磷与水分互作的根土界面效应及其高效利用机制研究进展

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摘要：【目的】磷与水分利用率低是制约作物生产的重要因子。磷必须在水分的作用下通过根土界面才能被作
物吸收利用，磷和水分在根土界面的互作效应是影响其高效利用的关键环节。本文以根际为核心，重点综述了
磷与水分在根土界面的互作机制，并剖析了通过强化根土界面磷与水分的协同，提高农田水肥资源利用效率的
磷与水分互作的根土界面效应及其高效利用机制研究进展
王昕，李海港，程凌云，王宝兰，申建波ｈ
（１中国农业大学资源与环境学院植物营养系，植物一土壤相互作用教育部重点实验室，北京１００１９３；
２中国科学院植物研究所，北京１０００９３）
ｆａｒｍｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．Ｏｎｌｙｕｎｄｅｒｔｈｅｄｒｉｖｉｎｇｌｏｆｗｂｙｓｏｉｌｗａｔｅｒ，ｐｈｏｓｐｈｏｕｓｒｃａｎｂｅａｂｓｏｒｂｅｄｂｙｐｌａｎｔｓｍａｉｎｌｙｖｉａｔｈｅ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９３，Ｃｈｉｎａ，２ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＢｏｔａｎｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９３，Ｃｈｉｎａ）
根际调控途径。【主要进展】根系的形态和生理变化深刻影响磷和水分的有效性，而根系生长和根际过程依赖
于植物的营养和水分供应状况，作物根层适宜的水分和养分供应水平能最大化根系和根际过程的效率，从而促进作物对磷与水资源的高效利用。作物根系除了能对根层土壤中磷和水分的系统供应做出响应外，也对局部磷
ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｔｈｅｉｒｅｉｃｆｉｅｎｔｕｓｅ
ＷＡＮＧＸｉｎ，ＬＩＨａｉ．ｇａｎｇ，ＣＨＥＮＧＬｉｎｇ。ｙｕｎ，ＷＡＮＧＢａｏ．１ａｎ，ＳＨＥＮＪｉａｎ — ｂｏ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ】Ｌｏｗｕｓｅｅｆｉｆｃｉｅｎｃｉｅｓｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｎｄｗａｔｅｒａｒｅｋｅｙｌｉｍｉｔｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｉｎｉｎｔｅｎｓｉｖｅ
和水分的变化产生形态和生理上的反应。根系响应磷和水分的表型可塑性与植物激素的调控作用密切相关。
ＡＢＡ、乙烯、ＮＯ均参与磷和水分互作的调控过程，重要作用，
并与植物的营养状况密切相关。【展望】深人理解根土界面水与磷互作的协同过程及其调控机制是提高集约化
ｒｏｏｔ — ｓｏｉｌｉｎｔｅｒｆａｃｅ．Ｒｏｏｔ — ｓｏｉｌｉｎｔｅｒｆａｃｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｐｈｏｓｐｈｏｕｓｒａｎｄｗａｔｅｒｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓａｒｅｔｈｅｋｅｙｐｏｉｎｔｓｉｎｔｈｅｉｒｅｉｃｆｉｅｎｔｕｓｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｂｙｃｒｏｐ．Ｔｈｉｓｒｅｖｉｅｗｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｒｅｃｅｎｔａｄｖａｎｃｅｓｏｎｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｎｄｗａｔｅｒｉｎｒｏｏｔ－ｓｏｉｌｉｎｔｅｒｆａｃｅａｎｄｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄｔｈｅｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｏｆｉｍｐｒｏｖｉｎｇ
作物体系水分和磷利用效率的关键。未来的研究方向与重点包括：进一步揭示磷和水分互作与激素信号途径之
间的关系，探明农田生态系统中磷与水分互作的根土界面效应及其高效利用的协同机制，建立不同种植条件下
水肥资源高效利用的根际调控途径，为通过根系、根际的定向调控，发挥其生物学潜力，提高集约化农田水肥
植物营养与肥料学报２０１７，２３（４）：１０５４ — １０６４
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
ｄｏｉ：１０．１１６７４／ｚｗｙ￣１６４５４ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｌａｎｔｎｕｔｒｉｆｅｒｔ．ｏｒｇ
资源的利用效率提供科学依据。关键词：磷；水分；作物；根土界面；根际互作；利用效率
Ａｄｖａｎｃｅｓｏｆｒｏｏｔ・ｓｏｉｌｉｎｔｅｒｆａｃｅｅｆｆｅｃｔｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｎｄｗａｔｅｒｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎａｎｄ