4种园林绿化植物根际对土壤养分的富集效应

为探讨城市不同绿化植物根际和非根际土壤养分状况,采集了不同绿化植物(大叶女贞、广玉兰、木芙蓉和夹竹桃)根际和非根际土,测定根际和非根际土壤中p H值、有机碳含量、氮素含量、磷素含量、钾素含量和微生物数量(微生物总数、细菌数量、真菌数量和放线菌数量),研究城市绿化植物根际对土壤养分的富集效应。研究结果表明:不同种植物通过根系调节p H的能力不同,植物根际和非根际土壤p H值表现出显著差异(P0.05)。不同绿化植物根际与非根际土壤养分含量(有机碳、全氮、速效氮、速效磷、全钾、速效钾的含量以及微生物总数、细菌数量、真菌数量和放线菌数量)均表现为:大叶女贞广玉兰木芙蓉夹竹桃,并且根际土壤养分含量均显著高于非根际土壤,表现出显著的富集作用;土壤全磷含量在根际与非根际土壤中差异不显著(P0.05),表现出显著的亏损作用。相关性分析表明:土壤有机碳和全氮对土壤养分含量影响较大,而p H与土壤养分含量基本呈显著或极显著的负相关关系,全磷对于土壤养分含量基本没有影响。通过以上研究说明不同绿化植物土壤养分含量在根际存在一定的富集,它们通过降低根际p H值可以提高根际养分含量,而放线菌数目对植物根际微小的变化响应更为灵敏,根际土壤养分良好的富集也是绿化植物赖以生长的基础。     

果树根际微生态研究现状及展望

果树根际微生态系统是以果树-土壤-微生物及其环境条件为主要内容的微生态系统。从系统角度概括了果树根际营养、土壤酶、土壤微生物、根际线虫及根系分泌物间的相互关系和相互作用,并指明果树根际微生态应在样品采集、土壤养分调控、根系分泌物作用机制和线虫病害等方面开展深入研究,通过合理栽培管理措施改善根际环境,为果树正常生长提供良好的土壤微生态环境。     

岩溶地区常绿阔叶林树种根际与非根际土壤的养分特征

为了解岩溶地区生态系统中植物根系对土壤养分的影响,采用剥落法等方法对岩溶地区常绿阔叶林树种根际与非根际土壤的养分特征进行了分析。结果表明:不同树种根际土壤养分含量差异较大,12种树种根际土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮和有效磷均显著高于非根际土壤,根际土壤养分呈明显的富集作用,全钾和速效钾因植物种类不同富集率呈正值和负值;根际土壤pH值平均低于非根际土壤0.27;根际与非根际土壤有机质与全氮呈极显著相关(P<0.01),土壤全氮与全磷、碱解氮呈极显著正相关。岩溶地区森林生态系统植物对土壤环境质量的改善作用明显。     

近20年来生态修复中根际微生物的研究进展

采用文献计量方法,对近20 a生态修复中根际微生物的研究进行梳理和总结,重点阐述国内典型生态脆弱区(青藏高原、黄土高原和喀斯特地区)生态修复中根际微生物的研究现状,并提出今后根际微生物在生态修复研究中的重点。结果表明,生态修复中根际微生物的研究进展可分为3个阶段,即初步发展阶段（2000-2006年）、缓慢发展阶段（2007-2017年）和快速发展阶段（2018-2019年）,不同阶段的研究重点不同。在初步发展阶段,国外学者研究了根际微生物对土壤有机化合物的矿化作用,国内学者重点关注重金属、有机污染物等污染土壤的相关问题;在缓慢发展阶段,多环芳烃的降解问题受到广泛重视。随着测序技术在第3阶段的快速发展,根际微生物的研究进入快速发展阶段,主要集中在植物修复和生物降解方面。总的来说,国外重点关注根际微生物与植物对退化土壤的联合修复,而国内主要侧重于对有机污染物的降解。近20 a来,我国典型生态脆弱区的相关研究主要集中在根际微生物对全球变化（增温、降雨）的响应、有机污染物降解、对植物促生等方面,尚缺少根际微生物之间及其与植物、土壤的互馈研究。今后,生态修复中根际微生物的研究应重点关注功能微生物群、微生物共存网络以及植物-土壤-微生物协同作用等方面。     

