Rozwoj systemu korzeniowego i biomasy nadziemnej roslin uprawnych w zaleznosci od zakwaszenia gleb

• Autorzy: Lipiec J
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszej pracy przeglądowej przedstawiono wyniki badań nad wpływem zakwaszenia gleby i toksyczności glinu na wzrost systemu korzeniowego i części nadziemnych roślin. Charakterystycznymi objawami toksyczności glinu w roślinach są zmniejszony system korzeniowy, grubienie i ograniczenie zdolności absorpcyjnych i przewodzących korzeni, żółknięcie i zwijanie liści, ograniczenie kłoszenia i zamieranie wierzchołków wzrostu pędów. Objawy te są wtórne i wynikają głównie z niedoboru wody, fosforu, wapnia i magnezu oraz nadmiaru manganu i wodoru. Wykazano, że zwiększona integralność membrany plazmatycznej komórek i zmniejszona pojemność jonowymienna korzeni są ważnymi czynnikami zwiększającymi tolerancyjność roślin na stres glinowy. Wydzielanie śluzu korzeniowego i wzrost pH rizosfery prowadzą do ograniczenia pobierania glinu i zmniejszenie jego toksyczności. Negatywny wpływ glinu na wzrost roślin jest mniejszy w glebach zasobnych niż ubogich w substancję organiczną.

EN

The results on the effect of soil acidity and related aluminium toxicity on root and shoot growth of plants are reviewed. Characteristic symptoms of aluminium toxicity in plants are reduced root and shoot growth, thickening and reduced absorption and transport functions of roots, yellowing and rolling of leaves, reduced ear emergence and decay of stem meristems. The symptoms are mostly secondary and result from the shortage of water, phosphorus, calcium and magnesium and excess of manganese and hydrogen. It was shown that increased integrity of plasma membrane and reduced ion exchange capacity of roots are important factors increasing plant tolerance to aluminium stress. Root exudation and increase in rhizosphere pH lead to reduced aluminium uptake and its toxicity. Negative effect of aluminium on plant growth is lesser in soils with high than low organic matter content.

Słowa kluczowe

PL

rosliny uprawne; rozwoj roslin; gleby; glin; zakwaszenie gleby; biomasa; system korzeniowy; toksycznosc

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2002
• Tom: 484
• Numer: 1
• Opis fizyczny: s.335-349,fot.,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Lipiec J

