土壤微生物对植物的作用

土壤微生物对植物的作用

作者：ets 时间：2009-5-15 浏览：

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土壤中许多微生物存在于植物体内外的各个部位，它们关系密切，有些关系是间接的，如通过土壤这个介质实现的；有些关系则是直接的，如许多微生物种类和植物构成共生关系。 一、根圈

植物生长于土壤中，而土壤微生物的种类很多，特别是聚居在距绿色植物根系几毫米范围内的微生物群与植物营养的关系最为密切。 根际微生物存在于根圈中，根圈也称根标，指生长中的植物根系直接影响的土壤区域，包括根系表面至几毫米的土壤部位，为植物根系有效吸收养分的范围，也是根系分泌作用旺盛的部位，因而是微生物和植物相互作用的界面。 植物在其生长过程中，既从外界吸收养料和水分，也向外界释放各种无机和有机物质，根圈中有丰富的各类有机物质，如渗出物、分泌物、植物黏液、黏质、溶胞产物。植物具有明显的根圈效应，离根越近，微生物数量越多。 在根圈中，植物和微生物既相互促进，又相互制约。微生物对植物的影响可以是有益的，但也有不利的方面。 根圈微生物对植物生长的有益影响 1.改善植物营养：根圈微生物旺盛的代谢作用和所产生的酶类，加强了有机物质的分解，促进了营养元素的转化，提高了土壤中磷素与其他矿质养料的可给性。 2.根圈微生物分泌的维生素、氨基酸、生长刺激素等生长调节物质促进植物的生长 3.根圈微生物分泌的抗菌素类物质，有利于作物避免土著性病原菌的侵染 4.产生铁载体：铁载体是微生物在缺铁性胁迫条件下产生的一种特殊的、对微量三价铁离子具有超强络合力的有机化合物。 根圈微生物对植物生长的不利影响： 1.引起作物病害：由于某些寄主植物对病原菌的选择性，致使一些病原菌在相应植物的根圈大量生长繁殖，从而加重病害。 2.产生有毒物质：某些有害微生物虽无致病性，但它们产生的有毒物质能抑制种子的发芽、幼苗的生长和根系的发育。1g土壤中就有微生物数亿至数十亿个，土壤越肥，土壤中微生物越多。

-根际微生物，

3.竞争有限养分：植物和微生物的生长都需要养分，因此在根圈内存在的植物和微生物之间的养分竞争作用，尤其是在养分不足时，矛盾尤为突出。再者，细菌对某些重要元素的固定作用会严重影响植物吸收有效养分。 二、微生物与植物的共生关系

根圈环境对微生物的类群有一定选择作用。不同类群生物在根圈中的分布有一定的规律性。有些根圈微生物与植物形成共生关系。

典型的共生关系是由微生物和植物二者形成特定的形态和组织结构。植物和微生物的共生关系类型可分为细菌和植物的共生、瘤和茎瘤），以及真菌和植物形成的菌根。 （一） 细菌和植物共生固氮体系的类型很多，固氮器官外形各异，内部结构既有共同点，也有很大差别。这里以豆科植物根瘤为例进行介绍。 与豆科植物共生，形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌即根瘤菌。这种共生体系具有很强的固氮能力。化机制后形成根瘤。节膜套内外的氧量。类菌体执行固氮功能，将分子氮还原成酰胺类或酰尿类化合物，关系是宿主为根瘤菌提供良好的居住环境、供氮素营养。 （二） 真菌和植物的共生关系比细菌与植物的共生关系更为普遍，自然界大部分植物都具有菌根，菌根对于改善植物营养、根真菌共生时的其他性状，菌根可分为外生菌根和内生菌根两类。 1.外生菌根对植物的有益作用主要有如下 (1) a.扩大宿主植物的吸收面，因外生菌根都有菌套，其直径比未形成菌根的营养根大得多，加上菌套上存在一些外延菌丝，种生长刺激素（如吲哚乙酸），能促进植物生长。 (2) A.外生菌根根圈的微生物群落起着防御病菌侵袭的作用。因为外生菌根根圈的微生物数量要比非菌根根圈的数量高的多。木质化的幼嫩小根，及皮层组织内的哈蒂氏网，才能进入根的细胞组织。而试验证明病原菌不能通过这两道屏障。

