低磷下植物根系分泌物对土壤磷转化的影响研究进展

磷是植物必需矿质营养元素,在植物生长过程中发挥重要作用,但通常情况下土壤中有效磷含量低,且施入土壤的磷肥易被吸附固定为难溶性有机磷,无法被植物直接吸收利用.根系分泌物在土壤磷素转化方面发挥重要作用,是植物低磷适应的一项重要策略.低磷条件下植物根系通过分泌有机酸、酸性磷酸酶、质子及糖类等物质直接或间接影响土壤磷素转化,提高土壤磷有效性.文章通过综述低磷下植物根系分泌物变化及不同根系分泌物对土壤磷素转化作用机制,揭示低磷下植物根系分泌物对土壤磷素转化影响机制,对进一步认识植物低磷适应策略具有重要意义.     

重金属污染土壤植物根系分泌物研究进展

根系分泌物不仅是植物与根际进行物质交换的载体,还参与植物修复污染土壤的各个环节。通过查阅1992-2016年国内外关于根系分泌物的研究成果,对根系分泌物分类的依据、常用收集鉴定方法的适用性,及其在土壤修复中的作用方面等进行了综述。通过植物根系分泌物的提取鉴定方法以及对污染土壤修复机理影响等方面的系统梳理,揭示了目前中国在植物根系分泌物研究的研究体系以及在今后的研究中所需要突破的方向。植物修复作为典型的绿色、环保的修复技术近年来应用广泛,但修复效率低、耗时长等一系列现实问题,一直是困扰该技术大面积应用的重要瓶颈,而加强根系分泌物在植物修复中作用的研究是解决这一问题的关键。通过对以往该领域的研究文献的分析,系统阐明了根系分泌物在土壤中的物理、化学、生物作用,为重金属污染土壤的植物修复工程的研究提供理论支撑和技术指导。     

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。     

中国科学院南京土壤研究所黄瓜根系分泌物释放特性研究取得进展

正根系分泌物是植物根系释放到根际环境中的有机物质的总称,属土壤微生物易于分解的、可直接利用的碳源,是植物、土壤和微生物三者间的桥梁,在土壤结构形成、土壤养分转化、植物养分吸收、土壤微生物分布、环境污染修复等方面起着重要作用。根系分泌物在土壤中会迅速被微生物降解,同时根系分泌物本身含量较低、组分复杂,迫切需要建立可行、高效、稳定的根系分泌物收集、分离纯化和鉴定方法,以支撑根际研究。     

植物根系分泌物的分类和作用

简要介绍了根系分泌物的定义和种类;从基因、环境、物种综合论述了植物基因型、外界环境和植物年龄对根系分泌物的影响;阐述了根系分泌物对植物生长的化感作用,即影响植物种子萌发和幼苗的生长、植物养分吸收利用及土壤微生态环境;讨论了根系分泌物研究方法的准确性和科学性。     

植物根系分泌物与农作物生长发育之间关系的研究进展

植物根系分泌物是植物根系在生长和发育过程中产生的一种生物活性物质,具有多种生物学和生态学作用。本文综述了植物根系分泌物的成分、生物学作用和应用前景,并探讨了其在农业和环境领域的应用价值。研究表明,植物根系分泌物可以作为一种新型生物肥料,提高土壤肥力和农作物产量；可以降低化肥和农药的使用量,减少对环境的污染；还可以促进土壤微生物的生长和繁殖,维持土壤生态平衡。未来的研究应该进一步探究植物根系分泌物的作用机理和调节作用,开展其在不同作物和土壤类型下的应用研究,注重其产业化推广,推动其在农业和环境领域的应用。     

病害胁迫下植物根系分泌物的响应及作用研究进展

根系分泌物是植物和土壤产生联系的重要介质,在植物与环境互作过程中发挥着至关重要的调控作用。综述了病害胁迫下根系分泌物在组成和含量2个维度的响应,以及这些差异响应在加重或减轻植物病害发展中的作用。根系分泌物组成和数量的变化取决于植物种类和品种、发育时期、植物生长基质和胁迫因素,一方面,根系分泌物能够作为化学信号物质调控土壤病原菌的活性,并能通过改变土壤微生态环境诱导土传病害的发生;另一方面,植物在受到病害胁迫时会分泌具有直接防御性质的抗菌化合物,还能通过根系分泌物招徕功能性的微生物,通过有益菌实现对病原菌的生物控制。可见,对病害胁迫下植物根系分泌物的响应及作用机制的揭示将在指导植物病害防控、改善生态农业管理、建立作物高产与环境保护相协调的综合管理体系方面发挥极其重要的作用。     

