根系分泌物在植物生长中的作用.docVIP

根系分泌物在植物生长中的作用 王欣英1，杨文霞1，唐勇2 （1，潍坊科技职业学院，山东，寿光 262700 2，洛城农业综合服务站，山东，寿光 262700） 摘 要：根系分泌物作为植物释放到土壤中的一类有机化合物，可以调节土壤环境条件以及植物体本身的生命活动。它能够改善土壤的结构，影响土壤中营养元素的形态及生物有效性，调节土壤生态系统的组成结构，促进或抑制种子的萌发和植物的生长，在植物的生长过程中有重要的作用。 关键词：根系分泌物，植物生长，养分，生物，土壤性质 中图分类号：S344.18 文献标识码：A 根系分泌物是植物根系释放到周围环境中的一类复杂化合物的混合物，包括碳水化合物、有机酸、氨基酸及黄酮等约200余种物质。这些物质来自于植物的生命活动，作用于土壤环境及后茬作物，对土壤的影响多种多样，在特定的环境条件下能够调节土壤的环境条件，改善土壤的物理性质，协调土壤的肥力因素；影响土壤中养分元素的形态及有效性；刺激土壤中有益及有害生物的生长繁殖，影响土壤的生态系统的组成。根系分泌物也可直接影响植物的生命活动，根分泌的某些物质会抑制后茬植物根系的生命活动，造成异株克生现象，产生连作障碍等问题。根分泌物还可能作为一种植物-微生物-土壤体系的信息物质，在植物适应逆境胁迫中起重要作用。因此，深入研究根系分泌物的作用对于了解土壤对作物的影响，作物对土壤的适应机理，土壤与植物间的信号传递，研究合理的植物病虫害的有效防治措施以及指导生产中的合理轮作，避免连作障碍等都有重要的意义。 1根系分泌物与土壤的物理性质 根系分泌物影响土壤的物理性状。根系分泌物中的粘胶物质对土壤微团聚体的形成和稳定性有显著影响[1]。种植豌豆、黑麦和小麦的土壤在0.25-9.5mm的团聚体含量均明显增加[2]。根际附近团粒结构明显多于非根际附近，团粒结构的形成改善了土壤的孔性和结构性，进而改善土壤水、肥、气、热一系列性状。 土壤水分和土壤通气性等对农作物根系的生长及养分吸收有着重要影响，根系活动能使根际土质疏松，提高土壤的通气性和透水性，改善作物生长的土壤环境，以利于作物生长。根系发达的土壤保水保肥能力高，作物生长好。 此外,粘胶物质包裹根系表面后，加强了与土壤颗粒不规则表面的联结，从而促进了根表面—粘胶—土壤颗粒之间的水分和离子交换，还能填充某些空隙，降低养分迁移途径的曲折度。在干旱条件下，这种粘胶物质能提高土壤的持水能力，保证根系与土壤的接触度不因脱水而下降[3]。 2根系分泌物对养分活化 根系分泌物影响土壤中营养元素的有效性。在土壤中营养元素不足时，根系能增加某种特定物质的分泌，从而活化土壤中难溶态营养元素，以满足作物生长的需要。根系分泌物中的低分子有机化合物在养分活化方面有重要的作用 [4]，尤其是其中的有机酸，在调控金属离子的有效性方面具有及其重要的积极作用[5]，它们通过改变根际pH值和氧化还原条件或者通过螯合作用和还原作用来增加某些养分元素的溶解度和移动性，从而利于植物对这些营养元素的吸收和利用。 2.1根系分泌物对大量营养元素的活化 根系分泌物能活化土壤中的大量营养元素。土壤缺磷时根系能分泌特定的有机酸以活化土壤中的磷，提高其有效性，以利于植物吸收利用。研究表明缺磷的环境中植物分泌的有机酸大量增加，其中以苹果酸与柠檬酸为主，二者在缺磷时可为正常情况下的13-40倍，具体的数量还与土壤类型、有机酸的数量及形态有关。根系分泌的许多特定的有机酸能直接螯溶根际内难溶态磷，从而增加磷的供应。不同的有机酸提高难溶态磷的机理不完全相同。柠檬酸是与根际土壤中磷和铁络合形成羟基磷、铁的多聚物Fe/O/OH/H2PO4/柠檬酸根，木豆根系分泌的番石榴酸及其衍生物通过螯溶磷酸铁而提高土壤可溶性磷水平，其作用是通过羧基和羟基功能基团与三价铁离子络合而释放出磷酸根离子[6]。 根系分泌物对钾的有效性也有重要影响。根表钾的富集现象与根分泌物的作用密切相关[7]。涂书新等研究强富钾植物籽粒苋的根系分泌物时，发现其中的有机酸（主要是草酸）对土壤矿物钾具有超强的释放作用，从而揭示籽粒苋的高效富钾机理[8]。 根系分泌物与氮的有效性也有关系。分泌物中的酚酸物质对植物有效氮的供应有一定影响[9]，Rice和Pancholy报道了各种酚酸化合物能抑制土壤氮的硝化作用[10]。但由于氮在土壤中主要以有机态存在，无机态氮与矿物质牢固结合的情况很少，所以根系分泌物对氮的有效性的影响不如磷和钾明显。 2.2根系分泌物对微量元素的活化 根系分泌物能提高微量元素的有效性。分泌物中的有机酸等物质带有羧基团，在根际可作为阳离子交换剂，因而提高了阳离子的交换量，同时，有机酸可以降低土壤pH，而土壤中一些养分元素如：Fe、Mn、Cu、Zn等