根系分泌物
植物根系分泌物对土壤有机质分解的影响研究

植物根系分泌物对土壤有机质分解的影响研究植物根系分泌物是指植物根系通过分泌特定物质来调节土壤环境的化学品。
这些分泌物可以与土壤微生物相互作用,进而影响土壤有机质的分解过程。
本文旨在探讨植物根系分泌物对土壤有机质分解的影响,并提供相关研究证据。
一、植物根系分泌物的组成及作用机制植物根系分泌物一般包括有机酸、酶类、氨基酸、碳水化合物等物质。
这些物质在土壤环境中扮演着重要角色,与土壤微生物之间发生各种相互作用。
例如,有机酸可以促进土壤酶的活性,从而增强土壤有机质的分解速率。
而氨基酸则可作为微生物的营养物质,加速微生物对土壤有机质的分解。
二、植物根系分泌物对土壤微生物的影响研究表明,植物根系分泌物可以改变土壤微生物的组成和活性,进而影响土壤有机质的分解。
一些植物根系分泌物能够诱导土壤微生物代谢产物的产生,促进微生物对有机质的降解。
此外,植物根系分泌物还可以作为微生物的营养物质,提供能量和碳源,加快微生物的生长繁殖,从而促进土壤有机质的降解速率。
三、植物根系分泌物对土壤有机质分解速率的影响研究显示,植物根系分泌物可以显著影响土壤有机质的分解速率。
植物根系分泌物中的有机酸作为一种强酸,可以降低土壤的pH值,从而促进酶类的活性,增加土壤有机质的分解速率。
此外,植物根系分泌物中的酶类也能够加速土壤有机质的分解过程。
这些分泌物的作用机制复杂,但都对土壤有机质的分解过程产生显著的影响。
四、植物根系分泌物对土壤养分循环的影响植物根系分泌物对土壤养分循环也具有重要作用。
植物通过分泌物的产生和释放,能够加速养分循环过程。
例如,一些植物根系分泌物中的氨基酸可以作为植物和微生物的营养物质,加快养分的释放和吸收过程。
此外,植物根系分泌物还能够调节土壤微生物群落的结构,影响微生物对土壤有机质和养分的转化。
五、研究展望尽管已经有很多研究表明植物根系分泌物对土壤有机质分解有着显著影响,但仍存在一些尚待进一步研究的问题。
例如,不同类型的植物根系分泌物对土壤有机质分解的影响是否存在差异?植物根系分泌物的特定成分对土壤有机质分解的调控机制是什么?这些问题有待通过更深入的实验和观察来解答。
药用植物根系分泌物与根际微生物相互作用及其在中药材生态种植中的应用

药用植物根系分泌物与根际微生物相互作用及其在中药材生态种植中的应用药用植物的根系分泌物与根际微生物之间的相互作用是生态系统中一个非常复杂的过程。
根系分泌物是指从植物根部释放到土壤中的化学物质,包括糖、氨基酸、有机酸等。
这些物质对土壤微生物具有显著的影响,可以改变微生物的种类、数量和活性。
首先,根系分泌物为根际微生物提供了营养物质,促进了微生物的生长和繁殖。
例如,糖和氨基酸等有机物质可以被微生物利用,促进其生长和代谢。
同时,根系分泌物也可以通过影响土壤pH值、氧化还原电位等理化性质来间接影响微生物的活性。
反过来,根际微生物也会对根系分泌物产生影响。
一方面,微生物可以通过分解和转化根系分泌物,改变其组成和性质;另一方面,微生物也可以通过其代谢产物直接或间接地影响植物根系的生理功能。
在中药材生态种植中,这种相互作用具有重要意义。
通过合理利用根系分泌物与根际微生物的关系,可以改善中药材的生长环境,提高其产量和品质。
例如,可以通过添加有益微生物或使用微生物肥料来增加土壤中可利用的营养物质,促进植物生长;同时,也可以通过调节土壤pH值、水分等理化性质来优化微生物的活性,从而改善植物的生长状况。
此外,了解药用植物根系分泌物与根际微生物的相互作用关系还有助于发展新型的生态种植技术,减少化肥和农药的使用,提高中药材的安全性和可持续性。
例如,可以利用有益微生物对有害病原菌的拮抗作用,开发出新型的生物防治技术;同时,也可以通过调控根系分泌物来改善植物对环境的适应能力,提高其抗逆性。
