根际
4植物根系和根际的研究方法
第4章植物根系和根际的研究方法第一节植物根系的研究方法植物根系具有吸收和输送养分和水分、合成植物激素和其他有机物质、储存营养物质以及支撑植物使之固定于土壤中等多方面的作用。
它是植物与外界环境之间进行物质交换的主要器官，因此它与植物营养有着密切的关系。
但植物根系的研究比地上部分的研究要困难的多。
一、根系研究方法（一）钉板法：常用。
1、钉板的制作：小板：50cm×50cm，钉长5cm，钉距5cm。
大板：60cm×100cm，钉长5cm，钉距5cm。
2、取样3、清洗4、根系摄影与测定（二）容器法：容器种植主要研究根系生理或生态学特性。
条件容易控制。
1、容器大小与根系体积适应2、种植盒的制作：（三）玻璃壁或玻璃管法：用探头观察根系生长情况。
（四）多孔膜法：尼龙纤维多孔膜(孔径0.3m)二、根系测定方法（一）根系形态特征及其测定方法根系形态特征包括根系体积、几何形状、长度、分布深度、根密度、分枝状况、根重、根表面积、根毛数量和根尖数等。
根系形态与养分、水分的吸收能力有密切关系。
在植物营养研究中，常用的根形态参数主要有根重、根长、根表面积、根密度、根毛和根尖数等。
1、根重根重对于表征根的总量是一个很好的参数，植物吸收养分的数量和速率通常用单位根重作参量。
根重分为根干重和根鲜重两种。
根干重对于养分和水分吸收不是个理想的参数，因为老而粗的根所占的重量很大，而吸收养分和水分的能力很小。
但当了解植物地下部的生产力时，干重常作为估计的标准。
在估算根/冠比（R/S）时，也要用根干重。
测定根干重的方法，一般采用烘干重量法。
在105o C条件下烘干10-20h或在60-70o C下烘干20h，称重。
根鲜重是个理想参数，在植物营养研究方面很有应用价值。
养分吸收大多用根鲜重作参量。
根鲜重容易测定，但准确程度与根外粘附水分有关，故受操作影响较大。
2、根长根长被定义为单位土壤表面积上根系的总长度（L A ），计算公式为：L A ＝ 当根长测定后，如已知根的平均直径，则可以推算根系表面积和根体积，也可用于计算养分吸收速率。
根际微生物与植物的相互作用
D. 根际温度一般比非根际土壤温度高1-2℃; E. 根系的穿插作用，使根际的水分状况和通气条件 优于非根际。
以上条件都有利于形成有利于根际微生物生长繁殖的微环境。
目录
CONTENTS
01 根际的定义与
2. 由于不同植物根际条件的选择性，某些病原菌在相应植物的根际得到加富，更助长了病害的发生。长期种植同一作物 造成根际有毒物质积累，虽然每年施肥充足和采用相同的栽培措施，但作物产量仍每年下降的现象。
3. 某些微生物产生的有毒物质能抑制种子的发芽、幼苗的生长和根系的伸长。 4. 根际微生物产生生长激素过高，可抑制植物生长。
根际微生物对植物的影响
根际微生物对植物的作用
2.不利的影响。
1. 微生物与植物竞争矿质营养，在一定时间内减少了对植物养分的供应，造成对植物生长的不利。反消化细菌使含氮物 质变成N2，养分损失。细菌对某些重要元素的固定可严重影响植物的发育。(例如：细菌固定锌会导致果树得小叶病； 细菌固定氧化锰会使燕麦得灰斑病。)
根际形成的共生关系
2.根瘤
植物根瘤和其中的根瘤菌之间的互惠共生关系， 因为有了这种关系对于保持土壤肥力，增加农作物产 量起着重要的作用。
参与结瘤的细菌有根瘤菌、固氮根瘤菌和缓慢根瘤菌。 固氮根瘤菌能在热带豆科植物茎上结瘤，并以游离生活状态利用N2进
行生长（其它根瘤菌没有此功能）
根瘤 根瘤菌
研究发现，植物能够释放包括萜烯、类黄酮、木素衍生物在内的有 机化合物，这些物质的化学结构与污染物相似，因此它们可以诱导根际微 生物ＰＡＨｓ降解基因的表达，从而促进ＰＡＨｓ的生物降解。
农作物的根系生理与根际微生物研究
农作物的根系生理与根际微生物研究根系是农作物的重要组成部分，直接影响着作物的生长发育和产量。
而根际微生物是指生活在根系周围土壤中的微生物群落，与根系紧密互动，对作物生长起到重要的调控作用。
本文将探讨农作物的根系生理以及根际微生物的研究进展，以期提高农作物的产量和健康。
一、根系生理作为植物的重要器官，根系对水分吸收、养分摄取以及固定植物于土壤中起着关键作用。
根系生理研究旨在深入了解植物根系的结构、发育和功能，并探索其在逆境条件下的应对机制。
1. 根系结构与分布根系结构包括主根和侧根，主根通常负责深入土壤吸取水分和养分，而侧根则广泛分布在主根周围，增加吸收面积。
研究表明，根系的形态和分布特征受遗传和环境因素的共同调控。
2. 水分吸收与传输根系是植物吸收水分和矿质养分的重要器官。
水分通过根毛吸收，随后通过根的细胞间隙和木质部向上运输到地上部分。
根系结构的合理配置和增加根毛等对提高水分吸收效率具有重要意义。
3. 养分摄取与转运农作物根系通过根尖部位的离子吸收和转运系统，摄取土壤中的养分。
不同作物对不同营养元素的吸收有差异，对养分的高效利用可提高作物的抗逆性和素质。
二、根际微生物根际微生物是生活在根系周围土壤中的微生物群落，与根系形成共生关系，对植物的健康和生长起到关键作用。
