一种丛枝菌根真菌连续式扩繁培养箱的制作方法

本发明涉及到微生物领域中丛枝菌根真菌的扩繁，具体的说是一种丛枝菌根真菌连续式扩繁培养箱。

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，但是这些方法都很难做到连续培养。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种丛枝菌根真菌连续式扩繁培养箱，该连续式扩繁培养箱能够在一段时间内持续获取丛生菌根真菌的菌丝和孢子等，而且获取方法简单、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：一种丛枝菌根真菌连续式扩繁培养箱，包括植物培养箱和设置在其一侧的菌丝扩繁箱，其中，植物培养箱的中部具有种子支撑纱布，该种子支撑纱布将植物培养箱内部分隔为上部的植物生长区和下部的根系发育区，所述根系发育区内密布有若干根菌丝繁育扩散通道，每一根菌丝繁育扩散通道的一端处于根系发育区，另一端穿过植物培养箱的侧壁后伸入到菌丝扩繁箱内；

所述菌丝扩繁箱的顶部开口，底部为两块倾斜底板围成的v形结构，且在v形结构的最底部形成基质排放口，在v形结构的中部水平设置有可抽出的隔板，该隔板将菌丝扩繁箱内分隔为与基质排放口连通的透气腔和隔板上方的菌丝扩繁区，在菌丝扩繁区内填充有玻璃珠与河沙1:2体积比混合形成的基质。

作为上述连续式扩繁培养箱的一种优选方案，所述隔板为多孔陶瓷板，以提升菌丝扩繁区内基质的透气性。

作为上述连续式扩繁培养箱的另一种优选方案，所述菌丝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，位于菌丝扩繁区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菌丝扩繁区内；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；

在菌丝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基质土，所述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。

作为上述连续式扩繁培养箱的另一种优选方案，所述韧皮纤维束的直径为1-2mm，每条菌丝繁育扩散通道管体外径为10-15mm，壁厚1-2mm，相邻菌丝繁育扩散通道之间的间距为2cm。

作为上述连续式扩繁培养箱的另一种优选方案，所述菌丝繁育扩散通道的管体中部为连接区，该连接区固定在植物培养箱的侧壁上，在该侧壁内具有诱导剂腔室，且诱导剂腔室通过与伸出外部的诱导剂管路向其内加入诱导剂，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；所述连接区的表面也设有若干贯穿孔，这些贯穿孔将诱导剂腔室和管体内部连通，从而使诱导剂进入到管体内。

作为上述连续式扩繁培养箱的另一种优选方案，所述菌丝繁育扩散通道倾斜设置，且同一条菌丝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。

作为上述连续式扩繁培养箱的另一种优选方案，所述菌丝扩繁区的上部具有密封喷淋机构，该密封喷淋机构包括一块依靠菌丝扩繁区内壁上设有的卡块固定的盖板，且盖板将菌丝扩繁区封闭形成密闭腔室；在盖板的下表面分布有若干雾化喷头，这些雾化喷头均与盖板内部的培养液腔连通，并通过培养液管道与外部的培养液源连通；在盖板的底面通过若干根连接杆设置有一层保湿纱布层，该保湿纱布层覆盖在菌丝扩繁区内填充的基质表面。

作为上述连续式扩繁培养箱的另一种优选方案，所述植物培养箱的根系发育区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；所有营养液管的一端穿入到植物培养箱侧壁内的营养液腔内，以将营养液腔内的营养液传导到根系发育区内；所述营养液腔处于植物培养箱上远离菌丝扩繁箱一侧的侧壁内，并通过一根营养液管与外界连通，以向其内补充营养液。

作为上述连续式扩繁培养箱的另一种优选方案，所述菌丝扩繁区的上部设有割草机，该割草机设置在一个移动基座上，所述移动基座滑动设置在一块平台板表面的滑轨上，该滑轨与植物培养箱平行，所述移动基座由电机驱动其沿滑轨上往复移动，对生长到一定高度的植物进行割除；所述平台板固定在菌丝扩繁区的顶部。