总的来说,药用植物的根系分泌物与根际微生物之间的相互作用是一个多维度的生态过程,对其深入研究和理解将有助于推动中药材生态种植技术的发展,提高中药材生产的可持续性和效率。
植物根系分泌物提取系统rootex110工作原理

Rootex110是一种用于提取植物根系分泌物的系统,其工作原理涉及到植物生长、根系代谢和物质运输等多个方面。
下面我将从植物根系分泌物的特点、Rootex110系统的结构和工作原理等方面详细介绍。
一、植物根系分泌物的特点植物根系分泌物是植物根系在生长过程中分泌出的一种具有重要生理功能的复杂液体。
它包含了多种生长激素、酶类、有机酸、蛋白质等成分,对植物的生长发育、土壤微生物活性、土壤结构形成等起着重要作用。
因此,研究植物根系分泌物对于揭示植物生长调控机制、改善土壤环境质量具有重要意义。
二、Rootex110系统的结构Rootex110系统由分泌物采集部件、样品处理部件、分析检测部件组成。
其中,分泌物采集部件包括采集装置、采集控制系统等,样品处理部件包括样品预处理装置、分离纯化装置等,分析检测部件包括分析仪器和数据分析系统等。
三、Rootex110系统的工作原理1. 样品采集:Rootex110系统通过精密的采集装置,在不破坏植物根系的情况下,实时、连续地采集植物根系分泌物。
采集控制系统可以根据需要进行时间、频率等参数的设定,以确保采集的准确性和稳定性。
2. 样品处理:采集到的植物根系分泌物样品需要经过一系列的预处理步骤,如去除杂质、浓缩、分离等,以得到纯净的样品。
3. 分析检测:经过样品处理后的植物根系分泌物样品,可以通过分析仪器进行多参数的检测和分析,如液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)、核磁共振(NMR)等,以获取各种成分的定量和定性信息。
四、应用前景及意义Rootex110系统的建立和应用,为植物根系分泌物研究提供了有效的技术手段和平台。
通过深入研究植物根系分泌物的成分、生理功能以及对土壤环境的影响,可以为植物生长调控、土壤改良和生态环境保护等方面提供科学依据和技术支撑。
同时,也为植物生长促进剂、土壤调理剂等产品的开发和应用提供了重要的数据支持和技术保障。
总之,Rootex110系统的工作原理涉及到植物生长、根系代谢和物质运输等多个方面,其建立和应用对于推动植物生长调控和土壤环境改善具有重要意义。
草地植物根系分泌物对土壤生物活性的影响

草地植物根系分泌物对土壤生物活性的影响草地植物在土壤中扮演着至关重要的角色,而其根系分泌物作为一种重要的物质,对土壤生物活性具有显著的影响。
本文将探讨草地植物根系分泌物对土壤生物活性的影响,并分析其机制和环境意义。
一、草地植物根系分泌物的组成草地植物根系分泌物主要由根尖鞘层细胞分泌的物质构成,包括有机酸、酶、激素、糖类、氨基酸等。
这些物质对土壤中的微生物、植物和动物的生活产生着直接或间接的影响。
二、草地植物根系分泌物对土壤微生物活性的影响1. 促进土壤微生物繁殖和生物多样性草地植物根系分泌物中的有机物质能够提供碳、氮、磷等营养元素,为土壤微生物生长和繁殖提供养分来源,从而促进土壤微生物的多样性和丰富度。
2. 刺激土壤酶的活性草地植物根系分泌物中的酶类物质能够促进土壤中各类酶的产生和活性,如脲酶、脱氢酶等,从而提高土壤微生物对有机物质的分解和转化能力,加快有机物质的循环过程。
3. 改变土壤微生物群落结构草地植物根系分泌物中的化合物对土壤微生物的种类和数量有选择性作用,能够调节土壤微生物群落结构,进而影响土壤中的生态过程。
例如,一些根系分泌物对土壤中的拟南芥和链霉菌等有害微生物具有抑制作用,有利于植物的健康生长。
