[科普中國]-根際

簡介

根際是根的表面和貼近根的周圍的土層，那里由于根的存在影響著微生物區(qū)系中生物的種類和數(shù)量。由菌根表現(xiàn)的共生關系是根際效應的一個特殊的例子。根際微生物區(qū)系的研究使用微生物學中的常規(guī)方法。微生物的致目例如細菌用根際土壤中的數(shù)目和未受根影響的土壤中的數(shù)目的比例，即用R：S來表示。正常的比例大約為10至20或更多。根際的影響可能包括以下幾種關系中的一種或多種。1

根際效應根際并非一個界限十分分明的區(qū)域，通常把根際范圍分為根際和被面兩個區(qū)，受根系影響最為顯著的區(qū)城是距離活性根1～2 mm的土壤和根表面及其黏附的土壤。與生活在根際外土壤中的微生物群落相比，生活在植物根際中的微生物在數(shù)量、種類和生物活性上都有明顯不同，表現(xiàn)出一定的特異性，這種現(xiàn)象稱之為根際效應。1

根際效應的影響因素(1)微生物特別是細菌數(shù)量增多，可能是對活根式正常死亡的細糧滲出物的一種反應。已知碳水化合物、氨基酸和維生素可從活撮取得，活根還能釋放其他化合物。這就常在根的表面產(chǎn)生一個比附近的土壤更富含基質(zhì)的一個區(qū)域。

(2)一個較大的微生物群體加強了代謝活動，影響了養(yǎng)分的溶解度1來自微群體的較高的二氧化碳的濃度和有機酸又導致土壤礦物風化作用加速。

（3）氮的轉(zhuǎn)化中出現(xiàn)的細菌引起給高等植物供氮方面的差別。Alexander提到具有高的R：S比的一族微生物是進行氨化作用的，即水解復雜的有機態(tài)氮，產(chǎn)生氨態(tài)氮。這對高等植物如許多林木是有益的。林木不只能夠吸收氨志抓，而且還優(yōu)先于硝態(tài)氮。固氮菌例如自生固氮醐在一定的環(huán)境條件下成為校際的重要特征。

（4）根際微生物能產(chǎn)生生長-抑制化合物，例如生長素能影響根系發(fā)青的形態(tài)，某些菌根真菌確實如此。

（5）根際可能是寄主一病原體關系中的一個因素。一種病原體可能在某些方面受到寄主滲出物的激發(fā)，一個最明顯的例子是肉桂色病腐摩的游動孢子，隨著根滲出物移動到鱷梨樹的根部。另一方面已經(jīng)說過，根際種群中也會包括一些抑制病原體發(fā)展的微生物，如松苗根系通過一些菌抗真菌抑制肉桂色病腐霉。

(6)微動物的根際區(qū)系會引起土壤動物區(qū)系的改變。例如螨和線蟲的存在能對高等植物產(chǎn)生不利或有利的影響。

(7)根際微生物群的存在與保證土壤微生物種群發(fā)育方式的高等植物根系習性育聯(lián)系，土壤微生物種群的發(fā)展能對土壤有相當長遠的券響。土壤礦物質(zhì)的風化速率和土壤學構的發(fā)育是明顯受到土壤微生物群體影響的兩個過程。森林樹種的根際微生物的知識與菌根和根瘤相比是缺乏的。研究帶到溫室土層中長了28周的虹樺苗，其根上的根際微生物的R：S比值較大多數(shù)農(nóng)作物小，氨化和甲基藍還原微生物在根際占優(yōu)勢；盡管B層比A展的微生物總數(shù)要少，但卻有較大的根際效應。找到不同根際細菌的群體和帶三種不同菌根的花旗松根際中的鏈霉菌屬。在一般的考察中發(fā)現(xiàn)紅樺或赤裸的根系在嫌氣性非共生固氮菌存在時無根際效應。2

根際范圍根際沒有一個固定的界面。根際范圍與植物種類、植物生長發(fā)育階段、根系年齡以及根系環(huán)境等因索有密切關系。由于根系生長在土壤中，無法直接觀測，所以在研究過程中發(fā)展了不同的根際研究方法。傳統(tǒng)的根際研究方法為抖落法，即將易于從根系上抖落的土壤稱為土體土壤，和根系緊密結(jié)合不易抖落的土壤稱為根際土壤。這種方法較為粗放，但至今仍為人們廣泛使用。近年來一些原位測定方法及三維根際測定方法也逐漸發(fā)展起來。2

根際化學變化由于植物根系的生命活動，如養(yǎng)分吸收、呼吸作用、根系分泌等過程，會顯著影響根際土壤的化學特性。這些特性包括根際養(yǎng)分、根際pH值、根際毒性元素及污染物的變化，根際有機物的釋放，根際氧化還原電位的變化及氣體物質(zhì)的釋放等。2