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1、植物根系分泌的有機酸及其作用作者：黃建鳳[摘 要]：在植物生長過程中，由根系的不同部位分泌或溢泌一些無機離子及有機化合物，這些物質統(tǒng)稱為根系分泌物。根系分泌物是近一二十年來世界各國科學家日益重視的研究熱點，其中研究最多的是根系分泌物中的有機酸，由此可見其重要性。大量研究表明，在多種環(huán)境脅迫條件下，植物可通過調節(jié)其自身的生命活動過程來適應環(huán)境脅迫。如在缺磷脅迫下，植物可通過增加低分子量有機酸的分泌，促進自身對土壤中難溶性含磷化合物的利用，改善其體內(nèi)磷營養(yǎng)狀況，促進生長發(fā)育，進而提高作物產(chǎn)量和改善農(nóng)產(chǎn)品品質。有些研究結果已初步顯示出營養(yǎng)脅迫下植物分泌的有
2、機酸的種類和數(shù)量與其所處的土壤條件也有著密切的關系。[英文摘要]：[關鍵字]：植物根系有機酸[論文正文]： 在植物生長過程中，由根系的不同部位分泌或溢泌一些無機離子及有機化合物，這些物質統(tǒng)稱為根系分泌物。根系分泌物是近一二十年來世界各國科學家日益重視的研究熱點，其中研究最多的是根系分泌物中的有機酸，由此可見其重要性。大量研究表明，在多種環(huán)境脅迫條件下，植物可通過調節(jié)其自身的生命活動過程來適應環(huán)境脅迫。如在缺磷脅迫下，植物可通過增加低分子量有機酸的分泌，促進自身對土壤中難溶性含磷化合物的利用，改善其體內(nèi)磷營養(yǎng)狀況，促進生長發(fā)育，進而提高作物產(chǎn)量和改善
3、農(nóng)產(chǎn)品品質。有些研究結果已初步顯示出營養(yǎng)脅迫下植物分泌的有機酸的種類和數(shù)量與其所處的土壤條件也有著密切的關系?！ ?植物根系分泌有機酸的種類 一般情況下，植物根系分泌的有機酸主要包括：甲酸、乙酸、乳酸、蘋果酸、琥珀酸、酒石酸、檸檬酸、草酸、麥根酸、番石榴酸等。其中草酸是最簡單的二元有機羧酸，是森林土壤中主要的低分子有機酸。除上述有機酸外，根系分泌物中還包括一種具有芳香氣味的安息香酸、水楊酸、對羥基苯甲酸、香草酸、香豆酸、阿魏酸、丁香酸等酚類化合物，這些物質被公認為化感物質?！ ?影響植物根系分泌有機酸的因素 2。1植物種類 許多植物已經(jīng)被鑒定出
4、能分泌有機酸，根系分泌有機酸的分泌量是植物本身的反應特征，植物的種類、遺傳特性對根分泌的有機酸有決定性的影響。研究發(fā)現(xiàn)：水稻根系分泌物主要成分為酒石酸等，而小麥根系分泌物主要成分為草酸、乙酸和丙酸等。不同作物品種的有機酸分泌量也存在很大差異：如鋁脅迫能誘導菜豆、大豆、玉米大量分泌檸檬酸，而水稻、煙草的有機酸分泌量較少。同一作物種類，不同基因型其有機酸分泌量也存在差異：菜豆耐鋁基因型（G19842）的檸檬酸分泌量是鋁敏感基因型（ZPV）的2～3倍。 2。2養(yǎng)分脅迫 植物的營養(yǎng)元素豐缺狀況影響根系生長發(fā)育，影響葉片的光合作用，也直接影響根系分泌有機酸
5、的種類和數(shù)量。大量研究表明：缺磷會誘導豆科作物大量分泌檸檬酸、草酸、蘋果酸等；缺鉀顯著影響玉米根分泌的有機酸組成；缺鐵誘導蘋果酸和少量的檸檬酸分泌，還能誘導單子葉禾本科植物大量分泌麥根酸類植物鐵載體，誘導雙子葉植物分泌檸檬酸?！ ?。3生長部位 根系的不同部位影響根系分泌物的種類和數(shù)量可能是由于根系的不同部位所執(zhí)行的功能及作用不同。Neumann對白羽扇豆進行了研究，發(fā)現(xiàn)缺磷脅迫的狀態(tài)下，白羽扇豆的分泌物主要是檸檬酸和蘋果酸。其中蘋果酸的分泌部位是距根尖5mm的非根毛區(qū)，而檸檬酸的分泌部位是逆境形成的簇狀排根區(qū)?！ ?。4土壤類型 生長在石灰性土
6、壤上的白羽扇豆，缺磷脅迫下形成特殊排根，并于排根處分泌大量的檸檬酸，其釋放量可達總干物重的15%～23%，檸檬酸活化的磷足以滿足羽扇豆自身生長對磷的需要；生長于我國南方酸性土壤上的綠肥植物肥田蘿卜，在缺磷脅迫條件下，酒石酸的分泌量比不缺磷條件下增加近10倍。 除以上所述的影響因素外，還有許多方面的影響，比如機械阻力、根際微生物、土壤水分、通氣狀況、土壤pH值和光照條件的影響等[6]?！ ?植物根系分泌有機酸的作用 3。1根系分泌的有機酸對土壤環(huán)境的影響 根系分泌物可以改變土壤的pH值，其主要原因是根系分泌物中含有H+和大量的低分子量有機酸，如乳
7、酸、甲酸、蘋果酸、草酸、丙酮酸等。它們增加了土壤中H+的濃度，酸化根際土壤，導致根際土壤pH值降低。土壤pH值的降低緩解了土壤環(huán)境中重金屬污染對植物的影響?！ ?。2根系分泌的有機酸對土壤養(yǎng)分有效性的影響 植物根系分泌物中的有機酸類物質能通過電離H+酸化土壤環(huán)境，或通過交換和還原作用活化或轉換土壤中的難溶性養(yǎng)分，從而提高土壤中潛在有效養(yǎng)分的利用率。許多研究認為，在缺磷脅迫下，根分泌的有機酸可通過以下途徑活化土壤中的磷素：①有機酸與磷酸根之間競爭絡合位點，降低土壤對磷酸根的吸附。②改變吸附劑表面電荷：在可變電荷為主的土壤中，有機酸和土壤中的鐵鋁氧化物
8、、水化物之間的絡合反應可改變這些吸附劑表面的電荷。根際土壤吸附有機酸后，其表面正電荷降低，從而降低土壤對磷酸