作为上述连续式扩繁培养箱的另一种优选方案，所述菌丝扩繁箱的两侧对称设置有植物培养箱，且植物培养箱和菌丝扩繁箱均为长条状。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1)本发明通过在植物培养箱一侧设置菌丝扩繁箱，并且利用菌丝繁育扩散通道将两者连通，从而使丛枝菌根真菌以及植物的须根进入到菌丝繁育扩散通道内，并沿通道生长进入到菌丝扩繁箱内的基质中，而菌丝扩繁箱的底部为两块倾斜底板围成的v形结构，且在v形结构的最底部形成基质排放口，在v形结构的中部水平设置有可抽出的隔板，该隔板将菌丝扩繁箱内分隔为与基质排放口连通的透气腔和隔板上方的菌丝扩繁区，在菌丝扩繁区内填充有玻璃珠与河沙1:2体积比混合形成的基质；这种结构设计，能够很方便的将含有丛枝菌根真菌菌丝、孢子的基质导出后制成丛枝菌根真菌菌剂，并且在菌丝扩繁箱内加入新的基质，从而实现了连续扩繁；

2)本发明的菌丝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，但是却能够使植物须根根系以及丛枝菌根真菌通过贯穿孔进入到菌丝繁育扩散通道内，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，基质内就会存在较大量的菌丝和孢子，将基质通过基质排放口排出后，再从菌丝扩繁箱上端放入新的基质后，即可进行新一轮的扩繁；

3)本发明的菌丝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基质土，基质土内韧皮纤维束的存在，能够在菌丝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菌丝扩繁区的基质内；

4)本发明的菌丝繁育扩散通道中部的连接区通过贯穿孔与诱导剂腔室连通，这样诱导剂腔室内的诱导剂就能够进入到菌丝繁育扩散通道内，而且由于菌丝繁育扩散通道是倾斜的，且其内部具有韧皮纤维束，就能够使诱导剂朝向菌丝穿出区部位进行扩散，提高该区域内的诱导剂浓度，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，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；

5)本发明中的根系发育区内设置有若干的营养液管，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为本发明在栽种植物后的示意图；

图3为图2的局部放大示意图；

图4为菌丝繁育扩散通道的外部整体示意图；

图5为菌丝繁育扩散通道的剖视结构示意图；

图6为图1的俯视结构示意图；

图7为图2增加割草机后的结构示意图；

附图标记：1、植物培养箱，101、种子支撑纱布，102、植物生长区，103、根系发育区，104、营养液腔，105、营养液管，106、诱导剂腔室，107、诱导剂管路，2、菌丝扩繁箱，201、倾斜底板，202、隔板，203、透气腔，204、基质排放口，205、菌丝扩繁区，206、卡块，3、密封喷淋机构，301、盖板，302、培养液管道，303、培养液腔，304、雾化喷头，305、保湿纱布层，4、菌丝繁育扩散通道，401、真菌扎入区，402、连接区，403、菌丝穿出区，404、贯穿孔，405、纱布层，406、韧皮纤维束，407、基质土，5、营养液管，6、割草机，601、移动基座，602、平台板。

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，比如植物培养箱1内的土壤成分、所种植植物类型、营养液成分、霍格兰氏营养液、培养液成分、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。

实施例1

如图1和2所示，一种丛枝菌根真菌连续式扩繁培养箱，包括植物培养箱1和设置在其一侧的菌丝扩繁箱2，其中，植物培养箱1的中部具有种子支撑纱布101，该种子支撑纱布101将植物培养箱1内部分隔为上部的植物生长区102和下部的根系发育区103，所述根系发育区103内密布有若干根菌丝繁育扩散通道4，每一根菌丝繁育扩散通道4的一端处于根系发育区103，另一端穿过植物培养箱1的侧壁后伸入到菌丝扩繁箱2内；

所述菌丝扩繁箱2的顶部开口，底部为两块倾斜底板201围成的v形结构，且在v形结构的最底部形成基质排放口204，在v形结构的中部水平设置有可抽出的隔板202，该隔板202将菌丝扩繁箱2内分隔为与基质排放口204连通的透气腔203和隔板202上方的菌丝扩繁区205，在菌丝扩繁区205内填充有玻璃珠与河沙1:2体积比混合形成的基质。

在本实施例中，所谓的种子支撑纱布101的作用是，使播种的植物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103内填土，之后表面覆盖种子支撑纱布101，再将需要播种的种子与丛枝菌根真菌混合后播撒在种子支撑纱布101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103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102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；

在本实施例中，菌丝扩繁箱2的顶部开口主要用于向其内放入新的基质，当然，也可以用盖板封闭，但是该盖板能够打开，从而在排出菌丝扩繁区205内的基质后，再次向其内注入新的基质；

在本实施例中，在v形结构的中部内壁上设置卡块，所述隔板202自由端支撑在该卡块上。

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：所述隔板202为多孔陶瓷板，以提升菌丝扩繁区205内基质的透气性。

