环形隔板与内支撑板的固定连接，且环形隔板的上表面与内支撑板的上表面平齐，从而形成支撑真菌扩繁装置底部的平台。

作为上述以苜蓿草为宿主扩繁丛枝菌根真菌的系统的另一种优选方案，所述内支撑板的边缘与内种植腔的外侧壁平齐，外支撑杆的自由端延伸至外种植腔的外侧壁下方。

作为上述以苜蓿草为宿主扩繁丛枝菌根真菌的系统的另一种优选方案，在每根固定立柱上相邻两组真菌扩繁装置之间的位置设置有用于提供光照的照明灯；所述固定立柱为具有中空腔的空心管状结构，且在中空腔内设置有电源线，该电源线用于向每个照明灯供电。

作为上述以苜蓿草为宿主扩繁丛枝菌根真菌的系统的另一种优选方案，所述内种植腔为环形，且其内侧壁与固定立柱之间形成空腔，在空腔内环绕内种植腔的内侧壁以及环绕外种植腔的外侧壁均设置有营养液腔，营养液腔内分布有若干营养液管，每根营养液管均为无纺布包裹的沙积石颗粒形成的条状物，其直径为1cm，相邻两根营养液管之间的间距为2-3cm；所有营养液管的一部分位于营养液腔内，另一部分穿入到内种植腔或外种植腔的根系发育区内，以将营养液腔内的营养液传导到根系发育区内供苜蓿草根系发育。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1)本发明的扩繁丛枝菌根真菌系统能够用于工业化的流水线作业，通过在一定的空间内设置若干根固定立柱，每一根固定立柱上分布若干组的真菌扩繁装置，每组真菌扩繁装置的核心为两个相互嵌套的环形种植腔，而且两个环形种植腔之间的空间利用底部可打开的环形隔板封闭形成填充真菌基质土的真菌扩繁腔，通过在两个种植腔内栽种苜蓿草，这样在苜蓿草根系生长过程中，其根系能够依靠连通种植腔和真菌扩繁腔的真菌繁育扩散通道进入到真菌扩繁腔内，并随着培植时间的延长，丛枝菌根真菌和一些须根能够逐步进入到真菌扩繁腔内的真菌基质土中，并将菌丝和孢子等附着在真菌基质土内，这样打开环形隔板后，含有菌丝和孢子的真菌基质土在重力作用下脱出真菌扩繁腔被收集起来后制成丛枝菌根真菌菌剂，之后将环形隔板封闭后重新填入新的真菌基质土，也不会影响苜蓿根系的生长和真菌生长扩繁，实现了连续生产的同时，提高了丛枝菌根真菌扩繁的效率；

2)本发明的真菌繁育扩散通道的主体为表面分布贯穿孔的管体，而且位于根系发育区内的真菌扎入区上的贯穿孔表面包覆的纱布层，能够防止根系发育区内的土壤堵塞贯穿孔，但是却能够使苜蓿草须根根系以及丛枝菌根真菌通过贯穿孔进入到真菌繁育扩散通道内，并通过菌丝穿出区进入到菌丝扩繁区的基质内，之后经过一段时间的培养后，真菌基质土内就会存在较大量的菌丝和孢子，将真菌基质土排出后，再从上端放入新的真菌基质土后，即可进行新一轮的扩繁；

3)本发明的真菌繁育扩散通道内填充韧皮纤维束和蛭石粉与河沙颗粒混合形成的培养基质土，培养基质土内韧皮纤维束的存在，能够在真菌繁育扩散通道内形成沿其长度方向延伸的营养液以及菌丝生长通道，使丛枝菌根真菌沿韧皮纤维束的方向扩张繁殖，从而在最短时间内进入到真菌扩繁腔的真菌基质土内；

4)本发明中在两个种植区两侧分别设置营养液腔，同时，在营养液腔内设置穿入到两个种植区内的营养液管，这些营养液管的主体为无纺布包裹的沙积石颗粒形成的条状物，由于沙积石颗粒中孔隙率很大，而且其一端是处于营养液腔内的，从而能够将营养液腔内的营养液吸入到根系发育区内，从而保持根系发育区内的土壤中营养液保持在一定的含量，促进根系的持续健康生长。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为每一根固定立柱上真菌扩繁装置的分布示意图；