三、草地植物根系分泌物对土壤植物活性的影响1. 促进植物根系生长草地植物根系分泌物中的植物激素能够促进植物根系的生长和发育,增加植物根部与土壤之间的接触面积,进而提高植物对土壤中水分和养分的吸收能力,增强植物的适应性和抗逆性。
2. 影响植物共生菌根的形成草地植物根系分泌物中的激素和化合物能够与土壤中的共生菌根形成互利共生关系,促进菌根的形成和发育。
这种共生关系能够提高植物的养分吸收效率,增加土壤中的有机物质转化速率,有利于土壤生态系统的稳定性和健康发展。
四、草地植物根系分泌物对土壤动物活性的影响1. 作为土壤动物的食物来源草地植物根系分泌物中的有机物质和酶类物质能够作为土壤动物的重要食物来源,促进土壤动物的繁殖和生长,提高土壤动物的种群密度和活性。
根系分泌物提取

方法二:马尾松根系分泌物的鉴定及化感作用段剑1、根系分泌物的提取分离采用两种不同的试剂进行浸提,通过GC-MS进行物质鉴定,得出适宜马尾松根系分泌物的提取方法。
方法一:分别取马尾松、枫香根际土壤于有盖玻璃瓶中,按1:3的比例加入85% 的乙醇,至于20℃磁力搅拌器,2600rpm浸提24h。
再置于20℃高速离心仪中,3500rpm旋转15min。
离心后上清液,置于旋转蒸发仪脱去浸提剂,用乙酸乙酯(1:1)萃取2次,乙酸乙酯相为中性组分;再用1mol/L的HCl将水相的pH 值调至3.0后,再用等量的乙酸乙酯萃取2次,乙酸乙酯相为酸性组分;再用1mol/L的NaOH将水相pH值调至8.0,再用等量的乙酸乙酯萃取2次,乙酸乙酯相为碱性组分。
合并酸、中、碱性乙酸乙酯相,即为马尾松、枫香根系分泌物提取液。
方法二:分别取马尾松、枫香根际土壤置于有盖玻璃瓶中,按1:3的比例加入20%乙酸乙酯,置于20℃磁力搅拌器中,2600rpm浸提24h。
再置于20℃高速离心仪中,3500rpm旋转15min。
离心后的上清液,即为马尾松、枫香根系分泌物提取液。
2、根系分泌的鉴定将上述两种浸提方式得到的马尾松、枫香根系分泌物提取液,35℃真空旋转蒸发仪浓缩至1ml,无水硫酸钠脱水后,供GC-MS测试分析。
检测仪器为GC-MS Agilent-6890N/59731(美国安捷仑公司),色谱条件:色谱柱(Agilent 122-3832):30m×0.25mm×0.25um,DB-35ms;进样口温度250℃;程序升温:柱温70℃(2min),以10℃﹒min-1升温至280℃,20min;载气:He;流速:1.0ml﹒min-1。
质谱条件:EI源(电子轰击源);轰击电压:70eV;离子源温度:230℃;扫描范围m/z:35-500amu;扫描速度0.2s扫全程;检测器电压500V;电流350uA;四级杆温度:150℃;溶剂延迟时间3.0min;进样量:1.0uL;不分流进样。
一种新型根系分泌物收集装置与收集方法的介绍

一种新型根系分泌物收集装置与收集方法的介绍一、本文概述本文旨在介绍一种新型根系分泌物收集装置及其收集方法。
随着农业科技的不断发展,根系分泌物作为植物与土壤环境互作的重要媒介,其在植物生长、养分吸收和土壤微生物活动等方面的重要作用日益凸显。
因此,开发一种高效、精确的根系分泌物收集装置和方法,对于深入研究根系分泌物在植物生长和土壤环境中的作用机制,以及优化作物种植和土壤管理策略具有重要意义。
本文所介绍的新型根系分泌物收集装置,通过独特的设计和创新的收集技术,实现了对根系分泌物的精准收集,为相关研究提供了有力的工具。
本文还将详细介绍该装置的组成、工作原理以及使用方法,以期为相关领域的研究人员提供有益的参考。
二、新型根系分泌物收集装置的设计随着科学技术的不断进步,我们设计了一种新型根系分泌物收集装置,该装置结合了生物学、化学和工程学等多学科的知识,旨在实现对植物根系分泌物的高效、精准收集。
