根际：特征，微生物学和重要性 - 生物学 - 2025

在根际是土壤的包围植物的根区。土壤的生物学和化学性质都受该根的影响。该区域宽约1毫米，没有明确的边界，该区域受根系分泌的化合物和以该化合物为食的微生物的影响。

术语“根际”衍生自希腊语“ rhiza”，意思是“根”，“球形是影响范围”。它是德国科学家洛伦兹·希特纳（Lorenz Hiltner，1904年）首次将其描述为“紧邻豆类根部的土壤区域，可支持高水平的细菌活性”。

根际的组成

但是，随着发现其他物理，化学和生物学特性，根际的定义也得到了发展。根际高度受促进强烈的生物和化学活动的植物根系的影响。

根际中共存的生物相互之间以及与植物之间表现出各种相互作用。这些相互作用会影响多种农作物的生长，这就是为什么根际圈对于化学肥料和农药的替代非常重要的原因。

根际的特征

它很薄，分为三个基本区域

在结构上，根际约为1毫米宽，没有锋利的边缘。尽管如此，根际中已描述了三个基本区域：

-根际圈

它由根组织组成，包括内胚层和皮质层。

-根际飞机

它是根系表面，土壤颗粒和微生物粘附在那里。它由表皮，皮质和粘多糖层组成。

-圈圈圈

它是最外面的部分；也就是说，紧邻根部的土壤。

在某些情况下，还可以发现其他重要的根际层，例如菌根层和根瘤菌素。

根际中释放出不同的化合物

在植物的生长发育过程中，会通过渗出，分泌和沉积产生并释放出多种有机化合物。与土壤的其余部分相比，这导致根际富含营养。

根分泌物包括氨基酸，碳水化合物，糖，维生素，粘液和蛋白质。渗出物充当使根与居住在土壤中的生物之间相互作用的信使。

改变根部周围土壤的pH值

根际环境通常具有较低的pH，较少的氧气和较高的二氧化碳浓度。但是，取决于根系从土壤中吸收的养分，渗出液可使根际土壤更呈酸性或碱性。

例如，当植物将氮吸收到铵分子中时，它会释放氢离子，使根际变得更酸性。相反，当植物将氮吸收到硝酸盐分子中时，它会释放羟基离子，使根际变得更碱性。

微生物学

如上所述，根际是各种微生物高密度的环境。

为了更好地理解，根据根际微生物对植物的影响，根际微生物可分为三大类：

有益微生物

该类别包括直接促进植物生长的生物（例如，通过向植物提供必需的营养）或间接通过各种抗性机制抑制有害微生物的生物。

在根际中，对资源的竞争不断。有益微生物通过几种机制限制病原体的成功：产生生物抑制性化合物（抑制微生物的生长或繁殖），竞争微量营养素或通过刺激植物的免疫系统。

共生微生物

在这类微生物中，大多数不会直接伤害或有益于植物或病原体的微生物。但是，共生微生物可能会通过复杂的相互作用网络在某种程度上影响任何其他微生物，这会对植物或病原体产生间接影响。

尽管存在能够保护植物（直接或间接）免受病原体侵害的特定微生物，但其有效性在很大程度上受到其余微生物群落的影响。

因此，共生微生物可以与其他微生物有效竞争，从而对植物产生间接影响。

病原微生物

多种土壤传播的病原体会影响植物健康。在感染之前，这些有害微生物与根际中的许多其他微生物竞争营养和空间。线虫和真菌是土壤传播的植物病原体的两个主要类别。

在温带气候下，病原真菌和线虫在农学上比病原细菌更为重要，尽管某些细菌属（Pectobacter，Ralstonia）会给某些农作物造成实质性的经济损失。

病毒也可以通过根部感染植物，但需要诸如线虫或真菌等载体进入根部组织。

重要性

吸引有益微生物

根际中大量的水分和养分比土壤的其他部分吸引了更多的微生物。

根际中分泌的某些化合物促进了微生物种群的建立和繁殖，远高于土壤中的其余部分。这种现象被称为根际效应。

提供针对病原微生物的保护

根细胞不断受到微生物的攻击，这就是为什么它们具有确保其存活的保护机制的原因。

这些机制包括防御蛋白和其他抗菌化学物质的分泌。已经确定根际中的分泌物根据植物的生长阶段而变化。

保护根免于干燥

多项研究表明，根际土壤的湿度明显高于其余土壤，这有助于保护根系免受干燥。

晚上，根部释放出的分泌物使根部在土壤中膨胀。当日光恢复出汗后，渗出液开始变干并附着在根际土壤颗粒上。随着土壤干燥和水力潜能的降低，渗出物会损失水分。

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