大豆根分泌物活化难溶性铝磷的研究

在酸性红壤上，土壤有效磷含量低，大部分磷以难溶性磷形式存在，这是影响作物生产的重要限制因素之一。作物根分泌物活化难溶性磷的能力对改善其磷素营养具有重要意义。本文系统研究了大豆根分泌物对难溶性铝磷的活化效果，同时运用阴、阳离子交换树脂将根分泌物分成阴离子组分、中性组分和阳离子组分，活化结果表明．阴离子组分对铝磷的活化量显著高于中性组分和阳离子组分。运用分子膜把根分泌物分成大于8K、8～3．5K、3．5～1K和小于1K组分．发现对铝磷活化量最大的组分为小于1K根分泌物组分。另外．小于1K阴离子组分对铝磷的活化量为缺磷13．2mg／pot，供磷可达9．3mg／pot，分别占总根分泌物活化量的71％和57％。运用离子色谱仪对小于1K阴离子组分根分泌物测定表明，供磷和缺磷处理．根系均能分泌少量的柠檬酸和苹果酸，约占铝处理的10％～20％，但处理之间差异不显著。上述研究表明．除有机酸影响难溶性铝磷活化之外，根分泌物中可能还存在其它物质对铝磷活化有促进作用，相关研究正在深入进行之中。     

不同菜豆基因型根系对难溶性磷的活化吸收

通过溶液培养和砂培试验,研究了不同菜豆基因型根系对难溶性P化合物(Al-P和Fe-P)的活化、吸收及根系分泌的有机酸对难溶性Al-P和Fe-P的活化能力。结果表明,菜豆在Al-P处理中生长要好于Fe-P处理。菜豆在耐低P方面存在着一定的基因型差异。来源于安第斯基因库的大粒种基因型的生物量和吸P量明显大于来源于中美基因库的中、小粒种基因型,其中来源于安第斯基因库的菜豆基因型G19839有较明显的耐低P和适应Fe-P的能力。菜豆根系分泌物对难溶性P有一定的活化能力,P胁迫下菜豆根系分泌物对难溶性Fe-P和Al-P的活化能力都较正常供P时高;菜豆根系分泌物中有柠檬酸、甲酸和乙酸,柠檬酸对难溶性Fe-P和Al-P的活化能力远远高于甲酸和乙酸。     

不同水稻品种对难溶性磷利用能力的初步研究

采用子母盆栽水平分根试验,研究了水稻耐低磷品种莲塘早3号和低磷敏感品种新三百粒对Fe-P、Al-P、Ca-P3种难溶性磷的利用能力。结果表明,与母盆营养液中含正常磷的处理相比,子盆和母盆均不含磷的处理两品种的生物量、根系氧化力下降、MDA含量上升,以难溶性磷为唯一磷源加入子盆石英砂的处理其变化幅度更小,磷含量也比完全缺磷的明显要高,说明根系对难溶性磷的主动活化在起作用;耐低磷品种较高的生物量、磷含量和根系氧化力以及较低的MDA含量表明其活化利用难溶性磷的能力比低磷敏感品种强;不同难溶性磷处理间,各指标的差异与不同形态难溶性磷对水稻有效性的差异有关。另外,缺磷或低磷条件下根冠比增加;磷的有效性越低,其根冠比越高。     

生物有机肥中磷细菌对难溶性磷的有效化研究

通过土壤盆栽试验，在生物有机肥中加入固氮菌、磷细菌、硅酸盐细菌等有益微生物并与磷矿粉混合施用来栽培玉米，研究其中的磷细菌对土壤中难溶性磷的有效化作用。结果表明，在不施肥、施用磷矿粉、含磷细菌生物有机肥、不含磷细菌生物有机肥4个处理中，处理3更能促进玉米的生长、增加植株体内NPK养分的积累，特别是在肥力较低的土壤上表现更为显著。处理3也提高了土壤中的速效磷养分含量。     

