根系分泌物及其在植物營養(yǎng)中的作用

何濤

摘要：植物在生長發(fā)育過程中，根系可以向不同部位分泌多種種類的物質(zhì)，這些物質(zhì)數(shù)量眾多，能夠影響土壤特性，使土壤中的養(yǎng)分更具有效性，對植物營養(yǎng)有著十分重大的作用。同時(shí)，植物根系分泌物還能對土壤中的重金屬進(jìn)行吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)，減少了對植物的污染。本文從土壤肥料方向出發(fā)，對植物根系分泌物進(jìn)行了概述，并分析了植物根系分泌物在植物營養(yǎng)中的作用，以供參考之需。

關(guān)鍵詞：根系分泌物;植物營養(yǎng);作用

1? 根系分泌物概述

根系分泌物種類繁多，其分泌的物質(zhì)成分主要包括碳水化合物、無機(jī)離子、水、H+等物質(zhì)。為了便于對根系分泌物進(jìn)行科學(xué)研究，結(jié)合根系分泌物的特性，通常將其分為三大類：一類為大分子有機(jī)物，如糖、蛋白質(zhì)、酶、凝膠等物質(zhì);一類為小分子有機(jī)物，如酚、酮等物質(zhì);一類為生長激素、黃酮等物質(zhì)。根系分泌物種類的不同，都能對植物的生長產(chǎn)生促進(jìn)或抑制作用。根系分泌物作為植物與土壤物質(zhì)交換和信息傳遞的載體，因?yàn)橹参锓N類和植物生長年齡的不同，根系分泌物的種類和成分也各有不同，同時(shí)植物根系分泌物還受到外界環(huán)境脅迫影響，例如土壤的含水量、含磷量、肥力狀況、透氣性等，都影響著植物根系分泌物的種類和數(shù)量。

2? 根系分泌物在植物營養(yǎng)中的作用

2.1? 根系分泌物在植物營養(yǎng)中鐵元素缺乏時(shí)的作用

鐵作為植物生長所需要的微量營養(yǎng)元素之一，是合成葉綠素不可或缺的元素，一旦缺乏，將會造成植物幼芽、幼葉變黃，尤其是在pH值大于7的堿性或石灰質(zhì)土壤上，植物缺鐵現(xiàn)象更加明顯，導(dǎo)致植物生長不良，甚至死亡。但是一些禾本科植物，能夠分泌麥根酸，通過對植物鐵載體的誘導(dǎo)合成、向根系分泌、對難溶性鐵的活化、根系對螯合物的專性吸收來自動調(diào)節(jié)體內(nèi)鐵營養(yǎng)成分，以適應(yīng)土壤環(huán)境的變化。例如麥類等禾本植物，在土壤缺鐵的環(huán)境下，能夠從根系分泌麥根酸類物質(zhì)，從而使這類物質(zhì)與Fe3+發(fā)生強(qiáng)烈的螯合反應(yīng)，且螯合物穩(wěn)定性高，耐高溫，不易受土壤pH值和土壤中鈣、鎂離子等的影響，當(dāng)螯合物被特定轉(zhuǎn)移吸收之后，植物鐵載體又會被釋放到土壤當(dāng)中，F(xiàn)e3+則被植物吸收。除此之外，麥類等禾本植物在分泌麥根酸類物質(zhì)時(shí)具有一定的規(guī)律性，只在日出后2～6h內(nèi)大量分泌，從而減少了與土壤大面積接觸，增加了其根際土壤濃度，降低了麥根酸類物質(zhì)被吸附的幾率。

