植物根系吸收土壤水分的研究综述

植物根系吸收土壤水分是土壤－植物－大气连续体中水分运动的一个重要环节。本文从土壤－植物－大气连续体入手，对植物根系吸收土壤水分的影响因素，植物根系吸收土壤水分的微观模型及植物根系吸收土壤水分的宏观模型等，进行了介绍和评述。     

快速测量植物根系长度的方法

根系是植物的主要吸收器官,植物依靠根系从土壤里吸收水分和无机盐。     

酸雨与镧对大豆幼苗根系形态的影响

根系是植物重要吸收器官,其形态在一定程度上影响植物养分吸收功能。近年,国内外有较多关于酸雨或稀土单独影响植物根系的研究,但二者复合污染对植物根系的影响却鲜见报道。鉴于此,本文以重要经济作物大豆（Glycine max）幼苗为试     

铁--平衡栽培体系中植物必需的微量元素

铁的元素符号是Fe。 1 844年E Glis发现铁是必需元素。它是微量元素中被植物吸收最多的一种。铁是植物结构组分元素。1　植物对铁的吸收和转运植物根系主要吸收二价铁离子 (亚铁离子 ) ,也吸收螯合态铁。植物为了提高对铁的吸收和利用 ,当螯合态铁补充到根系时 ,在根表面螯合物     

植物对不同形态磷响应特征研究进展

磷是植物生长发育所必需的大量营养元素之一,参与植物体内许多重要化合物的合成与代谢。土壤中磷素具有多种形态,且不同形态磷的植物有效性差异较大;植物在不同形态磷环境下,体内会形成相应的适应性机制。植物吸收积累磷通常与根形态、根系分泌物、体内磷转运等因素有关,受到特异基因表达的调控。了解植物对磷的吸收积累特性是筛选磷高效植物或磷富集植物的前提,也是充分利用土壤磷素资源、修复磷过剩环境的关键。根据国内外研究现状,本文从磷素吸收积累、根系形态特征、磷酸酶与植酸酶的变化以及磷营养高效的分子机制,综述了植物对不同形态磷的响应特征,并对未来该领域的研究进行了展望。     

植物根系固土作用研究进展

植物根系是植物吸收水分和养分的重要器官。强大的植物根系不仅可从土壤中吸收植物生长所必须的水分和养分,而且对于改良土壤的结构和成分,增强土壤的抗侵蚀能力和抗剪切能力有着重要的作用。从植物根系方面来研究土壤抗侵蚀能力是一个多学科交叉的新领域。通过多学科、多领域的联合研究,系统地揭示植物根系固土作用和固土机理,植物根系通过增强土壤的抗蚀性、抗冲性、抗剪强度以及根系的锚固力作用,提高了土壤的抗侵蚀能力。对于更有效地控制水土流失、保护和改善生态环境具有非常重要的意义。     

伴矿景天和鹅掌柴间作系统中根系相互作用对植物生长和镉锌吸收的影响

为明确不同物种根系间的相互作用对植物生长和重金属元素吸收的影响,以Cd、Zn超积累植物伴矿景天与花卉植物鹅掌柴为材料,研究二者根系相互作用及对植物生长和Cd、Zn的影响。结果发现,二者根系具有相互抑制生长的作用。单作条件下伴矿景天的Cd、Zn吸收量最高,分别达0.812、19.6 mg/盆;较单作相比,无分隔间作条件下伴矿景天对土壤Cd、Zn吸收降低分别达30.0%和30.6%。两种植物根系改变了土壤养分性质,对土壤钾和磷的利用分别具有竞争和互补作用,但其有效态含量并未降低到亏缺水平,养分竞争可能不是两种植物根系相互作用的主要因素。水培试验表明鹅掌柴根系分泌物对伴矿景天的生长和Cd吸收具有抑制作用。     

微生物在植物铁营养中的潜在作用

根据近十多年来相关研究成果讨论了土壤微生物在植物根系吸收铁中可能的作用机理。这种机理可能包括缺铁植物根系分泌小分子有机化合物,如酚类和黄素类等化合物,这些化合物作为抑菌剂和(或)作为微生物生长的碳源物质来影响根际(Rhizosphere)微生物的群落结构,并在植物根际诱导形成特异性微生物种群,此类特异性微生物转而通过分泌高铁载体(Siderophore),增加土壤中铁的生物有效性,从而提高了根系对铁的吸收。此外,与植物根系共生的一些微生物也会改善植物的铁营养,这种作用可能包括:根瘤菌(Rhizobium)的结瘤作用,增强植物耐缺铁的生理响应;根系感染的菌根真菌通过增加植物根系的养分吸收面积和分泌对铁具有螯合作用的物质来改善植物的铁营养。本文在讨论这种可能的微生物作用机制的基础上,指出今后的研究方向和有待解决的问题。     

