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1、根系性狀與磷吸收的關(guān)系磷通常成正磷酸鹽（磷酸氫根或磷酸二氫根）形式被植物吸收。當(dāng)磷進(jìn)入植物體后，大部分成為有機(jī)物，有一部分仍然保持無(wú)機(jī)鹽的形式。施磷能夠促進(jìn)各種代謝正常進(jìn)行，植物生長(zhǎng)發(fā)育良好，同時(shí)提高植物的抗寒性和抗旱性。由于磷與糖類、蛋白質(zhì)和脂肪的代謝和三者相互轉(zhuǎn)變都有關(guān)系，多以不論栽培糧食作物、豆類作物和油類作物都需要磷肥。缺磷時(shí)，蛋白質(zhì)合成受阻，新的細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核形成較少，影響細(xì)胞分裂，生長(zhǎng)緩慢，也少，分枝或分蘗減少，植株矮小，葉片暗綠，可能是細(xì)胞生長(zhǎng)慢，葉綠素含量相對(duì)提高。因?yàn)槿绷鬃璧K了糖分運(yùn)輸，也自己累了大量的糖分，有利于黃色素苷的形成
2、。缺磷時(shí)，開(kāi)花期和成熟期都延遲，產(chǎn)量降低，抗性減弱。土壤中磷元素形態(tài)上主要分三大類別：包括（1）土壤有機(jī)質(zhì)內(nèi)的有機(jī)磷。（2）無(wú)機(jī)磷，存在于鈣、鎂、鐵、鋁及粘粒結(jié)合的磷。（3）存于生命體中的有機(jī)及無(wú)機(jī)磷。有機(jī)質(zhì)中的有機(jī)磷將受土壤微生物的分解，轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)磷，這是有機(jī)磷的礦質(zhì)化作用。植物在土壤中吸收的磷元素形態(tài)大都以磷酸二氫及一氫離子，其中吸收磷酸二氫離子較磷酸一氫離子容易，部分有機(jī)磷也有少量能被植物吸收。在土壤溶液中磷酸二氫離子及磷酸一氫離子的比例受pH的影響，在偏酸性時(shí)則以磷酸二氫離子居多；反之則以磷酸一氫離子居多。植物營(yíng)養(yǎng)元素在土壤中的移動(dòng)行為是
3、決定正確施肥方法的重要指標(biāo)，營(yíng)養(yǎng)元素在根圈上被植物吸收，于是根圈中的營(yíng)養(yǎng)元素逐漸減少，營(yíng)養(yǎng)元素將從根圈周圍往根移動(dòng)，移動(dòng)最快的形式屬隨水流移行的大量移動(dòng)，例如硝態(tài)氮的移動(dòng)就屬于大量移動(dòng)；另一種移動(dòng)是靠高濃度往低濃度擴(kuò)散的移動(dòng)，這種移動(dòng)的方式甚慢，磷元素在土壤中的移動(dòng)是靠此擴(kuò)散移動(dòng)，從根圈外供應(yīng)根吸收的能力甚低。因此，根吸收磷元素是靠根系接土壤的方式為主要來(lái)源。而眾所周知，磷在土壤中易被固定而難以移動(dòng)，植物對(duì)土壤中磷的吸收主要依靠根系吸收周圍接觸到的有效磷，長(zhǎng)期生長(zhǎng)在低磷脅迫環(huán)境條件下，高等植物會(huì)形成一些又苦于對(duì)土壤磷吸收的適應(yīng)機(jī)制，包括根形態(tài)特征
4、的演變（如根毛形成）、誘導(dǎo)酸性磷酸酶以及特異根系分泌物的形成和分泌（Bates和Lynch，1996；Yan等,1998;Yan等，1999a，1999b；Yan和Lynch，1999）。植物也可以通過(guò)影響根系的構(gòu)型特性來(lái)影響磷效率[1]。以大豆為例探究根系性狀與磷吸收的關(guān)系。我國(guó)南方大部分為酸性紅壤，土壤缺磷是限制大豆產(chǎn)量提高的重要因素之一。通過(guò)傳統(tǒng)方法施用磷肥容易被土壤固定，達(dá)不到增加土壤有效磷的目的。如果能夠選育出一些適應(yīng)生長(zhǎng)于這類土壤，在不施或者少施磷肥的情況下仍能夠獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的磷高效大豆品種，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展將具有重
