3种水培植物根系分泌的有机酸对氮循环菌的影响
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Key words hydroponic plants； root exudates； organic acid； nitrogen cycling bacteria
植物根系分泌物（ root exudates） ，是指植物生长 子的电荷。由于有机酸在细胞代谢中的中心作用，
过程中，其根系通过各种方式向周围环境释放的各 因此，有机酸是植物抵抗外界营养元素浓度、重金属
摘 要 通过收集水培吊兰、空心菜和水芹的根系分泌物，采用液相色谱分析了其中有机酸的种类和含量； 并研究了 根系分泌物中的有机酸对氮循环菌的影响。结果表明，3 种植物根系分泌物中的有机酸对氨化细菌和反硝化细菌的生长具 有促进作用，对亚硝化细菌和硝化细菌的生长具有抑制作用。
关键词 水培植物 根系分泌物 有机酸 氮循环菌
高浓度抑制的规律［2］； 刘雯等［3］的研究表明，美人 物的微观环境，本实验通过收集吊兰、空心菜和水芹
蕉根系、茭白根系能分泌有机酸，这些有机酸可为污 的根系分泌物，分析了其中有机酸的种类，并探讨了
水中的微生物提供碳源，有利于氮的反硝化去除。 根系分泌物中的有机酸对氮循环菌的影响。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
刘苹等［4］对 花 生 根 系 分 泌 物 对 根 腐 镰 刀 菌 和 固 氮
种有机物和无机物［1］。在“根际”这个微观环境中， 含量等胁迫条件下的产物，植物通过分泌有机酸，以 根系分泌物为微生物提供重要的营养物质和能量， 响应营养有效性和代谢活性［10］。
其成分和数量影响着根际微生物的种类和数量，如
目前大多研究主要针对陆生植物在营养元素或
大豆根分泌的糖、氨基酸、有机酸对根腐病菌生长具 重金属胁迫条件下的根系分泌物对土壤微生物的影 有显著的促进或抑制作用，且多表现出低浓度促进、 响［11-13］，而水培植物的根际也存在植物-水体-微生
菌的化感作用进行了研究，结果表明，花生根系分泌
物的中性、酸性和碱性组分对固氮菌的生长存在一
定的化感抑制作用。植物-介质-微生物间存在着相 互依赖、相 互 作 用 的 复 杂 关 系［5］，而 根 系 分 泌 物 在 植物与环境的关系中起着传递信息的作用［6］。
低分子有机酸是根系分泌物的主要成分［7-9］，有
选取生长 状 况 相 近 的 吊 兰、空 心 菜 和 水 芹，用 Hogland 营养液［14］预培养 20 d，同时在其生长过程 中向培养液中加入微生物抑制剂［15］，待长出比较旺
中图分类号 X703 文献标识码 A 文章编号 1673-9108（ 2011） 09-2139-05
Effect of organic acids exuded from hydroponic plants roots on nitrogen cycling bacteria
Zhu Jingping Cheng Kai
Abstract The variety and content of organic acids exuded from hydroponic Chlorophytum comosum roots， hydroponic Ipomoea aquatica roots and hydroponic Oenanthe javanica roots by liquid chromatography were studied，and the effects of organic acid of root exudates on nitrogen cycling bacteria were analysed． The results showed that organic acid of the three hydroponic plants root exudates has promotion effect on ammonifying bacteria and denitrifying bacteria，but has inhibition effect on nitrobacteria and nitrosobacteria．
机酸直接或间接参与其他代谢过程，包括碳和氮的
代谢、调节细胞质 pH 和渗透势、平衡过量吸收阳离
基金项目： 四川省教育厅科研基金资助项目（ 09zz033 ） ； 西南科技大 学博士基金资助项目（ 07zx0103）
收稿日期： 2010 － 03 － 17； 修订日期： 2010 － 07 － 16 作者简介： 朱静平（ 1969 ～ ） ，女，博士，教授，主要从事废水处理理论
（ Key Laboratory of Sichuan Province Colleges and Universities Auto Control Technology of Environmental Engineering，Southwest University of Science and Technology，Mianyang 621010，China）
第5卷 第9期 2011 年9 月
环境工程学报
Chinese Journal of Environmental Engineering
Vol ． 5 ，No ． 9 Sep ． 2 0 1 1
3 种水培植物根系分泌的有机酸 对氮循环菌的影响
朱静平 程 凯
（ 西南科技大学环境工程自控技术四川省高等学校重点实验室，绵阳 621010）
通过前期水培植物筛选实验发现，吊兰、空心菜 分析。
和水芹具有生物量增加明显、根系发达、净化污水效 果好等特点，故选用这 3 种植物作为实验对象，研究
2
结果与讨论
其根系分泌物对微生物的影响。
2. 1 7 种混合有机酸标准品色谱分离
1. 2 3 种水培植物的培养
草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、琥珀酸、乙酸和
与工程技术及水处理微生物技术方面的研究工作。 E-mail： zjp． gd@ 126． com
2140
环境工程学报
第5 卷
1 材料与方法