土壤氨基酸生物有效性及其环境调控研究进展

土壤中种类繁多的小分子和大分子有机氮，是土壤氮素的重要组成成分。大多数植物可以直接吸收氨基酸乃至多肽和蛋白质，不是完全需要经过传统理论认知的微生物分解为无机氮的过程。植物根系具有吸收、转运和代谢外源吸收的有机氮的能力。土壤微生物是植物根系有机氮的主要竞争者，不同土壤中，参与竞争的微生物组成存在较大差异。环境对植物根系吸收和后续代谢有机氮都具有重要的调控作用。未来应着重于精准定量化分析土壤有机氮组成及含量，确定土壤有机氮对植物生长的长期效应，探索环境变化尤其是复杂环境变化对植物吸收利用有机氮的影响及其关键步骤，进一步确定土壤有机氮对植物氮营养的贡献。     

VA菌根菌丝对紧实土壤中磷的吸收

本文采用三室隔网盆栽试验方法,选择三种土壤容重(1.3;1.6;1.8g/cm3)来模拟自然条件下不同紧实度对植物根系生长的抑制情况,探讨了接种VA菌根真菌Gmosseae对三叶草植株生长和对土壤磷吸收的影响。结果表明随着土壤容重的增加,三叶草根系生长受到抑制的程度随之加重。当土壤容重为1.8g/cm3时,根系基本不能生长,而菌丝却能在其中伸展并吸收养分。表现为1.8土壤容重的处理菌根植物的含磷量明显高于无菌根植物。而在低容重的处理中两者却没有显著差异。说明VA菌根真菌能缓解甚至消除土壤机械阻力对植物生长的胁迫。     

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。     

土壤水分和氮磷营养对植物根系生长的影响

根系是植物吸收水分和养分的主要器官,在植物生长发育和高产中起着不可忽视的作用。本文总结了国内外土壤水分和氮磷营养对植物根系生长生理特性的影响研究成果,并对今后的研究方向进行了展望。     

钾-平衡栽培体系中植物中必须的大量元素

钾的元素符号是K.虽然钾不是植物结构组分元素.但却是植物生理活动中最重要的元素之一. 1植物对钾的吸收和转运 植物根系以钾离子(K+)的形式吸收钾.     

盐胁迫下囊果碱蓬和陆地棉硝态氮低亲和吸收速率的差异及其生理分析

采用常规离子耗竭方法,以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)为对照,在不同Cl-和NO3--N营养状况下,研究了盐生植物囊果碱蓬(Suaeda physophora Pall.)NO3-低亲和吸收动力学特征,探讨了盐胁迫下囊果碱蓬NO3-高效吸收的调控机制。结果表明:两种植物NO3-的低亲和吸收动力学呈线性吸收,且囊果碱蓬NO3-的净吸收速率和硝酸还原酶的活性显著高于陆地棉,说明囊果碱蓬具有较高的氮需求;10 mmol L-1KNO3预处理2 h后,囊果碱蓬和陆地棉地上部全氮的含量分别增加30.6%和36.8%;NO3-的净吸收速率分别降低了46.6%和45.5%,说明两种植物氮的吸收受到体内氮营养的负反馈调节;NaCl长期胁迫30 d显著抑制NO3-的吸收,陆地棉NO3-的净吸收速率下降幅度显著高于囊果碱蓬,而根系Cl-的含量显著高于囊果碱蓬;NO3-的净吸收速率与植物根系Cl-的含量呈显著性负相关,说明囊果碱蓬根系拒Cl-的能力显著高于陆地棉;NaCl或KCl短期胁迫2 h对囊果碱蓬NO3-的净吸收速率没有显著影响,但陆地棉NO3-的净吸收速率分别降低了43.8%和37.5%。研究结果证明了盐胁迫下囊果碱蓬NO3-的高效吸收与植物内部的高氮需求和Cl-的累积有关,而培养介质中Cl-的浓度对NO 3-的低亲和转运系统影响较小。     

