苯并[α]芘对不同修复潜力羊茅属植物的根系分泌物中几种低分子量有机物的影响

根系分泌物是植物与土壤间进行物质交换和信息传递的重要载体, 是植物响应外界胁迫的重要途径, 也是构成根际微生态特征的关键因素。根系分泌物与有机污染物的植物修复密切相关, 研究胁迫条件下不同修复潜力植物间根系分泌物的释放特征有助于揭示植物修复的内在机制。该文借助根际袋土培试验研究了苯并[α]芘(BaP)胁迫下5种羊茅属(Festuca)植物根系不同生长期(30-70天)几种低分子量有机物的分泌特征。结果表明: 1) BaP浓度在10.25-161.74 mg·kg^-1范围内时, 待试植物能有效地促进土壤中BaP的去除, 其修复潜力依次为苇状羊茅(F. arundinacea) > 草原羊茅(F. chelungkiangnica) ≥ 毛稃羊茅(F. rubra subsp. arctica) ≥ 贫芒羊茅(F. sinomutica) > 细芒羊茅(F. stapfii)。2) BaP胁迫增强了植物根系对可溶性糖的分泌: 随着胁迫强度的增大、胁迫期的延长, 其分泌量变化呈“先升后降”趋势。3) BaP胁迫促进了植物根系低分子量有机酸的释放, 植物的修复潜力越大, 有机酸高峰值出现时的胁迫浓度越高; 组成成分较稳定, 草酸、乙酸、乳酸和苹果酸为主要组分(>97.34%), 在修复潜力较强植物的根系分泌物中检测出微量的反丁烯二酸。4) BaP胁迫对氨基酸种类影响不大, 但对分泌量影响较大。其中, 苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸的分泌量随BaP胁迫强度的增强而剧增; 脯氨酸、羟脯氨酸和天冬氨酸近乎以加和效应甚至协同效应的形式参与植物对BaP胁迫的应激反应: 参与应激组分的分泌量随胁迫强度的增强而剧增, 植物的修复潜力越强, 参与的组分越多。可见BaP胁迫下, 5种羊茅属植物根系分泌物中几种低分子量有机物的释放特征与植物自身的修复潜力有关: 修复潜力越强, 释放量越多且成分也越复杂, 并呈现出较强的环境适应性及生理可塑性。     

芘对黑麦草根系几种低分子量有机分泌物的影响

植物根系释放分泌物与有机污染物的植物修复机制密切相关,研究具有有机污染物修复潜力植物在污染胁迫条件下的根系分泌物特征有助于揭示其修复机制.以多环芳烃修复研究中常用的黑麦草为材料(Lolium perenneL.)为材料,在营养液栽培方式下研究了在芘胁迫处理下,黑麦草根系几种低分子量有机物分泌特征.结果表明,黑麦草对芘具有较强的耐受能力,芘胁迫处理下,生物量无显著变化.黑麦草根系分泌的低分子量有机酸主要为草酸.3、6 mg/L和9 mg/L芘胁迫处理下,低分子量有机酸的组成无明显变化,但含量随芘胁迫处理浓度上升而显著增加(P＜0.05);总糖分泌量随着芘胁迫处理浓度升高而呈现先略微上升后下降的趋势,相对高峰值出现在芘胁迫处理浓度3 mg/L,但差异不显著;氨基酸分泌总量随着芘胁迫处理浓度的增加而显著增多,芘胁迫浓度在3、6 mg/L和9 mg/L时,根系氨基酸的分泌总量分别是空白的1.37、2.02倍和2.65倍,但根系分泌的氨基酸组成无明显变化,19种常见氨基酸分泌的数量变化情况却不相同,分泌量总体均随着芘胁迫处理浓度的提高而增加,其中苏氨酸、丝氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、组氨酸和鸟氨酸的分泌量显著增多,差异显著(P＜0.05).     