1． 6 数据分析 采用 Statistical Analysis System （ SAS ） 软 件 和
1. 1 实验材料
Excel 软 件，对 数 据 进 行 P ＜ 0. 05 水 平 的 显 著 性
植物根系分泌物（ root exudates） ，是指植物生长 子的电荷。由于有机酸在细胞代谢中的中心作用，
过程中，其根系通过各种方式向周围环境释放的各 因此，有机酸是植物抵抗外界营养元素浓度、重金属
摘 要 通过收集水培吊兰、空心菜和水芹的根系分泌物，采用液相色谱分析了其中有机酸的种类和含量； 并研究了 根系分泌物中的有机酸对氮循环菌的影响。结果表明，3 种植物根系分泌物中的有机酸对氨化细菌和反硝化细菌的生长具 有促进作用，对亚硝化细菌和硝化细菌的生长具有抑制作用。
关键词 水培植物 根系分泌物 有机酸 氮循环菌
高浓度抑制的规律［2］； 刘雯等［3］的研究表明，美人 物的微观环境，本实验通过收集吊兰、空心菜和水芹
蕉根系、茭白根系能分泌有机酸，这些有机酸可为污 的根系分泌物，分析了其中有机酸的种类，并探讨了
水中的微生物提供碳源，有利于氮的反硝化去除。 根系分泌物中的有机酸对氮循环菌的影响。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
刘苹等［4］对 花 生 根 系 分 泌 物 对 根 腐 镰 刀 菌 和 固 氮
种有机物和无机物［1］。在“根际”这个微观环境中， 含量等胁迫条件下的产物，植物通过分泌有机酸，以 根系分泌物为微生物提供重要的营养物质和能量， 响应营养有效性和代谢活性［10］。
其成分和数量影响着根际微生物的种类和数量，如
目前大多研究主要针对陆生植物在营养元素或
大豆根分泌的糖、氨基酸、有机酸对根腐病菌生长具 重金属胁迫条件下的根系分泌物对土壤微生物的影 有显著的促进或抑制作用，且多表现出低浓度促进、 响［11-13］，而水培植物的根际也存在植物-水体-微生
菌的化感作用进行了研究，结果表明，花生根系分泌
物的中性、酸性和碱性组分对固氮菌的生长存在一
定的化感抑制作用。植物-介质-微生物间存在着相 互依赖、相 互 作 用 的 复 杂 关 系［5］，而 根 系 分 泌 物 在 植物与环境的关系中起着传递信息的作用［6］。
低分子有机酸是根系分泌物的主要成分［7-9］，有
选取生长 状 况 相 近 的 吊 兰、空 心 菜 和 水 芹，用 Hogland 营养液［14］预培养 20 d，同时在其生长过程 中向培养液中加入微生物抑制剂［15］，待长出比较旺
中图分类号 X703 文献标识码 A 文章编号 1673-9108（ 2011） 09-2139-05
Effect of organic acids exuded from hydroponic plants roots on nitrogen cycling bacteria
Zhu Jingping Cheng Kai
Abstract The variety and content of organic acids exuded from hydroponic Chlorophytum comosum roots， hydroponic Ipomoea aquatica roots and hydroponic Oenanthe javanica roots by liquid chromatography were studied，and the effects of organic acid of root exudates on nitrogen cycling bacteria were analysed． The results showed that organic acid of the three hydroponic plants root exudates has promotion effect on ammonifying bacteria and denitrifying bacteria，but has inhibition effect on nitrobacteria and nitrosobacteria．
机酸直接或间接参与其他代谢过程，包括碳和氮的
代谢、调节细胞质 pH 和渗透势、平衡过量吸收阳离
基金项目： 四川省教育厅科研基金资助项目（ 09zz033 ） ； 西南科技大 学博士基金资助项目（ 07zx0103）
收稿日期： 2010 － 03 － 17； 修订日期： 2010 － 07 － 16 作者简介： 朱静平（ 1969 ～ ） ，女，博士，教授，主要从事废水处理理论
（ Key Laboratory of Sichuan Province Colleges and Universities Auto Control Technology of Environmental Engineering，Southwest University of Science and Technology，Mianyang 621010，China）
第5卷 第9期 2011 年9 月
环境工程学报
Chinese Journal of Environmental Engineering
Vol ． 5 ，No ． 9 Sep ． 2 0 1 1
3 种水培植物根系分泌的有机酸 对氮循环菌的影响
朱静平 程 凯
（ 西南科技大学环境工程自控技术四川省高等学校重点实验室，绵阳 621010）
通过前期水培植物筛选实验发现，吊兰、空心菜 分析。
和水芹具有生物量增加明显、根系发达、净化污水效 果好等特点，故选用这 3 种植物作为实验对象，研究
2
结果与讨论
其根系分泌物对微生物的影响。
2. 1 7 种混合有机酸标准品色谱分离
1. 2 3 种水培植物的培养
草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、琥珀酸、乙酸和
与工程技术及水处理微生物技术方面的研究工作。 E-mail： zjp． gd@ 126． com
2140
环境工程学报
第5 卷
1 材料与方法
1． 6 数据分析 采用 Statistical Analysis System （ SAS ） 软 件 和
1. 1 实验材料
Excel 软 件，对 数 据 进 行 P ＜ 0. 05 水 平 的 显 著 性