根系培养区是装置的核心部分,设计有特殊的培养容器,能够模拟植物自然生长环境,同时提供稳定的营养供给和光照条件。
培养容器采用透明材料制成,便于观察植物的生长情况。
分泌物收集系统是该装置的关键部分,它利用植物根系分泌物中的化学物质特性,通过吸附、过滤和浓缩等步骤,实现对分泌物的有效收集。
该系统采用了新型的吸附材料,具有高吸附性能和长使用寿命,能够显著提高分泌物的收集效率。
控制系统则负责整个装置的自动化运行,包括光照、温度、湿度等环境参数的调控,以及分泌物收集过程的控制。
通过智能传感器和自动化设备的配合,控制系统能够实现对植物生长环境的精确调控,保证分泌物收集的稳定性和可靠性。
新型根系分泌物收集装置的设计充分考虑了植物生长的特点和分泌物收集的需求,通过科学的结构设计和技术创新,实现了对根系分泌物的高效、精准收集,为植物生理生态学研究提供了有力支持。
三、新型根系分泌物收集方法的介绍在深入研究和理解传统根系分泌物收集方法的基础上,我们开发了一种新型根系分泌物收集装置与方法,该方法在收集效率、操作简便性和样本代表性等方面具有显著优势。
植物根系分泌物对土壤肥力的影响研究

植物根系分泌物对土壤肥力的影响研究近年来,人们对土壤肥力的研究越来越重视。
土壤肥力是农作物生长和发育的关键因素之一,植物的根系分泌物在其中起着重要作用。
本文将就植物根系分泌物对土壤肥力的影响进行深入探讨。
一、植物根系分泌物的定义与作用植物根系分泌物是指根系中分泌出的各种有机物质,包括有机酸、氨基酸、激素等。
它具有多种重要功能,包括释放激素调控植物生长、溶解无机矿质提供养分、促进微生物活动等。
这些功能使得植物根系分泌物对土壤肥力有着显著的影响。
二、植物根系分泌物对土壤肥力的促进作用1. 养分释放:植物根系分泌物中的有机酸和激素能够促进土壤中固定态养分的释放,提高养分利用效率。
有机酸能够溶解土壤中的磷、钾等无机矿质,使其更易被植物吸收。
植物根系分泌物还能够提高土壤中有机养分的降解速度,释放更多的营养物质供给植物生长。
2. 微生物活动促进:植物根系分泌物中的一些有机酸和氨基酸具有营养促进作用,能够为土壤中的微生物提供能量和营养物质,促进微生物的繁殖和活动。
微生物在土壤中参与有机质分解、养分循环等过程,进一步提高土壤肥力。
3. 改善土壤结构:植物根系分泌物中的黏土胶体和多糖物质能够促进土壤颗粒结合,增强土壤团聚体的稳定性。
这种黏合作用能够改善土壤的孔隙度和透水性,有助于根系生长和养分的吸收。
三、植物根系分泌物对土壤肥力的负面影响尽管植物根系分泌物对土壤肥力具有促进作用,但过量的分泌物也可能对土壤生态环境造成负面影响。
其中主要表现为以下几个方面:1. 酸化作用:植物根系分泌物中的有机酸如果分泌过量,会导致土壤酸化,降低土壤的pH值。
酸性土壤会导致一些矿质元素的溶解度增加,进而导致这些元素在土壤中的有效性下降。
2. 毒性物质释放:植物根系分泌物中可能含有一些有毒物质,例如鞣质、挥发性有机物等。
这些物质在一定浓度下能够对土壤中的微生物和农作物造成伤害。
3. 拮抗作用:一些植物根系分泌物中的物质,如植物鞘内酯、类黄酮等,具有抑制其他植物生长的作用。
根系分泌物的生物合成途径

根系分泌物的生物合成途径
1. 生物合成途径的起始物质,根系分泌物的生物合成途径的起
始物质通常是植物根系中的细胞器和细胞膜。
这些细胞器和细胞膜
包括内质网、高尔基体、液泡、线粒体等,它们通过一系列生物化
学反应参与根系分泌物的合成。
2. 生物合成途径的代谢途径,根系分泌物的生物合成涉及多种
代谢途径,如脂质代谢、蛋白质合成、糖代谢等。
这些代谢途径通
过调控相关酶的活性和基因表达,促进根系分泌物的生物合成。
3. 生物合成途径的调控机制,根系分泌物的生物合成受到多种
内外部因素的调控,包括激素、营养物质、环境胁迫等。
