作物根际微生物的概述

根际是在植物根系影响下的特殊生态环境。根际土壤最内层达到根面,称为根表,最外层无明确的界限,一般根际是指围绕根面的1～2mm厚受根系分泌物所影响和控制的薄层土壤。生活在根际土壤中的微生物统称为根际微生物。

一、植物根系对根际微生物的影响

①根系分泌物和脱落物是微生物的重要营养来源。植物根系组织和细胞在生长和代谢过程中能不断向根际分泌许多无机和有机物质(如氨基酸、有机酸和碳水化合物、核苷酸、生长素和酶),再加上脱落的根表皮细胞、根冠和死亡的根系等,都是微生物的营养来源。

②根系在土壤中发育,改善了根际中的水汽条件,直接影响到了微生物的生存。

由于根系的穿插,使根际的营养成分、O₂和水分状况也与根外土壤不同,从而形成了一个有利于微生物生长的特殊的生态环境。

二、根际微生物对植物的有益影响

1、根际微生物可以改善植物的营养源。根际微生物在分解有机物质的过程中,可使之释放或最终形成氨、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐等,并随即放出CO₂,促进植物营养元素的矿化,增加了植物养分的供应。如无效的无机磷、有机磷矿化为有效磷,固氮微生物固定氨素等。

2、根际微生物产生的生长调节物质影响植物生长。许多根际微生物可产生维生素、生长刺激素类物质,如固氮菌、根瘤菌和某些假单胞菌等能产生吲哚乙酸和赤霉素类生长调节物质,刺激植物生长。

3、根际微生物可分泌抗生素类物质,有助于植物抗土著性病原菌的侵染。如豆科作物根际常有对引起小麦根腐病的长蠕孢菌有拮抗作用的细菌存在,可以抑制长蠕孢菌这种病原菌的生长,减轻了后差小麦的根腐病害。

4、产生铁载体。这是一些根际植物促生细菌(PGPR)的重要功能之一、铁载体是微生物在缺铁性胁迫条件下产生的一种特殊的、对微量铁离子具有超强配位力的有机化合物。由于PGPR产生铁载体的速度快且量大,在与不能产生或产生量较少的有害微生物竞争时占优势,从而抑制有害微生物的繁殖,保护植物免受病原菌的侵害。

三、根际微生物对植物的不利或有害影响

许多根际微生物通过侵染、寄生或其它方式对植物可以造成不利甚至有害的影响,这些微生物称为病原菌或致病菌。这些致病菌可能通过下列途径来影响植物:一是与植物竞争有效的营养物质,或固定某些重要营养元素,使植物在某一时间内无法吸收到足够的营养物质:二是产生一些物质可抑制根在土层中持续生长,根毛长度和数量、根细胞的有效能量代谢也受到限制;三是寄生菌导致寄主植物细胞的腐解;四是干扰植物生长物质和营养的传送;五是某些病原菌可在相应的植物根际得到加富,助长病害的发生和加重病害。

附注：