根际微生物的研究旨在深入了解微生物对根系的促生、防病和解毒等作用机制，并为农作物的生产提供科学依据。
1. 根际微生物种类与功能根际微生物包括细菌、真菌、放线菌等，它们通过与根系的互作，能够提供植物所需的养分、增强植物的抵抗力、抑制植物病原微生物的生长等。
此外，根际微生物还可参与土壤养分循环和有机质降解等重要生态过程。
2. 根际微生物与植物互作根际微生物和植物根系之间存在复杂的相互作用关系。
植物通过分泌物质来吸引有益微生物和抑制植物病原微生物的生长，而有益微生物则通过分解有机质、溶解无机磷等方式促进植物的生长。
3. 聚合物和代谢产物的作用根际微生物通过分泌聚合物和代谢产物等物质，为植物提供养分和生长因子，进一步促进植物根系的发育和生长。
根部营养的名词解释
根部营养的名词解释在植物学中，根部营养是指植物通过根部吸收土壤中的营养物质，并将其转化为植物生长和发育所需的营养成分的过程。
根部是植物的重要器官，它不仅负责吸收和转运水分和营养物质，还起到固定植物体的作用。
根部营养涉及多个相关概念和过程，包括根系结构、离子吸收、根际生态系统等。
首先，根部营养与根系结构密切相关。
植物的根系可以分为主根和侧根。
主根通常是从幼苗发育出来的第一个根系，它向下穿透土壤，吸收水分和营养物质。
侧根则是从主根或其他侧根延伸出来的，它们的分布范围较广，可以增加根系的吸收表面积。
根系的结构决定了植物在土壤中吸收营养物质的能力，因此在植物生长和发育过程中，根系的发育对于根部营养至关重要。
其次，离子吸收是根部营养的重要过程之一。
土壤中的营养物质以无机离子的形式存在，比如氮、磷、钾等。
植物通过根毛吸收这些离子，进而利用它们进行生长和代谢。
离子吸收是一个主动过程，植物根部通过一系列离子通道和转运蛋白来吸收和调控离子的吸收量。
植物对于不同营养元素的吸收具有选择性，根据其生长状态和环境条件的变化，植物可以调控离子吸收和转运的速率，以满足其生长和发育的需要。
此外，根际生态系统也与根部营养有密切的联系。
根际是指根和土壤之间的微环境。
根际内存在着丰富的微生物群落和物质交换。
这些微生物可以通过根系与植物形成共生关系，例如根瘤菌和豆科植物的共生关系，能够固氮为植物提供养分。
此外，其他一些根际微生物如菌根真菌、解磷菌等也可以促进植物对养分的吸收。
根际生态系统不仅对于植物的根部营养有正向影响，还能够增强土壤的结构和肥力。
总之，根部营养是植物生长和发育过程中至关重要的一环。
它涉及到根系结构、离子吸收和根际生态系统等多个方面，这些方面相互作用，共同维持着植物体内的养分平衡和生长发育。
更深入地了解根部营养的概念和相关过程，有助于我们认识植物的生长机制，为农田的肥力管理和植物生产的提高提供科学依据。
根际
根际[gēn jì]英文名称：rhizosphere定义：由植物根系与土壤微生物之间相互作用所形成的独特圈带。
它以植物的根系为中心聚集了大量的细菌、真菌等微生物和蚯蚓、线虫等土壤动物，形成了一个特殊的生物群落。
应用学科：根际是指受植物根系活动的影响，在物理、化学和生物学性质上不同于土体的那部分微域土区。
根际的范围很小，一般指离跟轴表面数毫米之内。
根际的许多化学条件和生物化学过程不同于土体土壤。
其中最明显的就是根际pH值、氧化还原电位和微生物活性的变化等。
在根际土壤溶液中养分浓度的分布与土体土壤有明显差异。
生态学（一级学科）；生态系统生态学（二级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布根际微生物（rhizosphere microbe）植物根系直接影响的土壤范围内生长繁殖的微生物。
有细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动物等。
一般数量比根际外多几倍至几十倍。
它们和植物间是互生关系，与植物根系相互作用、相互促进。
微生物大量聚集在根系周围，将有机物转变为无机物，为植物提供有效的养料；同时，微生物还能分泌维生素，生长刺激素等，促进植物生长。
在植物生长过程中，死亡的根系和根的脱落物（根毛、表皮细胞、根冠等），以及根系向根外分泌的无机物和有机物是微生物重要的营养来源和能量来源；由于根系的穿插，使根际的通气条件和水分状况优于根际外，从而形成利于微生物的生态环境。
根际微生物在同一植物的不同品种可表现出其特异性，如雀稗根际内的雀稗固氮菌（Azotobacter paspali）只在雀稗品种的根际内受到刺激，而在另一品种的根际内则发育不好。
固氮螺菌（Azospirillas sp.）在玉米品种UR-1根际内固氮活性不强，而在UR-1的杂种S1根际内则固氮酶活性很高。
编辑本段特征植物根表及近根土壤中的微生物。
根际一词是希尔特纳于1904年提出的，指植物的根表以及受根系直接影响的土壤区域。
根际微生物在数量和质量上都与根际以外的微生物不同。
根际简介
根际简介根际(Rhizosphere)是指受植物根系生长影响，在物理、化学和生物特性上不同于原土体的土壤微域，是植物-土壤-微生物三者相互作用的场所，也是各种养分、水分和有益或有害物质进入根系参与食物链物质循环的门户，是一个特殊的生态系统。