5、要意義。作物磷效率包括兩方面，即磷吸收效率（植物吸收介質(zhì)中磷的能力）和磷利用效率（作物對(duì)體內(nèi)磷的利用能力）[2]。由于磷在土壤中易被固定而難移動(dòng)，植物對(duì)土壤中磷的吸收主要依靠根系吸收周圍所接觸到的土壤有效磷[3]。一、根構(gòu)型與磷吸收效率植物根構(gòu)型，即根系在生長(zhǎng)介質(zhì)中的空間造型和分布，與磷吸收效率密切相關(guān)；認(rèn)識(shí)植物根構(gòu)型，可為植物磷效率的遺傳改良提供依據(jù)。長(zhǎng)期以來(lái)，人們?cè)噲D定量描述植物根構(gòu)型，確立一個(gè)能客觀全面地描述根系三維立體構(gòu)型的綜合指標(biāo)。試驗(yàn)指出，植物主要通過(guò)向地性變化和根冠之間的碳源分配來(lái)改變根構(gòu)型，從而影響磷吸收效率；根系向地性變化可由缺
6、磷等因素所誘導(dǎo)，且存在著一定的遺傳變異性。有證據(jù)表明，根構(gòu)型對(duì)低磷脅迫的適應(yīng)性變化是受基因調(diào)控的一個(gè)生理過(guò)程，其中乙烯可能是一種重要的生理調(diào)節(jié)物質(zhì)。迄今已在一些植物上定位到了部分控制根構(gòu)型的數(shù)量性狀座位，為該性狀的分子生物學(xué)改良提供了基礎(chǔ)。隨著現(xiàn)代技術(shù)的進(jìn)展，植物根構(gòu)型研究將取得更大的突破[1]。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)根系生物學(xué)研究中心做了一系列實(shí)驗(yàn)，探討土壤低磷脅迫下大豆的根形態(tài)、構(gòu)型適應(yīng)性變化的基因型差異及其與大豆生長(zhǎng)的磷效率的關(guān)系，采用具有不同根構(gòu)型和磷效率的51個(gè)大豆品種，分別在兩個(gè)試點(diǎn)酸性缺磷土壤上，分春夏兩季進(jìn)行田間試驗(yàn)，測(cè)定低磷、高磷處理下根
7、形態(tài)、構(gòu)型的差異及其與大豆生長(zhǎng)和磷效率的關(guān)系，結(jié)果表明：低磷處理下供試大豆基因型間生物量和產(chǎn)量具有極顯著的基因型差異，供試大豆基因型的根形態(tài)、構(gòu)型與磷效率密切相關(guān)，淺根型的大豆根系具有合理的三維空間分布和較長(zhǎng)的總根長(zhǎng)，其磷效率和產(chǎn)量最高；低磷條件下，淺根構(gòu)型和深根構(gòu)型的大豆基因根構(gòu)型可塑性最小，中間根構(gòu)型的大豆供試材料根構(gòu)型最不穩(wěn)定，可塑性最大，因此表明，缺磷是供試酸性土壤上大豆生長(zhǎng)的主要限制因子之一，大豆具有適應(yīng)低磷土壤的遺傳潛力；土壤中磷的有效性等環(huán)境因素對(duì)根構(gòu)型具有調(diào)節(jié)作用；具有較好根形態(tài)構(gòu)型的大豆基因型有利于從耕層土壤中吸收有效磷和其他養(yǎng)
8、分，其產(chǎn)量和磷效率均較高[4]。二、大豆根系性狀和磷效率的遺傳規(guī)律華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，選用兩惡搞磷效率差異明顯的大豆品種，在營(yíng)養(yǎng)