图3为真菌扩繁装置在固定立柱上的安装示意图；

图4为图3的俯视示意图；

图5为图3的仰视示意图；

图6为真菌扩繁装置的断面结构示意图；

图7为真菌繁育扩散通道的外部整体示意图；

图8为真菌繁育扩散通道的剖视结构示意图；

图9为支撑板组件的结构示意图；

图10为环形隔板的结构示意图；

附图标记：1、固定立柱，101、中空腔，102、电源线，2、连接件，3、支撑板组件，301、内支撑板，302、环形槽，303、外撑杆，304、照明灯，305、卡台，4、真菌扩繁装置，401、环形隔板，402、外种植腔，403、内种植腔，404、种子支撑纱布，405、植物生长区，406、根系发育区，407、真菌扩繁腔，408、空腔，409、营养液腔，4010、接头板，5、真菌繁育扩散通道，501、真菌扎入区，502、菌丝穿出区，503、贯穿孔，504、纱布层，505、韧皮纤维束，506、培养基质土，6、营养液管。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细阐述。本发明以下实施例中未做阐明的部分，比如种植腔内的土壤成分、营养液成分、苜蓿草种子种植、接种丛枝菌根真菌方法、植物培植时间等，都属于本领域技术人员能够根据现有技术所选择的。本发明中选用的苜蓿草是多年生草本植物。

实施例1

如图1、2和6所示，一种以苜蓿草为宿主扩繁丛枝菌根真菌的系统，该系统包括若干根固定立柱1，每根固定立柱1上沿其高度方向间隔设置有若干组真菌扩繁装置4，每组真菌扩繁装置4包括环绕固定立柱1设置的内种植腔403和环绕内种植腔403设置的外种植腔402，且内种植腔403和外种植腔402之间形成真菌扩繁腔407，所述真菌扩繁腔407的顶部开口，以向其内注入真菌基质土；其底部通过一可打开的环形隔板401封闭成容纳真菌基质土的环形腔，以在打开环形隔板401后，使真菌基质土及其内部生长的丛枝菌根菌丝和孢子脱出真菌扩繁腔407后被收集起来；

所述内种植腔403和外种植腔402中均种植有接种丛枝菌根真菌的苜蓿草，且在内种植腔403和外种植腔402内均分布有若干真菌繁育扩散通道5，每一条真菌繁育扩散通道5的一部分位于内种植腔403或外种植腔402内，另一部分处于真菌扩繁腔407，从而使苜蓿草的须根和丛枝菌根真菌通过这些真菌繁育扩散通道5向真菌扩繁腔407内繁衍。

在本实施例中，同一根固定立柱1上相邻两组真菌扩繁装置4之间至少具有50cm的间隙，这是为了便于取出含有真菌菌丝和孢子的真菌基质土，同时填入新的真菌基质土，而且还给苜蓿草生长留出相对较大的空间。

本实施例中，固定立柱1可以采用空心管来降低重量；内种植腔403和外种植腔402都是底部封闭、顶部开口的结构，其深度一般为40-50cm，宽度一般为10-30cm，苜蓿草的播种量可以根据需要，一般按照每平方厘米1-3颗草籽的播种量进行播种。

在本实施例中，因为苜蓿草是多年生草本植物，而且在养分充足条件下植株长势迅猛，因此，需要定期割除苜蓿草的茎叶，保留种植腔表面10-20cm的高度即可。

在本实施例中，固定立柱1、真菌扩繁装置4以及其中的种植土、真菌基质土等，都需要预先经过蒸汽灭菌消毒才能使用。

在本实施例中，内种植腔403和外种植腔402之间形成真菌扩繁腔407，能够使两个种植腔内的苜蓿草根系都汇聚到真菌扩繁腔407内，从而提高单位体积内丛枝菌根真菌的含量。