土壤连作障碍发生的原因及其调控研究进展

连作障碍是在农业生产中常见的现象。研究发现,发生连作障碍的土壤主要是因为植物根系微生物生态结构失调,产生并积累了病原微生物,且这种病原微生物大大抑制了有益根系微生物的生长,并进一步导致土壤养分丢失、土壤pH值失调,最终导致植物病虫害增加,作物产量和质量下降。通过施用根际促生菌、有机肥、嫁接和生物质炭等方法,能明显减少植物自毒物质,增加有益土壤微生物,并改善根际土壤微生物生态结构,从而减轻植物连作障碍的问题。     

入侵植物土荆芥对川西北高寒草甸3种培育牧草根际土壤酶活性、微生物数量及土壤养分的影响

为了评估土荆芥入侵可能对川西北高寒草甸生态系统造成的潜在生态风险,采用盆栽试验研究了不同量土荆芥残渣(1.25、2.50、5.00、10.00 g/kg)对在退化高寒草甸恢复和重建过程中常用的3种培育禾本科牧草老芒麦(Elymus sibiricus)、垂穗披碱草(Elymus nutans)和早熟禾(Poa annua)根际土壤养分、微生物数量和酶活性的影响。结果表明:随着土壤中土荆芥残渣含量增加,老芒麦根际土壤中细菌、真菌和放线菌的数量先增加后减少,高土荆芥比例处理显著抑制了老芒麦根际土壤中微生物的生长。垂穗披碱草根际土壤中的细菌和放线菌随着土荆芥残渣含量增加呈现"增加-降低-增加"的趋势,而真菌数量则呈现"减少-增加"的趋势。早熟禾根际土壤中放线菌数量显著变化;土荆芥残渣对早熟禾根际土壤酶活性影响较大,脲酶、蔗糖酶、纤维素酶和硝酸还原酶的活性变化显著,而老芒麦受影响的酶只有脲酶和纤维素酶,垂穗披碱草的则是蔗糖酶和硝酸还原酶;土荆芥残渣也影响了牧草根际土壤的养分状况,对老芒麦和早熟禾根际土壤养分的影响表现为"低促高抑",而对垂穗披碱草的影响则是较高比例的土荆芥残渣提高其速效养分的含量,而较低比例的土荆芥残渣则降低全效养分的含量。3种牧草根际土壤的速效钾含量均显著增加。上述结果表明,土荆芥的入侵将会通过影响牧草根际土壤的微生物群落结构和土壤酶活性,进而改变牧草根际土壤的养分状况。土荆芥入侵可能会通过改变土壤微生态系统而改变植物之间的竞争格局。     

作物根际研究展望

一、作物根际研究现状1.1根际微生态及其基本属性根际是指植物根系与土壤之间的微界面,其范围通常只有几个μm到几个mm。根际环境深受根系及其所关联的微生物活动的影响,因此其物理化学和生物学性质等与非根际土壤存在很大的差异。植物、土壤、微生物及其环境因子通过能流、物流和信息流的相互作用、相互制约而形成了一个具有高度组织性的复杂整体一根际微生态系统。根际微生态系统的基本属性包括：（1）特异性;（2）由植物、土壤、微生物及其环境条件等多种成分组成,并且具有整体的功能性;（3）系统内部各成分间具有内在的相关性;（4）有序性和层次性;（5）空间区域性;（6）动态性。特异性体现在植物的主导方面,具有生命活力的植物通过系统的生理代谢作用产生了根际相应,同时也决定了根际生态系统的特点。     

根际微生物组构建的影响因素研究进展

基于根际微生物调控作物生长发育已成为生态健康和农业发展研究的热点。综述了国内外关于植物根际微生物组构建影响因素的相关研究进展,探讨了根际周边微生物从土壤进入植物根系内部的定殖选择过程,重点关注植物本体、土壤类型、地理位置、生长环境等因素对植物根际微生物组的调控作用,揭示国内外研究中发现的影响根际微生物组构建的主控因素,阐明根际微生物组-宿主复杂的互作关系,以期为绿色农业、环境生态保护等研究提供新的思路。     

根系分泌物与根际微生物互作的研究进展

根系分泌物是植物与环境进行物质、能量和信息交流的重要载体,与根际微生物具有紧密的互作关系。重点概述了根系分泌物对根际微生物种群、数量、分布和生长发育的影响以及根际微生物对根系分泌物的影响与机制。深入研究根系分泌物和根际微生物是根际生态系统的重要组成部分,微生物非培养新技术的创新与突破将有助于揭示根际微生态规律,挖掘和利用根际功能微生物。     