植物根系分泌物的组成及分析方法研究进展

根系分泌的化学物质能够调节根际中多种相互作用,植物根部也在对根际不断地做出回应并且直接改变根际环境。越来越多证据表明,根系分泌物是植物根部和土壤微生物之间联系的桥梁。但是,由于根系分泌物组分含量低、成分复杂、易被微生物降解等特点,给根系分泌物的深入研究带来很大困难。本文对根系分泌物的组成和分类、根系分泌物一些新的收集、分离纯化和鉴定方法做了总结,并对根系分泌物的分析方法研究作了展望。     

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     

根系分泌物对作物养分吸收利用的影响研究进展

根系分泌物是作物与土壤交流的主要媒介，对于土壤养分活化、作物养分吸收、作物生长等均有重要作用。为探究根系分泌物与作物、土壤和微生物之间的关系，利用不同的根系分泌物来实现种间促进、提高自然资源利用率和农业生产力，本文归纳总结了根系分泌物的分类、功能及对土壤养分（氮、磷、钾和铁）的活化、作物养分吸收和作物生长的影响，讨论了有关作物应对养分胁迫的不同机制，并提出研究展望：一是加强根系分泌物的鉴定手段，实现根系分泌物组分的原位无损伤鉴定和分析；二是运用多学科交叉知识进一步揭示根系分泌物所介导的作物养分高效利用的根土界面生物互作过程；三是加强验证根系分泌物影响植物应对生物和非生物胁迫的目标基因和微生物的功能定位研究，利用基因工程手段达到有效改善植物健康的目的；四是推进研究成果向科技应用转化的进程，利用仿生学原理将有益的根系分泌物应用到实际生产中。     

谷氨酸调节根系形态建成的研究进展

根系的主要生理学功能是在土壤中探寻并获取所需要的物质,以维持植物的正常生长与发育。根系形态的建成通常能够随着土壤环境的变化而做出适应性调整,以利于其竞争土壤中的养分、水分等。阐述了L-谷氨酸（L-Glu）在高等植物氮代谢过程中的核心作用位置、在植物体内外环境中浓度变化状况,以及其作为生物信号分子有着远古的进化起源等。综述了近期所发现的关于外源L-Glu调控根系生长发育的生物学特征,并讨论了L-Glu调控根系生长与形态结构的可能性分子遗传学机理,这对认识植物有效竞争土壤中的有机（氮源）营养具有重要的生态学和农学意义。     

土壤水分调控对烤烟根系、植株形态及生理特性的影响

为探明土壤水分调控对烤烟根系、植株形态及生理特性的影响,指导制定烤烟优质适产土壤水分管理措施,采用盆栽方式,在宜宾烟区进行烤烟生长期土壤不同水分调控试验,分析不同土壤含水量处理烤烟的根系生长、植株形态建成及生理特性变化。结果表明,土壤含水量为20%时,烟株根系发育较差,生长缓慢,植株矮小,不易落黄;土壤含水量为80%时,根系活力受阻,烟株贪青晚熟等;而保持土壤相对含水量在50%时,根系体积增长迅速,干物质积累量大,根系活力强;有利于烤烟各项生理活动进行,从而获得良好的生产效益。     

分析模拟土壤压实对陆稻根系生长的影响

为研究土壤压实对陆稻根系生长的胁迫作用,关键是确定土壤中陆稻根系生长的参数变化。制作水─土分层装置便于统计根系穿出土壤层的时间,从而比较出土壤压实对根系轴向生长速度的影响。基于Visual C++6.0开发环境和Open G L图形库对土壤压实下,陆稻根系进行可视化模拟,为研究不同土壤压实对植物根系生长的影响提供了一种新方法。     

植物根系应答盐碱胁迫机理研究进展

土壤盐碱化问题日益严峻,已经成为全球范围内制约植物生长发育的主要环境因子之一。根系在植物应答逆境胁迫中具有重要的调节作用,但是多年来对于植物抗逆性的研究往往集中于地上,根系作为环境胁迫下最先感知并作出反应的器官,其耐逆机理还不明确。基于此,本文从根系构型、结构、生长、生理和分子生物学等多角度对国内外植物根系应答土壤盐碱胁迫机理进行了综述,并提出了不足与展望,旨为深层次揭示植物根系功能和耐盐碱胁迫机理提供一定的科学依据。     

植物生长条件下土壤水分与养分资源动态分布的模拟研究

借助根系功能-结构机理模型,在动态描述根系空间生长发育的基础上,采用根系空间吸水速率函数耦合三维土壤水动力学模型,描述根系吸收条件下土壤水分的时空分布;以根个体为中心,采用扩散方式,描述了由于根系吸收土壤中磷元素而引起的土壤中有效磷分布的动态变化。通过小麦苗期根系结构与生物量的动态观测试验,获取了根系生长参数,利用文献资料获取了土壤水分运移参数、土壤有效磷扩散参数。在设定的灌溉与蒸散情景下,模拟了根长密度与根系吸收速率在三维空间的动态分布、根系吸水条件下土壤水分三维时空变化以及根系吸收磷元素的条件下土壤中有效磷的亏缺区域变化过程。模拟结果显示,根系-土壤系统能够实时地模拟根系生长下土壤环境资源的动态变化。     