以上为本发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定，从而得到以下各实施例：

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上所做的一种改进方案，其主体结构与实施例1相同，改进点在于：所述真菌基质土由直径为2mm的玻璃珠与粒径不超过1mm的河沙以1:2体积比混合形成。

采用玻璃珠和河沙混合作为真菌基质土，很容易就能改变基质土内的湿度条件，从而促使丛枝菌根真菌产生孢子；

在本实施例中，玻璃珠和河沙都需要进行蒸汽灭菌才可以使用。

实施例3

本实施例是在实施例1的基础上所做的另一种改进方案，其主体结构与实施例1相同，改进点在于：如图3和图6-8所示，所述内种植腔403和外种植腔402的上部均设置有种子支撑纱布404，以使接种丛枝菌根真菌的苜蓿草种子播撒在该种子支撑纱布404上；所述种子支撑纱布404将内种植腔403或外种植腔402分隔为上部的植物生长区405和下部的根系发育区406，所述的真菌繁育扩散通道5包括一端开口另一端封闭的管体，该管体位于根系发育区406内的部分为真菌扎入区501，位于真菌扩繁腔407内的部分为菌丝穿出区502，在真菌扎入区501和菌丝穿出区502表面均密布有贯穿孔503，从而使根系发育区406内的根系和丛枝菌根真菌沿管体内部进入到真菌扩繁腔407内；所述真菌扎入区501的端部为管体开口端，在真菌扎入区501的外部包裹有纱布层504，且纱布层504将管体开口端封堵；所述菌丝穿出区502的端部封闭；

在真菌繁育扩散通道5的管体内分布有若干股沿其长度方向设置的韧皮纤维束505，在韧皮纤维束505之间填充有培养基质土506，所述培养基质土506为粒径不超过1mm的蛭石粉和粒径不超过2mm的河沙颗粒以4:1的体积比混合形成。

在本实施例中，韧皮纤维束505选用多根亚麻纤维绑扎形成。

在本实施例中，所谓的种子支撑纱布404的作用是，使播种的苜蓿草种子处于该纱布表面，而且也不会影响种子根系的向下生长；

在本实施例中，先在根系发育区406内填土，之后表面覆盖种子支撑纱布404，再将需要播种的苜蓿草种子与丛枝菌根真菌混合后播撒在种子支撑纱布404上，再附上一层土，即完成播种；

为了促使根系良好发育，在根系发育区406内填充的培植土为泥炭土和粒径不超过2mm的蛭石颗粒以4:1的体积比混合而成，并经过高温蒸汽灭菌消毒；而植物生长区405内的覆土则为粒径不超过1mm的沙子和蛭石粉以2:3的体积比混合形成，具有良好的透水透气性能。

实施例4

本实施例是在实施例3的基础上所做的一种改进方案，其主体结构与实施例3相同，改进点在于：如图8所示，所述韧皮纤维束505的直径为1-2mm，每条真菌繁育扩散通道5管体外径为10-15mm，壁厚1-2mm，相邻真菌繁育扩散通道5之间的间距为2cm。

实施例5

本实施例是在实施例3的基础上所做的另一种改进方案，其主体结构与实施例3相同，改进点在于：如图3和6所示，所述真菌繁育扩散通道5倾斜设置，且同一条真菌繁育扩散通道5自真菌扎入区501向菌丝穿出区502的高度逐渐降低，从而便于真菌菌丝的自然生长。

在本实施例中，真菌繁育扩散通道5的倾斜角度一般为与水平面呈10-30°。

实施例6

本实施例是在实施例1的基础上所做的另一种改进方案，其主体结构与实施例1相同，改进点在于：如图3和4所示，所述真菌扩繁装置4的顶部通过连接件2固定在固定立柱1上，该连接件2为环绕固定立柱1水平设置的若干根支撑杆，所述真菌扩繁装置4的内种植腔403和外种植腔402顶部分别与这些支撑杆连接，相邻两根支撑杆之间的空间形成苜蓿草生长的空间。

