在全球气候变化的背景下，干旱已成为制约森林健康与再生的关键压力因子。尤其是在中欧地区，人工林生态系统正面临着愈发频繁和严重的干旱事件威胁。作为当地生态和经济上均具重要价值的树种，挪威云杉(Picea abies)的造林成功率受到干旱的严重挑战。幼苗是森林更新的起点，在定植后的早期阶段，其脆弱的根系常常难以应对水分短缺的胁迫，导致成活率低、生长不良，最终影响整个森林的恢复进程。为了“武装”这些绿色的希望，提高它们对抗干旱的能力，科学家们将目光投向了两种潜在的“抗旱助手”：一类是能够锁住水分的保水剂（水凝胶），另一类是与植物根系共生、帮助吸收水分和养分的“盟友”——外生菌根真菌(Ectomycorrhizal fungi, EMF)。然而，在挪威云杉幼苗上，这两种添加剂，特别是EMF菌剂，在模拟干旱条件下的具体效果如何，它们能多大程度上帮助幼苗“挺”过难关，相关的研究仍然匮乏。为此，来自斯洛伐克的Ivan Repáč及其合作团队展开了一项针对性研究，并将成果发表于学术期刊《Forests》上。
为探究保水剂与外生菌根真菌菌剂对挪威云杉幼苗抗旱能力的影响，研究人员设计了一项为期一个生长季的盆栽对照实验。核心是四个水分处理梯度：充分浇水(FW，维持体积含水量70%)、持续轻度胁迫(RW，40%)、周期性严重胁迫(PW，干燥至萎蔫点21%后再复水至70%)以及完全干旱胁迫(NW，不浇水)。在春季移栽时，研究人员对幼苗根系分别施加了商业EMF菌剂Ectovit、水凝胶Agrisorb，并设置了不添加的对照组。研究在斯洛伐克洛卡的一处森林苗圃中进行，采用了完全随机区组设计，共使用了720株2+1龄的裸根挪威云杉幼苗。通过监测幼苗存活率、测定生长指标（株高、地径、生物量、根冠比）、评估叶绿素a荧光参数以及观察和分析根系的外生菌根形态与定殖率，系统地评估了干旱胁迫和两种添加剂对幼苗生理生态的影响。
3.1. 存活率
研究发现，幼苗的死亡率与干旱胁迫强度呈正相关。完全不浇水(NW)的幼苗在第9周全部死亡，但接种EMF菌剂的幼苗比对照多存活了一周。在周期性缺水(PW)条件下，EMF菌剂和水凝胶处理分别将幼苗的最终存活率比对照组提高了17%和15%。然而，在充分浇水(FW)条件下，添加水凝胶处理的幼苗存活率反而略低于对照组和EMF处理组。
3.2. 生长
水分供应对幼苗的所有生长指标（株高、地径、生物量等）均有显著影响，而添加剂仅对地径有微弱影响。PW和RW处理的幼苗生长指标显著低于FW处理，但高于NW处理。有趣的是，PW处理的幼苗具有最高的根冠比，表明其在干旱胁迫下将更多资源分配给了地下部分。然而，无论是水凝胶还是EMF菌剂，均未对幼苗的生长（除地径外）产生显著的促进作用。
3.3. 短根与外生菌根
短根频率和EMF定殖率主要受水分处理影响。RW处理下幼苗根系的EMF定殖率最高(64%)，显著高于FW和NW处理。在接种EMF菌剂的幼苗中，EMF定殖率显著高于未接种的对照组，尤其是在RW和PW条件下。研究还发现，在接种Ectovit菌剂的幼苗根系上，形成了一种特定的、类似于卷边桩菇(Paxillus involutus)的EMF形态型，该形态型约占其外生菌根的五分之一，且未出现在其他处理中。此外，
3.4. 叶绿素a荧光
叶绿素荧光参数Fm、Fv和最大光化学效率Fv/Fm同样对水分处理敏感，在NW和PW条件下显著降低，表明严重干旱胁迫损害了光合系统II(PSII)的功能。然而，添加剂处理对这些荧光参数没有产生显著影响。
综合来看，本研究得出结论：水分供应是决定挪威云杉幼苗存活与生长的主导因素，其影响远大于所测试的两种添加剂。尽管如此，在特定条件下，商业EMF菌剂Ectovit和水凝胶Agrisorb仍能展现出一定的应用潜力。EMF菌剂能够促进特定形态的菌根形成，并在周期性干旱(PW)和持续轻度胁迫(RW)条件下提高菌根的定殖水平。更为重要的是，两种添加剂均能在周期性干旱条件下，将幼苗存活率提升约15%；EMF菌剂甚至在极端干旱(NW)下延长了幼苗一周的存活时间。这表明，这两种添加剂可以作为辅助手段，在造林实践中帮助幼苗度过关键的早期干旱期，提高定植成功率。然而，研究也指出了它们的局限性：两者均未能在任何水分条件下显著促进幼苗的生长。这可能与盆栽试验的条件限制、添加剂的作用机制（如EMF会消耗宿主碳源）以及树种的特定响应策略有关。此外，研究发现，在水分充足的条件下，水凝胶的施用甚至可能对幼苗存活产生轻微的负面影响，这提示了添加剂的应用需要因地制宜，并考虑环境水分状况。总之，这项研究为在中欧受干扰的云杉林中应用保水促生技术以应对干旱挑战提供了重要的实验依据。虽然盆栽试验的结果在推广到野外复杂环境时存在局限，但它指明了一个有前景的方向：通过精细化管理水分和利用生物（如菌根真菌）与材料（如水凝胶）技术，可以增强人工林生态系统的恢复韧性，为应对气候变化背景下的森林可持续经营提供技术支持。未来研究应进一步探索在自然土壤条件下，不同添加剂类型、施用量和应用技术对云杉及其他树种幼苗表现的长期影响，以优化造林实践。