磷胁迫条件下油菜、肥田萝卜对难溶性磷的活化与利用

通过砂培试验研究了北方食用油菜和南方绿肥作物肥田萝卜两种植物在缺磷胁迫条件下对难溶性磷酸盐Ca₃(PO₄)₂和AlPO₄的活化利用情况。试验结果表明,在仅供应一种难浴性磷酸盐时,油菜和肥田萝卜对磷酸铝和磷酸三钙都有较大程度的活化与利用。在施用AlPO₄时肥田萝卜地上部吸磷量达到供应等磷量水溶性磷酸盐时的90％;在施用Ca₂(PO₄)₂时油菜地上部吸磷量达到供应等磷量水溶性磷酸盐时的49％。植物干物重的测定结果说明,在缺磷时,难溶性的Ca₃(PO₄)₂及AlPO₄对油菜和肥田萝卜均有促进生长的作用。但是,油菜与肥田萝卜对Ca₃(PO₄)₂和AlPO₄的活化利用程度却存在着一定差异。表现为油菜对Ca₃(PO₄)₂的利用能力强,而肥田萝卜对AlPO₄的利用能力强。     

垃圾堆肥对难溶性磷转化及土壤磷素吸附特性影响

在城市生活垃圾进行工厂化堆肥过程中,加入难溶性磷矿粉,探讨堆肥对难溶性磷的转化能力及堆肥产品培肥后对土壤磷素吸附特性的影响。结果表明,加入磷矿粉可使堆肥中活性有机磷、中等活性有机磷、中稳性有机磷、高稳性有机磷及速效磷含量均有不同程度的提高,与对照相比分别增加212.69%、80.36%、61.21%、62.74%、157.89%。通过电镜观察表明,堆肥后磷矿粉典型的矿物特征消失,表面呈蜂窝状。将堆肥后的产品进行培肥试验表明,富磷垃圾肥处理可明显改善土壤磷素的吸附特性,与施化肥相比,最大吸附量(Q_m)下降8.76%,最大缓冲容量(Q_m·K)下降13.58%,而磷素的吸附饱和度(DPS)、零净吸附浓度磷(EPC₀)则呈不同程度的增加,幅度依次为98.52%、7.13%。试验结果显示,通过堆肥生产富磷垃圾肥可为解决中国磷素资源缺乏、化学磷肥利用率低等问题提供一条生物学途径。     

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。     

粉煤灰对土壤中有效磷的影响

采用室内模拟培养的方法,研究了粉煤灰在农业化学行为中对土壤中磷的影响。试验结果表明,粉煤灰对不同性质土壤中的磷都具有明显的活化作用,其有效磷的提高率在１３．５９％￣２２．５１％之间,且土壤酸碱性质不同,磷的活化程度不同,酸性高于碱性。另外,粉煤灰对施入土壤中的磷肥还具有一定的缓效作用。     

籽粒苋根际土壤及根系分泌物对矿物态钾的活化作用

通过大田和模拟试验等方法 ,研究了籽粒苋根际土壤及根系分泌物对矿物态钾的活化作用 ,研究结果表明 :(1)籽粒苋根际土壤的速效钾含量较非根际土增加了 1.7倍 ,缓效钾 (K)的含量也提高了 5 5 .9% ;(2 )用籽粒苋根际土壤处理后的花岗岩粉末 ,其速效钾和缓效钾含量均较对照有所增加 ,增幅分别为 2 .8%～ 2 4.7%和 15 .7%～ 44 .7% ;用籽粒苋根际土壤处理后的紫色土 ,其速效钾和缓效钾含量较对照分别增加了 18.5 %和 11.1% ;(3 )通过对y值的综合贡献率计算可知 ,不同籽粒苋模拟根系分泌物对花岗岩粉末中矿物态钾的活化能力大小依次为 :草酸 >蔗糖 >核酸 >乳酸 >柠檬酸。     