根际的变化是一个动态过程，它不仅存在于垂直根面指向原土体的横向方向上，而且也存在于沿根轴的纵向方向上，并且根际过程在这两个方向上存在着时空变异。
Rhizosphere一词最先由德国科学家Lorenz Hiltner在1904年提出, 用以描述受豆科植物根系影响的土壤微域，在这个微域内微生物的数量远远高于土体（Hiltner，1904 ）。
通过电子显微镜观察证实，作物根与土壤之间有一粘液层，它是由新生根的根冠、根毛、表皮细胞分泌的粘液、根际微生物分泌物、脱落细胞的降解产物等组成的。
此粘液层的厚度可达１０－５０微米，粘液层的外沿最先吸附土壤中的粘粒，以后再伸展到土壤孔隙中与土壤相混合。
粘液与土壤混合层可以扩展到离根表１－４毫米。
粘液层具有亲水性，土壤中的可溶性养分可以溶解于内而被根系吸收。
粘液层中含有大量有机物质，是微生物繁殖生存的天然培养介质。
根际是受活的根系影响的土壤微域，根际范围的大小受土壤类型、植物种类、年龄和其它因子的影响(Curl and Truelove,1986)。
一般认为，根际的范围可达几毫米，对于某些沙漠植物或沙丘植物甚至可达几个厘米。
由于根系的不断生长，根表特性沿根轴方向差异较大，在根的一生中，根际的特性处于不断变化之中。
此外，一些微生物如细菌和真菌可侵入到根的皮层组织,在正常生长的根系中，表皮或皮层的细胞由于各种原因可能遭到损伤、脱落而死亡，因此根际也被定义为沿根轴垂直方向从根的内皮层向外一直延伸到土壤，由微生物构成的连续体(Old and Nicholson,1978)。
根际通常被划分为外根际和内根际两部分，外根际通常指土壤微域，内根际通常指根面以及受微生物侵染的根的表皮和皮层区域。
植物根际微生物的种类和作用机制
植物根际微生物的种类和作用机制植物生长和发育过程中，微生物与植物根系的相互作用很重要，尤其是根际微生物的种类和作用机制。
根际微生物由单细胞真菌、细菌、放线菌、赤藻、霉菌和双细胞等组成，它们广泛存在于土壤中，与植物根系密切联系，能够对植物的生长和发育产生影响，促进植物的健康生长。
本文将全面介绍植物根际微生物的种类和作用机制。
一、根际微生物的种类1.细菌细菌是根际微生物中数量最多的一类。
它们广泛存在于土壤中，与植物根系形成密切联系。
根际细菌与植物根系相互作用，可以通过固氮、溶解磷、辅助养分吸收等多种途径对植物生长起到积极作用。
常见的根际细菌有益生菌、杆菌、链霉菌、放线菌等。
2.真菌真菌是另一类重要的根际微生物，它们广泛存在于土壤中，在植物根际形成复杂的微生态环境。
与细菌相比，真菌可以利用复杂的碳源和氮源，也可以通过与植物根系交换养分，起到重要作用。
常见的根际真菌有促根菌、腐生菌、木霉菌等。
3.放线菌放线菌是一类特殊的细菌，具有多种生理和生化特性。
根际放线菌与植物根系交流的机制与杆菌类似，它们有利于植物对环境逆境的适应和养分吸收。
常见的根际放线菌有棒菌属、Streptomyces属等。
4.双细胞双细胞是一类重要的土壤真菌，与植物根系之间存在着共生关系。
双细胞不但可以促进植物养分吸收和生长发育，还可以提高植物的抗逆性和病害抵抗力。
双细胞的种类很多，其中最常见的是拟青菌根菌和丝核菌。
二、根际微生物的作用机制1.促进养分吸收根际微生物可以通过促进植物对土壤养分的吸收，提高植物的营养状况。
这是根际微生物对植物的最主要作用。
如通过根际固氮菌的固氮作用，植物能够吸收到大量的氮元素，提高植物的生长速度和产量。
2.调节植物生长根际微生物通过调节植物生长激素的产生和分泌等方式，对植物生长发育起到积极作用。
例如，根际杆菌可以产生细胞分裂素和生长素等生长激素，促进植物的芽分化和根系生长，提高植物的适应性。
3.抑制有害微生物根际微生物能够抑制土壤中一些有害的微生物，减少它们对植物的危害。
(完整word)根际简介
根际简介根际（Rhizosphere)是指受植物根系生长影响,在物理、化学和生物特性上不同于原土体的土壤微域，是植物—土壤-微生物三者相互作用的场所，也是各种养分、水分和有益或有害物质进入根系参与食物链物质循环的门户，是一个特殊的生态系统.根际的变化是一个动态过程，它不仅存在于垂直根面指向原土体的横向方向上，而且也存在于沿根轴的纵向方向上，并且根际过程在这两个方向上存在着时空变异.Rhizosphere一词最先由德国科学家Lorenz Hiltner在1904年提出，用以描述受豆科植物根系影响的土壤微域，在这个微域内微生物的数量远远高于土体(Hiltner,1904 ）。
通过电子显微镜观察证实，作物根与土壤之间有一粘液层,它是由新生根的根冠、根毛、表皮细胞分泌的粘液、根际微生物分泌物、脱落细胞的降解产物等组成的。
此粘液层的厚度可达１０－５０微米，粘液层的外沿最先吸附土壤中的粘粒,以后再伸展到土壤孔隙中与土壤相混合。
粘液与土壤混合层可以扩展到离根表１－４毫米。
粘液层具有亲水性，土壤中的可溶性养分可以溶解于内而被根系吸收。
粘液层中含有大量有机物质,是微生物繁殖生存的天然培养介质.根际是受活的根系影响的土壤微域，根际范围的大小受土壤类型、植物种类、年龄和其它因子的影响(Curl and Truelove，1986)。