菌根真菌与植物根际微生物互作关系研究

菌根真菌是自然生态系统中最重要的功能群之一,深入研究和揭示它与植物根际微生物间的互作关系,对进一步利用和调控根围微生物的相互作用,促进植物生长,维持农林生态系统的稳定具有重要意义。菌根真菌与某些根际有益微生物(如MHB、PGPR)具有协同促生关系。这些有益微生物可通过改变根际土壤微环境、提高根系对菌根真菌侵染的感受性等为菌根菌在根部的定殖创造有利条件;而菌根真菌则可通过改变根际土壤pH值、根际营养等方面影响根际微生物的群落结构。菌根真菌与土壤微生物通过相互促进或抑制,对宿主植物产生影响。目前,国内外关于菌根真菌与根际微生物互作中二者相互识别、协同作用的机理研究还处于探索阶段。快速发展的分子生物学技术为研究菌根围微生态区系提供了新的途径,将有助于科学有效地研究菌根围微生物之间的互作机制。     

植物根际分泌物与土壤微生物互作关系的机制研究进展

近年来对土壤微生物和植物之间互作关系的研究越来越受到关注,植物的根际分泌物直接或间接的影响了根际微生物群落结构,同样,根际微生物也以各种不同方式影响着植物根际的土壤理化性质、根际分泌物释放、土壤物质循环等。本文从根际有益微生物对植物生长发育的促进作用以及植物根际分泌物对土壤微生物多样性的影响这两方面对土壤根际微生物与植物之间相互影响的途径与机制进行了综述。     

钩状木霉在辣椒根际定殖动态及其对辣椒疫病的生物防治

木霉菌（Trichoderma spp.）是自然界广泛分布的一类重要生防真菌资源。生防菌在宿主根际及其组织中定殖能力的强弱是评价其生防潜力的重要指标。选择钩状木霉（Trichoderma hamatum）真菌、辣椒及其重要土传病害菌辣椒疫霉（Phytophthora capsici）三者互作体系，通过绿色荧光蛋白标记的钩状木霉菌株灌根接种辣椒植株，通过平板拮抗试验和温室盆栽试验，检测钩状木霉菌在辣椒植株及根际的定殖情况，及其对辣椒疫病的生物防治效果。结果表明，钩状木霉菌在辣椒根、茎和叶等组织中和辣椒根际土壤中均能够定殖。在辣椒根际土壤中，钩状木霉菌呈动态变化的定殖过程。灌根接种1～25 d，钩状木霉菌定殖量呈缓慢增长，在第33 d，达到最高值(700×107 conidia·g-1)，然后逐渐下降，呈现先增加后减少的动态变化过程。钩状木霉菌在辣椒根际和植株的定殖过程中，对辣椒疫病具有生物防治作用，防治效果达到5333％。综上，钩状木霉菌能够成为辣椒根际微生态中的有益微生物，可以有效预防辣椒疫病的发生，研究为辣椒疫病的生物防治提供了理论依据和有效途径。     

根际与非根际土壤铜化学行为的研究进展

铜是动植物必需的微量元素,但过量的铜会严重影响动植物的生长。近年来,随着工农业的发展,土壤的铜污染加重并成为重要的土壤环境问题之一。铜污染研究已扩展到根际微域。根际是受植物根系及其生长活动显著影响的土壤微区,其特殊的化学、物理和生物性质对重金属的形态变化和迁移性影响巨大。对近年来铜在根际pH、Eh、根系分泌物、根际有机物和微生物变化影响下的化学行为研究进展进行了综述,今后需进一步深化单个或者多个根际环境因子（pH、Eh、根系分泌物、根际有机物等）对铜形态变化影响的研究,为评估其在土壤环境中赋存释放风险、阐述铜污染土壤化学和生物修复机制提供指导。     

