植物長得好不好？一般人大概都會從地表上的植株狀況來判斷，但其實隱藏在地底下的根系與真菌，才是秘密關鍵。
真菌與植物間數億年來演化的共生機制，讓彼此都得到莫大好處，此機制常運用於農園藝，例如將菌根菌接種在哈密瓜上，促進經濟效益。而農委會特生中心在接種試驗中，發現菌根菌明顯改善植物生長狀況，並在惡劣環境中扮演極重要角色。研究人員將收集不同棲地、耐酸抗旱菌種，用在復育劣化棲地、提升植樹造林成效。
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| 菌根菌孢子。圖片來源：特生中心。版權所有，請勿轉載。 |
跨界共生 環境惡劣也不怕
九二一大地震曾造成九九峰大規模崩塌，原有植群隨土層滑動崩落，稜線成了不毛之地，土壤結構更因陽光直射，含水率低而劣化；該不該造林復育雖有爭執，不過由林務局補植的烏心石、台灣櫸生長不佳，非人為種植的二葉松卻能自然長成；而大屯火山群噴氣口200公尺內，植物無法生存，第一線植被白背芒卻能迎風搖曳。
為什麼二葉松、白背芒能適應惡劣環境，生長良好？特生中心植物組研究員林子超，從植被根系的土壤中篩選出與植被共生的菌種，他發現根系中的菌根菌加快了植物吸收養分、成長的速度，並進一步了解不同棲地裡獨特的優勢菌種，使植物能適應不同環境條件。
林子超以3種適應不同環境條件的植物：台灣櫸、大頭茶以及黃槿為實驗對象，種在陽明山大油坑口的土壤、海沙、河沙等土壤中，再分別接上一般菌種、玉山箭竹分離出的高山菌種、陽明山分離出的菌種、海岸林分離出的菌種，以及無菌對照組進行實驗。
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| 黃槿接菌比較。攝影：廖靜蕙。 |
實驗結果顯示，台灣櫸無論是種在大油坑口的土壤、接上原生地的耐酸菌種，或種在海沙、接上耐鹽的海岸林菌種，都能長得很好；而原本不適宜長在海邊的大頭茶、或在酸性土質長不好的黃槿，只要接上適當菌種都表現不錯。有接菌根系又比未接菌長得茂盛。
實驗顯示，菌根菌沒有宿主專一性，能適應不同植物；國外研究更指出，植群的物種歧異度也因而提高，使整個生態系的機能性更形完整。
數億年來的磨合 學習共生
「內生菌根菌」是土壤廣泛存在的真菌，這種共生關係可追溯到4億3千萬年前。生物學家推測，植物從水生過度到陸生的過程，借助了與菌類的共生機制，磨合至今，80%的陸生植物可與菌根菌形成共生。
真菌因為不能自行製造養分，必須與其他生物藉由寄生、腐生或共生方式來吸取營養。林子超解釋，菌根菌無法獨活，它利用孢子繁殖，附著於植物根部形成菌絲，增加了養分吸收，帶給雙方好處。
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| 有無接菌，生長狀況具明顯差異。攝影：廖靜蕙。 |
這種共生關係可使植物和真菌間的養分成為雙向循環，植物供給真菌無法合成的碳水化合物，而真菌則藉由延伸的根外菌絲，吸收植物不易吸收的水分和養分，並回饋給植物；菌根扮演著植物根系與土壤間重要的連結。
在植物接種試驗中，發現菌根菌確實會明顯改善植物的生長狀況，並在這些惡劣的生育環境中扮演極其重要的角色。
加快成林速度 復育生態也行
「研究菌根菌與植物間的共生關係，除了讓我們對於生物間的共生機制更加清楚，也有助於將來利用共生作用的效益。」林子超說，例如藉由在海岸或崩塌地的造林苗木接種適合的菌根菌，除了可提高造林存活率，也可加快速度，使不良生育地的植生復育工作更能事半功倍。
內生菌生菌的運用，常見於農藝或園藝，例如農業試驗所嘉義分場以內生菌根菌接種於洋香瓜，技術多已純熟；但運用在生態，國內外都比較少；目前特生中心與新竹林管處海岸林工作站合作，推動海岸林復育。
菌根菌並非天下無敵，林子超說，殺菌劑是使得這類真菌消失的主因；而一樣促進生長，接菌又比使用化肥更符合生態原理。化學肥料雖然便宜、很快增加產量，卻會傷害土壤；接菌則3～6個月才能看出成效，但對土壤與環境較為友善。
※ 本文與 行政院農業委員會 林務局 
合作刊登