一般认为,根际的范围可达几毫米，对于某些沙漠植物或沙丘植物甚至可达几个厘米.由于根系的不断生长，根表特性沿根轴方向差异较大，在根的一生中,根际的特性处于不断变化之中.此外,一些微生物如细菌和真菌可侵入到根的皮层组织，在正常生长的根系中，表皮或皮层的细胞由于各种原因可能遭到损伤、脱落而死亡，因此根际也被定义为沿根轴垂直方向从根的内皮层向外一直延伸到土壤,由微生物构成的连续体（Old and Nicholson,1978）.根际通常被划分为外根际和内根际两部分,外根际通常指土壤微域，内根际通常指根面以及受微生物侵染的根的表皮和皮层区域。
根际微生物与植物的相互作用
CONTENTS
01 根际的定义与
意义
02 根际微生物对
植物的影响
03 根际形成的共
生关系
04 根际微生物在
生态修复的应 用
根际的定义与意义
定义：
“根际”植物根系直接影响下的特殊生态环境，即从根 表面到距根1～2mm范围受根系分泌物控制的薄层土壤。
“根际效应”在根际中，植物根系的细胞组织脱落物和 根系分泌物为根际微生物提供了丰富的营养和能量，使植物根 际中的微生物数量和活性显著高于根际外土壤的现象。
根际的定义影响根际土壤的气体组分、pH值、
Eh（氧化还原电位值）等；
➢ 离根越近，CO2的含量越高，O2的含量越低； ➢ O2含量少影响根际范围的Eh，一般偏低； ➢ 由于根系分泌有机酸影响根际的pH值，一般偏酸。
根际的定义与意义
根际的意义
C. 根系的吸收作用对根际土壤微生物的影响；
➢ 根系吸收作用强，分泌物也就多，根际效应也就大。 ➢ 根系吸收作用强，根际水分充足，根际微生物发育量也就大。
D. 根际温度一般比非根际土壤温度高1-2℃; E. 根系的穿插作用，使根际的水分状况和通气条件 优于非根际。
以上条件都有利于形成有利于根际微生物生长繁殖的微环境。
目录
CONTENTS
01 根际的定义与
研究表明，紫花苜蓿通过根际效应可以有效刺激土壤根际土著微生 物活性和数量的增加，从而有效促进土壤PAHs降解，接种菌根真菌能增 加PAHs的生物可利用性，提高吸收率与矿化率。
多环芳烃
紫花苜蓿
菌根真菌
根际微生物在生态修复的应用
2.湿地沉积物中多环芳烃降解
多环芳烃是水环境中普遍存在的一类具有遗传毒性、芳烃受体效应 和内分泌干扰效应的污染物。水生植物的根际效应和功能内生菌的定殖可 以有效地控制和修复多环芳烃污染的沉积物。
药用植物根际微生物组
药用植物根际微生物组
药用植物根际微生物组是指与药用植物根系共生的微生物群落。
根际微生物组包括细菌、真菌、放线菌、古菌等微生物，它们与药用植物根系之间建立了生态关系。
药用植物根际微生物组对药用植物的生长和健康具有重要影响。
首先，根际微生物组能与植物根系建立共生关系，互为益生共生。
其中，一些微生物如根瘤菌等能固氮，为植物提供有机氮源，促进植物生长；而其他微生物如真菌和放线菌则能合成多种有益物质，如激素、抗生素等，促进植物生长和抵抗病害。
其次，根际微生物组还能提高药用植物的抗逆性。
研究表明，某些根际微生物能够促进植物根系的生长和发育，提高植物的耐盐、耐寒、耐干旱等逆境条件下的生存能力。
此外，根际微生物组还具有抑制土传病害的功能。
一些微生物能够分解土壤中的有机物，抑制土传病原菌的生长，从而保护药用植物的根系免受病原菌的侵害。
综上所述，药用植物根际微生物组对药用植物的生长和健康至关重要。
研究和应用根际微生物组可能为药用植物的种植和生产提供一种可行且环保的方法。
根际土壤的采样方法
根际土壤的采样方法根际土壤是指与植物根系直接接触并对其生长发育产生影响的土壤。
了解根际土壤的性质和组成对于植物栽培和生物地球化学循环研究具有重要意义。
采样是获取根际土壤样品的重要步骤，下面将介绍几种常用的根际土壤采样方法。
1.根际土柱采样法根际土柱采样法主要用于获取小根系植物的根际土壤样品。
首先选择具有代表性的根系发达的、健康的植株；使用平面镐或类似器具，在植株周围挖取一个直径为30-50厘米、深度20-30厘米的土块；然后，将土块竖直切割成2-3厘米宽的根际土柱。
根际土柱应立即被放入塑料袋中，并尽可能避免根际土壤与其他土壤混合。
根际土柱的采样应遵循无菌操作，以避免微生物和酶的活性丧失。
2.根际土壤表层采样法根际土壤表层采样法是针对根系浅而广泛分布的植物而设计的。
首先使用铁铲或土壤钻等工具将根际土壤表层（一般为0～20厘米）剖离，然后使用土壤勺或类似工具将根际土壤样品取出，并放入无菌采样袋中。
采样时应避免根际土壤样品与其他土壤混合，并尽量避免损伤根系。
3.根际土平行抽样法根际土平行抽样法适用于研究根际土壤在垂直方向上的变化。
该方法需要租用或自行制作一种可控制深度的土壤钻。
首先在根系分布范围内，根据研究需要确定一定数量的水平线，然后在每条水平线上选择若干个固定深度（例如0～20cm、20～40cm等）的采样点。
使用土壤钻进行土壤样品采集，并根据标志物（例如铁钉、地锥等）对每个采样点进行标记，以后方便定位和分析。
4.深层根际土壤孔隙液采样深层根际土壤孔隙液是根际土壤中重要的矿质和有机物质运输介质，对于研究植物和土壤水分、矿质元素吸收和释放等过程具有重要意义。