小麦-土壤系统中~(95)Zr的消长动态

采用模拟污染物的同位素示踪技术研究了95Zr在小麦-土壤系统中的迁移、消长和分配动态,并建立了其行为规律的数学模型。结果表明:(1)95Zr由表土进入系统后即在系统中发生迁移,小麦主要经根吸收95Zr,然后向其它各部位转移和分配。小麦植株中95Zr比活度起初随时间迅速增高,在达到某一最大值后开始下降。根中95Zr比活度显著高于植株其它部位,小麦各部位中95Zr比活度的大小顺序为:麦根>麦秸>麦壳>麦粒。(2)土壤中95Zr主要滞留于表层6cm内,其比活度与距土表深度呈单项指数负相关。(3)95Zr在小麦-土壤系统中比活度的动态变化规律由多项指数描述。(4)小麦对土壤中的95Zr具有一定的富集能力。95     

线性根系吸水模型在土壤—作物系统中的应用

在土壤－作物系统中，根系吸水模型是连接土壤和作物的桥梁，然而又是最难处理的一个环节。按植物生长发育规律模拟根系在各个土层中生长速率和绝对量分布的方法，难以获得满意的结果。将几个影响根系吸水的因素综合起来考虑，用线性方程进行描述，建立根系吸水模型，是近些年来出现的一个较为简捷的新途径。本文通过对北京地区冬小麦田间试验的实际测定与模拟结果相比较，证明了在土壤－作物系统中采用线性根系吸水模型可取得较为理想的结果。     

农田防护林带主根生物量空间分布

绿洲农田防护林作为三北防护林的重要组成部分发挥着重要的固碳作用,其生物量直接决定碳储量的大小,尤其根生物量,而主根生物量是根生物量的主体部分,故探明干旱区绿洲农田防护林带主根生物量空间分布结构和规律,为干旱区乃至三北防护林修复过程根生物量的计算提供重要的指导价值。在内蒙古自治区乌兰布和沙漠磴口绿洲选择20 a、2行结构新疆杨农田防护林带,按径级、固定样方尺寸和深度测量不同土层主根生物量,利用SPSS 18.0统计软件建立生长模型,模拟主根生物量变化过程。通过调查分析得出新疆杨11个不同土层主根生物量及分配比例模型;发现0~0.5 m和0.5~1.0 m土层囊括了87.11%~100%的主根生物量,且主根生物量分配比例在生长过程中基本恒定;0~1.5 m土层主根生物量随胸径增长而增长,唯1.5~2.0 m土层有先增长后下降的趋势;1.0~1.5 m和1.5~2.0 m土层在林带平均胸径长到0.228 5 m和0.363 0 m时有主根生物量分布,按胸径年增0.02 m计算,到11~18 a时新疆杨的垂直根系才能向下生长到1.0~2.0 m土层。新疆杨农田防护林主根生物量空间分布结构及规律:主根生物量主要集中分布在0~1.5 m土层内,占主根97%以上的生物量;胸径达一定值时,1.5~2.0 m有主根分布;主根生物量空间分布呈近地表集中分布趋势。主根生物量近地表集中分布形成原因是:沙漠季风气候、土壤干旱和地下水位低造成植物生境干旱,植物根系生长向水性使其向水资源富集于地表灌溉水系和灌溉农田生长,是植物对干旱气候土壤和农业灌溉环境的一种适应性进化。     

水稻旱育抛秧壮根立苗技术途径的探讨

针对旱育秧苗在抛植情况下，苗体轻、根盘小且根部难以带上这一情况，应用水稻秧苗健壮素和高吸水材料，不仅促进了旱育秧苗根系的发育，壮大了根群，提高了单株带蘖数，而且使秧苗根部带上量明显增加，高吸水材料包衣还使秧苗根部形成“蓄水球囊”，明显提高了旱青抛秧的立苗速度和抗植伤能力。     

植物对土壤微生物多样性的影响研究进展

土壤微生物是植物-土壤系统中比较活跃的组成成分,土壤微生物多样性代表着微生物群落的稳定性,对植物的生长发育和群落结构的演替具有重要作用.通过植物类型、植物多样性、植物不同生长发育阶段、同一植物不同基因型、植物根系分泌物和外来植物入侵对土壤微生物多样性的影响分析,探讨植物和土壤微生物多样性之间的内在联系,为植物保护和农业可持续发展研究提供参考.