植物根系
对这些因素的感知和响应,通过信号转导途径调控根系分泌物的生
物合成。
4. 生物合成途径的产物成分,根系分泌物是一种复杂的混合物,其成分包括有机物质(如植物生长素、次生代谢产物等)和无机物
质(如离子、酸碱物质等)。
这些成分的生物合成途径涉及到多种
生物化学反应和代谢途径。
总的来说,根系分泌物的生物合成途径是一个复杂的生物化学过程,涉及到多种细胞器和代谢途径的协同作用,受到内外部因素的调控。
深入研究根系分泌物的生物合成途径对于揭示植物生长发育和与环境互动的机制具有重要意义。
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根系分泌物摘要:综合论述了根系分泌物的种类、收集方法及影响分泌物的因素。
提出了根系分泌物与土壤腐殖质的关系是今后根际生态的研究重点。
关键词:根系分泌物根际植物在生长过程中,一方面从生长介质中摄取养分和水分,另一方面也向生长介质(土壤、营养液等)中溢泌或分泌质子、离子和大量的有机物质[1]。
高等植物的根分泌作用是引人注目的一种现象。
关于根系分泌物的研究始于20世纪(1904年)德国微生物学家Hilten所提的根际概念,此后人们对根系分泌物的研究逐渐展开,并在近一二十年成为世界的研究热点[2]。
Roberts[3]发现,植物根毛能够分泌部分物质,从而改变根毛表面性状。
Lyon和Wilson[4]证实生长于无菌水溶液中的植物能够释放有机物。
Krasilnikov[5]观察到根分泌物与促进植物生长的固氮菌有互利关系。
Rovira[6]和West[7]发现植物根能够分泌糖类、氨基酸、有机酸和酚类物质,并影响植物生长,使根分泌物同根际关系的理论和实践更趋成熟。
我国对根分泌物也有较多的研究。
如20世纪60年代黄维南[8]的工作证明,植物根系的分泌是一种积极的生理现象,是根系所具有的生理功能。
他们用无菌培养法研究植物根系分泌氨基酸时发现,番茄、哈密瓜和苜宿幼苗的根系都能分泌一系列氨基酸。
同时他们还证实植物根系分泌物中有大量的生长物质,其中主要是生长素。
Zhang FS(张福锁)[9] 发现缺铁小麦和大麦有分泌高铁载体的现象,这不仅肯定了高铁载体在禾本科植物适应缺铁胁迫中有作用,同时在植物适应缺锌等一类胁迫中也有作用。
根分泌物是指那些健康完整的活体植物根系由根组织向土壤中释放的化学物质[10]。
广义的根分泌物包括活性的植物根组织直接释放及衰老组织或植物残根分解的产物;狭义的概念指根细胞代谢产物。
根分泌物具有各种各样的功能,如通过生物合成所固定碳的5%~21%是通过根分泌物转移到根际的[11]。
1.根系分泌物的种类根系分泌物是植物根系释放到周围环境中的各种物质,它是生物间相生相克关系不可缺少的成分。
根系分泌物的产生是通过代谢途径和非代谢途径。
代谢途径包括初生代谢和次生代谢。
根系分泌物的种类繁多,数量各异,不仅有糖、有机酸和氨基酸等初生代谢物,还有酚类等次生代谢物,更有一些不知名的代谢物。
(1)早期人们的研究主要集中在糖和氨基酸上。
在所研究的糖中果糖和葡萄糖是最普遍的。
在植物的根系分泌物中,至少已有10种糖、25种氨基酸得到鉴定。
(2)根系分泌物中的有机酸大部分是三羧酸循环的中间体,对根际pH、根际微生物的活力影响很大。
有机酸是一类很好的金属螯合物,它们在营养元素的吸收和运输中起重要作用。
棕榈酸、硬脂酸、油酸和亚油酸已在菜豆和花生的根分泌物中发现。
此外,在花生的根分泌物中,还发现有胆固醇、菜豆固醇、豆甾醇和谷甾醇等化合物。
(3)根系分泌物中的生长因子主要是维生素物质。
早在1939年,West就发现亚麻根分泌物中生物素Vb的存在。
在苜蓿、白三叶草、菜豆、番茄和豌豆等的根分泌物中发现大量的生物素。
(4)根系分泌物中存在大量的酶,如转化酶、磷酸酶、蛋白酶、淀粉酶、RNA 酶和DNA 酶等,它们对修饰土壤起一定的作用。
如番茄根释放磷酸酶,玉米根释放水解酶。
(5)根中还有许多其它庞杂的、鉴定出和未鉴定出的化合物。
其中有氢氰酸和皂角苷等。
这说明分泌物和根际中含有抑制微生物生长的物质,当然更多的是起促进作用。
总之,根系分泌物种类很多,并且它们都与土壤有着密切的联系。
2.根系分泌物的收集方法根系分泌物的收集方法有3种:一是溶液收集法,即种子消毒后催芽,将无菌幼苗移至蒸馏水或营养液中,种植一段时间后分析营养液的组成,确定根释放何物。
二是砂培收集法,将植物种植在固体培养基上(如石英砂等),用标准色谱或生化程序分析根和基质中的冲洗物或滤出物。
一般来说,由于根生长入基质时的机械阻力,其分泌作用常较营养液中旺盛。
三是土培收集法,将植物种植在土壤或其它固体基质上,其气生部分暴露在含有标记放射性同位素中,一定时间后检测基质滤出物中根释放的各种放射性物质,可确定其组成[12]。
在这3种收集方法中,溶液收集法比较容易,但是植物在溶液中生长和真实生长环境有较大的差异,收集的分泌物是否与真实情况相符难以定论;砂培条件下,植物生长比溶液培养的好,根系分泌物的量较多,但是植物根系生长受到石英砂的阻力较大,根系分泌作用是否受到影响还不清楚。
土培收集法最能反映植株在土壤中的分泌情况,但是分泌物易受微生物的分解。
下面就此3种方法分别加以说明。
2.1溶液收集法用此方法首先要培育幼苗。
种子和基质经消毒、灭菌后,将吸涨的种子放在基质上发芽,待种子萌发2~3d后转入灭菌的稀营养液中生长1d,然后放到正常营养液中生长。
小苗生长一段时间后进行缺素处理,在出现潜在症状时收集根分泌物,加入微生物抑制剂以防止微生物分解根分泌物,收集的根分泌物一般需要过滤,除去残根、杂物。
通常情况下,营养液中盐分含量很高,用常规脱盐方法很繁琐,且会影响实验效果,因此在收集根分泌物时,一般不直接用营养液而是用蒸馏水收集。
具体做法是:当幼苗出现潜在症状时,在第二天上午,用蒸馏水清洗根部3~5次,然后用滤纸吸干根表面水分,把根放入蒸馏水中收集数小时后,向根分泌物中加入微生物抑制剂,再将苗放回原来的营养液中。
收集的根系分泌物经过滤除去杂质后,直接进行浓缩或放入冰箱(4℃)中保存。
此法比较容易,但是否能真实反映植株在土壤中的分泌情况还需进一步研究[13]。
2.2 砂培收集法先取颗粒大小相同的石英砂,经2 mol/L HCI浸泡48h后,用自来水冲洗至中性,再用蒸馏水淘洗数次。
将催过芽的种子排在石英砂上,生长到一定阶段后,用蒸馏水洗砂,再浓缩过滤即为根系分泌物。
在砂培条件下,植物的通气状况较好,生长时不需要支撑物,根在此条件下生长状况比水培的好。
在相同条件下,砂培的根系分泌物量比水培的多,这是由于根在生长过程中受到机械阻力较大造成。
但砂培条件下,洗砂和淘砂比较麻烦,而且石英砂容易生长青苔,会对整个培育系统造成污染[14]。
2.3 土培收集法土培条件下收集根系分泌物比营养液麻烦,根系分泌物的原位收集检测更是困难。
传统的方法是:植物生长到一定阶段时,直接取根际土壤样品,加人少量杀菌剂,用浸提剂振荡提取,过滤离心后的上层悬浮液就是根系分泌物[12]。
张福锁等[15]用改进了的土壤培养收集法,即将琼脂固定定位收集与交换配位和专一性阳离子交换树脂收集结合起来,分离和纯化根分泌物。
Award[16]用透析袋法研究根分泌物对土壤养分的活化能力,以交换复合体活化代替透析袋法效果更好。
也有人用滤纸或纤维素薄膜放置在根的周围,一段时间后,取出滤纸和纤维素膜,再用浸提液对纤维素膜或滤纸多次浸提所要的根系分泌物,也能收到效果。
但这些方法操作步骤繁琐,取样时间长。
如用微管针头在根表抽滤,虽然取样迅速,但容易伤根,而且多受土壤中根空间分布不均的影响。
