土壤低分子量有机酸及其生态功能

本文综述了土壤低分子量有机酸的研究进展。它主要来源于动植物残体的分解、植物根系的分泌和微生物的合成,其组成复杂,主要包括脂肪族和芳香族两大类,含量一般为微摩尔至毫摩尔级。土壤低分子量有机酸具有重要的生态功能,如促进矿物溶解和成土作用;降低土壤根际环境pH;影响土壤微生物和酶的活性;促进根际环境养分转化,增加植物对P、Fe等营养元素的吸收;缓解Al离子对植物的毒害;影响重金属在土体中的迁移行为和在植物中的吸收量,以及具有重要的植物化感效应。文章最后提出了今后值得加强研究的方面。     

复合微生物菌剂对棉花生理特性及根际土壤 微生物和化学性质的影响

为了系统地阐述复合微生物菌剂在改善土壤化学性质、生物学性质和促进植物生长方面的效果及机理,采用盆栽试验,研究常规和灭菌条件下不同用量的微生物菌剂对棉花生长、生理代谢、根际土壤生物学特性和养分含量的影响。结果表明:施用复合微生物菌剂能够提高苗期棉花叶片光合色素总量,叶片和根系内抗氧化物酶(SOD、POD、CAT)活性,降低过氧化物质含量(MDA、O2·-),进而提高了棉花的光合性能和抗氧化能力;降低了土壤pH,提高了根际土壤细菌和放线菌数,而降低了根际土壤真菌数,同时提高了根际土壤脲酶、中性磷酸酶、蔗糖酶和脱氢酶活性,最终提高了根际土壤有效养分和有机质含量,改善了根际微域环境,促进了棉花苗期生物量的累积和抗病性。除根际土壤养分含量外,常规复合微生物菌剂对各指标的改善效果优于灭菌复合微生物菌剂,且用量为10L/667m2时效果较明显。因此,复合微生物菌剂可通过改变土壤pH,改善根际土壤微生物群落的数量和结构来改变土壤酶活性和有效养分含量,优化根际生长环境,增强植物抗逆性和光合能力,最终实现养地增产的效果。此外,复合微生物菌剂中的有益活菌在改土、促生方面具有极其重要的积极效应。     

低分子量有机酸对红壤和黄褐土钾素转化的影响

低分子量有机酸在土壤中广泛存在,主要来源于植物和微生物的分泌,通过改变根际的pH值和氧化还原状况,或通过螯合和还原作用等直接或间接地促进植物对P、Fe、Mn、Cu等养分的吸收、促进矿物的溶解、降低Zn、Al等金属对植物的毒害、吸收,缓解植物缺氧症状等。有关低分子量有机酸     

不同环境胁迫对根系分泌有机酸的影响研究进展

综述了根系分泌有机酸种类、组成含量、来源、分析检测方法、影响因素及其作用。根系分泌有机酸是植物应对环境胁迫的一种适应性响应机制,在许多环境胁迫下诸如养分胁迫、水分胁迫和重金属胁迫条件下,植物通过根系释放有机酸到根际土壤中,不仅可以改变土壤的理化性质及微生物活性,还会影响土壤-植物界面的许多生理生化过程。通过深入研究不同环境胁迫对根系分泌有机酸的影响及机制,有助于更深层次地研究植物在逆境胁迫下的适应性机制。     

有机物料对苹果根际营养元素动态及土壤酶活性的影响

有机物料的施用,影响着土壤的理化特性与生物性状,也必然影响植物的生长发育.植物与土壤直接接触区域是根际微域,要了解有机物料对作物生长发育的影响,必须先探讨其对根际微域的作用.研究与揭示根际微域环境状况对增加土壤养分供应,促进根系对养分吸收、改善树体营养状况及提高产量与品质等方面具有重要意义[1].果树根际微域的研究工作开展较少[1,2],为此我们研究了两种有机物料对苹果砧木根际微域中土壤酶活性及元素有效性的影响.     

