排根的形成是植物适应低磷的一种重要机制。在低磷条件下,白羽扇豆形成的排根能大量释放有机酸(主要为柠檬酸),以活化土壤中难溶性的磷。本研究主要探讨了生长介质和磷的局部供应以及不同磷源对白羽扇豆(Lupinus albus L. cv. Kiev Mutant)排根的形成以及有机酸分泌的影响。主要结果和结论如下: 1.在砂液联合培养分根系统中,当营养液中磷的供应为50μM P(高磷植株)时,植株地上部磷的浓度较高,根系形成的排根很少。而当向营养液一侧供应1μM P(低磷植株)时,植株地上部磷浓度较低,形成的排根较多。低磷供应条件下,植株从砂侧供应的羟基磷灰石中活化的磷与磷的供应呈饱和增长趋势。低磷植株在砂侧排根的形成受阻,柠檬酸的分泌速率随着时间的推移在砂侧增高,而在营养液侧降低,显示出两侧分泌的不同步性。这表明除了地上部磷的浓度控制之外,根系生长介质和外部磷的供应也显著影响排根的形成和柠檬酸的分泌。 2.在分根系统中,白羽扇豆的排根占根系干重的比例在局部供磷(羟基磷灰石)的土层中大量增加。当降低剖面中供磷层次的位置时,排根在供磷土层的增加更加明显,并导致在其它相应层次的排根比例降低。这表明低磷条件下,土壤中磷的不均匀分布能调节排根的形成与分布,并促进排根在富磷的区域内增生。 3.在四根室分根系统中,当三个根室中没有磷的供应,而只向其中的一个根室供应羟基磷灰石(Ca-P)、磷酸铁(Fe-P)、磷酸二氢钾(K-P)或植酸钠(Phy-P)时,发现Ca-P是白羽扇豆的有效磷源,而Phy-P的有效性最差。同一植株在供磷的根室内,排根占根系干重的比例较未供磷的根室显著提高。局部供应Phy-P的植株地上部磷的浓度显著低于局部供应Fe-P的植株,但它们之间排根占整个根系的比例却相同。柠檬酸是根系分泌物中最主要的成分,并不随磷源的不同而变化。在局部供磷的情况下,只有局部供应的Fe-P,刺激了排根的柠檬酸分泌速率高于同一植株的其它部位根系的分泌速率。以上说明排根的形成可以被局部供磷诱导,并且磷源影响排根的形成和柠檬酸的分泌。