小麦幼苗中的腐殖酸分布测定

标记的腐殖酸优先积聚于根部内皮层中

有机土物质的最大组分是腐殖物质。由于它们的化学结构太过复杂以至于无法被微生物代谢；而且它们与土壤矿物密切相关，因而也无法被轻易分解。因此，它们在陆地生态系统中起着关键性的作用。它们与金属离子、氧化物、氢氧化物、矿物和有机化合物相互作用以形成络合物，从而使其能通过土壤或水进行迁移。因此，腐殖物质为生命（生物）和非生命（非生物）生态系统提供了各组成部分之间的重要联系。

腐殖物质能改善土壤结构和肥力，有利于植物对养分的吸收并能改善根系。因此，它们能促进根、叶和芽的生长，并能刺激各种作物的萌发。它们还被证明有助于植物适应不断变化的外部环境。虽然已知腐殖物质能促进植物根系与土壤之间的相互作用，但其确切的作用方式尚不清楚。

最近，研究人员已采用成像法来研究小麦幼苗是如何利用腐殖物质的。幼苗暴露于氚标记的风化褐煤腐植酸，并通过显微放射自显影术（MAR）来观察通过植物的辐射分布。使用元素分析、电位滴定、尺寸排阻色谱（SEC）以及13C核磁共振（NMR）波谱仪（记录于Avance NMR波谱仪，Bruker德国）对腐殖酸的结构进行表征。

13C NMR波谱揭示出很多芳香族相关结构基团，这正是风化褐煤腐植酸的特征之一。总体来说，52.5%的碳含量是存在于芳香族结构内的。与植物的芽部相比，氚标记腐殖酸优先在根部积聚。标记也存在于木质部组织中，表明腐殖酸成分被运输到芽组织。经腐殖酸处理后，还观察到光合膜内脂质的增加。然而，腐殖酸对脂质水平的影响具有高度的特异性，只有游离脂肪酸和被选择的极性脂质会受到影响。特别应注意的是，经腐殖酸处理后，极性脂质中的半乳糖醛酸水平升高，这是由于它们被认为是光合膜的主要成分。

对小麦植株显微切片进行的深入研究表明，在根冠区标记未渗透进植物内部，而在根毛区标记则广泛存在于表皮和内胚层区域。标记区域也存在于植物脉管系统中，这表明腐殖酸（或其代谢产物）通过小麦植株进行运输。

这些观察结果与已知的腐殖酸对植物的积极生理效应一致。例如，在胁迫条件下，侧根的生长会增强而光合作用也会改善。对腐殖酸帮助植物方式的更多了解，可以促进先进的根际管理策略的开发，以改善植物的生长。

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