玉米幼苗根系分泌物对芘污染的响应

根际袋土培试验研究了玉米幼苗根系分泌物中的可溶性糖、低分子量有机酸和氨基酸对不同芘污染水平(50、200、800mgkg-1,记为T1、T2、T3)的响应差异,探讨芘胁迫下植物根系的生理生态效应。结果表明,较低浓度芘可适当地刺激玉米的生长,高浓度芘处理抑制了玉米的生长,并且抑制作用随芘处理浓度的提高而增强;芘对玉米根系的影响要大于对茎叶的影响。芘胁迫下促进了根系分泌可溶性糖、低分子量有机酸和氨基酸增多。T1、T2和T3处理根系分泌物中可溶性糖、低分子量有机酸、氨基酸含量分别是T0处理的1.14、1.81、1.35倍,1.24、4.31、2.94倍,1.58、5.56、5.40倍。不同芘污染水平下,乙酸分泌量表现为T2T3T1,酒石酸和柠檬酸分泌量表现为T3T2T1,草酸分泌量表现为T3≈T2T1。芘处理对根系分泌氨基酸种类的影响不大,而对各氨基酸分泌量的变化幅度影响较大;芘胁迫处理对于18种常见氨基酸组分的分泌量的影响各不相同。不同芘污染水平下,天门冬氨酸、丝氨酸和丙氨酸分泌量表现为T3T2T1,苏氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、胱氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、组氨酸、γ-氨基丁酸、鸟氨酸分泌量表现为T2T3T1。     

4种植物幼苗根茎叶及根系分泌物中低分子量有机酸的特征

该研究建立了植物根茎叶及根系分泌物中有机酸的离子色谱分析测定方法,并测定了4种不同植物幼苗根茎叶及根系分泌物中低分子量有机酸的组成,为揭示逆境胁迫下植物体内有机酸的作用提供依据。结果表明:离子色谱分析法对植物有机酸的加标回收率为91.10%~105.42%,检测限为0.12~0.36mg/L,方法线性关系良好(R2=0.965 3~0.998 8);4种植物根茎叶及根系分泌物中都可以检测出草酸、柠檬酸、苹果酸、丁二酸和酒石酸,其中草酸、柠檬酸和苹果酸为优势酸;有机酸的组成和含量具有物种以及器官的差异性;根系分泌物中的有机酸与根茎叶中有机酸的相关性也因种属差异而不同。这为研究逆境胁迫下植物器官及根系分泌物提供了可靠方法。     

小麦-蚕豆间作对根系分泌低分子量有机酸的影响

通过盆栽试验收集了不同生育期单作和间作小麦、蚕豆的根系分泌物,用HPLC分析了根系分泌物中低分子量有机酸的含量和种类.结果表明: 小麦-蚕豆间作显著提高了有机酸的分泌量,在小麦分蘖期(57 d)、孕穗期(120 d)和灌浆期(142 d),间作使小麦根系有机酸分泌量分别提高155%、35.6%和92.6%;在蚕豆分枝期(57 d)和籽粒膨大期(142 d),间作使蚕豆根系有机酸分泌量提高87.4%和38.7%.小麦-蚕豆间作改变了根系分泌物中有机酸的种类,与单作小麦相比,在分蘖期,间作小麦根系分泌物中增加了乳酸;在拔节期(98 d),间作小麦根系分泌物中增加了柠檬酸,但未检测到乙酸;在蚕豆分枝期,间作蚕豆根系分泌物中增加了乙酸,但未检测到乳酸;在蚕豆籽粒膨大期,间作蚕豆根系分泌物中增加了乳酸.小麦-蚕豆间作提高了小麦根系有机酸的分泌速率,在小麦孕穗期,间作小麦分泌柠檬酸、富马酸的速率是单作小麦的179和184倍;在小麦灌浆期,间作小麦分泌乳酸的速率是单作的2.53倍.总之,小麦-蚕豆间作增加了有机酸的分泌量,改变了根系分泌物中有机酸的种类,提高了小麦根系有机酸的分泌速率.     