近年来发展起来的根染色、指示剂放射自显影、X一射线和核磁共振等技术,都在原位收集根系分泌物方法上有了不同程度的改进[17]。
3.影响根系分泌物的因素3.1 植物种类及发育阶段根系分泌物的种类和数量与植物生态型和基因型差异有关。
如烟草属植物与玉米相比,根系分泌物的C/N、糖、氨基酸比率存在很大差异。
豆科植物与其他植物相比,豆科植物根系分泌物中的脂肪酸较常见Tyler和Strom(1995)对1O个喜酸、1O个喜钙植物根系分泌物的低分子有机酸的种类和数量进行比较,发现喜钙植物分泌的二羧酸和三羧酸的量明显高于喜酸植物,其中柠檬酸的分泌量高出喜酸植物一个数量级,喜钙植物二羧酸分泌量是喜酸植物的4—5倍,而喜酸植物所分泌的乳酸则是喜钙植物的3倍多。
不同基因型植物根系分泌物种类和数量也不同。
如大麦和小麦在相同的栽培条件下根系分泌物中糖含量有很大的差异,大麦根系分泌的半乳糖比小麦高3倍,小麦根系分泌的鼠李糖确是大麦的2倍多。
同一植物不同发育阶段根系分泌物的种类和数量也有较大的差异。
3.2 环境因素对根系分泌物的影响3.2.1 根际环境的理化性质根系自身的生长发育受根际微生态环境的影响,因此根系分泌物的产物是受根际环境所制约。
当根际处于逆境胁迫下,如干旱、涝害、酸害以及介质颗粒的性质变化等均可导致植物生理代谢障碍或植物组织损伤,从而引起根系分泌产物的变化。
白菜在水分胁迫下分泌更多的有机碳,其中氨基酸是对照的4倍,胆固醇和极性脂类增多。
Elroy[18]试验无菌条件下,豌豆、大豆、小麦与番茄在沙土或沙壤土上生长,使土壤水分达萎蔫点后再灌水,结果根系释放氨基酸较正常条件为高。
成田三郎证明土壤水分含量与土壤质地有关,在萎蔫条件下,可导致氨基酸平衡的破坏,使之向植物体外溢出或扩散。
另有研究表明在高盐浓度时,大麦根系分泌物中的游离氨基酸含量明显增多。
Ayers等观察在O 、CO的混合气体中植株分泌的效应,结果在CO丰富的条件下分泌作用加强,分泌物中的氨基酸种类和数量皆高于有氧条件。
Hale等证明CO浓度超过1 9/5时,根系将受到伤害或抑制。
除上述因素对根系分泌物有影响外,光、温、土壤有机质、土壤微生物区系也对根分泌物有一定的影响。
植物根系分泌物数量在逆境条件下,一般都明显增多。
3.2.2 营养元素胁迫营养物质的丰缺直接影响植物根系分泌物的质和量。
苜蓿在缺磷胁迫下根系分泌的有机酸有柠檬酸、苹果酸和丁二酸,其中柠檬酸的分泌量是正常供磷时的2倍[19]。
油菜在缺磷条件下,根分泌物中含大量的苹果酸和柠檬酸。
我国南方酸性土壤上的肥田萝卜在缺磷条件下,酒石酸的分泌量比不缺磷条件下增加近1O倍[20]。
生长在石灰性土壤上的白羽扇豆,缺磷胁迫下形成特殊的排根并于排根处分泌大量的柠檬酸,其释放量可达干物重的15~23 L。
范晓晖等(1991)实验证明水稻、小麦根系H十的分泌与供磷水平有关,小麦缺磷时根际H分泌量为正常的153%左右,水稻缺磷时比正常供应的H分泌量高22~35L。
植物缺锌时,根溢泌出大量的无机离子和低分子有机化合物如氨基酸、碳水化合物和酚类化合物。
缺铁、缺铜会导致氨基酸、有机酸、酚类分泌量增加[21]。
植物缺铁时将加强根系质子的分泌,且在根尖积累有机酸和有机物质,尤以酚类化合物为多。
对禾本科植物来说,缺铁将诱导体内合成非蛋白组分的氨基酸,是麦根酸类植物高铁载体,或脱氧麦根酸类高铁载体。
3.3 根际微生物的影响根系分泌物中的碳水化合物、氨基酸、维生素等物质,为根际微生物的生长繁殖提供了所需的能源,并影响根际环境微生物种类和数量的分布。
土壤微生物分泌的产物,对根系分泌既有刺激也有一定的抑制作用。
根际环境中存在病原微生物时,根系受病原菌的浸染,其所释放的分泌物较未受病原菌感染的数量为大,且产生某些特殊的分泌化合物。