植物根系分泌的有机酸及其作用

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1、植物根系分泌的有机酸及其作用作者：黄建凤[摘　要]：在植物生长过程中，由根系的不同部位分泌或溢泌一些无机离子及有机化合物，这些物质统称为根系分泌物。根系分泌物是近一二十年来世界各国科学家日益重视的研究热点，其中研究最多的是根系分泌物中的有机酸，由此可见其重要性。大量研究表明，在多种环境胁迫条件下，植物可通过调节其自身的生命活动过程来适应环境胁迫。如在缺磷胁迫下，植物可通过增加低分子量有机酸的分泌，促进自身对土壤中难溶性含磷化合物的利用，改善其体内磷营养状况，促进生长发育，进而提高作物产量和改善农产品品质。有些研究结果已初步显示出营养胁迫下植物分泌的有

2、机酸的种类和数量与其所处的土壤条件也有着密切的关系。[英文摘要]：[关键字]：植物根系有机酸[论文正文]：　　在植物生长过程中，由根系的不同部位分泌或溢泌一些无机离子及有机化合物，这些物质统称为根系分泌物。根系分泌物是近一二十年来世界各国科学家日益重视的研究热点，其中研究最多的是根系分泌物中的有机酸，由此可见其重要性。大量研究表明，在多种环境胁迫条件下，植物可通过调节其自身的生命活动过程来适应环境胁迫。如在缺磷胁迫下，植物可通过增加低分子量有机酸的分泌，促进自身对土壤中难溶性含磷化合物的利用，改善其体内磷营养状况，促进生长发育，进而提高作物产量和改善

3、农产品品质。有些研究结果已初步显示出营养胁迫下植物分泌的有机酸的种类和数量与其所处的土壤条件也有着密切的关系。　　1植物根系分泌有机酸的种类　　一般情况下，植物根系分泌的有机酸主要包括：甲酸、乙酸、乳酸、苹果酸、琥珀酸、酒石酸、柠檬酸、草酸、麦根酸、番石榴酸等。其中草酸是最简单的二元有机羧酸，是森林土壤中主要的低分子有机酸。除上述有机酸外，根系分泌物中还包括一种具有芳香气味的安息香酸、水杨酸、对羟基苯甲酸、香草酸、香豆酸、阿魏酸、丁香酸等酚类化合物，这些物质被公认为化感物质。　　2影响植物根系分泌有机酸的因素　　2。1植物种类　　许多植物已经被鉴定出

4、能分泌有机酸，根系分泌有机酸的分泌量是植物本身的反应特征，植物的种类、遗传特性对根分泌的有机酸有决定性的影响。研究发现：水稻根系分泌物主要成分为酒石酸等，而小麦根系分泌物主要成分为草酸、乙酸和丙酸等。不同作物品种的有机酸分泌量也存在很大差异：如铝胁迫能诱导菜豆、大豆、玉米大量分泌柠檬酸，而水稻、烟草的有机酸分泌量较少。同一作物种类，不同基因型其有机酸分泌量也存在差异：菜豆耐铝基因型（G19842）的柠檬酸分泌量是铝敏感基因型（ZPV）的2～3倍。　　2。2养分胁迫　　植物的营养元素丰缺状况影响根系生长发育，影响叶片的光合作用，也直接影响根系分泌有机酸

5、的种类和数量。大量研究表明：缺磷会诱导豆科作物大量分泌柠檬酸、草酸、苹果酸等；缺钾显著影响玉米根分泌的有机酸组成；缺铁诱导苹果酸和少量的柠檬酸分泌，还能诱导单子叶禾本科植物大量分泌麦根酸类植物铁载体，诱导双子叶植物分泌柠檬酸。　　2。3生长部位　　根系的不同部位影响根系分泌物的种类和数量可能是由于根系的不同部位所执行的功能及作用不同。Neumann对白羽扇豆进行了研究，发现缺磷胁迫的状态下，白羽扇豆的分泌物主要是柠檬酸和苹果酸。其中苹果酸的分泌部位是距根尖5mm的非根毛区，而柠檬酸的分泌部位是逆境形成的簇状排根区。　　2。4土壤类型　　生长在石灰性土

6、壤上的白羽扇豆，缺磷胁迫下形成特殊排根，并于排根处分泌大量的柠檬酸，其释放量可达总干物重的15%～23%，柠檬酸活化的磷足以满足羽扇豆自身生长对磷的需要；生长于我国南方酸性土壤上的绿肥植物肥田萝卜，在缺磷胁迫条件下，酒石酸的分泌量比不缺磷条件下增加近10倍。　　除以上所述的影响因素外，还有许多方面的影响，比如机械阻力、根际微生物、土壤水分、通气状况、土壤pH值和光照条件的影响等[6]。　　3植物根系分泌有机酸的作用　　3。1根系分泌的有机酸对土壤环境的影响　　根系分泌物可以改变土壤的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机酸，如乳

7、酸、甲酸、苹果酸、草酸、丙酮酸等。它们增加了土壤中H+的浓度，酸化根际土壤，导致根际土壤pH值降低。土壤pH值的降低缓解了土壤环境中重金属污染对植物的影响。　　3。2根系分泌的有机酸对土壤养分有效性的影响　　植物根系分泌物中的有机酸类物质能通过电离H+酸化土壤环境，或通过交换和还原作用活化或转换土壤中的难溶性养分，从而提高土壤中潜在有效养分的利用率。许多研究认为，在缺磷胁迫下，根分泌的有机酸可通过以下途径活化土壤中的磷素：①有机酸与磷酸根之间竞争络合位点，降低土壤对磷酸根的吸附。②改变吸附剂表面电荷：在可变电荷为主的土壤中，有机酸和土壤中的铁铝氧化物

8、、水化物之间的络合反应可改变这些吸附剂表面的电荷。根际土壤吸附有机酸后，其表面正电荷降低，从而降低土壤对磷酸