富钾基因型籽粒苋主要根系分泌物及其对土壤矿物态钾的活化作用

通过试验,研究了2种供K水平对籽粒苋(Amaranthus spp.)富K基因型和一般基因型根系分泌物含量变化的影响,以及在低K胁迫时3个生长期两类基因型主要根系分泌物含量的变化特点,模拟了籽粒苋根系分泌物对土壤矿物态钾的活化作用.结果表明,籽粒苋根系分泌物中可溶性糖、氨基酸和有机酸含量随供K水平的升高而降低,且富K基因型根系分泌物中3种物质的分泌量始终大于一般基因型;在正常供K条件下,两基因型根系分泌能力相近,但在低K处理时,前者显著高于后者,差异显著;在2种供K水平下,根系有机酸分泌量在3种分泌物中占绝对优势,分别是可溶性糖和氨基酸分泌量的几十倍和几百倍.籽粒苋生长到50 d时,一般基因型根系可溶性糖、氨基酸和有机酸的分泌量较40 d时迅速降低.富K基因型根系分泌物中可溶性糖、氨基酸和有机酸含量在3个生长时期均大于一般基因型,且随着生长时间的延长,两基因型间可溶性糖、氨基酸和有机酸含量的差异明显增大.两类基因型在3个生长时期均以分泌有机酸为主,其占总分泌量的93%以上.籽粒苋根系分泌物处理后的土壤速效钾含量均高于清水对照处理,富K基因型在低K胁迫时的根系分泌物对土壤K的活化作用明显大于一般基因型.     

缺锌和HCO_3~-处理对诸葛菜和油菜有机酸特征的影响

以诸葛菜和油菜为材料,水培环境下设置4个不同的缺锌和碳酸氢根离子胁迫处理,分别为+Zn0(含Zn且不加HCO3-的处理组),+Zn10(含Zn且加10 mmol·L-1HCO3-的处理组),-Zn0(缺Zn且不加HCO3-的处理组)和-Zn10(缺Zn且加10 mmol·L-1HCO3-的处理组),利用离子色谱法分析了4个处理的两种植物幼苗器官(根、茎、叶)及根系分泌物中的有机酸特征。结果表明:(1)高浓度碳酸氢根离子处理显著增加了两种植物器官及根系分泌的有机酸总量,尤其是在缺锌和高浓度碳酸氢根离子双重胁迫下(-Zn10处理),诸葛菜器官和根系分泌的有机酸比油菜更敏感,草酸、柠檬酸和苹果酸是诸葛菜器官和根系分泌物中的优势酸,这三种有机酸的含量分别占其有机酸总量的75%及以上;(2)叶片是两种植物有机酸产生的主要器官,有机酸的含量和分配比例从地上部分(叶和茎)到地下部分(根)减少;(3)两种植物器官和根系分泌物中的有机酸变化趋势一致,叶片中有机酸主要来源于暗呼吸过程和光呼吸过程,其他器官和根系分泌物中的有机酸主要来源于暗呼吸过程;(4)诸葛菜对缺锌和高浓度碳酸氢根离子的适应能力强于油菜,为诸葛菜的喀斯特适生性和低锌和高浓度碳酸氢根离子环境(如喀斯特环境)的生态修复提供了理论依据。     

黑麦对难溶性磷酸盐的吸收及活化机制研究

以2个黑麦品种冬牧70和King为材料,研究了植物对难溶性磷酸盐的吸收及活化,以揭示植物抵御酸性土壤逆境的机制.结果显示,(1)在活性铝含量高的赤红壤中施用磷酸铝、磷酸铁、磷酸钙等难溶性磷酸盐后,植株的生物产量和磷的积累量分别增加了0.84~6.38倍和0.60~20.5倍,且施用难溶性磷酸盐后冬牧70的生物产量和磷的积累量的增加量明显高于King.(2)铝胁迫下2种黑麦根系分泌物中的阴离子组分均能溶解难溶性磷酸盐,而在中性或阳离子组分中的难溶性磷酸盐溶解不显著;HPLC图谱显示,阴离子组分中含有柠檬酸和苹果酸.(3)铝胁迫下根系有机酸分泌量随铝处理浓度(10、30、50μmol/L AlCl3)的增加而增加,而且在柠檬酸或苹果酸溶液中难溶性磷酸盐的溶解度显著增加,其溶解的磷随有机酸浓度的增加而增加.(4)黑麦冬牧70品种对难溶性磷酸盐的吸收、阴离子组分对难溶性磷酸盐的溶解及有机酸分泌作用均较King强.结果表明,在铝胁迫下根系分泌的有机酸是黑麦活化、吸收土壤中难溶性磷的有效机制.     

