植物根系分泌物对土壤重金属活化机理及其研究进展

植物根系分泌物对土壤重金属活化机理及其研究进展
引言
根际环境是在桢物根系的吸收和分泌两个动态过程作用卜形成的在物理、化学和生物学件质方面不同于原土体的、复杂的、动态的微刑生态系统。

III丁根际环境特别是重金属胁迫下的根际环境与原士体存在着显著的差异，而根际环境中的pH 值、Eh值、根分泌物和根际微生物将直接影响到重金属的固定和活化状态，从而影响到甫金属在土壤一植物中的迁移转化行为。

土壤中的重金属先要经过活化后才能被桢物吸收利用，因此根系分泌物等根际特征在土壤牛物有效件方面有重要作用。

近年来，虽然植物根系分泌物匕成为研究热点，山千检测手段、研究方法和技术条件等的限制，人们对根系分泌物对土壤重金属的活化方面研究报道虽多，但取得的有价值的成果较少。

而该领域的研究具有重要的理论价值和实践意义。

本文就根系分泌物对土壤重金属的活化机理作一综述。

1根系分泌物种类和组成
植物根系分泌物是梢物在生长过程中，根系向生长介质分泌质子和大扯有机物质的总称。

它们是根一土界面的润滑剂，微生物的能源物质，能改善根际环境，是桢物适应营养胁迫的关键物质。

广义的根系分泌物包括4种类型：（1）渗出物，即细胞中主动扩散出来的一类低分子肚的化合物；（2）分泌物，即细胞在代谢过程中被动释放出来的物质；（3）粘胶质，包括根冠细胞、未形成次生壁的表皮细胞和根毛分泌的粘胶状物质；（4）裂解物质，即成熟根段表皮细胞的分解产物、脱落的根冠细胞、根毛和细胞碎片等。

狭义的根系分泌物仅包括通过溢泌作用进入土壤的可溶性有机物。

据估计，根系分泌的有机化合物一般在200种以上，按分子扯大小可分为低分子和高分子分泌物。

低分子分泌物主要有有机酸、糖类、酚类和各种氨基酸，高分了分泌物主要包括粘胶和外酶，其中粘胶有多糖和多糖醋酸。

一般情况下，根系向环境释放的有机碳拭占植物闱定总碳植的1%・40%, 其中有4%- 7%通过分泌作用进入土壤。

2根系分泌物对土壤重金属的活化及其机理
根系分泌物影响十壤重金属活化的途径是多种多样的。

重金属要被植物吸收, 先要被活化，以溶斛态进入土壤，成为植物可吸收的状态。

植物根系对重金属的吸收
效率主要与重金属的存在形态有关。

2.1根系分泌物对土壤重金属形态的影晌
20世纪90年代开始，重金属在根际中的形态转化研究日益引起许多学者的重视。

口前，通常把重金属存在形态划分为5态，即可交换态、碳酸盐结合态、铁猛氧化结合态、有机物结合态和残渣态。

除残渣态外，其余形态重金属都可被桢物直接或间接吸收。

王建林等在研究水稻根际中铁的形态转化时指出，两种水稻土根际中游离氧化铁略有下降，无定形氧化铁明显亏缺，络合态铁在根际中的含扭均低于非根际。

陈有缗报道，种植植物后，根际上壤交换性Cu增加，碳酸态和铁猛氧化态减少，有机态变化不大。

林琦等指出山于根际中重金属铁猛氧化物结合态儿乎为非根际的2倍，根际可能存在交换态、碳酸盐结合态向铁猛氧化物结合态转化的机制。

下面主要从=个方面叙述根系分泌物对土壤重金属形态的影响。

(1) 根系分泌物酸化土壤中不溶态的重金属。

植物的根系可以分泌质子，促进植物对土壤中元素的活化和吸收。

根袋(rh izobag)试验表明，土壤中可移动态Zn含蛮的下降占超积累棺物T.caenV'escens 吸收Zn总拭中的不到10%,说明T. cae mlescens可以将土壤中的Zn从不溶态转化为可移动态气，另有报道显示，在T.c aemlescens根细胞膜中具有更多的运输位点，根系从土壤溶液中吸收Zn的能力更强。

棺物对Zn的吸收动力学分为两个阶段，开始是快速的线性动力学阶段，与根细胞壁吸附Zn有关；随后是较绥慢的饱和吸附阶段，与Zn穿过根细胞原生质膜有关，根系分泌物分泌特殊有机物，促进土壤重金属的溶解和根系的吸收。

(2) 根系分泌物赘合土壤中的重金属。

根系分泌物中某些金属结合蛋口和某些特殊的有机酸能赘合重金属。

根分泌的粘胶物质与根际中的Pb气Cu2\Cd2+等重金属离子络合，形成稳定的螯合。