根系分泌物及其在植物營(yíng)養(yǎng)中的作用

羅標(biāo)

摘 要 根系分泌物是根系在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，分泌到生存介質(zhì)中的有機(jī)物質(zhì)，這些有機(jī)物質(zhì)在植物和植物營(yíng)養(yǎng)存在緊密聯(lián)系。本文筆者分三個(gè)部分展開(kāi)研究，分別分析根系分泌物含義、分類和影響因素，并著重探討根系分泌物在植物營(yíng)養(yǎng)中的作用，以提高讀者對(duì)根系分泌物的認(rèn)識(shí)。

關(guān)鍵詞 根系分泌物；影響因素；營(yíng)養(yǎng)脅迫

一、根系分泌物的概念

根系分泌物指植物根系在生長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程中，從外界介質(zhì)中攝取養(yǎng)料和水資源的同時(shí)，向生長(zhǎng)介質(zhì)（如土壤）釋放的物質(zhì)，如無(wú)機(jī)物、大量的有機(jī)物質(zhì)、植物根系脫落物等，根系分泌物的量受植物養(yǎng)分、水分、介質(zhì)、植物種類等多種因素共同決定。有研究顯示：植物養(yǎng)分供應(yīng)超越充足、植物根系新陳代謝越旺盛分泌物越多；隨著植物的衰老，其分泌物量呈下降趨勢(shì)。Woldendorp認(rèn)為，植物頂部向根部轉(zhuǎn)移同化產(chǎn)物10%-20%分泌至植物生長(zhǎng)介質(zhì)中，其中分泌物中可揮發(fā)性物質(zhì)占62.5%，且揮發(fā)性物質(zhì)中CO2超過(guò)70.0%。

依照植株的無(wú)菌培養(yǎng)研究結(jié)果，根系分泌物種類劃分如表1所示：

二、影響根系分泌物的因素分析

1.植物自身因素

根系分泌物的分泌量量植物自身特征，所以植物的種類、遺傳特性對(duì)其自身分泌物的分泌量產(chǎn)生重大的影響。不同植物種類在相同時(shí)期分泌物分泌量不同，同種植物在不同生長(zhǎng)、發(fā)育期分泌物量亦不同，分泌物組成和分泌量容易受到能量、營(yíng)養(yǎng)、機(jī)械阻力、氣流等多種條件影響，如機(jī)械阻力可使根系分泌物內(nèi)維生素、碳水化合物提升2倍，使酚類化合物量提升9倍左右；當(dāng)植物缺少鉀元素時(shí)致使有機(jī)酸和碳水化合物增多。

2.光、溫度因素

光照、溫度是影響植物進(jìn)行光合作用的重要因素，光、溫度的變化將直接影響植物光合作用的進(jìn)行和光合產(chǎn)物的分泌，如糖類。植物在一天中隨著光照和溫度變化光合作用呈現(xiàn)周期性變動(dòng)，而光合作用固定碳物質(zhì)25.0-40.0%通過(guò)根系分泌進(jìn)入根際。因此，光、溫度對(duì)植物根系分泌物產(chǎn)生影響，如當(dāng)小麥成長(zhǎng)缺Fe時(shí)，為收集小麥分泌買根酸類物質(zhì)時(shí)，必須將光照影響作用加以考慮。

3.根系的土壤因素

根系的土壤環(huán)境是影響根系分泌物種類和量的重要因素，土壤環(huán)境多指植物成長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)成分、水分、土壤中pH值、通氣情況等。植物的正常生長(zhǎng)和發(fā)育離不開(kāi)營(yíng)養(yǎng)成分的支撐，某些營(yíng)養(yǎng)成分有無(wú)或含量的多少豆自然影響到根系分泌物，如K、P、Zn等；根系土壤是植物發(fā)育、成長(zhǎng)的微環(huán)境，溫度、pH、濕度等均會(huì)對(duì)分泌物種類、量產(chǎn)生決定性影響。

三、根系分泌物在植物營(yíng)養(yǎng)中的作用

1.根系分泌物對(duì)植物營(yíng)養(yǎng)的調(diào)節(jié)作用

根系分泌物對(duì)植物營(yíng)養(yǎng)的調(diào)節(jié)作用均是通過(guò)改變分泌物物理、化學(xué)、生物學(xué)性質(zhì)，以達(dá)到提升根際土壤養(yǎng)分的生物有效性完成的。缺Fe脅迫條件下，諸多植物紛紛產(chǎn)生一系列生理和適用反應(yīng)，且均與植物根系分泌物麥根酸類植物高鐵載體有關(guān)，該分泌物多在早上太陽(yáng)出來(lái)后5小時(shí)內(nèi)大量分泌，有效增加在土壤中的濃度，降低與土壤微粒接觸和被吸附的幾率，并保持極強(qiáng)的抗高溫、分解能力，為植物對(duì)Fe3+植物高鐵載體吸收創(chuàng)造條件；當(dāng)植物缺P時(shí)，植物體內(nèi)有機(jī)酸分泌增多，能夠增強(qiáng)促進(jìn)土壤中P的釋放，提升作物對(duì)P的吸收；雙子葉植物缺Zn時(shí)，根分泌物使Fe、Mn活化性得到有效提升，卻對(duì)Zn活化影響不顯著，而禾本科植物卻可有效活化土壤中難溶性的Zn。

2.與微生物之間相互關(guān)系

根系分泌物是根際微生物系統(tǒng)穩(wěn)定、發(fā)展的重要條件和基礎(chǔ)，植物從外界攝取水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并對(duì)外分泌低分子有機(jī)物、高分子粘膠物質(zhì)和組織脫落物質(zhì)、溶解產(chǎn)物，這些物質(zhì)能夠源源不斷的為根際微生物提供原料，使根際微生物生長(zhǎng)、繁殖優(yōu)于非根際微生物；根系微生物對(duì)植物生長(zhǎng)、養(yǎng)分?jǐn)z取影響，既包含促進(jìn)、積極作用，如根瘤菌和豆科植物之間的共生關(guān)系，豆科植物為根瘤菌提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境，而根瘤菌利用其固氮功能為宿主提供氮素營(yíng)養(yǎng)；亦包含制約性作用，如田地輪作留下的分泌物危及微生物的生長(zhǎng)并抑制下茬作物生長(zhǎng)，如大豆在進(jìn)行連種，其產(chǎn)量會(huì)受到影響，減產(chǎn)1-2成。

3.異種相克的影響

異種相克主要指植物根系的分泌物殘留至土壤中將會(huì)抑制其他植物生長(zhǎng)和根系的發(fā)育。根分泌物在生物之間、生物與環(huán)境之間充當(dāng)至關(guān)重要的角色，是異種相克的重要途徑和存在方式。如蟛蜞菊根系分泌物會(huì)抑制水稻、小人參幼苗和根部的成長(zhǎng)，棉花幼苗和根的發(fā)育受絳三葉草根系分泌物影響。因此，依托根系分泌物對(duì)植物的異種相克開(kāi)展研究，可為田間作物種植輪作、連作、套種提供科學(xué)依據(jù)，使土地農(nóng)作物種植得到優(yōu)化。

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作者簡(jiǎn)介：羅 標(biāo)（1992-），男，湖北天門人，湖北荊州長(zhǎng)江大學(xué)，專業(yè)：生物技術(shù)。