根系分泌物及其在植物營養(yǎng)中的作用

羅標(biāo)

摘 要 根系分泌物是根系在生長發(fā)育過程中，分泌到生存介質(zhì)中的有機(jī)物質(zhì)，這些有機(jī)物質(zhì)在植物和植物營養(yǎng)存在緊密聯(lián)系。本文筆者分三個(gè)部分展開研究，分別分析根系分泌物含義、分類和影響因素，并著重探討根系分泌物在植物營養(yǎng)中的作用，以提高讀者對根系分泌物的認(rèn)識。

關(guān)鍵詞 根系分泌物；影響因素；營養(yǎng)脅迫

一、根系分泌物的概念

根系分泌物指植物根系在生長發(fā)育的過程中，從外界介質(zhì)中攝取養(yǎng)料和水資源的同時(shí)，向生長介質(zhì)（如土壤）釋放的物質(zhì)，如無機(jī)物、大量的有機(jī)物質(zhì)、植物根系脫落物等，根系分泌物的量受植物養(yǎng)分、水分、介質(zhì)、植物種類等多種因素共同決定。有研究顯示：植物養(yǎng)分供應(yīng)超越充足、植物根系新陳代謝越旺盛分泌物越多；隨著植物的衰老，其分泌物量呈下降趨勢。Woldendorp認(rèn)為，植物頂部向根部轉(zhuǎn)移同化產(chǎn)物10%-20%分泌至植物生長介質(zhì)中，其中分泌物中可揮發(fā)性物質(zhì)占62.5%，且揮發(fā)性物質(zhì)中CO2超過70.0%。

依照植株的無菌培養(yǎng)研究結(jié)果，根系分泌物種類劃分如表1所示：

二、影響根系分泌物的因素分析

1.植物自身因素

根系分泌物的分泌量量植物自身特征，所以植物的種類、遺傳特性對其自身分泌物的分泌量產(chǎn)生重大的影響。不同植物種類在相同時(shí)期分泌物分泌量不同，同種植物在不同生長、發(fā)育期分泌物量亦不同，分泌物組成和分泌量容易受到能量、營養(yǎng)、機(jī)械阻力、氣流等多種條件影響，如機(jī)械阻力可使根系分泌物內(nèi)維生素、碳水化合物提升2倍，使酚類化合物量提升9倍左右；當(dāng)植物缺少鉀元素時(shí)致使有機(jī)酸和碳水化合物增多。

2.光、溫度因素

光照、溫度是影響植物進(jìn)行光合作用的重要因素，光、溫度的變化將直接影響植物光合作用的進(jìn)行和光合產(chǎn)物的分泌，如糖類。植物在一天中隨著光照和溫度變化光合作用呈現(xiàn)周期性變動，而光合作用固定碳物質(zhì)25.0-40.0%通過根系分泌進(jìn)入根際。因此，光、溫度對植物根系分泌物產(chǎn)生影響，如當(dāng)小麥成長缺Fe時(shí)，為收集小麥分泌買根酸類物質(zhì)時(shí)，必須將光照影響作用加以考慮。

3.根系的土壤因素

根系的土壤環(huán)境是影響根系分泌物種類和量的重要因素，土壤環(huán)境多指植物成長所需營養(yǎng)成分、水分、土壤中pH值、通氣情況等。植物的正常生長和發(fā)育離不開營養(yǎng)成分的支撐，某些營養(yǎng)成分有無或含量的多少豆自然影響到根系分泌物，如K、P、Zn等；根系土壤是植物發(fā)育、成長的微環(huán)境，溫度、pH、濕度等均會對分泌物種類、量產(chǎn)生決定性影響。

三、根系分泌物在植物營養(yǎng)中的作用

1.根系分泌物對植物營養(yǎng)的調(diào)節(jié)作用

根系分泌物對植物營養(yǎng)的調(diào)節(jié)作用均是通過改變分泌物物理、化學(xué)、生物學(xué)性質(zhì)，以達(dá)到提升根際土壤養(yǎng)分的生物有效性完成的。缺Fe脅迫條件下，諸多植物紛紛產(chǎn)生一系列生理和適用反應(yīng)，且均與植物根系分泌物麥根酸類植物高鐵載體有關(guān)，該分泌物多在早上太陽出來后5小時(shí)內(nèi)大量分泌，有效增加在土壤中的濃度，降低與土壤微粒接觸和被吸附的幾率，并保持極強(qiáng)的抗高溫、分解能力，為植物對Fe3+植物高鐵載體吸收創(chuàng)造條件；當(dāng)植物缺P時(shí)，植物體內(nèi)有機(jī)酸分泌增多，能夠增強(qiáng)促進(jìn)土壤中P的釋放，提升作物對P的吸收；雙子葉植物缺Zn時(shí)，根分泌物使Fe、Mn活化性得到有效提升，卻對Zn活化影響不顯著，而禾本科植物卻可有效活化土壤中難溶性的Zn。

2.與微生物之間相互關(guān)系

根系分泌物是根際微生物系統(tǒng)穩(wěn)定、發(fā)展的重要條件和基礎(chǔ)，植物從外界攝取水分和營養(yǎng)物質(zhì)，并對外分泌低分子有機(jī)物、高分子粘膠物質(zhì)和組織脫落物質(zhì)、溶解產(chǎn)物，這些物質(zhì)能夠源源不斷的為根際微生物提供原料，使根際微生物生長、繁殖優(yōu)于非根際微生物；根系微生物對植物生長、養(yǎng)分?jǐn)z取影響，既包含促進(jìn)、積極作用，如根瘤菌和豆科植物之間的共生關(guān)系，豆科植物為根瘤菌提供良好的生長環(huán)境，而根瘤菌利用其固氮功能為宿主提供氮素營養(yǎng)；亦包含制約性作用，如田地輪作留下的分泌物危及微生物的生長并抑制下茬作物生長，如大豆在進(jìn)行連種，其產(chǎn)量會受到影響，減產(chǎn)1-2成。

3.異種相克的影響

異種相克主要指植物根系的分泌物殘留至土壤中將會抑制其他植物生長和根系的發(fā)育。根分泌物在生物之間、生物與環(huán)境之間充當(dāng)至關(guān)重要的角色，是異種相克的重要途徑和存在方式。如蟛蜞菊根系分泌物會抑制水稻、小人參幼苗和根部的成長，棉花幼苗和根的發(fā)育受絳三葉草根系分泌物影響。因此，依托根系分泌物對植物的異種相克開展研究，可為田間作物種植輪作、連作、套種提供科學(xué)依據(jù)，使土地農(nóng)作物種植得到優(yōu)化。

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作者簡介：羅 標(biāo)（1992-），男，湖北天門人，湖北荊州長江大學(xué)，專業(yè)：生物技術(shù)。