【温故知新•土壤篇】根呼吸（二）

生长缓慢的植物的单位根呼吸速率通常比生长快的植物更低，但是所消耗的光合作用产物的比例要高很多。这与造成生长速率差异的原因无关，无论其生长速率的不同是由内在的生长速率决定的，还是由营养供应引起的都是如此（Van der Werf et al.,1992）。然而，光诱导的生长速率的变化对根呼吸影响不大。单位根呼吸速率一般随着根寿命的增长而减少（Essenstat et al.,2000）。

呼吸作用之所以随着温度的增加而增加，是由于呼吸作用中酶促反应的温度敏感性以及代谢速率加快时对ATP需求的增加所导致的。呼吸作用受温度刺激同样也反映了在温度较高的情况下，用于支持生物合成、运输和蛋白质周转所必需的能量需求较高。在某一特定的温度下测量的呼吸速率也同样取决于植物所适应了的生长温度。对温度的适应形成了呼吸的自动动态平衡。根呼吸对温度适应的灵活性因种而异。

其他影响呼吸过程的环境因素包括淹水、盐度、水分胁迫、营养供应、辐射、pH以及CO2分压（Lambers et al.,1998）。除了已进化出通气机制的湿地植物以外，淹水一般会抑制根呼吸。植物突然暴露于高盐度或水分胁迫的环境中，由于对呼吸作用所产生的能量需求增加，呼吸作用也加强了。将反应敏感的植物长期暴露于高盐度或干旱的环境中会逐渐降低其呼吸作用，这是由于在这些条件下植物生长缓慢、碳同化普遍降低造成的。

当植物种植在营养供应不足的环境中，由于生长速率下降和离子吸收减少，它们的根呼吸速率要比生长在矿质元素供应充足的环境下的植物低。在一个110d的研究中发现，植物的根呼吸速率在干燥土壤中比在湿润土壤中低（Bryla etal.,1997）。Bouma et al.（1997）发现，当土壤CO2浓度在400~25000 μmol·mol-1范围内，柑橘属植物（citrus）的根呼吸速率并不受土壤CO2浓度的影响，这和先前在花旗松（Douglas fir）的研究中所得的结果相反（Qi et al.,1994）。

在概念上，呼吸作用常被分为两部分：生长呼吸和维持呼吸。生长呼吸为结构化合物的生物合成提供能量和建筑砌块（如代谢的中间产物）。维持呼吸为活细胞的正常活动提供能量。生长呼吸和维持呼吸的概念由McCree’s于1970年提出的，并在许多从基础植物生物学和植物/生态系统模型角度进行的研究中进行了检验。

（知识分享于《土壤呼吸与环境》（高等教育出版社-YiqiLuo等著））