在本实施例中，为了控制菌丝扩繁区205内的生长条件，可以穿过倾斜底板201位于隔板202上方的位置设置一个通气管，用于向基质内补充空气，或者控制基质的干燥度来促进孢子的生成。

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4和5所示，所述菌丝繁育扩散通道4包括一端开口另一端封闭的管体，该管体位于根系发育区103内的部分为真菌扎入区401，位于菌丝扩繁区205内的部分为菌丝穿出区403，在真菌扎入区401和菌丝穿出区403表面均密布有贯穿孔404，从而使根系发育区103内的根系和丛枝菌根真菌沿管体内部进入到菌丝扩繁区205内；所述真菌扎入区401的端部为管体开口端，在真菌扎入区401的外部包裹有纱布层405，且纱布层405将管体开口端封堵；所述菌丝穿出区403的端部封闭；

在菌丝繁育扩散通道4的管体内分布有若干股沿其长度方向设置的韧皮纤维束406，在韧皮纤维束406之间填充有基质土407，所述基质土407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。

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4和5所示，所述韧皮纤维束406的直径为1-2mm，每条菌丝繁育扩散通道4管体外径为10-15mm，壁厚1-2mm，相邻菌丝繁育扩散通道4之间的间距为2cm。所述韧皮纤维束406选用多根亚麻纤维绑扎形成。

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、4和5所示，所述菌丝繁育扩散通道4的管体中部为连接区402，该连接区402固定在植物培养箱1的侧壁上，在该侧壁内具有诱导剂腔室106，且诱导剂腔室106通过与伸出外部的诱导剂管路107向其内加入诱导剂，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；所述连接区402的表面也设有若干贯穿孔404，这些贯穿孔404将诱导剂腔室106和管体内部连通，从而使诱导剂进入到管体内。

实施例6

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1、2和3所示，所述菌丝繁育扩散通道4倾斜设置，且同一条菌丝繁育扩散通道4自真菌扎入区401向菌丝穿出区403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，菌丝繁育扩散通道4的倾斜角度一般为与水平面呈10-30°。

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1、2、3和6所示，所述菌丝扩繁区205的上部具有密封喷淋机构3，该密封喷淋机构3包括一块依靠菌丝扩繁区205内壁上设有的卡块206固定的盖板301，且盖板301将菌丝扩繁区205封闭形成密闭腔室；在盖板301的下表面分布有若干雾化喷头304，这些雾化喷头304均与盖板301内部的培养液腔303连通，并通过培养液管道302与外部的培养液源连通；在盖板301的底面通过若干根连接杆设置有一层保湿纱布层305，该保湿纱布层305覆盖在菌丝扩繁区205内填充的基质表面。

实施例8

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1、2、3和6所示，所述植物培养箱1的根系发育区103分布有若干营养液管5，每根营养液管5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5之间的间距为2-3cm；所有营养液管5的一端穿入到植物培养箱1侧壁内的营养液腔104内，以将营养液腔104内的营养液传导到根系发育区103内；所述营养液腔104处于植物培养箱1上远离菌丝扩繁箱2一侧的侧壁内，并通过一根营养液管105与外界连通，以向其内补充营养液。

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7所示，所述菌丝扩繁区205的上部设有割草机6，该割草机6设置在一个移动基座601上，所述移动基座601滑动设置在一块平台板602表面的滑轨上，该滑轨与植物培养箱1平行，所述移动基座601由电机驱动其沿滑轨上往复移动，对生长到一定高度的植物进行割除；所述平台板602固定在菌丝扩繁区205的顶部。

本实施例中增加割草机6的设置，适用于培植的植物是苜蓿草的情况，因为苜蓿草生长周期长，而且在适宜条件下，生长繁茂，会造成地面部分生长过快，需要定期修剪。

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2和6所示，所述菌丝扩繁箱2的两侧对称设置有植物培养箱1，且植物培养箱1和菌丝扩繁箱2均为长条状。

在本实施中，将植物培养箱1和菌丝扩繁箱2设置成长条状，其目的是为了能够一次性尽可能的多获得含有丛枝菌根真菌菌丝和孢子的基质，而一个菌丝扩繁箱2两侧对应设置两个植物培养箱1，其目的是，利用菌丝繁育扩散通道4将两个植物培养箱1的植物须根都引入汇聚到同一个菌丝扩繁箱2内，从而提高单位体积内丛枝菌根真菌的含量。

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