深层根际土壤孔隙液的采样可以使用土壤墨滴法、压滤法等。
首先选择具有代表性的、根系发达的植物进行采样，然后使用墨滴法或压滤法将孔隙液从根际土壤中采集，注意采样过程中避免空气进入，以免改变样品中微生物和酶的活性。
5.其他辅助采样方法除了上述常用的根际土壤采样方法外，也可以根据研究需要，采用其他辅助的根际土壤采样方法，如土壤水分提取法、土壤酶活性提取法等。
根际分泌物对土壤固碳原理
根际分泌物对土壤固碳原理
根际分泌物对土壤固碳具有重要影响。
根际分泌物是植物根系
周围释放的一种复杂混合物，包括有机物质、酶、激素和其他化合物。
这些分泌物可以促进土壤微生物的活动，增加土壤有机质的分
解和转化，从而影响土壤碳的固定和释放过程。
首先，根际分泌物中的有机物质可以作为微生物的碳源，促进
土壤微生物的生长和活动。
微生物通过分解有机物质，释放二氧化
碳等气体，一部分碳被微生物固定在土壤中，形成稳定的有机质，
从而实现了碳的固定。
其次，根际分泌物中的酶和其他化合物可以影响土壤中有机质
的分解速率和方式，促进土壤中碳的固定。
例如，一些根际分泌物
中的化合物可以促进土壤中的腐殖质形成，增加土壤有机碳的含量。
此外，根际分泌物中的激素可以影响植物的生长和根系的发育，进而影响土壤中有机质的输入和分解速率，间接影响土壤碳的固定
过程。
总的来说，根际分泌物通过影响土壤微生物活动、有机质的分
解和转化、植物生长等途径，对土壤碳的固定起到重要作用。
这一过程对于土壤的碳储存和生态系统的碳循环具有重要意义。
植物与根际微生物相互作用
植物与根际微生物相互作用植物与根际微生物之间存在着一种重要而复杂的相互作用关系。
在这个根际微生物世界中，植物的根系统为微生物提供了一个适宜的栖息地，而微生物则通过一系列的方式为植物提供多种好处。
这种相互作用对于植物的生长发育、营养吸收、病害防治等方面都有着深远的影响。
首先，根际微生物可以促进植物的生长。
根际微生物中的一些细菌和真菌能够分解土壤中的有机物质，并将其转化为植物可吸收的养分。
例如，一些固氮细菌能够将空气中的氮转化为植物可利用的形态，从而增加植物的氮素供应。
此外，一些根际微生物还能够合成植物生长激素，如植物生长素和赤霉素，促进植物的生长与开花。
其次，根际微生物还可以提高植物对病原菌的抵抗能力。
一些根际微生物具有拮抗作用，通过竞争营养、分泌抗菌物质等方式阻碍病原菌的侵染。
此外，根际微生物还能够诱导植物的免疫系统，增强植物对病原菌的防御能力。
通过与根际微生物的相互作用，植物能够更好地抵御病害，减少使用化学农药的依赖。
除此之外，根际微生物还能够改善土壤的物理性状和化学性质，为植物的生长创造良好的环境。
例如，一些根际微生物能够分解土壤中的有机质，改善土壤结构，增加土壤通气性和保水性。
同时，它们还能够分解土壤中的固体颗粒，释放出矿物质元素，提供植物的养分来源。
这些改善土壤的作用对于提高植物的产量和品质具有重要意义。
最后，植物与根际微生物之间的相互作用还涉及到植物信号传导、共生共存等复杂的生物学过程。
通过分泌和感知植物信号物质，根际微生物能够识别并感应到植物的需求，从而作出相应的响应。
这种信号传导的过程可以帮助植物与根际微生物之间建立一种协同共生的关系，使它们能够互利共赢。
总之，植物与根际微生物之间的相互作用是一种非常复杂而紧密的关系。
通过这种相互作用，植物能够获得营养和保护，而根际微生物则在植物根际中找到了一个适宜的生存环境。
进一步的研究和探索这种相互作用关系，对于提高农作物的产量和品质，减少农药的使用，具有重要的理论和应用价值。
根际环境在环境科学中的地位
根际环境在环境科学中的地位根际环境是环境科学中一个不可或缺的研究领域，它是指植物根系与周围土壤之间的微环境。
根际环境的状况对植物的生长、发育和产量具有重要影响，同时也与全球气候变化、土壤质量、水体保护等多个环境科学领域密切相关。
因此，对根际环境的研究具有重要的实际意义。
根际环境是指植物根系所占据的微域环境，是植物根系与土壤微生物、有机质、无机养分等相互作用的结果。
根际环境具有丰富的生态功能，如物质循环、能量流动和信息传递等，是植物吸收水分和养分的重要区域。
根际环境还是土壤中各种生物活动的主要场所之一，这些生物活动包括有机质的分解、氮的固定和转化等。
根际环境的特点主要表现在以下几个方面。
根际环境的生物多样性非常丰富，包括大量的微生物、植物根系和土壤动物等。
这些生物在根际环境中相互作用、相互影响，形成了复杂的生态系统。
根际环境对外界环境的变化非常敏感。
例如，土壤中养分的供应状况、水分含量、pH值等因素的变化都会对根际环境产生影响。
根际环境的时空异质性较大。
不同植物种类、不同生长时期以及不同土壤类型下的根际环境都有所不同。
根际环境在环境科学中具有广泛的应用价值。
根际环境在污染控制方面发挥着重要作用。
植物根系可以吸附和累积重金属、有机污染物等，从而降低土壤污染的风险。
根际环境还是土壤质量评估的重要指标之一。
通过对根际环境中微生物群落、酶活性等方面的研究，可以对土壤质量进行科学的评估。
