文档介绍：根系分泌物与根际微生物相互作用研究综述
朱丽霞,章家恩,刘文高
华南农业大学热带亚热带生态研究所,广东广州 510642
摘要:对几种主要根系分泌物与根际微生物之间的相互作用关系和影响机理的研究进行了综述,同时提出了今后在根系分泌物及根际微生态方面需要深入研究的几个问题。
关键词:根系分泌物;根际微生物;相互作用
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2003)01-0102-04
根系分泌物很早就为人们所研究。早在1768年,Syrennius便认为植物根系能分泌某种物质[1]。接着,Plenk和Decardolle分别在1795年和1830年都观察到根系分泌物对邻近植株有促生和抑制作用。1904年德国微生物学家Hiltner就提出“根际”的概念,这个概念被广泛应用于土壤学、植物病理学和土壤微生物学等学科研究中,直至50年代,有些研究者对根土界面根系分泌物进行了系统研究,揭示了根系活动对根际土壤的物理、化学和生物化学的物质转化与动态变化,以及与微生物和病原菌的关系。自此,根系分泌物与根际微生物之间的相互作用研究就成为一个重要方向。
1 根系分泌物和土壤微生物
根系分泌物
根系分泌物是在一定的生长条件下,活的且未被扰动的根释放到根际环境中的有机物的总称[2],包括有来自健康植物组织的释放,也有老组织或植物残根的分解产物。大致分为(1)渗出物,即是由根细胞中扩散出来的低分子有机物质;(2)分泌物,即高分子粘胶物质;(3)分解物,即是植物残体(含根系)的分解产物[3]。不同作物的根系分泌物的种类及同种作物在不同的生育期根系分泌物的种类和数量都有差异。根系分泌的有机物中,可溶性物质包括有碳水化合物、氨基酸和有机酸,并可供植物吸收利用和促进土壤中难溶态物质活化为有效态。天然化合物中有肽、维生素、核苷、脂肪酸和酶类等,可为根际微区中的土壤微生物提供能源。根系还能分泌对植物有抑制作用的物质,如酚类化合物、苯甲酸和阿魏酸等。
土壤微生物
土壤中聚居着的微生物包括细菌、放线菌、真菌、藻、原生动物和病毒[4]。它们对于土壤肥力的形成,植物营养的转化起着极其重要的作用。其中也有一部分土壤微生物是动、植物的病原菌。在土壤中,由于根际是一个特殊生态环境,因此在根际的土壤微生物比根外的土壤微生物在数量和类型上都要多,它们在根上的繁殖和分布受根系生长发育的影响而表现出较为明显的根际效应。正因如此根际微生物研究也倍受关注。
2 主要根系分泌物对根际微生物的影响
根系分泌物不仅为根际微生物提供所需的能源,而且不同根系分泌物直接影响着根际微生物的数量和种群结构。(1991)[5]模拟了可溶性碳同根际微生物量及死亡量的水平和垂直分布,结果表明,根际微生物的分布与沿根的可溶性碳的分布距离有关,微生物生物量的积累依赖于根系分泌物的释放。分泌物越多,微生物生长越旺盛;而根系分泌物的种类则决定了根际微生物的种类,这就是不同植物根际发育着不同种微生物的原因。当然根系分泌物除了对根际微生物数量和种类产生影响外,还对微生物的代谢及生长发育有一定的影响[6]。其影响有时起促进作用,有时起抑制作用。
碳水化合物和氨基酸类对土壤微生物的影响
早期人们对根系分泌物的研究主要集中在碳水化合物和氨基酸上