植物根系分泌物对土壤污染修复的作用及影响机理

生物修复是一种经济环保的土壤修复技术。根系分泌物是利用生物修复污染土壤过程中的关键物质,也是植物与土壤微生物进行物质交换和信息传递的重要载体,在植物响应污染物胁迫中扮演重要角色。研究植物根系分泌物对土壤污染修复的作用和影响机理,是深入理解植物和微生物环境适应机制的重要途径,对促进生物修复污染土壤有重要指导意义。从污染物胁迫对根系分泌物的影响、根系分泌物对土壤污染物环境行为的影响、根系分泌物在调控污染土壤中根际微生物群落结构和多样性中发挥的作用等几个方面综述了根系分泌物对土壤污染修复的影响及内在机制。研究结果表明,根系分泌物在降低重金属对植物的毒性、加速有机污染物降解等方面有非常重要的作用。根系分泌物对土壤微生物的丰度和多样性均有显著影响,其与根际微生物互作在土壤污染物的消减中发挥了重要的调控作用。在此基础上,提出了以往研究中的不足,并对污染物胁迫下根系分泌物未来研究的方向和趋势进行了展望。     

盐碱胁迫对染内生菌和不染菌苇状羊茅根系丛枝菌根真菌群落多样性和组成的影响

香柱菌属Epichloë内生真菌存在于宿主植物地上部组织,不仅能提高宿主植物对生物与非生物逆境的抗性,而且能对周围环境中的微生物产生影响。该研究以染内生菌(endophyte-infected,EI)和不染菌(endophyte-free,EF)苇状羊茅Festuca arundinacea为实验材料,探究内生真菌和不同水平盐碱胁迫处理对宿主根系丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)群落多样性和组成的影响。结果表明,内生真菌和盐碱胁迫处理对苇状羊茅根系AMF多样性影响存在交互作用。EF苇状羊茅根系AMF多样性随盐碱胁迫处理水平的增加而降低,内生真菌的存在缓解了这一效应,在200和400 mmol/L盐碱胁迫处理下,内生真菌感染增加了苇状羊茅根系AMF多样性;此外,内生真菌感染改变了苇状羊茅根系AMF群落组成,降低了优势属Funneliformis相对多度,增加了Claroideoglomus、Glomus和unclassified AMF相对多度。结构方程模型结果表明,内生真菌通过间接增加土壤总磷浓度对苇状羊茅根系AMF多样性产生影响。本研究为筛选盐碱污染区生态修复的植物-微生物共生体提供基础。     

根系分泌物介导的植物对土传病害的抗性机制

根系分泌物作为地下防御物质越来越受到关注。近年来,研究逐渐揭示了植物在病原胁迫下根系分泌物的表达特征及其在植物抗病性中的作用,一些由根分泌物介导的抗性调节机制也已被模拟。鉴于土传病害造成的损失日益增加,了解根系分泌物如何抵抗各种病原菌已成为研究热点。本文全面综述了土壤病原胁迫下根系分泌物介导的植物抗性机制,研究病原胁迫下根系分泌物的表达特征,根系分泌物在植物抗病过程中的作用,以及抗性根介导的分泌物和植物抗性的功能。讨论了当前植物病害条件下根系分泌物对植物抗性的影响,旨在为今后土传病害抗性机制的研究提供思路。     

