作物根际养分的影响因子及对作物生长发育的影响

作物根际养分的影响因子及对作物生长发育的影响

曾祥福，欧阳西荣*

【摘 要】综述作物根际环境中各因子的特点和相互关系及对根际营养的影响的研究进展。以3种农作物为例，阐述了根际养分对作物生长发育及产量和品质的影响。

【期刊名称】作物研究 【年(卷),期】2011(025)004 【总页数】6

【关键词】作物；根际营养；生长发育

根际是指受植物根系活动的影响 、在物理、化学和生物学性质上不同于土体的那部分微域土区。根际的范围很小，Riley等[1]根据在根系表面抖落和黏着的程度将土壤区分为根际土与非根际土。由于根际微域内的有效养分为“实际有效”养分，能直接为根系吸收，决定着作物实际吸收的养分量，而土体中的有效养分只是“潜在有效”的养分，还需要通过迁移等过程才能为根系吸收，因此，根际养分与作物生长的关系极为密切。近年来，根际环境对作物根系生长的影响、作物对营养的吸收及对环境的适应性的研究越来越受到重视。在此对根际环境的各种因子及根际营养对作物生长发育的影响的研究进展作一综述。

1 影响根际环境的主要因子

1.1 根系分泌物

根系分泌物是指植物在生长过程中向生长基质中释放的各类物质，包括相对分子质量低的有机物、根细胞脱落物及其分解产物、相对分子质量高的黏胶物质、气体、质子和养分离子等[2]。根系分泌物影响土壤中养分的有效性，也能促进

根系对养分的吸收。 1.2 微生物

根际微生物包括细菌、放线菌、真菌、藻类、原生动物和病毒等。苏涛等[3]的研究表明，不同土地利用方式下，根际微生物比非根际微生物数量要多，根际环境对三大类微生物产生不同的根际效应，对细菌有明显的正效应，对放线菌和真菌有正负两方面的影响。 1.3 根际pH值

营养元素在土壤中以离子形态被植物吸收，而影响营养元素有效性的最重要的一个因素就是 pH值，它影响着根系的活力、根系的生长以及根系吸收离子的效率。徐晓燕等[4]对烟草的研究表明，在pH4.5～7.5时，烟草根系的体积和质量、根系活跃吸收面积和总吸收面积都有随pH值升高而增加的趋势，当pH值升高到8.5时，烟草根系的体积和质量、烤烟的根系活跃吸收面积和总吸收面积迅速下降，须根少，根系颜色有发黑现象。 1.4 土壤肥力

土壤肥力是指土壤在植物生长发育过程中不断供给植物以最大量的有效养分和水分的能力以及协调植物生长发育过程中最适宜的土壤空气和温度的能力。土壤肥力是土壤物理、化学、生物性质的综合反映。土壤肥力的一个重要因子就是营养元素的含量。植物通过根系从根际环境中吸收养分，植物所需的大量营养必须由非根际土壤提供。在实际生产中，人们常常通过种植绿肥来改善土壤肥力，以达到作物高产的目的。土壤中的有机质可以有效地改善土壤的团粒结构，提高土壤的通气条件，任德国等[5]的研究结果表明，秸秆还田处理的土壤容重相对下降3.7%～4.5%，土壤总孔隙度相对提高5.6%～6.6%，毛管孔隙

度相对提高9.3%～9.9%，秸秆还田使土壤结构得到了改良。除此之外，土壤动物也能在一定程度上改善土壤的物理特性，而且在土壤养分(包括凋落物残茬)、微生物、土壤动物和植物生长的物质循环过程中表现出中间体的作用[6]。例如蚯蚓在土壤中的活动能疏松土壤，还能产生有机质来改善土壤的结构，促进营养和水分的吸收。耕作方式的不同也影响土壤肥力，长期不耕作的土壤，其结构紧实，透气性差，不利于植物根系的呼吸作用，导致营养元素吸收受阻，影响植物生长。

2 根际环境因子对根际营养的影响

2.1 根系分泌物对根际营养的影响

根系分泌物主要有3类。第1类，渗出物：由根细胞中扩散或泄漏出的物质，如糖类、氨基酸、维生素等；第2类，主动分泌物：由根细胞主动分泌的代谢产物，如黏胶物质、酶类、激素、酚类、有机酸、质子等；第3类，分解物：植物残体脱落物在微生物作用下分解产生的物质[7]。根系分泌物都可以通过不同的方式来影响根际营养。高分子黏胶物质，包裹在根尖细胞表面能防止细胞脱水，同时起到润滑剂的作用，还能加强根系与土壤不规则表面的接触，促进跟表面—黏胶层—土壤颗粒之间的水分运移和离子交换，也能通过填充某些空隙降低养分迁移过程的曲折度，完善根—土水分体系，有利于植物根系对水分和养分的吸收[8]。

植物根系分泌物对根际环境中营养元素的含量有很大影响。根系分泌的有机酸可以酸化根际土壤，从而加速石灰性土壤中被土壤固定的离子的释放。有报道，根分泌物中有机酸可以显著地降低根际pH值，加速土壤中P的溶解，提高P的有效性[9]。潘凯等[10]的研究发现，黄瓜根系经过各类根系分泌物的处理后，