根表功能细菌生物膜及其在土壤有机污染控制与修复中的潜在应用价值

土壤中的有机污染物可从根系进入植物体内,并可进一步通过食物链富集,从而威胁人群健康。植物根际微生物种类繁多、数量巨大,其中很多根际细菌可通过成膜作用在植物根表形成细菌生物膜,协助植物抵抗外界的不良环境或促进植物生长。有机污染物在被植物根系吸收的过程中,多需经过根表细菌生物膜这一特殊界面。综述了根际细菌在植物根表的成膜作用,以及根表功能细菌生物膜对污染物根际环境过程的影响及作用机理,分析了利用根表功能细菌生物膜调控植物吸收有机污染物的可行性,试图为防治土壤有机污染、降低作物污染风险、保障农产品安全等提供理论依据。     

植物根系分泌物在植物中的作用

论述了根系分泌物的种类及根系分泌物在植物中的重要作用。根系分泌物对植物营养有调节作用。在所有的根分泌物中,专一性分泌物对植物营养的调节作用尤为显著。根系分泌物的化感作用对抑制杂草生长有一定作用。根系分泌物中自毒成分的积累可能是引起连作障碍的重要因素。同时,根系分泌物使根际微生物的数量远远超过非根际微生物的数量,从而间接影响了植物的生长。     

植物入侵对土壤微生物的影响

入侵植物通过影响入侵地土壤微生物生物量、微生物群落多样性及功能菌群等造成环境威胁,危害生态、经济和社会安全。植物入侵已成为全球性问题,也是当前的研究热点之一。综述了国内外植物入侵影响土壤微生物的研究进展,总结了毛竹Phyllostachys edulis入侵天然阔叶林影响土壤微生物特征的生物学机制。研究发现:入侵植物会提高入侵地土壤微生物生物量,增加土壤微生物多样性,为入侵创造有利土壤环境;入侵植物通过改变土壤微生物功能类群进而改变养分循环和其他环境条件,最终实现入侵。加强植物入侵对土壤微生物影响及其驱动的养分循环研究,阐明"植物-土壤"反馈机制,有助于预防和控制植物入侵。     

根分泌物的生态效应

本文综述了根分泌物的生态作用,其中主要包括根分泌物对根际微生物的影响、在植物营养生态中的作用、特别是对土壤养分有效性的直接和间接影响;根分泌的粘胶物质对土壤结构的影响;根分泌物与重金属钝化间的关系、化感作用等几方面内容.     

紫茎泽兰入侵地土壤微生物对紫茎泽兰和本地植物的反馈

植物与土壤微生物互作及其反馈影响自然界植物群落的竞争性演替。为了明确土壤微生物在我国恶性入侵植物紫茎泽兰传入定殖后迅速竞争性扩张中的作用,通过接种植物根际微生物（紫茎泽兰和本地植物的根际土壤分别进行灭菌处理、添加杀真菌剂处理和无处理（对照））的盆栽法,比较了土壤微生物对紫茎泽兰和2种本地植物（林泽兰和狗尾草）的生长反馈效应。结果显示,根际土壤微生物对3种植物的生长均产生正反馈,紫茎泽兰、林泽兰和狗尾草在添加杀真菌剂处理或灭菌处理的生物量均比对照显著下降。林泽兰和狗尾草的根系AMF侵染率在对照的紫茎泽兰土壤和本地植物土壤中没有显著差异;但在添加杀真菌剂处理后,林泽兰和狗尾草的根系AMF侵染率在紫茎泽兰土壤中比在本地植物土壤中分别高出8102%和897%,说明紫茎泽兰土壤的真菌具有更强的正反馈作用。磷脂脂肪酸（PLFAs）分析土壤微生物群落多样性和功能微生物丰度的结果显示,入侵植物紫茎泽兰土壤和本地植物土壤的土壤微生物群落存在显著差异。综合推断认为,紫茎泽兰入侵后改变了土壤微生物群落结构,从而产生更有利于自身生长的正反馈,进而进一步促进了竞争性扩张。     

根际新发现的一类活细胞群-根边缘细胞

边缘细胞是近年来在根尖发现的不同于根系其它组织的一类活细胞群，称之为边缘细胞，以强调其在根际形成一个生物的和物理的界面。边缘细胞来源于根冠分生组织的有丝分裂，其产生和命运受到内源信号严格调控和外界环境信号的调节。边缘细胞程序性释放到根外，起着开辟和限定根际微域环境，选择特异微生物，如吸引孢子、改变根际微域养分离子特征等作用。边缘细胞的研究是一新兴领域，可望解决植物病理、植物营养及细胞学研究中很多悬而未决的难题。