根系分泌物与根际微生物对土壤重金属污染的响应与修复作用(综述)

我国土壤重金属污染形势严峻,对粮食安全与人体健康构成严重威胁,土壤重金属污染修复是目前急需解决的环境问题之一。植物修复作为一种绿色安全、环境友好的生物修复技术,近年来备受关注,其发展取得显著成效。根系分泌物是利用生物修复重金属污染土壤过程中的关键物质,是植物与土壤微生物进行物质交换和信息传递的重要载体,在植物响应污染物胁迫及污染修复中扮演重要角色。研究根系分泌物和根际微生物对土壤重金属污染的响应与修复作用,揭示两者动态协同作用机制,对深入了解植物修复重金属污染土壤的过程与机理具有重要意义。本文归纳梳理了根系分泌物的影响因素与现有研究方法,系统总结了多种草本植物根系分泌物和根际微生物在重金属胁迫下的响应与主要修复机制,以及根系分泌物-根际微生物互作对重金属污染土壤的修复作用;并对根系分泌物介导下植物-根际微生物协同修复重金属污染土壤研究过程存在的难题和未来研究方向进行讨论与展望。结果表明,在重金属胁迫下,根系分泌物的组成和数量均发生显著变化;根系分泌物对重金属污染土壤的修复机制主要包括活化与固化;根系分泌物是影响根际微生物群落形成的重要因素,根际微生物对根系分泌物也具有一定调控功能,两者...     

根际微生物研究概况

根际是土壤—根系—微生物相互作用的系统,同时也是根系自身生命活动和代谢对土壤影响最直接、最强烈的区域,因而普遍受到重视。本文简述了根际和根际微生物在国内外的研究进展,并提出了对根际微生物研究的一些展望。     

根系分泌物及其作用

综合论述了根系分泌物的种类、数量；特别是根系分泌物与根际养分的活化及吸收、异株克生的关系，以及与土壤固氮微生物及连作障碍的关系。并提出了根系分泌物与土壤腐殖质的关系是今后根际生态的研究重点。     

植物与根际微生物相互作用关系研究进展

根际作为连接植物根系与土壤的活跃界面,微生物种类众多,是直接接触根系并影响其生理活动的区域。为了更好地了解并应用根际微生物,结合近年来国内外植物与根际微生物关系的研究现状,综述了植物与根际微生物的相互作用关系,即植物种类和根系分泌物对根际微生物的影响,根际有益微生物和有害微生物对植物生长的影响,探讨了种植与耕作方式及施肥管理等农业技术措施对植物根系与根际微生物系统的影响,展望了今后的研究方向。     

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。     

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。     

根系分泌物在土壤有机污染物降解中的作用

根系分泌物在土壤有机污染物的根际修复过程中发挥着重要作用。研究表明．根系分泌物主要通过3种方式有效促进土壤中有机污染物的降解：根系分泌的酶直接参与有机污染物的降解：根系分泌物通过改变根际微生物数量和活性或提供共代谢基质影响有机污染物的降解;根系分泌物改变土壤有机污染物的生物有效性,从而促进其降解。     

镉污染土壤根际环境调节

分析了土壤中镉的基本特征及污染状况;探讨了根际pH值、根际氧化还原电位、根系分泌物、根际微生物以及施用有机肥、离子拮抗、土壤磷含量和添加沸石对土壤Cd有效性的影响,以及镉污染土壤的根际环境调节。     

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。     

土壤结构和耕作对根际微生态系统的影响

 从土壤结构和土壤耕作与根区的环境条件关系、土壤结构、根际微生物和分泌物的关系、土壤结构和耕作对根系生长的关系几个方面讨论了土壤结构和耕作对根际微生态系统的影响以及与持续农业的关系。     

影响植物根际微生物区系之因素研究进展

根际是土壤、植物生态系统物质交换的活跃界面,植物作为第一生产者将部分光合产物转运至根部,通过分泌物供给根际微生物碳源和能源;根际微生物则将有机养分转化成无机养分利于植物吸收利用,植物、土壤、微生物的相互关系维持着土壤生态系统的生态功能。近年来,随着对根际土壤微环境研究的深入,根际微生物研究内容不断丰富和发展。笔者结合近年来国内外研究结果综述了不同因素对植物根际微生物生物多样性和生态功能产生的影响,并提出了今后这一领域的研究思路及方向。     

模拟根系分泌物输入对森林土壤氮转化的影响研究综述

在全球气候变化加速植物生长和生物量积累的背景下,氮素是森林生态系统初级生产力的主要限制因子之一。根系分泌物所介导的根际微生物过程在驱动森林生态系统土壤养分循环和增加氮素有效性方面具有重要意义。基于此,本研究综述了模拟根系分泌物输入对森林土壤氮素矿化、硝化与反硝化过程的影响及其机制。发现根系分泌物中的有机酸、糖类和氨基酸等物质均能促进有机质的分解和氮素矿化,在一定程度上能缓解植物对氮的需求。不同碳含量和碳氮比的根系分泌物输入驱动根际微生物行使不同养分利用策略,通过生物和非生物作用,根系分泌物矿化有机质中的氮素供给植物吸收利用;根系分泌物中的生物硝化抑制剂能抑制土壤硝化作用,减少氮素的淋溶;根系分泌物还通过控制根际与氮转化相关的反硝化细菌群落来促进土壤反硝化作用。综上,植物通过增加根系分泌物的输入能提高地下碳分配,影响根际土壤氮素转化,在维持森林土壤氮素循环和缓解养分限制等方面具有重要作用。表2参70     

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。     

根系分泌物的收集及其介导的种间互作

根系分泌物是植物根系向根际分泌的自身代谢产物,是植物与根际环境对话的调控者,调控植物与植物、植物与微生物、微生物与微生物的相互关系。近年来,国内外学者摸索出多种收集根系分泌物的方法,并借此初步揭示根系分泌物在土壤种间互作中发挥的重要作用。通过阐述根系分泌物的概念和收集方法,分析不同方法的利弊;着重阐述根系分泌物在植物-植物、植物-土壤微生物种间互作中的重要作用,以及种间互作在生态农业中的应用;并提出今后研究的主要问题和发展方向。     

植物病原性连作障碍研究进展

作物连作障碍日趋成为影响我国农业可持续发展的重要因素。简要介绍病原性连作障碍的概念,概述了连作栽培条件下根际微生物种群结构变化和根分泌物中碳水化合物及其诱导病原菌种群数量增殖的功能,总结了根分泌物中某些化感物质在增强病原物种群数量中的作用和土壤微生物间的化学通讯分子,展望了今后研究的方向与重点。     

根系分泌物中的化感物质研究概述

根系分泌物在根际区域与外界进行物质、能量、信息交流过程中扮演着不可缺少的角色,其中的化感物质是一类具有重要生理功能的物质。为此,重点阐述了根系分泌物的种类、产生机制与分泌机理,总结了根系分泌物化感作用以及研究方法,并对化感物质的研究做了进一步的展望。     

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.