植物的莖葉和果實表面是某些微生物的良好生境,細菌、藍細菌、真菌(特別是酵母)、地衣和某些藻類常見于這些好氣的植物表面。鄰接植物表面的生境稱為葉際(phyllosphere)。葉際主要為各種細菌和真菌種群所占據。葉的直接表面生境稱為葉面(phylloplane),也為不同的微生物占據;ㄊ歉缴⑸锏亩唐谏,花從受精到果實成熟,環境條件發生了改變,微生物群落也會發生演替。果實成熟時,酵母屬有時成為優勢種群。不同種的植物果實有特定的群落組成。 某些病毒、細菌、真菌和原生動物能引起植物的病害,主要的病害是由真菌引起的。微生物引起的植物病害是微生物對植物的偏害作用。病害使植物功能失常,因而降低了植物生長和維持它們生態位的能力。病原體通過不同的途徑進入植物體內,通過產生分解酶、毒素和生長調節因子干擾植物的正常功能。被感染植物能產生各種形態上和代謝上的異常,有的植物會快速死亡,或經歷緩慢的變化過程,而走向死亡。
一、根際 根際就是植物根與土壤的交界面,目前根際的范圍并不十分明確,F一般是距根面1—4毫米厚的土壤范圍內。 采集根際土壤常用的方法是:將植物連根帶土挖掘出來,抖掉根上的大土塊,將緊貼于根上的薄層土壤洗下來。在根際土壤中,根系除直接吸收養分外,還將各種有機和無機物釋放到這部分土壤中,如碳水化合物、氨基酸、有機酸等(即植物根系的細胞脫落物和根系分泌物),使得根際土壤中的營養物質比根外土壤豐富。二、根系分泌物包括 無機物——CO2、礦質鹽類(細胞膜受損時才大量外滲); 有機物——糖類、蛋白質及酶、氨基酸、有機酸等。 根系分泌物具有重要的農業意義,根系分泌物是微生物的能源和營養材料、能夠促進養分有效化、在作物間作或混作中互利作用。三、根際效應 由于植物根系的細胞組織脫落物和根系分泌物為根際微生物提供了豐富的營養和能量,因此,在植物根際的微生物數量和活性常高于根外土壤,這種現象稱為根際效應。 “根際效應”反過來又強烈地影響著植物對養分的吸收。有時根系會分泌植物毒素,強烈擬制同種植物或他種植物的生長。這種現象稱為異株相克。連作減產以及病害加重的現象,大多與根分泌物有關。如由于桃樹的根皮中分泌苦杏仁苷物質,就出現了同一土地上的再植障礙問題。四、根際微生物 根際微生物是指植物根系直接影響范圍內的土壤微生物。根際的微生物對植物吸收養分的有非常重要的影響: 1、微生物通過礦化有機物,釋放CO2和無機養分; 2、微生物產生和分泌有機酸,絡合金屬離子,促進養分的吸收和轉移;同時,降低土壤pH值,促進難溶性化合物的溶解和養分釋放。 3、微生物能固定和轉化大氣中的養分,固氮微生物能將空氣中的分子態氮轉化為植物可利用的形式; 4、微生物代謝產生和釋放生理活性物質,促進根系的生長和養分的吸收。五、生物固氮 生物固氮是在常溫、常壓下,通過固氮生物體內固氮酶的作用,將游離氮素轉變成氨的過程。生物固氮在地球的氮循環中具有十分重要的作用,而且對維持生態系統平衡有重要意義。每年生物固氮總量約占地球上固氮總量的90%。 1、固氮的微生物有70多個屬。主要為細菌、放線菌和藍、綠藻類。 2、生物固氮的形式有自生固氮和共生固氮。其中共生固氮的效率高。 自生固氮細菌:是指獨自生活時能將分子態氮還原成氨,并營養自給的細菌類群,主要有好氣性、嫌氣性和兼性三種。 共生固氮細菌:是指兩種生物相互依存生活在一起時,由固氮微生物進行固氮的作用,例如根瘤菌和豆科植物。 3、根瘤菌 根瘤菌是指與豆科植物共生,形成根瘤,能固定大氣中分子態氮,向植物提供氮營養的一類桿狀細菌。根瘤菌固定的氮素占自然界生物固氮總量的絕大部分。 豆科植物(三葉草、草木樨、紫花苜蓿)的固氮量為300——600千克/公頃.年。 非豆科(赤楊屬、楊梅屬、仙人掌屬)的固氮量為50——400千克/公頃.年。 根瘤菌要求土壤環境為中性,磷、鎂、鉬、錳含量較高的土壤。
六、共生菌根 菌根是土壤真菌侵染植物根系后建立共生關系所形成的共生體。形成這種共生體的真菌叫菌根真菌,它們能在2000多種植物的根部侵染形成菌根,其中木本植物數量最多。 根據菌根與植物根結合的緊密程度,可分為——外生菌根、內生菌根、內外生菌根。根系與菌根真菌共生體系的生理基礎,如下圖所示:
菌根對寄生植物的主要作用: 菌根現象十分普遍,且沒有嚴格的專一性,同種植物可被多種菌根菌感染,同一種菌根菌也可以感染多種植物,對植物的生長環境有利,同時使用菌劑方便。有許多樹木的生長,必須有菌根菌的存在,才能良好地生長。海南島的南亞松,在無菌根菌的荒地上,苗木常常死亡。 (1)、擴大寄主植物根的吸收范圍,提高根的吸收能力,增加根系對水分及養分的吸收,作用最顯著的是提高植物對磷的吸收; (2)、防御植物根部病害,菌根起到機械屏障作用,防御病菌侵襲; (3)、菌根真菌分泌維生素、酶類和抗生素物質,促進植物根系的生長和物體內水分運輸,保護幼根免受寄生物的入侵。增強植物的抗旱性能; (4)、增強植物對重金屬毒害的抗性,緩解農藥對植物的毒害; (5)、促進共生固氮。