1、作物根際研究展望一、作物根際研究現(xiàn)狀1.1 根際微生態(tài)及其基本屬性 根際是指植物根系與土壤之間的微界面，其范圍通常只 有幾個(gè)卩m到幾個(gè)mm。根際環(huán)境深受根系及其所關(guān)聯(lián)的微 生物活動(dòng)的影響，因此其物理化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)等與非根際 土壤存在很大的差異。植物、土壤、微生物及其環(huán)境因子通 過(guò)能流、物流和信息流的相互作用、相互制約而形成了一個(gè) 具有高度組織性的復(fù)雜整體一根際微生態(tài)系統(tǒng)。根際微生態(tài) 系統(tǒng)的基本屬性包括： （1）特異性；（2）由植物、土壤、微 生物及其環(huán)境條件等多種成分組成，并且具有整體的功能 性；（3）系統(tǒng)內(nèi)部各成分間具有內(nèi)在的相關(guān)性； （4）有序性 和層次性；（5）空間區(qū)域性； （6）動(dòng)態(tài)

2、性。特異性體現(xiàn)在植 物的主導(dǎo)方面，具有生命活力的植物通過(guò)系統(tǒng)的生理代謝作 用產(chǎn)生了根際相應(yīng)，同時(shí)也決定了根際生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)。另 外，根際微生物多樣性也受土壤類型的影響，不同土壤的物 理化學(xué)特性（如土壤結(jié)構(gòu)、養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量、 pH 等）決 定了不同土壤類型間的微生物群落的差異。根際微生態(tài)系統(tǒng) 的概念表明其研究對(duì)象從超微觀的分子基因水平一直跨越 到個(gè)體、群體甚至生態(tài)系統(tǒng)水平，因而具有明顯的層次性。由于植物和微生物不斷與其生長(zhǎng)的環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)和能量的 交換，任何環(huán)境條件的改變都直接或間接影響植物和微生物 的生長(zhǎng)，因而整個(gè)根際微生態(tài)系統(tǒng)處于不斷變化之中，具有 根際動(dòng)態(tài)性。1.2 根際微生物多態(tài)性與養(yǎng)分

3、有效性 土壤微生物對(duì)土壤肥力的形成，土壤生態(tài)系統(tǒng)的新陳代 謝和植物營(yíng)養(yǎng)起到重要的作用。土壤微生物參與多種反應(yīng)過(guò) 程如礦化 -同化、氧化 -還原等，是植物養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、有機(jī)碳代 謝的驅(qū)動(dòng)力，是土壤活性大小的標(biāo)志。土壤有機(jī)質(zhì)通過(guò)微生 物一系列氧化分解過(guò)程而不斷地礦質(zhì)化，為微生物本身和作 物提供有效的 N、P、K、S 等各種養(yǎng)分，提高作物產(chǎn)量，同 時(shí)礦質(zhì)化過(guò)程中的產(chǎn)物也通過(guò)微生物的同化作用將有效養(yǎng) 分轉(zhuǎn)化為有機(jī)態(tài)保存下來(lái)，同化作用也改善了土壤的理化性 狀。微生物在植物根際分布密集、活性強(qiáng)，并與養(yǎng)分循環(huán)、 植株生長(zhǎng)和根系健康密切相關(guān)。植物根系之所以對(duì)土壤微生 物群落有著顯著的影響是因?yàn)楦H環(huán)境非常有利于微

4、生物 的生存，根際土壤微生物比非根際的土壤微生物在數(shù)量和類 型上都要多。根系分泌物不僅為根際微生物提供所需的能 源，而且不同根系分泌物直接影響著根際微生物的數(shù)量和種 群結(jié)構(gòu)。研究表明，根際微生物的分布與沿根的可溶性碳的 分布距離有關(guān)，微生物生物量的積累依賴于根系分泌物的釋 放。而且，根分泌物的多樣性是根際微生物區(qū)系建立的先決 條件，在一定程度上主宰著根際微生物生態(tài)演替和種群格局 的變化。分泌物越多，微生物生長(zhǎng)越旺盛；而根系分泌物的 種類則決定了根際微生物的種類，這就是不同植物、不同基 因型根際發(fā)育著不同種類微生物的原因。另外，根系分泌物 及脫落的細(xì)胞、組織等進(jìn)入到根系周?chē)耐寥乐校菀妆晃?生

5、物降解， 對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化有著重要的作用。 研究表明， 土壤有機(jī)質(zhì)總輸入的 3040%來(lái)自根分泌物及死亡的根。根際土壤微生物結(jié)構(gòu)對(duì)根際微生態(tài)系統(tǒng)中養(yǎng)分有效性 產(chǎn)生重要影響。根際微生物降解有機(jī)質(zhì)，產(chǎn)生各種有機(jī)酸， 有利于難溶物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，改善根際營(yíng)養(yǎng)條件，提供易被植物 吸收的礦質(zhì)元素，聚集在根際的微生物菌群產(chǎn)生多種生長(zhǎng)調(diào) 節(jié)物質(zhì)，促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育。大豆根面區(qū)細(xì)菌和真菌的數(shù)量 最高，隨著遠(yuǎn)離根面區(qū)，兩者的數(shù)量呈下降趨勢(shì)，而且在種 群上受到不同氮肥種類影響。在微生物參與下的玉米根際 C/N 平衡對(duì)玉米根際土壤供 N 能力有重要作用， 但根際環(huán)境 對(duì)N的形態(tài)轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的影響很復(fù)雜。根系對(duì)P素的活化與土壤種類、根系分泌有機(jī)酸的種類及根際微生物群落機(jī)構(gòu)與功 能都有著密切的關(guān)系。二、作物根際研究展望 未來(lái)作物根際的研究還需開(kāi)展以下幾方面的研究： 1.作物根際微生態(tài)環(huán)境與作物根系構(gòu)型及吸收功能關(guān)系 的研究。主要從根際 pH 值、微生物群落及有效營(yíng)養(yǎng)元素等 幾方面的動(dòng)態(tài)變化狀況，探討對(duì)根系的構(gòu)型作用及機(jī)能變化 的影響， 尤其在根系與氮、 磷的吸收利