• Instytut Agrofizyki PAN, ul. Doswiadczalna 4, 20-290 Lublin 27

Bibliografia

• Adams F. 1981. Alleviating chemical toxicities: liming acid soils, in: Modifying the Crop Root Environment to Reduce Crop Stress. Arkin, G. F., Taylor, H. M. (Eds) American Society Agricultural Engineeers, Monograph 4: 269 - 301.
• Anioł A. 1977. Tolerancja roślin na niskie pH gleby. Post. Nauk Rol. 4: 91 - 108.
• Anioł A. 1991. Genetics of aluminum tolerance in wheat (Triticum aestivum L., Thell). Plant and Soil 123: 223 - 227.
• Anioł A. 1993. Reakcja roślin na zakwaszenie gleby. Mat. symp. „Przyrodnicze i antropogeniczne przyczyny oraz skutki zakwaszenia gleb” Lublin 21-22 września 1993: 73 - 80.
• Arnon D. I., Johnson C. M. 1942. Influence of hydrogen ion concentration on the growth of higher plants under controlled conditions. Plant Physiol. 17: 525 - 539.
• Brogowski Z. 1996. Ogólna zawartość składników we frakcjach granulometrycznych <0,1 mm w glebie glejobielicowej. Rocz. Glebozn. XLVII Supl.: 9 - 21.
• Care D. A. 1995. The effect of aluminium concentration on root hairs in white clover (Trifolium repens L.). Plant and Soil 171(1): 159 - 162.
• Chwil S. 1998. Wpływ nawożenia gleby kwaśnej na plon zbóż jarych. I. Zależność między zawartością pierwiastków w roślinie a wskaźnikami plonowania pszenicy jarej, jęczmienia jarego i owsa. Annales UMCS Sectio E., LIII (22): 193 - 202.
• Couto W. 1982. Soil pH and plant productivity, in: Handbook of Agricultural Productivity. M. Rechcigl (Ed.) Vol. I., CRC Press, Fl, USA: 71 - 83.
• Czekała J., Jakubas, M., Szukała J. 2002. Wpływ zmianowań roślin i nawożenia azotem na odczyn i zawartość trzech form magnezu w glebie. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 482: 107 - 112.
• Engels C. H., Neumann G., Gahoonia T. S., George E., Schenk M. 2000. Assessing the ability of roots for nutrient acquisition, in: Handbook of Methods in Root Research, Springer Verlag. Smit, A. L. et al. (Eds), Berlin Heidelberg: 403 - 459.
• Filipek T., Dechnik I. 1995. Glin wymienny jako wskaźnik żyzności gleby. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 421A: 67 - 76.
• Fotyma M., Gosek S. 1993. Sposoby zapobiegania zakwaszeniu i degradacji chemicznej gleb. Mat. symp. „Przyrodnicze i antropogeniczne przyczyny oraz skutki zakwaszenia gleb”, Lublin 21-22 września 1993: 81 - 93.
• Gliński J., Lipiec J. 1990. Soil Physical Conditions and Plant Roots. CRC Press, Boca Raton, USA, FL: 250 pp.
• Horst W. J., Wagner A. Marschner H. 1983. Effect of aluminum on root growth, cell-division rate and mineral element in roots of Vigna Unguiculata genotypes. Z. Pflanzephysiol. 109: 95 - 103.
• Howieson J. G. 1995. Characteristics of an ideotype acid tolerant pasture legume symbiosis in mediterranean agriculture. Plant and Soil 171: 71 - 76.
• Huang J. W., Grunes D. L., Kocchian L. V. 1995. Aluminium and calcium transport interactions in intact roots and root plasmolemma vesicle j'rom aluminium-sensitive and tolerant wheat cultivars. Plant and Soil 171: 131 - 135.
• Igras J. 1997. Wapnowanie i nawożenie mineralne a żyzność gleby i plony roślin. Biul. Inf. IUNG nr 5, Wyd. IUNG Puławy: 6 - 13.
• Jaillard B., Ruiz L., Arvieu I. C. 1996. pH mapping in transparent gel using color videodensitometry. Plant and Soil 183: 85 - 95.
• Jaworska H., Dąbkowska-Naskręt H. 1999. Gleby płowe wytworzone z utworów pyłowych pojezierza Chełmińsko-Dobrzyńskiego i Wysoczyzny Kaliskiej. Cz. III. Skład chemiczny i mineralogiczny. Rocz. Glebozn. (1-2): 97 - 114.
• Józefaciuk G., Szatanik-Kloc A. 2001. Aluminium-induced changes in the surface and micropore properties of wheat roots: a study using the water vapor adsorption- desorption technique. Plant and Soil 233: 95 - 108.
• Józefaciuk G., Szatanik-Kloc A. 2002. Kwasowość gleby i jej wpływ na rośliny. Acta Agrophysica 59: 5 - 90.
• Keltjens W. G. 1995. Magnesium uptake by Al-stressed maize plants with special emphasis on cation interactions at root exchange sites. Plant and Soil 171: 141 - 146.
• Marschner H. 1991. Mechanisms of adoption of plants to acid soils. Plant and Soil 134(1): 1 - 20.
• Mercik S., Sas L. 1998. Ujemny wpływ nadmiernego zakwaszenia gleby na rośliny. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 456: 29 - 39.
• Miyake K. 1916. The toxic action of soluble Al salts upon the growth of the rice plant. J. Biol. Chem. 25 : 23 - 28.
• Motowicka-Terelak T. 1980. Reakcja niektórych roślin uprawnych na występowanie aktywnych frakcji glinu w glebie w doświadczeniu wazonowym. Pam. Puławski 73: 153 - 165.
• Ostatek-Boczyński Z., Kerven G. L., Blamey F. P. C. 1995. Aluminum reactions with polygalacturonate and related organic ligands. Plant and Soil 171: 41 - 45.
• Pokojska U. 1994. Nowe poglądy na toksyczność różnych form glinu. Rocz. Glebozn. XLV(l/2): 109 - 117.
• Rowell D. L. 1988. Soil acidity and alkalinity, in: Russell’s Soil Conditions and Plant Growth. A. Wild (Ed.), 11th ed.: 871 pp.
• Sas L., Mercik S., Smolarz K. 1996. Procesy chemiczne zachodzące w rizosferze i metody ich badania. Post. Nauk Rol. 5: 79 - 89.
• Sasaki M., Kasai M., Yamamoto Y., Matsumoto H. 1995. Involvement of plasma membrane potential in the tolerance mechanism of plant roots to aluminium toxicity. Plant and Soil 171: 119 - 124.
• Schubert S., Howind H. S., Yan F. 1994. Physiological and biochemical adaptation of plant roots to acidity stress. Proc. 3rd European Society of Agronomy, Abano-Padova, Italy: 524 - 525.
• Stass A., Horst W. J. 1995. Effect of aluminium on membrane properties of soybean (Glycine max) cells in suspension culture. Plant and Soil 171: 113 - 118.
• Szatanik-Kloc A. 2000. Wpływ pH i stresu glinowego na właściwości fizykochemiczne powierzchni korzeni roślin zbożowych. Praca doktorska, Instytut Agrofizyki PAN w Lublinie.
• Tan K., Keltjens W. G. 1995. Analysis of acid soil-stress in sorghum genotypes with emphasis on aluminium and magnesium interactions. Plant and Soil 171: 147 - 150.
• Tang C., Rengel Z., Diatloff E., McGann B. 2000. Response of wheat genotypes to subsoil acidity. Conf. Proceedings on ’Soils 2000, Making our science more usable’ Muresk Institute of Agriculture, Northam, Australia 11-13 July 2000: 115 - 120.
• Taylor G. J. 1995. Overcoming barriers to understanding the cellular basis of aluminium resistance. Plant and Soil 171: 89 - 103.
• Taylor H. M., Arkin G. F. 1981. Root zone modification: fundamentals and alternatives, in: Modifying the Crop Root Environment to Reduce Crop Stress. Arkin, G. F., Taylor, H. M. (Eds), American Society Agricultural Engineers, Monograph 4: 3 - 17.
• Von Uexkull H. R., Mutert E. 1995. Global extent, development and economic impact of acid soils. Plant and Soil 171: 1 - 15.
• Wagatsuma T., Ishikawa S., Obata H., Tawaraya K., Katohda S. 1995. Plasma membrane of younger and outer cells is the primary specific site for aluminium toxicity in roots. Plant and Soil 171: 105 - 112.
• Weryszko-Chmielewska E., Konarska A., Badora A., Filipek T. 1997. Zmiany morfologiczne i anatomiczne w organach roślin zbożowych uprawianych na glebach silnie zakwaszonych. Annales UMCS, Sec. EEE 5 : 255 - 265.
• Whalley W. R., Lipiec J., Stępniewski W., Tardieu F. 2000. Control and measurement of the physical environment in root growth experiments, in: Handbook of Methods in Root Research. Smit, A. L. et al. (Eds), Springer Verlag Berlin Heidelberg: 75 - 112.