王晓锋,罗珍,刘晓燕,朱丹,夏志强,周建华,张磊
(西南大学资源环境学院,重庆 北碚400715)
*全世界约39.5亿hm2土壤属于酸性土壤,占耕地和潜在可耕地的50%以上[1]。2000年初,我国酸性土壤总面积为2.03×107hm2,占全国土地总面积的21%[2]。由于气候和长期施用化肥等原因,酸性土壤及其酸度存在扩大和恶化的趋势。同时,我国酸雨分布区与酸性土壤分布区重叠,也加剧了我国南方土壤的酸化进度,严重影响南方种植业及其相关产业的发展。在酸性土壤中,铝离子从硅酸盐或氧化物中释放出来,溶解到土壤溶液中而对植物产生的毒害作用[3],已经成为一个世界性的限制酸性土壤上作物产量的主要因子。紫花苜蓿(Medicagosativa,俗称alfalfa)是一种营养丰富的优良牧草,具共生固氮能力,根系非常发达,能有效防止雨水的冲刷,是理想的水土保持植物[4],扩大其种植已被列入国家重大规划项目。但是,紫花苜蓿是对酸性土壤条件最为敏感的植物之一[5],酸性土壤的铝毒胁迫更加限制了苜蓿的北草南引。因此,有必要建立高效耐酸铝的豆科植物-根瘤菌共生体系,并结合物理化学手段,提高苜蓿耐受酸性土壤及其铝毒胁迫的能力。
铝毒(aluminum toxicity)对植物的毒性及其作用机理已有过许多报道[6-9]。对豆科植物而言,酸铝胁迫不仅影响根瘤菌与宿主植物的接触,而且限制根瘤菌结瘤因子(nod factor)的产生、宿主根毛去极化以及结瘤基因的表达[10,11]。进一步地,铝离子交换量占土壤中阳离子交换总量的20%~80%,土壤溶液中过剩的铝离子容易导致土壤阳离子流失,造成磷、钙、钼等营养元素缺乏[12]。……