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根际营养及其营养作用根际就是靠近根系的那一部分土壤,也叫根-土界面,一般离根轴表面约数毫米植物根系吸收养分和水分的过程,主要发生在此;根系的排泄或分泌物,如C()2H+和有机物质等,也主要释放在这一区域由于它临近根系,受根系活动的强烈影响,其生物学性质,物理性质和化学性质完全不同于一般土体根际及根际效应对养分的吸收和活化具有重要意义根际分泌物是植物生长过程中,根系向根际释放的一系列物质它们包括有机物质(糖、有机酸、氨基酸、酚类化合物、高分子凝胶物质和细胞组织脱落物等)、无机物质(co2h+hco3-oh-等)和植物激素、维生素和多种酶等在某些特殊情况下,根系还会分泌一些专一性的分泌物,如禾本科植物缺铁时,根系会分泌大量的麦根酸等高铁载体,以增加铁的有效性和植物对铁的吸收根系分泌物主要来源于地上部的光和产物在受环境胁迫时(如养分缺乏、干旱缺水、缺氧或机械阻抗等),均会引起根系分泌物和数量比例的增加根系分泌物的营养作用主要表现在活化土壤养分,如苹果酸、柠檬酸、麦根酸等通过酸化土壤、改变氧化还原电位、螯合等方式,增加土壤中的磷、铁、车孟、铜等养分的有效性及移动性;抵御过量的铁、铝、镒以及重金属元素对根系毒害作用,如粘胶中的高分子有机物对有毒元素有明显的阻滞作用;通过根系分泌物为微生物繁殖提供了能源与碳源,大幅度增加根际微生物数量与活性,间接影响养分的有效性根际微生物由于大量根产物的存在,植物根际微生物的数量远远高于土体一般植物根际土壤微生物与土体微生物之比(R/S)在5-
50.通常根表面上微生物的数目,由根尖至根基部是递增的对一些高等植物,某些微生物的优先侵染(如联合固氮菌)是有益的而对另外一些(如病原菌)的侵入则是不利的根际非侵染性微生物主要从下面几个方面影响植物的矿质营养
①改变根系的生长状况;
②影响植物的生理学特征与发育;
③影响根际土壤养分的有效性;
④影响根系养分的吸收过程通常,根际微生物对根的生长和根毛形成有抑制作用,但有些非病原体的真菌可刺激根系生长固氮菌可刺激根系的扩展,固氮螺旋菌可激发根毛的形成菌根是一种分布最广的微生物与高等植物之间的联合共生体在多数情况下,菌根增加寄主对磷的吸收和改善磷营养,促进寄主生长和增加产量此外,菌根还可以增加钾、铉、铁、锌、钥和铜等养分的吸收根际pH和氧化还原电位根系分泌H+OH-HC03有机酸等物质,对根际pH有明显的影响如根系吸收NH4+会促进H+的分泌,降低根际pH;根系吸收NO’-后,有利于0H-或HCP3-的分泌,提高根际pH根据pH的变化,对土壤养分有效性的影响是十分复杂的在旱地土壤上,由于根的呼吸和根际微生物的呼吸消耗了大量的氧气,因此根际的氧化还原电位较低,一般比土体低50-100mVo小麦、玉米等禾谷类作物根际Eh值下降幅度大,豆科植物变化不明显,养麦则有升高的趋势,而水稻的根际Eh值较土体高降低根际Eh铁、镒的活性增加,而硝态氮的反硝化损失的可能性也增加,反之亦然。