靳 琇, 陈浩婷, 石 玉, 白龙强, 侯雷平, 张 毅

(山西农业大学园艺学院/山西省设施蔬菜提质增效协同创新中心 太谷 030801)

磷(P)是植物生长所必需的大量元素之一[1-2]。虽然土壤中磷含量很高, 但其往往难以移动, 植物可以吸收利用的有效磷含量低, 作物易表现为“遗传性磷缺乏”现象[3-4]。过量施用磷肥可以缓解植物缺磷现象, 但会加剧磷矿资源的短缺, 还易引发地下水富营养化等农业生态环境问题[5]。因此, 开展作物磷高效利用机理及调控机制研究对农业可持续发展具有重要意义。

柠檬酸作为一种重要的低分子量有机酸, 参与植物的许多生理代谢过程, 对植物耐寒性、耐旱性、抗重金属胁迫、抗养分胁迫能力等具有重要作用[6-8]。磷供应不足通常会导致作物根系分泌大量的低分子量有机酸(如草酸、柠檬酸等)被用来促进植物根系对磷的吸收, 这是一种植物遭受逆境胁迫的适应性反应机制[9-11]。据报道, 低磷胁迫显著促进了玉米(Zea mays)、水稻(Oryza sativa)等植物根系柠檬酸的分泌[12-13]。在白羽扇豆(Lupinus albus)和大豆(Glycine max)中, 低磷胁迫同时促进了柠檬酸和苹果酸的分泌[14-15]; 在大麦(Hordeum vulgare)中难溶性无机磷活化能力强的基因型分泌的柠檬酸较多, 表明柠檬酸的分泌是活化以及利用难溶性无机磷的重要机制[16]。植物根系主动或被动地分泌低分子量有机酸可以显著促进土壤磷素的释放, 其中柠檬酸活化磷素的效果最好, 这一过程是主动分泌的过程, 消耗能量, 会减少植株的生物量, 所以研究外源添加柠檬酸对提高磷肥利用率,减少磷肥施用量具有重要意义[17-18]。……