有机物料对苹果根际营养元素动态及土壤酶活性的影响

有机物料的施用,影响着土壤的理化特性与生物性状,也必然影响植物的生长发育。植物与土壤直接接触区域是根际微域,要了解有机物料对作物生长发育的影响,必须先探讨其对根际微域的作用。研究与揭示很际微域环境状况对增加土壤养分供应,促进根系对养分吸收、改善树体营养状况及提高产量与品质等方面具有重要意义^[1]。果树根际微域的研究工作开展较少^[1,2],为此我们研究了两种有机物料对苹果砧木根际微域中土壤酶活性及元素有效性的影响。     

荒漠盐生植物根际土壤酶活性的变化

利用根袋法研究了荒漠盐土和灌耕灰漠土中6种不同荒漠盐生植物根际养分和酶活性特征.结果表明:两种土壤中,根际土全氮含量比非根际土高,但全磷却比非根际土低.根际土有效态养分的变化则与全态相反,6种植物的根际土有效氮含量均显著低于非根际土,除芦苇外,根际土有效磷含量均高于非根际土.6种植物中,钠猪毛菜根际土有效氮亏缺最高,有效磷富集也最少.分析测定了根际土和非根际土转化酶、蛋白酶、过氧化氢酶、脲酶、中性磷酸酶和碱性磷酸酶活性及其与土壤养分的关系.结果表明:过氧化氢酶、脲酶和蛋白酶在两种土壤的植物根际表现出相反的变化,荒漠盐土中,根际土3种酶的活性均高于非根际土;而灌耕灰漠土的根际土3种酶活性均低于非根际土.荒漠盐土碱性磷酸酶、过氧化氢酶和转化酶与几种主要养分含量有很强的相关性,较好地体现了荒漠盐土根际的养分状况,也说明盐生植物对荒漠盐土酶活性有较大的影响.     

根际动态过程与植物营养

养分的有效性是由土壤物理、化学和生物学特性,特别是根系主导的根际动态过程所决定的。根系引起根际pH值和氧化还原电位、根分泌物以及由此引起微生物种群、数量和活性的改变,从根本上决定着根际养分的动态。而根系主导的根际动态又具有明显的基因型差异,并受植物营养状况的诱导和调控。因此,根际动态变化的方向和强度对植物适应土壤化学和物理逆境具有重要意义。本文从根际的一般概念入手,综述了近十余年来国内外根际动态研究的新成果,重点讨论了根际动态与植物营养的关系,并运用根际微生态系统的概念,把根际动态与植物对养分胁迫的适应性及其调控机理紧密联系起来,使根际动态和植物矿质营养基因型差异机理两个基础性研究热点融为一体,为解决重大的全球性环境、生态以及农业持续发展问题提供新的途径和理论依据。     

植物根际微生物调控根系构型研究

植物根系构型即根系在其生长介质中的生长与分布,包括根系长度、根系分支和根系生物量等,能够将植物固定在土壤中并有效吸收水分和矿质养分,直接影响植物的生长和发育。根系构型受多种因素的影响,包括土壤水分、养分和根际微生物,传统方式主要依靠化学肥料增加土壤养分进而改善根系生长,但是化学肥料会对环境造成危害,根际微生物作为植物的“第二基因组”,能够改善初生根、侧根和根毛的发育,促进植物的生长和根际养分吸收,近年来基因组学−代谢组学、基因组学−转录组学等多组学关联技术的应用揭示了微生物的促生机制,为微生物菌剂的开发提供了新思路。基于该领域的研究现状,本文阐述了根际微生物（AMF、PGPR、根瘤菌）对根构型的调控机制包括激素调控、固氮、溶磷、释放挥发性有机化合物四个方面,并描述它们通过这四种机制增加植物根系长度、根系分支,促进根毛发育的调控效应,基于上述结论,植物根际微生物可以有效改善根系生长,但实际应用效果还有待研究,量化不同机制的相对贡献率以及提高微生物菌剂在实际应用中的稳定性是后续研究的重点。     