2.2? 根系分泌物在植物營養(yǎng)中磷元素缺乏時(shí)的作用

磷是植物生長發(fā)育所必須的營養(yǎng)元素，有利于保持植物高產(chǎn)量和品質(zhì)的優(yōu)良。一旦植物缺乏磷元素，將會減緩植物的新陳代謝，使植物生長停滯。通過大量研究表明，植物通過根系分泌物，能夠改變土壤的環(huán)境，通過植物根系分泌物的作用，一些植物在感受到磷缺失后，能夠在根部分泌出酸性磷酸酶、有機(jī)酸等多種物質(zhì)，從而通過降低土壤pH值、螯合、溶解土壤中難溶性磷酸鹽的方式，來促進(jìn)土壤中有機(jī)磷的分解，同時(shí)促進(jìn)植物體內(nèi)有機(jī)磷的重復(fù)利用，以此來有效緩解植物磷的脅迫。

2.3? 根系分泌物在植物營養(yǎng)中鋅元素缺乏時(shí)的作用

當(dāng)植物生長過程中出現(xiàn)缺鋅現(xiàn)象時(shí)，植物葉片會出現(xiàn)變小、畸形現(xiàn)象，植株矮小，如果不加以解決缺鋅問題，將會影響植物的產(chǎn)量和品質(zhì)。植物根系分泌物對土壤環(huán)境中的一些物質(zhì)具有一定的活化作用，能夠促進(jìn)植物的吸收，改善植物缺鋅情況。例如，通過研究發(fā)現(xiàn)，青菜“五月慢”在缺鋅的情況下，根系分泌物中草酸和丙氨酸的數(shù)量明顯增多，有效提高了青菜在鋅的吸收過程中的效率。

2.4? 根系分泌物在植物營養(yǎng)中緩解鋁毒的作用

鋁在土壤中的形態(tài)主要為硅酸鹽，一般不影響植物的生長，但是，在土壤p H≤5.0時(shí)，大量可溶性鋁元素將會溶出，進(jìn)而迅速抑制大多數(shù)植物根系的生長。例如在土壤酸性化環(huán)境下，森林植物將不會生長。由此可見，植物的生長與鋁在土壤中的存在形態(tài)密切相關(guān)。而植物根系分泌物中的有機(jī)酸物質(zhì)，能夠改變鋁在土壤中的存在形態(tài)，使土壤中不同形態(tài)的鋁向著有機(jī)絡(luò)合態(tài)鋁轉(zhuǎn)化，從而降低土壤中活性鋁的含量，營造良好的土壤環(huán)境，緩解土壤中鋁對植物的毒害。

2.5? 根系分泌物對土壤菌群的作用

土壤中微生物包括真菌、細(xì)菌、原生動物等，種類多、數(shù)量大。而這些微生物對于促進(jìn)植物的生長發(fā)育以及養(yǎng)分的活化有著直接的影響。植物根系可以分泌糖類、氨基酸、酶、維生素等微生物生長所需要的營養(yǎng)和能量，從而在植物根際形成一個(gè)特殊的根際細(xì)菌群落，提高了礦物質(zhì)和氮素的利用效率。除此之外，植物根系分泌物在土壤中的不斷進(jìn)入，可以改變植物根際的微生態(tài)環(huán)境，從而影響微生物群體結(jié)構(gòu)，優(yōu)化微生物種群，有效提高了微生物活化養(yǎng)分物質(zhì)的效率，以滿足植物快速生長所需要的養(yǎng)分。

3? 結(jié)語

綜上所述，植物根系分泌物能夠根據(jù)土壤環(huán)境進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，在土壤肥料不足，例如缺鐵、缺磷、缺鋅的情況下，通過根系分泌物來加快根系養(yǎng)料的輸入，以此來提高土壤微生物的活性和養(yǎng)分供應(yīng)，滿足植物生長所需要的營養(yǎng)，并能通過根系分泌物質(zhì)來控制鋁毒素的轉(zhuǎn)化，保護(hù)植物根系不受毒害。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳雨嬌.CO_2濃度與氮、磷供應(yīng)對黃瓜根系生長、分泌物及各組織養(yǎng)分含量的影響[D].南京大學(xué)，2019.

[2] 潘聲旺，雷志華，何茂萍，等.葦狀羊茅根系分泌物對土壤有機(jī)氯農(nóng)藥降解的影響[J].四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，34（4）：471-477.