镉胁迫下小麦根系分泌物的变化

通过水培和砂培两种方法 ,研究了镉胁迫下小麦 ( Triticum aestivm L.)根系分泌物变化。通过研究镉对小麦根系分泌氨基酸和糖 ,根系分泌其它一些次生代谢物质等的影响 ,以及根系分泌物对蔬菜种子萌发的影响 ,探讨镉胁迫下植物根系的生理生态效应。研究结果表明 :镉胁迫下 ,小麦根系分泌物无论在量上还是质上都有变化。镉胁迫下根系分泌的电解质、糖类、氨基酸以及其它一些次生代谢物质都有所变化 ,但变化情况有差异。电解质外渗率、糖类随 Cd2 + 浓度升高而增加 ,在低浓度 Cd2 + 作用下 ( 0 .5 mg/ L) ,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。随 Cd2 + 浓度升高 ,次生代谢物分泌种类减少。这说明小麦通过改变根分泌作用而缓解镉危害。由于根系分泌次生代谢物的活动比较复杂 ,因而根系的分泌作用有待于进一步研究。根系分泌物中可能含有某些物质抑制萝卜、白菜种子萌发 ,这是涉及到植物他感作用的问题 ,值得并有待于进一步研究。初步分析小麦根系在不同的环境中对镉胁迫的响应方式 ,为以后根分泌物的深入研究提供了一定的思路 ,也为镉污染区农作物的合理栽培提供新的参考资料。     

大豆和水稻对铝胁迫响应的生理机制

通过水培方式,研究了铝处理对双子叶植物大豆和单子叶植物水稻根系生长、养分吸收、根系内含物及根分泌物的影响.结果表明,低铝 (10 μmol·L^-1)浸种刺激大豆种子萌发和根系的生长,对水稻无明显促进作用.铝处理增加了两种作物根系对P的吸收,降低K、Ca、Mg的吸收.水稻比大豆根系积累较少的Al和更多的P.铝胁迫条件下,大豆和水稻根系内源可溶性蛋白含量升高、可溶性酚含量下降、可溶性糖含量先上升后下降,且大豆根系内源柠檬酸含量下降明显.与大豆相比,水稻积累较低的柠檬酸和较高的可溶性蛋白、可溶性酚,但两者可溶性糖没有差异.铝处理增加大豆根系柠檬酸、可溶性蛋白、可溶性酚、可溶性糖的分泌量,且大豆分泌量显著高于水稻.在铝处理条件下,大豆根系具有较高的阳离子交换量(CEC),而水稻的CEC较低.这说明大豆和水稻对铝胁迫具有不同的生理反应,水稻的高耐铝性可能与其较高的磷吸收和较低的CEC有关,而与其根系分泌物的关系不大.     

镉腔迫下小麦根系分泌物的变化

通过水培和砂培两种方法,研究了镉胁迫下小麦（Triticum aestivm L.)根系分泌物变化。通过研究镉对小麦根系分泌氨基酸和糖,根系分泌其它一次次生代谢物质等的影响,以及根系分泌物对蔬菜种子萌发的影响,探讨镉胁迫下植物根系的生理生态效应。研究结果表明：镉胁迫下,小麦根系分泌物无论在量上还是质上都有变化。镉胁迫下根系分泌的电解质,糖类,氨基酸以及其它一些次生代谢物质都有所变化,但变化情况有差异。电解质外渗率,糖类随Cd^2＋浓度升高而增加,在低浓度Cd^2 作用下（0.5mg/L),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。随Cd^2 浓度升高,次生代谢物分泌种类减少。这说明小麦通过改变根分泌作用而缓解镉危害。由于根系分泌次生代谢物的活动比较复杂,因而根系的分泌作用有待于进一步研究。根系分泌物中可能含有某些物质抑制萝卜,白菜种子萌发,这是涉及到植物他感作用的问题,值得并有待于进一步研究。初步分析小麦根系在不同的环境中对镉胁迫的响应方式,为以后根分泌物的深入研究提供了一定的思路,也为镉污染区农作物的合理栽培提供新的参考资料。     