然而，根际环境在研究、应用等方面也面临着许多挑战。
根际环境中生物多样性的复杂性使得研究难度加大，需要更加深入的研究和探索。
根际环境受到多种因素的影响，如气候、土壤类型、植物种类等，使得其具有较大的不可预测性。
由于根际环境的时空异质性较大，需要采取更加精细的研究方法和技术，以揭示其生态功能的本质。
随着环境问题的发展，根际环境在未来可能扮演更为重要的角色。
例如，在气候变化方面，植物根际环境中的微生物群落和酶活性可能会受到影响，从而对全球气候变化产生影响。
根际名词解释
根际名词解释
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它可以用不同形式提供，比如文章、图书、教材或网络上的信息，这种方法可以帮助初学者更快地掌握专业技能。
植物根际的研究方法简介
根际的原位研究
取自制的清洗干净的有机玻璃盒，平放在实验台 上。将不同处理的幼苗从营养液中取出，用蒸馏 水冲洗根系并用清洁吸水纸将根系上的水分吸干， 将幼苗仔细铺展在有机玻璃盒中，植株地上部置 于盒外，并用胶带纸固定好植株。
三.根际研究新技术的发展
1. 放射自显影法 2. 微电极法 3. 电子探针法
4.根箱法
根际微环境的模拟培育
1.根袋法
植物
盆钵 尼龙网纱 土壤
d=3.4cm h=12cm D=12cm H=14cm
幼苗生长到一定 时期，取袋中土 为根际土，离根 袋25mm以外的土 为非根际土
根际微环境的模拟培育
2.根垫法
载体：琼脂或者滤纸
Fe(III)的还原
根际的原位研究
双子叶植物对缺铁的反应
缺铁对根际Eh的影响
缺铁对根际pH的影响
pH的变化
根际的原位研究
1.3 根分泌物络合铝的原位显色
• 含有Al-金黄色素三甲酸的琼脂 片放在根表面，根分泌物中的有 机的络合物与Al-金黄色素三甲 酸竞争Al3+ 导致琼脂的褪色
2.1 Kuchenbuch and Jungk 法
陶制多孔板，使保 持水分
尼龙网纱下的整个 土壤表面为根土界 面，切片采集根际 土壤
缺点：蒸腾强度高 时，植物易出现凋 萎现象
根际微环境的模拟培育
2.2 改进根垫法
框 筛网
盒组
土壤 外盒
植株生长在筛网上的石英 砂中
六个相同的盒组成一个盒 组，增加了土样量
200 kg N/ha
NO3- 吸收 时释放OH或者对H+ 的吸收
植物根际的研究法简介
得分：_______南京林业大学研究生课程论文2014 ～2015 学年第一学期课程名称：根际研究法论文题目：植物根际研究方法简介学科专业：土壤学学号：姓名：任课教师：二○一四年十二月植物根际研究方法简介一、根际的定义根际(rhizosphere)是受植物根系生长的影响，在物理化学和生物学特性上不同于原土体的特殊土壤微区，是植物、土壤、微生物及其环境条件相互作用的场所，也是各种养分、水分、有益和有害物质及生物作用于根系或进入根系参与食物链物质循环的门户，是一个特殊的生态系统。
根际的范围通常是指距离根表1-4㎜的土壤微区，但因植物种类和土壤的性质不同，根际范围变异很大。
根际的变化是一个动态过程；它不仅存在于垂直根面指向土体的横向方向上，也存在于沿根轴的纵向方向上，并且根际动态过程在这两个方向上存在着时空变异。
自1904年德国微生物学家Hiltner提出“根际”的概念以来，随着研究手段的不断改进和人们认识的逐步深入，其内涵和外延已经得到了极大的丰富和发展。
根际是植物、土壤和微生物及其环境相互作用的中心，是植物和土壤环境之间物质和能量交换员剧烈的区域，是各种养分和有害物质从无机环境进人生命系统参与食物链物质循环的必经通道和瓶颈。
环境胁迫下的根际动态是植物对环境刺激内应的集中表现，植物根系释放的分泌物强烈地改变了根际的生物学和化学过程，不仅可以活化土镶养分、提高土壤养分资源的利用效率，而且还可以钝化根际中的有毒物质，使植物免遭毒害，减少对食物链的污染。
由此可见，研究根际动态过程具有重要的理论和实践意义。
正因为如此；有关根际动态的研究一直是国内外环境生物学、植物学、植物生理学、土壤学、微生物学、生态学、遗传学和分子生物学等学科联合研究的重要内容，也是国际研究的前沿领域。
二、根际的研究方法根际研究的进展依赖于研究方法和研究技术的不断进步与创新。
根际研究方法汲取了植物学微生物学、植物生物化学、分析化学、一起分析以及分子生物学研究方法的精华，并在实践中不断改进和完善，形成了一整套的根际研究方法。
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根际rhizosphere字体[大][中][小]受植物根生命活动的影响，在物理、化学和生物特性上不同于原土体的根周围的土壤微区。
它是土壤-根系-微生物相互作用的产物，并依据植物种类或品种，土壤性质和环境条件形成特定的微生态体系。
在这一微区中进行着活跃的物质转化和流通，以及动力学过程。
这些过程直接影响着植物的生长发育、水分和养分的吸收利用、有益和有害微生物的存活和繁殖，植物对逆境的调节反应等等。
因此，根际环境是当今植物营养学科中新兴的边缘学科分支，涉及到土壤化学、植物生理学和微生物学的交叉科学。
