根圈 rhizosphere
又稱:根際
定義:生長(zhǎng)中的植物根系直接影響的土壤范圍,包括根表面。一般為距根系表面幾毫米的土壤區(qū)域,為植物根系有效吸收養(yǎng)分的場(chǎng)所。
學(xué)科:土壤學(xué)_土壤生物與土壤生物化學(xué)
相關(guān)名詞:根圈微生物 根圈效應(yīng)
圖片來源:視覺中國(guó)
【延伸閱讀】
1904年,德國(guó)農(nóng)學(xué)家和植物生理學(xué)家洛倫茲·希爾特納(Lorenzo Hiltner)首次創(chuàng)造了“根圈”這個(gè)詞來描述植物和根的界面。根圈,又稱“根際”,是根系周圍土壤的一個(gè)狹窄區(qū)域,一般在離根軸表面數(shù)毫米范圍之內(nèi),是土壤-根系-微生物相互作用的微區(qū)域,也是不同植物種類或品種、土壤和環(huán)境條件形成的特定的微生態(tài)系統(tǒng)。
根際區(qū)域含有大量的細(xì)菌和微生物,它們依賴植物脫落的細(xì)胞、糖和蛋白質(zhì)作為主要的食物來源。作為交換,細(xì)菌和微生物為植物根系創(chuàng)造一個(gè)養(yǎng)分豐富、透氣的地方,因此,根際土壤營(yíng)養(yǎng)豐富。在根際內(nèi),植物、細(xì)菌和微生物的共存創(chuàng)造了一種共生關(guān)系。根際也是植物菌根真菌存在的地方。共生于根際的生物體之間以及它們與植物之間存在著各種各樣的相互作用,這些相互作用可以影響作物的生長(zhǎng)。
根際不是一個(gè)大小或形狀可確定的區(qū)域,根際范圍的大小與植物種類、植物生長(zhǎng)發(fā)育階段、根系年齡和微生物區(qū)系等因素密切相關(guān)。由于根系的不斷生長(zhǎng),根際的特性沿根系的徑向和縱向不斷變化。根際根據(jù)其與根系的接近程度分為內(nèi)、外根際和根表。內(nèi)根際通常指根的皮層和表皮部分,在這些區(qū)域中,微生物和陽離子可以占據(jù)細(xì)胞之間的“自由空間”(外質(zhì)空間);根表是指根系本身;外根際通常指土壤微域。微生物可以在內(nèi)、外根際和根表定殖。
根際是植物生態(tài)系統(tǒng)的重要區(qū)域,它支配著植物養(yǎng)分的化學(xué)成分,并影響植物的生長(zhǎng)。根際高水平的水分和養(yǎng)分比土壤其他部分吸引更多的微生物。根際細(xì)菌參與養(yǎng)分特別是氮、磷和鐵、錳、鋅、銅等微量元素的地球化學(xué)循環(huán),并決定它們對(duì)植物和土壤微生物群落的有效性。根際細(xì)菌通過提高植物養(yǎng)分利用率、生產(chǎn)生長(zhǎng)激素來增加作物產(chǎn)量,還可作為控制病原體的生物制劑。根際生物可用于促進(jìn)穩(wěn)定土壤團(tuán)聚體的形成,并作為污染土壤的生物修復(fù)劑。此外,根際土壤比其他土壤更潮濕,有助于保護(hù)根免受干燥。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可通過農(nóng)藝或育種手段調(diào)控根際環(huán)境來提高養(yǎng)分利用效率。
(延伸閱讀作者:吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所副研究員 張秀芝)
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