小麦根系在碱胁迫下的生理代谢反应

为明确碱胁迫对小麦(Triticum aestivum)根系离子组及代谢组的影响,探讨其响应变化规律及机制,该研究以小麦为实验材料,采用两种碱性盐(Na HCO3和Na2CO3)按摩尔比1:1混合模拟不同碱胁迫强度,利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术结合多元变量分析方法,系统分析小麦根系在碱胁迫下的矿质元素、游离阴离子、代谢产物及代谢途径变化。结果显示:低浓度碱胁迫下小麦根系仍能维持一定的生长,但在高浓度碱胁迫下根系生长受到了明显抑制。当碱胁迫强度超过小麦根系调节能力时,根系中Na含量急剧增加的同时K含量明显减少。碱胁迫刺激根中Ca积累,而Mg、Cu和Fe含量呈现下降趋势。碱胁迫明显减少根中游离阴离子(主要是Cl–)含量。检测代谢物组包括有机酸、氨基酸、碳水化合物、嘧啶和嘌呤等70个代谢产物,主成分分析结果表明代谢物均分布在95%的置信区间内。碱胁明显迫促进苹果酸、琥珀酸等代谢物积累,但造成糖类(果糖、蔗糖)及多元醇(肌醇、山梨糖醇)和氨基酸(γ-氨基丁酸、丙氨酸)含量显著下降。结果表明:根系中Na+含量剧增,加上高pH值危害,导致根系生长率降低;与此同时,游离阴离子明显减少,造成根系内负电荷亏缺和pH不稳定,导致离子平衡遭到破坏,进而引起一系列代谢途径的协变反应。小麦根系在碱胁迫下糖酵解、细胞膜脂代谢和氨基酸合成受到明显的抑制,但三羧酸循环显著增强。这些结果表明碱胁迫(高pH值)对碳素合成和储存有明显的负效应,降低代谢合成碳骨架和能量,使得清除活性氧能力明显下降。碱胁迫下根外部质子缺乏造成NO3–含量降低,影响氮素吸收利用,导致氨基酸合成受阻。三羧酸循环增强为生成有机酸类化合物和调控pH平衡提供能量,这可能是植物适应碱胁迫的一种特殊对应策略。     

土壤中非生物逆境胁迫与根系有机酸分泌

由于土壤特性及所处的生态条件等原因 ,植物常会遭受各种逆境胁迫。逆境胁迫包括病、虫等生物因素和物理、化学等非生物因素。植物非生物逆境多与土壤化学因素如 p H、盐分和养分的有效性有关 ,许多植物营养问题都起源于土壤矿质元素胁迫。逆境胁迫下 ,植物通过生理上的一系列改变 ,增加根系分泌物的释放 ,从而直接或间接影响土壤养分的有效性 [1 ] 。根系分泌物是一古老而年轻的研究领域。早在 1 8世纪 ,人们就已注意到根系分泌物的作用。自 1 90 4年 Hiltner提出根际的概念后 ,植物根系分泌物受到了许多研究者的重视。尤其是近 3 0年以来…     

黄花苜蓿与蒺藜苜蓿对土壤低磷胁迫适应策略的比较研究

土壤有效磷(P)含量低是限制植物生长的主要因素之一。根形态变化和根系大量分泌以柠檬酸为主的有机酸是植物适应土壤P素缺乏的重要机制。以广泛分布于我国北方的重要豆科牧草黄花苜蓿(Medicago falcata)和豆科模式植物蒺藜苜蓿(M. truncatula)为材料, 采用砂培方法, 研究了低P胁迫对其植株生长、根系形态和柠檬酸分泌的影响, 对比了两种苜蓿适应低P胁迫的不同策略。结果表明: 1)低P处理显著抑制了蒺藜苜蓿与黄花苜蓿的地上部生长, 而对地下部生长影响较小, 从而导致根冠比增加。2)低P胁迫显著降低黄花苜蓿的总根长和侧根长, 而对蒺藜苜蓿的上述根系形态指标没有显著影响。3)低P胁迫促进两种苜蓿根系的柠檬酸分泌, 无论是在正常供P还是低P胁迫条件下, 黄花苜蓿根系分泌柠檬酸量显著高于蒺藜苜蓿根系。上述结果表明, 黄花苜蓿和蒺藜苜蓿对低P胁迫的适应策略不同, 低P胁迫下, 黄花苜蓿主要通过根系大量分泌柠檬酸, 活化根际难溶态P来提高对P的吸收, 而蒺藜苜蓿维持较大的根系是其适应低P胁迫的主要策略。     