根际是从希腊文根(rhizo)和圈围(sphere)两字合并而来。
1904年由德国微生物家学L.赫瑟(Hilther)将这一名词应用于豆科作物，称根周围密集的细菌数量和活性为根际效应。
以后，根际的概念由单一的微生物效应扩展到物理、化学和生物效应的各个方面，使之从理论到应用发展成为现代化农业中极为重要的基础研究课题。
根际研究的深入是与微观技术的发展分不开的。
继电子显微镜以后电子探针显微分析，微电极等原位检测手段应用到生物科学后，也为根际养分状况和化学变化等的微观研究提供了可能。
而根际土壤的液氮冷冻和切片技术相结合的方法建立，进一步扩展了根际研究的范围，为微区距离间水分、养分和微生物分布等的梯度变化积累了资料。
80年代以来，高压液相色谱仪和穆斯堡尔谱仪的应用，对根际分泌物和根际土壤中某些重金属化学行为的研究更有所推进。
根际的显微特征由于根表面在空间和时间上的发展，不同根区的根际显微特征不尽相同(图1)。
其中根冠细胞中的高尔基体分泌大量的粘液到根外，以及与脱落组织降解物混合，在根与土壤之间形成厚度为几微米到几十微米的粘液层。
这层粘液与土壤颗粒有很强的亲和性，在其外沿粘附土粒形成一圈土壤鞘，直径约为根直径的一倍，粘附的程度表现为经水重复冲洗后仍不易洗脱。
其后的根伸长区，存在结构致密的表皮细胞。
这层细胞仅有初生壁，胞壁外的根冠延伸的及细胞分泌的粘液，它们与初生壁混为一体，厚度约为1～10微米。
其中出现少量的细菌群落。
当细胞停止伸展后，次生壁形成，粘液层中细菌和其它微生物数量明显增加。
图2成熟根区内土壤、细菌群落和细胞壁图3粘液-土壤过渡层物理特征根际内的水分状况取决于土壤中水分的流速、植物根系的吸水速率和单位土体中根系的总长度。
根表面水分流量的最高值为每天每平方厘米1立方厘米，相当于每天单位厘米根长吸收0.1立方厘米水。
在湿润土壤上，水流速度约为单位面积0.2×10-6立方厘米。
因此，在土壤含水量较低时距根5毫米的根际土壤中出现水分亏缺梯度;潮润土壤上水分亏缺区仅在根周围，2毫米以外即不明显;湿土上则不存在水分亏缺区。
(×、·为重复的不同土块测定数据)在一定范围内水分亏缺区的存在可增加根际内水分的流速，其线型速率可超过每秒1.7×10-6厘米。
因此，也有利于质流过程中养分向根的运输。
当然，在亏缺达到水分胁迫的临界值以上时，将引起粘液层收缩，影响根与土壤接触，从而降低根际中养分的溶解和运输。
由于根系通常沿着土壤孔隙伸展，在一般情况下土壤孔隙比根直径要小。
因而根际土壤存在紧实效应。
这种紧实压在根尖区的最大值可达帕。
但实际上受根挤压的土壤范围很小，通常只是紧靠根表的周围土壤。
应用穿透计曾测出，小麦根尖周围粉砂壤土的容重由提高到1.55。
在粘土上豌豆根周围0.5～1.5毫米内土壤的孔隙比由1.19下降至根际土壤的容重增加将伴随气体中含氧量减少，当降至10%以下时则明显影响根的生长和生理代谢过程。
根际的化学特征包括酸碱度、氧化还原状况的变化、养分的亏缺和累积，以及养分的络合、溶解等化学过程。
反映酸碱度的量值。
根际的氢离子浓度通常与原土体有明显的差别。
这是由于根系分泌H+或HCO-3(阴离子的比例不同，而有密切关系。
其中氮素形态、某些养分缺乏均可诱导根际pH值的变化。
各类作物根系对硝态氮和铵态氮的吸收都是很迅速的。
当两种形态的氮共存于生长介质中，由于铵态氮对硝酸还原酶的抑制作用，作物通常优先吸收铵态氮，然后吸收硝态氮。
因此，根际会出现pH值先下降，再上升的过程。
而铵态氮或硝态氮分别作为唯一氮源施用时，铵态氮将引起硝态氮则上升。
这种变化趋势在大多数植物种类中都相似，禾谷类作物的这种变化规律更为显著值下降。
这主要是因为豆科植物在共生固氮中释放出质子，以及硝酸还原酶作用的位置主要在地上部的叶片中，根组织内不致因游离硝酸离子引起阴阳离子不平衡而使pH值上升。
图5氮素形态对根系介质pH值的影响稻、麦、油菜、豆类等作物的根际pH值随供磷水平下降而显著降低，并有明显的昼夜变化(图6)。
强光照下更为敏感，表明根际pH值与磷水平的关系是与光照影响磷同化能力相联系。
当供磷不足时，稻、麦根际酸化的部位主要在根尖4厘米以上的吸收区，而羽扇豆在低磷条件下局部形成短的不定根，呈串状簇生根。
这类根周围的pH值明显下降。
缺磷逆境下作物还诱导有机酸从根溢泌，根际中柠檬酸量显著增加。
表明，磷不足时，植物体内代谢失调，使柠檬酸在体内相对积累而外溢。
因此，磷逆境条件下通过根际酸化，有利于土壤中难溶性磷部分溶解，由此提高土壤磷的利用率。
图6水稻根系分泌H+量的昼夜变化缺铁在双子叶和大多数单子叶作物中引起根尖膨大，表皮层的层次增加，其中有转移细胞形成。
这部分细胞大量溢泌H此基础上根细胞质膜上还原酶活性增加，促使根表面高铁还原而被吸收。
禾谷类作物则完全不同，缺铁时并不引起根际酸化。
值变化以提高对土壤养分的利用率，可以认为是对逆境条件的一种适应性。
这种适应的强弱主要受遗传因素的影响。
因此，植物种类或品种间均有差异。
此外，土壤缓冲性能、原有土壤pH值的基础，以及水旱条件等都对这种适应性反应的表现程度有影响。
表示氧化还原电位大小的量值。