南亚热带不同植被根际微生物数量与根际土壤养分状况

研究了包括尾叶桉、广东凤丫蕨、柳叶竹、大叶相思、青皮、木荷、湿地松在内的7种南亚热带不同植物植被下土壤根际微生物与根际养分状况及其相关关系。结果表明，根际环境对细菌有明显的正效应，对放线菌和真菌有正、负两方面的影响，但对根际微生物总量具有根际效应明显;在南亚热带森林生态系统中，在植物的某些生长季节，微生物的根际效应与土壤养分的根际效应一致。     

南京市不同园林植物根际土壤养分和重金属富集特征

通过对南京市6种园林植物(金银木、紫荆、腊梅、丁香、木槿和海棠)根际与非根际土壤养分和重金属分布特征进行研究,探讨不同植物根际养分和重金属的富集的相关性和差异性。(1)不同园林植物根际和非根际土壤养分和重金属呈一致的变化规律,它们的主导控制因子也基本相同,其中不同园林植物根际土壤养分和重金属均高于非根际养分含量,而不同园林植物根际土壤pH均低于非根际。(2)不同园林植物根际土壤养分、重金属含量和有效态重金属含量均显著高于非根际,表现出显著的富集作用,而根际土壤pH则显著低于非根际,表现出显著的亏损作用,全磷在根际与非根际土壤中差异不显著(p0.05)。(3)不同园林植物根际和非根际土壤重金属含量与有效态含量均存在极显著的正线性相关关系,二者能够用线性方程式体现,表明了不同园林植物根际和非根际土壤有效态重金属含量主要来自土壤重金属总含量。(4)相关性分析表明:对于根际土壤,土壤有机碳和全氮对土壤重金属全量影响较大;而对于非根际土壤,土壤有机碳和全氮土壤有效态重金属影响较大;而pH与土壤重金属含量基本呈显著或极显著的负相关关系;全磷对于土壤重金属含量基本没有影响。通过以上研究说明不同园林植物土壤养分和重金属含量在根际存在一定的富集,它们通过降低根际pH值可以提高根际养分,而有效态重金属较全量对植物根际微小的变化响应更为灵敏。     

木麻黄湿地松混交林的根际土壤养分和酶活性研究

对木麻黄湿地松混交林的根际土壤养分及酶活性进行测定,结果表明:混交林根际与非根际土壤pH值均呈下降,加剧了土壤酸化。速效钾除外,混交林中木麻黄根际各种矿质养分含量都小于对应的纯林;土壤阳离子交换总量减小,土壤营养贮量和养分供应能力有所下降。多酚氧化酶除外,根际土壤脲酶、磷酸酶、过氧化物酶活性混交林中小于纯林。混交后木麻黄在促进湿地松生长的同时可能对自身的生长不利,在沿海沙地营造木麻黄湿地松混交林,两树种均对土壤养分的过量索取可能会加剧地力的退化。     

根际土壤磷的动态

养分的有铲性是由土壤物理、化学和生物学特性，特别是根系主导的根际动态所决定的的，根系引起根际ＰＨ值和Ｅｈ、根分泌物以及由此而引起微生物种群、数量和活性的改变，从根本上决定着根际养分的动态而根系的动态又受植物生长的调控。根际微生态系统直接影响到土壤养分向根系的转移和被根系的吸收利用。因此，研究养分在根系－－土壤微环境中的动态是十分重要的。     

海南岛黎母山国家自然保护区热带云雾林土壤酶活性的根际效应

[目的] 探讨热带云雾林土壤酶活性的季节动态规律及根际效应,为从土壤酶学角度出发研究热带云雾林水土保持生态功能提升提供科学依据。[方法] 采用抖落法采集3种优势树种岭南青冈、罗浮锥、细枝柃根际和非根际土壤样品,对土壤酶活性季节动态变化进行研究,并分析不同树种根际土壤酶的根际效应及其与土壤养分的关系。[结果] ①热带云雾林不同树种根际与非根际土壤酶活性季节动态变化明显,呈单峰型变化趋势,峰值出现在雨季8月;岭南青冈、罗浮锥土壤酶活性差异不显著,但显著大于细枝柃。②根际土壤酶活性均高于非根际土壤,表现为正根际效应。土壤酶根际效应表现为：酸性磷酸酶 > 脲酶 > 过氧化氢酶 > 蔗糖酶;不同树种酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶根际效应差异不显著,而过氧化氢酶根际效应表现为岭南青冈、罗浮锥显著大于细枝柃。③土壤酶活性与土壤N,P,K养分含量呈显著正相关,与土壤含水量、pH值相关性不显著。[结论] 热带云雾林主要优势树种土壤酶活性呈现明显的季节动态变化,根际效应显著,N,P,K养分限制可能是土壤酶活性及其季节变化的主导控制因子。     

