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集约化互作体系植物根系高效获取土壤养分的策略与机制

文献类型： 中文期刊

作者： 张德闪 1 ; 李洪波 2 ; 申建波 3 ;

作者机构： 1.上海市农业科学院生态环境保护研究所;中国农业大学资源与环境学院/植物与土壤相互作用教育部重点实验室;中国科学院地理科学与资源研究所

2.;上海市农业科学院生态环境保护研究所;中国农业大学资源与环境学院/植物与土壤相互作用教育部重点实验室;中国科学院地理科学与资源研究所

3.;上海市农业科学院生态环境保护研究所;中国农业大学资源与环境学院/植物与土壤相互作用教育部重点实验室;中国科学院地理科学与资源研究所;

关键词： 觅食行为;根系形态;根系生理;生态位分离;根际调控;减肥增效

期刊名称： 植物营养与肥料学报

ISSN： 1008-505X

年卷期： 2017 年 06 期

页码： 1547-1555

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】植物根系的形态与生理变化是植物从土壤中高效获取养分资源的重要机制,由相同物种或不同物种组成的互作体系中植物根系对养分的吸收利用受相邻植物竞争的强烈影响,阐明互作体系不同竞争条件下植物根系获取养分的策略并揭示其作用机制,这是基于根系觅食行为探讨养分高效利用的根际调控途径与技术措施的重要理论基础。【主要进展】根系属性的互补性有利于降低根系间对养分的竞争。根系构型的互补性,例如深根系与浅根系植物互作,促进个体植株对土壤剖面不同深度养分的吸收利用;由根系可塑性介导的水平方向上根系空间分布的互补性,提高了植物根系对同一土层不同空间位点土壤养分的挖掘;个体植株根系形态属性与相邻植物根际生理过程的互补性促进根系对不同形态养分的利用。互作体系根系获取养分的策略具有高度互补性,这有助于提高整个作物系统的养分利用效率,进而提高生产力。根系空间生态位的分离(包括垂直与水平方向)以及根际生物化学特征生态位的分离,是驱动互作体系根系高效获取养分资源的主要机制。合理的根层调控可以提高植物根系挖掘土壤养分的能力;优化互作体系物种的搭配能充分发挥根的互作效能,提高养分利用的生物潜力。【问题与展望】今后应进一步针对集约化高投入作物体系,通过管理根层养分供应和物种间的互作效应,强化根际养分信号的调控作用,调节根系形态与生理特性,降低种间竞争,增强种间互利,以最大化根系和根际的生物学潜力,提高养分利用效率和作物产量,为实现以节肥增效为核心的可持续集约化作物生产提供重要的调控策略与途径。

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