真菌和植物的共生。

根瘤菌是侵入宿主细胞，由根的传导组织运输至宿主地上部分供利用。碳源和能源以及其他必需营养，

增强植物抗逆性都有一定作用。3个方面。

使菌根同土壤接触面大大增加。

B.外生菌根的菌套和哈蒂氏网的机械屏障作用。（根经过一定的繁殖变分布在膜套内外，作为氧的载体调NH3，分泌至根瘤细胞内，并合成与宿主的共生而根瘤菌则为宿主提根据菌根的形态结构和菌 b.外生菌根真菌绝大部分都能产生某病原菌只能侵染没有研究最多的是细菌和植物形成固氮器官 细菌和植物的共生关系通过作用于宿主细胞，宿主细胞与根瘤菌共同合成豆血红蛋白，输出根瘤，

真菌和植物的共生关系调节植物代谢、 对植物营养和生长的作用 对防御林木根部病害的作用如病原菌侵染已形成的外生菌根，则必须通过由菌丝紧密交织而成的菌套以

C.宿主细胞产生抑制病菌的物质。外生菌根真菌进入植物根部时，根部细胞会产生一些抑制物质，当植物遭受病原菌侵袭时，这些抑制物质就会起抑制病原菌的作用。D.外生菌根真菌产生抗生素。试验证明大部分外生菌根都具有抗菌活性，这与它们产生抗生素是有密切关系的。 (3)提高植物抗逆性的作用

许多研究表明，植物感染外生菌根后可以提高宿主植物的抗旱、抗盐碱、抗极端温度、湿度和PH以及重金属毒害的能力。

2.内生菌根可以分为几种类型，丛枝菌根是其中最普遍和最重要的类型，也称泡囊-丛枝菌根（VA菌根）。 丛枝菌根同植物代谢和生长的关系：植物为菌根真菌的生长发育提供碳源和能量，真菌促进植物的养料和水分吸收，谢和生长有着密切的关系。 (1)丛枝菌根对碳水化合物的需求 丛枝菌根真菌能吸收转运至根部的光合产物，特别是丛枝，因为与根细胞间有很大的接触面，更能发挥其吸收功能。 (2)丛枝菌根增加了根圈的范围 丛枝菌根虽不能像外生菌根那样形成菌套，但它的根外菌丝仍可形成松散的菌丝网。 (3)丛枝菌根在植物吸收养料中的作用 丛枝菌根能改善植物营养的主要原因在于扩大了根系吸收范围，也提高了从土壤溶液中吸收养料的效率，特别是对 A.对磷素营养的吸收 丛枝菌根最显著的作用是在低磷土壤中提高植物吸磷能力，这是由于能够利用较大土壤范围内的磷素，促进磷素向根内的运转，提高了土壤磷素的可溶性。 B.对其他营养元素的吸收 丛枝菌根真菌对其他营养元素也有明显的吸收和输送效果，得氮素营养，或菌根真菌加速有机氮的矿化，增加土壤有效氮的含量。 (4)丛枝菌根真菌与其他微生物的关系 A.共生固氮微生物 菌根的形成有助于改善豆科植物的营养，特别是磷素营养，促进植物的生长。产生植物生长素，对防疫土传性病害也有作用。因此丛枝菌根同植物的代

P、Zn、Mo等扩散速度慢的营养元素的吸收利用作用更为有效。

其菌丝通过吸收 NH4+和NO3-而获

B.真菌的共生细菌

丛枝菌根真菌的细胞质中存在细菌状生物，已证明这种内生菌具有固氮基因，因此它可能与真菌的氮素代谢有关。 C.根圈微生物

丛枝菌根真菌能促进固氮菌、所谓“溶磷微生物”与“溶磷细菌”的生长和繁殖，它们在菌根根圈的数量多于一般的根圈。 (5)丛枝菌根真菌与植物抗病性 A.丛枝菌根真菌可以减轻植物病害

B.丛枝菌根真菌可以通过提高植物叶片脯氨酸含量、叶绿素含量、细胞质膜透性和植物体内自由水含量及自由水/束缚水比例而提高植物的耐盐碱性。 C.丛枝菌根真菌可以提高植物抗旱性 （三）植物内生微生物

微生物和植物的密切关系除前述几类典型互惠共生体系外，还有许多真菌和细菌生活在植物组织中，或生活周期大部分是在植物体内，即内生菌，它们与植物构成共生关系，但不形成特殊结构。这类微生物很多，情况比较复杂，有的同植物互利共生，有的则可能是偏利共生，成为寄生微生物。

虽然在这里将土壤微生物对植物的作用分为直接和间接的作用，内生和外生微生物，但在实际作用中其实没有严格的界限，它们相互作用的机制远远比这里阐述的要复杂的多，甚至有些还有待研究。我们在这里进行的阐述是已成熟的理论知识，这些知识有助于我们更科学更有效的为农业做一些有意义的事情。