根际营养-总论.ppt

菌根对照处理的外室土壤交换性亏缺区宽度为5mm，而有菌丝吸收时，钾素亏缺区一直延伸到外室边缘50mm处，如此宽的钾亏缺区是不可能单纯用钾的扩散来解释的，至少根外20mm以远区的钾的显著下降必然与菌丝的直接作用有关，这一区域内菌丝对土壤钾的直接吸收和向植物体的运输是土壤钾亏缺的直接原因。根据土壤和植物的双重分析结果可以得出结论，菌丝直接吸收非菌根植物根际以外的钾并运输给宿主植物，提高植物的吸钾总量。 * * 营养胁迫条件下植物根际效应及适应性机理的研究 第一节 根系分泌物在植物对营养胁迫适应性中的作用 1.1 专一性根分泌物是植物营养效率基因型差异的关键 （1）不同种类植物对缺铁的不同反应 （ 由于其根分泌物在组成上的截然不同） 双子叶植物和非禾本科单子叶植物对缺铁的适应性反应主要表现为根系的还原力、质子分泌量及酚酸类物质分泌量的增加。 禾本科单子叶植物对缺铁的反应则完全不同，主要表现为根系分泌麦根酸类植物铁载体的数量明显增加。 1.1 专一性根分泌物是植物营养效率基因型差异的关键 在缺锌条件下： 双子叶和非禾本科单子叶植物，根细胞原生质膜的渗透性提高，K+和低分子有机物质（氨基酸、酚类化合物和碳水化合物）的溢泌量增加； 小麦等禾本科单子叶植物分泌脱氧麦根酸，其分泌量为对照植株的14倍。 双子叶植物（如苹果、菜豆、棉花、向日葵等)则不能分泌脱氧麦根酸。 （2）不同种类植物对缺锌的反应不同，其实质是根分泌物在组成上完全不同所致。 80.0 苹果酸 油菜 64.7 柠檬酸 白羽扇豆 99.4 酒石酸 印度豇豆 72.9 酒石酸 肥田箩卜 占有机酸％ 主要分泌物 植物种类 （3）不同种类植物在缺磷条件下的根分泌物组成不同 磷胁迫下，不同种类植物根分泌物的组成 不同小麦品种如“京85021”和“中181”对缺铁的反应不同，是由于在缺铁条件下根系分泌的植物铁载体的数量不同所致。 “京855621”在缺铁条件下失绿晚，新叶叶绿素含量是“中181”的2.3倍，表现出缺铁的抗性强，其植物铁载体分泌量也是“中181”的2.4倍。 同种类而营养效率不同的植物品种对养分缺乏的反应不同表现在根分泌物量的差异 不同玉米品种如“农大60”和“中单2号”对缺磷的反应不同，是由于它们在缺磷条件下根系分泌酒石酸的数量不同所致。 缺磷时“农大60”分泌的有机酸增加了6.3倍，而“中单2号”只增加了2.1倍，“农大60”的酒石酸分泌量是“中单2号”的2.9倍。 1.2 专一性根分泌物是植物对养 分胁迫环境适应性的实质 禾本科单子叶植物对缺铁胁迫适应性反应的全过程包括： ①麦根酸类植物铁载体在缺铁的禾本科植物体内的生物合成 ②从植物根内向根外的分泌 ③在根际环境中对铁的活化 ④植物对Fe（Ⅲ）-植物铁载体螯合体的吸收 麦根酸类植铁载体是禾本科单子叶植物适应缺铁环境的特异物质 植物铁载体在早晨日出后2-6h内大量分泌,其分泌的节奏性增加了根际土壤中的相对浓度，减少了它们与土壤颗粒的接触和被吸附；分泌部位集中在微生物尚未侵染的根尖避开了微生物的破坏和分解，同时也增加了它们在土壤微区中的相对浓度。 分泌和螯合作用不受介质pH值和Ca2+浓度的影响，说明该机理在经常出现缺铁现象的石灰性土壤上具有特殊意义. 研究还表明，缺铁可以诱导激活根细胞原生质膜上可能存在的Fe（III）-植物铁载体复合体的专一性吸收和运载蛋白的活性，而高pH和CaCO3对这一专一性蛋白的载体功能的抑制作用很小. 表明这一系统即使在pH和CaCO3含量都较高的石灰性土壤上也能发挥作用。 缺磷条件下根分泌物组成的差异可能是不同生态型植物对其生存环境长期适应的结果。 不同种类植物在缺磷时，根分泌物组成的差异体现了其生态学适应性的实质。 肥田萝卜和印度豇豆适合酸性土壤上生长，其根系分泌的酒石酸对铝、铁等金属元素有很强的螯合能力，从而使酸性土壤中大量存在的难溶性的铁、铝磷酸盐中的磷释放出来； 油菜是在石灰性土壤上的磷高效植物类型，其根系分泌的柠檬酸和苹果酸主要通过酸化使石灰性土壤中的磷酸钙盐溶解。 砂培试验结果表明，肥田萝卜对AlPO4有很强的利用能力，而油菜则对Ca3(PO4)2有更强的利用能力。 这进一步说明，在磷胁迫时不同基因型植物主要通过大量分泌不同种类的有机酸来达到释放土壤中不同形态的难溶性磷，从而提高其适应性的目的。 缺铁和缺锌时，小麦和大麦根系可分泌同一种植物铁载体