玉米根系分泌碳、氮动态及与根系特征的关系
2021-09-05万一兵唐岚岚尚春辉袁嘉仪秦明广
中国农学通报 2021年24期
万一兵,唐岚岚,展 茗,尚春辉,袁嘉仪,秦明广
(华中农业大学植物科学技术学院/农业农村部长江中游作物生理生态与耕作重点实验室,武汉430070)
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根际沉积是根系分泌物、粘液和脱落的根系表皮细胞进入土壤的过程。量化根系分泌物碳、氮对于研究土壤-植物-微生物的碳、氮循环具有重要意义。但根系分泌物释放到根系周围土壤中后,短期内能快速转化,野外条件下原位观测难度大,因此很难量化测定[1-2]。有研究表明一年生植物根含碳约为植物净固定碳的30%~60%,其中40%~90%因根际沉积和微生物呼吸损失[3]。有研究表明,禾谷类作物净固定碳的20%~30%转移到地下,其中一半用于根际沉积[4-6],玉米根际沉积对土壤有机碳的贡献率为4%~25%[7]。而根际沉积氮可以占到植物吸收氮的4%~71%[8],生长92天的玉米植物根际沉积氮可以占根全氮量的30%[9]。根际沉积的主要成分则是根系分泌物,Lynch等[10]认为一般情况下,植物光合产物的28%~59%转移到了地下,其中有4%~70%通过根系分泌物进入土壤。可见,根系沉积物是土壤中不稳定碳的主要来源,为微生物提供了大量可利用的碳源和氮源,显著影响了土壤中的微生物群落[11-13],在维持农田土壤碳平衡过程中发挥着重要的作用[14-16]。
根系分泌物的数量和成分受诸多因素影响,如植物种类、环境因素、根际微生物、营养胁迫等[17]。植物根系特征与根系分泌物密切相关,早期研究就观察到了根际沉积量与根生物量呈正相关关系[6]。还有研究表明根长和侧根发生能力都与根系分泌物的量呈正相关关系[18-20]。……
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