间作对玉米根系分泌物及团聚体稳定性的影响

通过田间小区试验种植玉米(玉米单作、玉米∥大豆、玉米∥马铃薯),测定3个生育期(拔节期、大喇叭口期、抽雄期)玉米根系分泌总糖含量、总有机酸含量和土壤团聚体状况,分析间作对玉米根系分泌物及团聚体稳定性的影响。结果表明:玉米根系分泌总糖含量和总有机酸含量随生育期的推移而增加,间作显著提高玉米根系分泌总糖含量和总有机酸含量,玉米∥马铃薯玉米∥大豆。在抽雄期,玉米∥大豆、玉米∥马铃薯相比玉米单作0.25mm水稳性团聚体含量(R_(0.25))分别显著提高6.19%,8.17%;平均质量直径(MWD)分别提高5.04%,10.08%;几何平均直径(GMD)分别提高6.12%,12.24%;分形维数(D)分别显著降低0.72%,1.09%;团聚体破坏率(PAD)分别显著降低16.77%,26.08%。在根系分泌物最大的抽雄期,玉米根系分泌总糖含量、总有机酸含量与R_(0.25),GMD,D,PAD呈极显著相关关系(P0.01)。因此,间作可通过增加玉米根系分泌总糖含量和总有机酸含量,进而提高土壤团聚体的稳定性。     

低分子量根系分泌物对土壤微生物活性及团聚体稳定性的影响

以黑土为供试土壤,采用化学试剂模拟根系分泌物进行室内培养试验,研究低分子量根系分泌物及主要组分对土壤微生物活性及团聚体稳定性的影响.结果显示,与对照相比,低分子量根系分泌物及主要组分短期内均显著提高了土壤微生物的活性,促进了>250μm大团聚体,尤其是>2 000μm团聚体的形成,显著增强了土壤团聚体的稳定性.低分子量根系分泌物中葡萄糖组分有利于土壤中细菌的生长,从而在细菌活动的驱动下,促进了微团聚体的形成;苹果酸和谷氨酸组分则有利于真菌的生长和繁殖,在真菌菌丝网络的缠绕和牯结作用下,促使微团聚体进一步胶结形成大团聚体.因此,低分子量根系分泌物中各主要组分共同参与并影响土壤的团聚化过程,改善根际微区土壤的结构,以利于植物根系的生长.     

2种基因型菜心根系分泌物对水稻土中DEHP解吸效应的初步研究

在邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）不同污染水平下水培油青60天菜心和特青60天菜心,采用蒸馏水法收集根系分泌物,研究其根系分泌物对水稻土壤中DEHP解吸效应的影响及其与菜心吸收累积DEHP的关系。结果表明,2种基因型菜心根系分泌物均能显著提高土壤中DEHP的解吸效应,添加根系分泌物处理上清液中DEHP含量是对照处理的1.9~26.6倍,较高污染条件下2种基因型菜心根系分泌物对土壤中DEHP具有更强的解吸效应。油青60天菜心根系分泌物的解吸效应大于特青60天菜心,前者是后者的1.6~4.6倍。2种基因型菜心根系分泌物对土壤中DEHP的解吸效应强弱与其根系、茎叶中DEHP含量达极显著相关（r≥0.924 9）,说明2种基因型菜心根系分泌物对DEHP解吸效应的影响可能是导致其根系、茎叶中DEHP含量差异的重要原因之一。     

Root Exudates of Rice Cultivars Affect Rhizospheric Phosphorus Dynamics in Soils with Different Phosphorus Statuses

Exudation of organic acids by the roots of three rice cultivars grown in three soils of different phosphorus (P) statuses, and their impacts on the rhizospheric P dynamics and P uptake by the rice plants, were investigated. Quantum root exudates from all the rice cultivars were significantly greater at 21 days after transplantation than at panicle initiation or flowering stages. Malic acid was the most predominant organic acid present in the rice root exudates (10.3 to 89.5 μmol plant^?1 d^?1), followed by tartaric, citric, and acetic acids. Greater exudation of organic acids from rice grown in P-deficient soil by all the rice cultivars suggested response of rice plant to P stress. Results indicate that the release of organic acids in the root exudates of rice plants can extract P from strongly adsorbed soil P fraction, thereby increasing native soil P utilization efficiency and ensuring adequate P nutrition for the growing rice plants.     