它是由氧化剂和还原剂的活度比所决定。
因此，在一定的体系中，Eh值愈大氧化强度愈大。
旱作物O2和释放CO2，脱落物降解等耗氧过程等使E h值比原土体要低;而水稻根际则与旱作不同，在拔节前。
而且不同土层深度(0～30厘米)趋势都相同。
这是由于水稻在淹水条件下具有从地上部向根输送氧气的特殊适应性。
但是，拔节以后，茎节形成，地上部向根输氧的通道受到阻碍，同时厌氧性根际细菌滋生。
因此，根际的Eh值明显下降，低于原土体，直到表层的浮根出图7两种NH+4-N肥料在作物根际土壤中的分布情况有效磷的亏缺仅限于离根1毫米左右，相当于根毛长度。
在砂性土壤上亏缺范围可扩展到4毫米以内。
磷亏缺的范围很窄的原因是与它在土壤中有效扩散系数很小有关，通常为10-9～10-11厘米/(厘米2·秒)。
显然，仅仅依靠土壤中有效磷径向扩散以供应根系吸收是难以满足需要的。
而依靠新生根的伸展不断获取根附近新土区中的磷则是主要的途径。
钾的梯度变化类似于铵态氮，但亏缺范围比后者要小，通常在离根8～10毫米的范围内。
代换性钾和迟效性钾(1摩尔/升HCl提取)有类似的亏缺趋势。
但是，在土壤水分含量较高时有效钾在根际可出现相反的向根富集的现象。
有效性锰、锌和硅通常也在根际出现亏缺。
硼和钼在根际的含量变化取决于它们在土壤溶液中的浓度。
浓度低时可出现亏缺，浓度高时则累积。
根际亏缺梯度的存在有利于土壤养分向根扩散。
但是，亏缺量过大时则影响根系的吸收。
土壤溶液中NO-3、SO2-4、Ca2+、Mg2+等含量相对较大。
因此，这些养分通常作为溶质随着植物蒸腾流的水势差向根迁移，即质流过程。
通过这种过程流向根表面的量一般是供大于求，由此而出现顺浓度梯度，累积率可达10%～30%，但梯度存在的范围很窄，通常不超过5毫米。
有机物根际土壤中有机碳含量比原土体明显增加。
其来源主要是根系分泌物，这些物质在化学上具有多样性，从简单的低分子量的有机酸、糖、氨基酸，到复杂的维生素和植物激素;还有大分子的多种碳水化合物、肽和蛋白质，以及根组织的脱落物等等。
这些有机碳约占光合产物的30%左右。
此外，微生物在根际的迭代更新，残体的生物量也大大超过原土体，成为根际有机物质的主要组成成分。
它们以粘肽和结构蛋白质与根际分泌物混合，并可进一步分解成氨基糖和有机氮化物。
这些多种来源相混合的根际有机物质吸持的养分比土壤原有的有机物质易于矿化，成为根际供给植物养分的贮备库。
仅从氮量来看，这部分有效态氮约占根际供氮量的60%以上。
同时，根际有机物质的相对聚集也有利于土壤团粒结构的形成，改善土壤的物理性质。
生物特性根际微生物群落的数量可达到每立方厘米土壤上细菌数为109个、放线菌约107个、真菌约106个、原生动物约103个和藻类约103个。
然而，绝大多数的微生物仅存在根表面50微米以内，而且只覆盖7%～15%的根表面。
其分布的规律性是趋向于聚集在粘液密集或分泌物多的位置，如表皮细胞相连接的凹槽处，根毛的尖端和基部，以及侧根出生的突破口处。
扫描电镜的观察表明，即使处于根表皮层10微米以内的细菌也不直接附着在根表面上，而是包埋在粘液层中或本身有胶膜包围。
距根1毫米以外部位的微生物数量则显著下降，平均只有根面上的30%左右，并随距离增加其数量呈梯度减少。
通常应用根际内不同距离微生物的数量(R)与原土体中数量(S)之间的比值表示微生物的根际效应。
豆科植物的R/S值明显高于禾本科植物。
然而，R/S值的大小与植物生长期有密切关系，大多数一年生植物的R/S值随植物生长而不断增加，直到生理活动的高峰期为止，如小麦不同发育时期根际细菌、放射菌和真菌的R/S值均以分蘖期最高，开花期次之，苗期和成熟期则很低。
聚集在根际的微生物对高等植物生长可能有害也可能有益。
一般情况下各种未灭菌的根际土壤的吸氧量比灭菌的要高。
大田条件下麦类作物约高2～4倍。
施肥后的摄氧量更高，CO2释放量也明显增加，促使根际土壤的氧化还原电位下降，从而可增加某些难溶性养分的溶解度。
另外，某些微生物可以产生激素、固氮、溶磷，以及对养分转化的有益作用。
与此同时，根际土壤中也存在一些有害的微生物，如土传病原菌，引起氮素损失的反硝化细菌等等。
无疑，根际是一个微生物活动极为活跃的区域，影响着植物养分的固持、矿化和有效性。
并且在种群上与植物遗传特性和土壤性质有着密切关系，形成多种多样特定的根际微生物体系，决定着农作物的生长发育和产量。
总之，根际土壤虽然只占土体体积的1%～3%。
但由于其特殊的生态环境，对水分、养分的迁移和转化，有益和有害微生物的繁殖和控制，以及污染化学毒物的降解等方面起着重要的作用。
因而与现代化农业管理、提高作物生产力都有着十分密切的关系。
字数：5818参考文献Elroy A. Curl and Br yan Tr uelove,The R hizospher e.Spri nger-verl ag,Berli n Hei del berg,New Yor k,1986.作者：刘芷宇知识来源：中国农业百科全书总编辑委员会农业化学卷编辑委员会,中国农业百科全书编辑部编.中国农业百科全书·农业化学卷.北京：农业出版社.1996.第108-112页.。