丛枝菌根真菌与植物共生影响植物水分状态的研究进展

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)能与宿主植物形成共生体,广泛存在于陆地生态系统中。大量研究表明,不同水分条件下,植物通过接种AMF比未接种AMF的植物具有更强的水分吸收能力和更高的水分利用效率。在干旱、盐胁迫下,接种AMF能有效提高宿主植物的耐旱性与耐盐性。本文综述了不同水分条件下,与植物共生的AMF通过扩大植物根系吸收面积、改善根系结构,增强植物根系吸收水分能力的相关研究进展。土壤中根外菌丝网络的形成,不但为植物增加了水分吸收途径(菌根途径),还通过改善植物体内的矿质营养来调节植物对水分的吸收,进而影响植物的水分吸收状况；不同水分条件下,根系被AMF侵染后植物的光合作用、蒸腾作用以及气孔导度都得到增强,植物蒸腾作用的增强能够直接有效的提升植物的蒸腾拉力,因此植物对水分的吸收能力得以提升。同时,被AMF侵染的植物的水分利用率、蒸腾速率以及净光合速率得以提升从而提高了植物的水分利用能力。进一步总结了缺水胁迫(干旱胁迫、盐胁迫)严重影响植物体内的水分状况,通过接种AMF可以有效调节植物在缺水胁迫下植物体内渗透调节物质的含量、抗氧化酶的活性,平衡植物体内离子平衡,提升植物光合、蒸腾作用水平,从而提高植物的耐胁迫能力。本文通过综述不同水分条件下,接种AMF对植物的影响及机制,期望为未来新型菌剂的研发与菌根互作对植物水分状况的改善提供支撑。     

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。     

镉胁迫下小麦根系的生理生态变化

本文通过水培和砂培两种方法 ,研究了镉胁迫下小麦 (TriticumaestivmL .)根系的生理生态变化。通过研究镉对小麦根系生长发育状况 ,根系活力 ,根系对矿质元素的吸收 ,探讨镉胁迫下植物根系的生理生态效应。研究结果表明 :镉影响根系的长度、生物量、体积和根系活力。Cd2 + 在低浓度 (处理浓度低于 5mg/L)作用下 ,随处理浓度的升高 ,刺激小麦根系的长度、生物量、体积相应地升高 ;当处理浓度高于相应浓度时 ,根长度、生物量、体积相应随浓度升高而降低。镉胁迫下根系活力受到抑制。水培和砂培中 ,镉对根系的影响趋势一致 ,但是影响幅度有差异。砂培好于水培。镉影响小麦根对矿质元素的吸收 ,Ca、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Zn吸收情况不太一致。Ca、Cu、Fe、Mg、Mn、Na的吸收量随Cd2 + 浓度升高而增加 ,K、Zn的吸收量随Cd2 + 浓度升高而减少     

镁--平衡栽培体系中植物必需的中量元素

镁的元素符号为Mg。按当前的分类属于中量元素。镁是植物结构组分元素。1　植物对镁的吸收和转运土壤中的二价镁离子随质流向植物根系移动。以二价镁离子的形式被根尖吸收 ,细胞膜对镁离子的透过性较小。植物根吸收镁的速率很低。镁主要是被动吸收 ,顺电化学势梯度而移动。镁     

植物根系对养分缺乏和毒害的适应及其与养分吸收效率的关系

根系是植物对养分最敏感的部位,直接与养分接触,参与养分的吸收过程,在养分胁迫(缺乏或毒害)下最先引起反应。植物在低氮、低磷、低钾和元素中毒胁迫下,其形态和生理上都发生一定的变化。综述了养分缺乏和元素毒害胁迫下植物根系形态的变化、生理反应、分子生物学基础及其与养分吸收效率和对元素毒害的抗性的关系。     

植物根系与叶片吸收硒的关键过程及影响因素

硒元素具有抗癌、抗衰老、提高人体免疫力等功能,经植物吸收转化后,可以更加安全高效地被机体吸收利用。富硒植物产品是时下功能性农业的主要产品之一,经济器官富集较高的硒是该产品的核心。然而,目前市面上富硒植物产品的硒含量却参差不齐且普遍偏低。因此,系统研究植物吸收硒元素的途径、关键过程与影响因素对提高植物的富硒效率具有十分重要的意义。本文总结了植物根系和叶片吸收硒的主要过程,地理位置、土壤成分及其理化性质等因素对植物根系吸收硒的影响,以及硒源种类、浓度、叶片结构及叶龄、生育时期、助剂等因素对植物叶片吸收硒元素的影响。据此,提出未来还需要加强植物吸收硒的影响因素、调控机制,建立相对标准的试验模式和富硒产品评价体系等建议,以期尽快补足研究与生产之间差距,推动以富硒为导向的功能性农业科学健康发展。