铝对荞麦和金荞麦根系分泌物的影响

以荞麦和金荞麦为实验材料，用砂培方法研究Al胁迫下荞麦和金荞麦根系分泌电解质、糖和氨基酸的变化。结果表明，Al胁迫条件下，电解质外渗率、糖类随Al^3 浓度升高而增加；在低浓度Al^3 作用下，随处理浓度的升高，氨基酸分泌量增加，当处理浓度高于相应浓度时，氨基酸分泌量随浓度升高而减少。Al胁迫使荞麦和金荞麦根系分泌物的种类和浓度发生改变，与其缓解Al毒害相关。     

Cadmium Impact on Root Exudates of Sorghum and Maize Plants: A Speciation Study

ABSTRACT

The effect of cadmium (Cd) on root exudates of sorghum and maize was investigated in order to get further insight into the mechanisms of plant tolerance to Cd. Plants were grown hydroponically and supplemented with: 0, 0.5, and 5.0 mg Cd L^{? 1}. Hydroponic solutions containing exudates were analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC). The results showed different exudation patterns by sorghum and maize with cadmium supply. While sorghum enhanced malate exudation over the entire range of applied Cd in the uptake solutions, maize increased mainly citrate. Moreover, malate concentration exuded in sorghum rhizosphere presented higher values than citrate (from maize). With the aid of the HYPERQUAD speciation program, a significant decrease in the bioavailable Cd (free Cd plus Cd chloro-complexes) was found due to the increase of Cd organic complexation in the hydroponic solution. Furthermore, similar metal organic complex concentrations were obtained for both plants, which turned the maize and sorghum overall detoxification process equivalent. Exudation of malate and citrate should contribute to tolerance mechanisms of these plants, reducing deleterious effects of free Cd on root growth. These findings support the idea that the metal-binding capabilities of root exudates may be an important mechanism for stabilizing metals in soil.     

根系分泌物的化感作用及其对土壤微生物的影响

总结了根分泌化感物质的种类及其化感效应,分析了生物和非生物因素与根系分泌化感物质之间的关系。此外,根系分泌化感物质的研究手段对于所取得的研究结果至关重要,其中根分泌物收集系统是收集根分泌化感物质的常用而可行的方法之一。对于根分泌化感物质的分离鉴定技术有多种,可根据需要选择适宜的分离方法。还列举了一些作物根分泌的化感物质对根际微生物产生的影响,阐明了根分泌的化感物质所起的重要化感作用。根分泌物化感作用的研究已成为土壤生态学领域的热点与前沿课题,自然条件下原位收集鉴定植物根系分泌物中的化感物质等诸多问题是该领域今后的研究重点。     

Mycorrhizas Mitigate Soil Replant Disease of Peach Through Regulating Root Exudates,Soil Microbial Population,and Soil Aggregate Stability

Soil replant disease is the main bottleneck interfering with tree growth of peach in soils with poor traits. A potted study was conducted to evaluate the effects of inoculation with an arbuscular mycorrhizal fungus (AMF), Acauloapora scrobiculata, on plant growth, mineral nutrients, soil enzyme activities, soil microbial populations, and root exudate compositions of peach (Prunus persica L. Batsch) seedlings grown in replant soil and non-replant soil. After 15 weeks in AMF inoculation, replant soil heavily inhibited root mycorrhizal colonization. In replant soil, AMF inoculation significantly increased shoot biomass and root phosphorus, potassium, calcium, copper, zinc, iron, and boron concentrations. Mycorrhizal peach seedlings showed a higher number of soil bacteria and total microbes but a lower number of soil fungi under replant conditions, as well higher soil urease and acid phosphatase activity and lower soil sucrase and catalase activity. Greater soil aggregate stability was observed in mycorrhiza-inoculated replant soil than in non-mycorrhizal soil due to the increase of water-stable aggregates in 2–4 mm and 1–2 mm size. In addition, a total of 92 substances were identified in root exudates, and the mycorrhizosphere had considerably more root exudate compositions. AMF inoculation had a significantly inhibitive effect on the relative abundance of allelochemical substances, including benzoic acid, benzaldehyde, diisooctyl phthalate, phenols, and sterols, while there was an increase in diphenyl-ethanedione and à-(benzoyloxy)-benzeneacetonitrile in replanted peach. It was concluded that AMF inoculation could partly mitigate soil replant disease of peach through modulating soil microbe balance, improving soil aggregate stability, and changing root exudate compositions.