植物营养与肥料学报2016,22(2）：525-535 Journal of Plant Nutrition and Fertilizer
doi10. 11674/zwyf. 14423 http://www.plantnutrifert.org
间套作改善作物矿质营养的机理研究进展
付学鹏，吴凤芝*，吴瑕，刘丹（东北农业大学园艺学院，哈尔滨150030）
摘要：【目的】合理的间套作能够改善作物的矿质营养。近年来国内外对间套作提高作物生产力、改善作物矿质营养的机理研究越来越深人。本文分析了国内外不同间套作中作物根际养分动态及作物营养吸收变化，阐述了间套
泌物能够诱导豆科作物固氮作用的增强，增加间套作系统中的氮营养；2)根系分泌物中的有机酸类物质能够活化根际土增中的磷、铁、钾等营养，将其转变为植物可以利用的营养：3）根系分泌物或地上部的种间互作能诱导作物的根系构型和矿质营养吸收相关基因的表达发生变化，形成空间上的营养生态位互补，增强根系吸收矿质营养的能力，充分利用土壤营养资源；4)丛枝菌根真菌与作物间形成的网络便于营养在作物之间的转移和吸收；5)间套作能够改变土壤生物多样性（土壤动物和微生物），而土壤的生物多样性能够促进作物矿质养分的吸收。间套作中，由于微生物代谢功能的多样性，作物对微生物的选择和富集使得根际土壤功能微生物的种类和数量增多，提高了土壤中矿质营养的生物有效性；6)间套作提高了土壤的酶（如脲酶，酸性磷酸酶和碱性磷酸酶）活性，促进了有机氮、磷向无机氮、磷的转化，提高了土壤无机氮、磷的浓度。总之，根系分泌物、根系构型变化、土壤生物多样性、土壤酶在作物的营养有效利用中发挥重要作用，其中根系分泌物是它们之间的纽带，介导了作物-作物、作物土壤、作物-微生物之间的相互作用。【建议与展望】由于技术手段的限制及地下根际过程的复杂性，人们对于地下生物学过程的认识还远远不够。根系分泌物的原位定性与定量、间套作中种间的识别和响应、间套作对土壤生物多样性的影响及土壤生物多样性对作物生长的反馈、间套作中功能微生物的筛选、分离、鉴定及应用都将成为研究的重点。
关键词：间套作：矿质养分：根系分泌物；根构型：土壤生物多样性：土壤酶
中图分类号：S314；Q945.12
文献标识码：A
文章编号：1008505X(2016)02-0525-11
Advances inthemechanismof improvingcrop mineral nutrientsin
intercropping and relay intercropping systems
FU Xue-peng,WU Feng-zhi",WU Xia,LIU Dan
(College of Horticulture,Northeast Agricultural Uniwersity,Harbin I50030,China）
Abstract: 【Objectives]Crop mineral nutrients can be improved in intercropping and relay intercropping systems. In recent years, productivity of crops has been investigated, and the mechanism of efficient utilization of mineral nutrients in intercropping and relay intercropping systems has been focused on. Dynamics of rhizosphere mineral nutrients contents and crop mineral nutrient acquisition in intercropping or relay intercropping systems were summarized in this paper. 【Major advances]1) The ammonium nitrogen and amino acid nitrogen in the root exudates of crops is the nitrogen sources for the adjacent crops, and the nitrogen fixation of leguminous crops is enhanced attributing to the induction of root exudates, so as to increasing nitrogen nutrient content in rhizosphere. 2) Organic acids in root exudates can mobilize insoluble phosphorus, iron and potassium in the rhizosphere, and enhance the availabilities of mineral nutrients for crops. 3) Root architecture and gene expression related to mineral nutrients uptakes are changed in intercropping or relay intercropping. The changes may be mediated by root
收稿日期：2014-09-05
接受日期：2014-12-25
网络出版日期：2015-07-17
基金项目：国家自然科学基金项目（31172002）；大宗蔬菜产业技术体系建设专项（CARS-25）资助。
作者简介：付学鹏（1979一），男，山东临沂人，助理研究员，博士研究生，主要从事植物营养与间套作优势及其机制方面的研究。
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*通信作者E-mail：fzwu2006@aliyun.com