氮素富集对青藏高原东缘窄叶鲜卑花灌丛根系分泌物碳输入的影响

为探究高寒灌丛生态系统根系分泌物碳(C)输入通量对大气氮(N)沉降的响应规律,该文以青藏高原东缘窄叶鲜卑花(Sibiraea angustata)灌丛为研究对象,采用根系分泌物野外原位收集法,分析了不同施N水平(对照N0=0 g·m~(–2)·a~(–1);低N处理N5=5 g·m~(–2)·a~(–1);高N处理N10=10 g·m~(–2)·a~(–1))对根系分泌物C输入速率与通量季节动态变化规律的影响。结果表明:(1)窄叶鲜卑花灌丛单位根生物量、单位根长、单位根表面积根系分泌物C输入速率均表现出明显的季节性动态变化,具体表现为8月6月10月,并呈现出与5 cm土壤温度相一致的变化趋势。(2)施N降低了窄叶鲜卑花灌丛单位根生物量、单位根长和单位根表面积根系分泌物C输入速率,但仅N10处理与对照(N0处理)间存在显著差异(p0.05)。(3)N5和N10处理下,窄叶鲜卑花灌丛细根生物量与N0处理相比分别降低了23.36%和33.84%。(4)由于施N导致根系分泌物C输入速率与细根生物量二者均显著降低,使得施N对窄叶鲜卑花灌丛根系分泌物C输入通量(g·m~(–2)·a~(–1))有显著的抑制作用,并随着施N浓度的增加抑制作用增大。推测其可能的原因是N素富集在一定程度上缓和了植物根系对养分的微生物驱动需求,从而降低了植物根系分泌物C输入通量,即N素富集条件下植物采取了低N收益-低C投入的生理策略。该研究结果对于进一步认知不同环境变化下高寒灌丛生态系统根系分泌物C输入及其介导的土壤生物C-养分循环过程具有重要的理论意义。     

Cd、低Pb/Cd下冬小麦幼苗根系分泌物酚酸、 糖类及与根际土壤微生物活性的关系

采用土壤盆栽试验法研究了Cd、低于国家“土壤环境质量标准”规定的Ⅱ类土壤环境基准值300 mg/kg干土时的Pb与Cd复合处理对冬小麦幼苗根系分泌物总酚酸和简单糖类及其与根际土壤微生物活性关系的影响特征.结果表明:1)冬小麦幼苗生长3周时,随Cd浓度的升高,根系简单糖类的分泌量表现为降低-增加-降低现象,而酚酸分泌量主要表现为显著(P＜0.05)增加;幼苗生长7周时,简单糖类分泌量极显著(P＜0.01)降低,酚酸分泌量表现为降低-增加-降低现象;幼苗生长12周时,简单糖类分泌量在Cd≤50.00 mg/kg干土时降低,Cd浓度为70.00 mg/kg干土时极显著(P＜0.01)增加,酚酸分泌量在Cd≤20.00mg/kg干土时降低,Cd＞20.00 mg/kg干土时增加.2)低于国家“土壤环境质量标准(GB15618-1995)”规定的Ⅱ类土壤环境基准值(300 mg/kg)时,Pb的存在会对Cd胁迫下冬小麦根系酚酸和简单糖类分泌特征有明显影响,主要表现为可使Cd处理下幼苗根系酚酸分泌量增加,而简单糖类分泌量降低.3)低Pb/Cd处理与Cd处理之间,冬小麦幼苗根系酚酸和简单糖类分泌量与细菌、真菌和放线菌数量、脲酶、转化酶和脱氢酶活性、有机质和全氮含量、微生物量碳等根际土壤微生物生化活性之间的相关性特点明显不同.     

根分泌的有机酸对土壤磷和微量元素的活化作用

在养分胁迫下,尤其是缺磷条件下,许多植物可通过增加有机酸的分泌,作为其适应机制．讨论了营养胁迫条件下不同生态型植物根系分泌有机酸的种类,分析了不同生态型植物分泌的有机酸种类和数量之间的差异．结果表明,在缺磷条件下植物根系所分泌有机酸的种类和数量与它们所处的土壤环境关系密切．在营养胁迫条件下植物根系分泌的有机酸具有活化土壤磷、微量元素和缓解Ａｌ毒的功能;对有机酸活化土壤养分,解Ａｌ毒可能的作用机制进行了论述