在本实施例中，支撑杆的数量至少为6条，优选为8条，且均匀分布，在实际中，可以将支撑杆与内种植腔403和外种植腔402顶部焊接。

实施例7

本实施例是在实施例1的基础上所做的另一种改进方案，其主体结构与实施例1相同，改进点在于：如图3、5和9所示，所述真菌扩繁装置4的底部与环绕固定立柱1设置的支撑板组件3连接，所述支撑板组件3包括一环绕固定立柱1设置的内支撑板301，环绕内支撑板301的边缘均匀分布有若干根外撑杆303，且这些外撑杆303的上表面与内支撑板301的侧壁形成容纳环形隔板401的卡台305，所述的环形隔板401为对称的两半拼接而成，且其内边缘具有凸起的接头板4010，该接头板4010能够卡入卡台305边缘的环形槽302内，从而实现环形隔板401与内支撑板301的固定连接，且环形隔板401的上表面与内支撑板301的上表面平齐，从而形成支撑真菌扩繁装置4底部的平台。

在本实施例中，所述外撑杆303的数量至少为6条，优选为8条，且均匀分布。

实施例8

本实施例是在实施例7的基础上所做的一种改进方案，其主体结构与实施例7相同，改进点在于：如图3所示，所述内支撑板301的边缘与内种植腔403的外侧壁平齐，外支撑杆303的自由端延伸至外种植腔402的外侧壁下方。

实施例9

本实施例是在实施例1的基础上所做的另一种改进方案，其主体结构与实施例1相同，改进点在于：如图3所示，在每根固定立柱1上相邻两组真菌扩繁装置4之间的位置设置有用于提供光照的照明灯304；所述固定立柱1为具有中空腔101的空心管状结构，且在中空腔101内设置有电源线102，该电源线102用于向每个照明灯304供电。

在本实施例中，照明灯304可以设置在固定立柱1上，也可以设置在每个支撑板组件3的内支撑板301底部。

为了提供足够的光照，每根固定立柱1的顶端也设置照明灯304，用于给最上层真菌扩繁装置4内种植的苜蓿草提供光源。

实施例10

本实施例是在实施例1的基础上所做的另一种改进方案，其主体结构与实施例1相同，改进点在于：如图3、4和6所示，所述内种植腔403为环形，且其内侧壁与固定立柱1之间形成空腔408，在空腔408内环绕内种植腔403的内侧壁以及环绕外种植腔402的外侧壁均设置有营养液腔409，营养液腔409内分布有若干营养液管6，每根营养液管6均为无纺布包裹的沙积石颗粒形成的条状物，其直径为1cm，相邻两根营养液管6之间的间距为2-3cm；所有营养液管6的一部分位于营养液腔409内，另一部分穿入到内种植腔403或外种植腔402的根系发育区406内，以将营养液腔409内的营养液传导到根系发育区406内供苜蓿草根系发育。

本实施例中，营养液腔409做成封闭的，但是具有可打开的开口，用于向其内灌注补充营养液。

在本实施例中，沙积石颗粒的直径不超过2mm。

实施例11

在本发明的以上各实施例中，可以在播种苜蓿草8-10d后，每隔3d沿真菌扩繁腔407的两侧内壁向真菌扩繁腔407的真菌基质土内灌注诱导剂，每次灌注量为真菌基质土总体积的15％，持续灌注5次；所述诱导剂为含有5,7,4'-三羟基黄酮和脱落酸的霍格兰氏营养液，且5,7,4'-三羟基黄酮的浓度为300nmol/l，脱落酸的浓度为700-800nmol/l；

本实施例中诱导剂的主体为霍格兰氏营养液，为丛枝菌根真菌和根系的生长提供了必备的营养元素，从而能够诱导苜蓿草根系沿真菌繁育扩散通道5快速向真菌扩繁腔407内生长，而其中含有的脱落酸和5,7,4'-三羟基黄酮能够加快丛枝菌根真菌的生长并促使丛枝菌根真菌的孢子加速分裂，从而提高了扩繁速度。