丛枝菌根育苗缓解西瓜枯萎病的机制

西瓜易受尖孢镰刀菌侵害发生枯萎病。植物形成丛枝菌根(AM)可有效促进养分吸收和病害防控。在田间直接接种丛枝菌根菌时,侵染效率和生态效应多数会受到限制。采用育苗期接种丛枝菌根菌(Rhizophagus intraradices,R.i)培养菌根苗,成苗后移栽入盆钵,研究西瓜丛枝菌根苗在抗西瓜枯萎病中的作用及其机制。将西瓜丛枝菌根苗移栽入大田,研究丛枝菌根西瓜苗在田间防控西瓜枯萎病及改善磷营养的效果。结果表明,苗期形成的丛枝菌根苗,在移栽后上调几丁质酶编码基因ClPR4、ClPR5在根系的表达量,上调b-1,3-葡聚糖酶编码基因ClGlu3和苯丙氨酸解氨酶编码基因ClPAL4、ClPAL11在根系的表达量;西瓜丛枝菌根育苗提高了根际土壤酸性磷酸酶活性,提高土壤有效磷含量,改善磷营养,提高西瓜植株抗枯萎病的能力。同时丛枝菌根育苗提高了西瓜根际土壤中的丛枝菌根菌孢子数,降低了根际土壤中病原菌数量,降低西瓜枯萎病发病率及病情指数。因此,丛枝菌根育苗上调了西瓜植株抗性相关酶基因表达,提高西瓜抗病性;同时提高了根际酸性磷酸酶活性而改善了磷营养,提高植株抗病能力。     

磷—金属(Fe、Al)—有机酸三元复合体在植物磷营养中的作用

本文论述了磷高效型植物活化土壤难溶磷时的磷—金属 (铁、铝 )—有机酸三元复合体机制 ,磷—金属 (铁、铝 )—有机酸三元复合体在植物磷、铁营养中的作用及研究意义 .土壤及植物根际中磷—金属 (铁、铝 )—有机酸三元复合体的研究进展及磷—金属 (铁、铝 )—有机酸三元复合体机制的应用前景     

外源稀土作用下根–土界面元素转化、分布及其植物有效性的研究进展

外源稀土（RE）可导致根-土界面物理、化学及生物学特性发生根本性变化,特别是根系主导的根际动态过程的变化。如施用不同剂量RE条件下,稀土元素（REE）与根系的相互作用使根系生长、酶活性、细胞质膜透性等受到不同程度的影响。根系生长、酶活性的变化反映了植物可能通过根系形态学、生理学的适应性和非适应性变化机制来改变根系吸收养分、REE及重金属离子的能力,直接影响根际离子进入根系中的含量;而根系细胞质膜透性的变化则反映了植物可能通过根系分泌作用的适应性和非适应性变化机制来改变根系有机酸、质子等的分泌状况,使之作用于根际环境,制约养分、REE及重金属元素在根际的形态转化与迁移分布模式,从而间接影响根际离子进入根系中的含量。本文从外源RE对根系生长状况和酶活性的影响;对根系细胞质膜透性和分泌作用的影响;对根际养分、REE及重金属元素动态的影响;对根系养分、REE及重金属元素吸收分布的影响等4个方面的国内外文献出发,就土壤-植物系统中外源RE作用下根-土界面养分、REE及重金属元素的转化、分布及其植物有效性的响应变化与相关机制做出综述,同时提出目前研究中存在的问题,对今后的研究方向进行展望。     

高寒草地2种固沙灌木根际土壤碳氮特征

为研究不同固沙植物对高寒草地土壤碳氮的影响,通过野外调查选取川西北高寒沙化草地人工种植的2种固沙灌木(红柳,沙棘)根际与非根际土壤为研究对象,研究根际与非根际土壤总有机碳(SOC)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)及纤维素酶、蔗糖酶、脲酶的差异特征。结果表明,2种固沙植物根际土壤SOC、MBC、TN、AN、MBN含量及酶活性均显著高于非根际土壤(P0.05)。其中红柳根际土壤SOC、MBC、TN、AN、MBN含量分别增加了124.24%,6.20%,116.67%,111.60%,264.21%;沙棘根际土壤SOC、MBC、TN、AN、MBN含量比非根际土壤分别增加71.23%,33.01%,152.63%,172.79%,83.42%。红柳根际土壤脲酶、蔗糖酶、纤维素含量比非根际土壤分别增加61.62%,97.73%,56.52%;沙棘根际土壤脲酶、蔗糖酶、纤维素酶含量比非根际土壤分别增加150.23%,177.17%,80.00%。土壤碳氮养分和酶活性间关系紧密,其中土壤SOC,TN与土壤脲酶、蔗糖酶、纤维素酶活性均呈极显著正相关(P0.01);AN与纤维素酶呈显著正相关(P0.05),与蔗糖酶、脲酶呈极显著正相关(P0.01);MBC、MBN与纤维素酶、脲酶呈显著正相关(P0.05),与蔗糖酶呈极显著正相关(P0.01)。研究发现,川西北常见的2种固沙灌木中沙棘对土壤养分、微生物生物量及酶活性具有较大的积累和转化作用,但沙棘对沙化土壤养分积累效果更显著。因此,在沙化草地修复过程中应以种植沙棘为主。     

丛枝菌根育苗缓解西瓜枯萎病的机制

西瓜易受尖孢镰刀菌侵害发生枯萎病。植物形成丛枝菌根（AM）可有效促进养分吸收和病害防控。在田间直接接种丛枝菌根菌时，侵染效率和生态效应多数会受到限制。采用育苗期接种丛枝菌根菌（Rhizophagus intraradices，R.i）培养菌根苗，成苗后移栽入盆钵，研究西瓜丛枝菌根苗在抗西瓜枯萎病中的作用及其机制。将西瓜丛枝菌根苗移栽入大田，研究丛枝菌根西瓜苗在田间防控西瓜枯萎病及改善磷营养的效果。结果表明，苗期形成的丛枝菌根苗，在移栽后上调几丁质酶编码基因ClPR4、ClaPR5在根系的表达量，上调β-1,3-葡聚糖酶编码基因ClGlu3和苯丙氨酸解氨酶编码基因ClPAL4、ClPAL11在根系的表达量；西瓜丛枝菌根育苗提高了根际土壤酸性磷酸酶活性，提高土壤有效磷含量，改善磷营养，提高西瓜植株抗枯萎病的能力。同时丛枝菌根育苗提高了西瓜根际土壤中的丛枝菌根菌孢子数，降低了根际土壤中病原菌数量，降低西瓜枯萎病发病率及病情指数。因此，丛枝菌根育苗上调了西瓜植株抗性相关酶基因表达，提高西瓜抗病性；同时提高了根际酸性磷酸酶活性而改善了磷营养，提高植株抗病能力，降低枯萎病发病率和发病指数。     

植物根系分泌物对锅锌尾矿污染土壤中重金属的活化效应

植物分泌的低分子量有机酸通过形成可溶性络全物而啬生金属元素在根际土壤的移动性。本文对根际分泌物如柠檬酸、酒石酸、草酸、琥珀酸、天冬氨酸、谷氨酸对铅锌矿尾砂及其废水污染土壤中Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃｕ的溶解怀影响进行实验,证明１６ｍｍｏｌ／Ｌ的有机酸和氨基酸对土壤中重金属Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃｕ具有较强的活化效应,其中柠檬酸、酒石酸和草酸的活化能力最强。