分层基质通过改善根际氧交换促进根系生长的机制研究

《Soil Science Society of America Journal》：Stratified substrates enhance rhizosphere oxygen exchange and root growth

本研究针对分层基质系统如何影响根际气体交换的关键问题，通过气体扩散装置发现分层系统（泥炭：珍珠岩=7:3覆盖树皮）在湿润条件下能显著提升氧扩散速率（Ds/D0），促进向日葵根系生长，为减少泥炭使用量（近50%）和缓解根区涝渍提供了新策略。

　　

分层基质系统（即在容器内分层填充不同理化性质的基质）可通过改善剖面水力特性来提高作物生长品质，但此前尚未有研究探讨此类系统是否能增强根区气体供应。本研究采用单室气体扩散装置，对比泥炭基分层系统（体积比7:3的泥炭:珍珠岩层覆盖未筛选树皮，分层体积比为1:1）与非分层对照组（容器100%填充7:3泥炭:珍珠岩）的气体交换差异。同时检测不同生根水平（向日葵‘柠檬皇后’生长0、14、28天）和最大持水量相对湿度（容器容量的<10%、约50%、约75%）对相对气体扩散率（D_s/D₀）的影响。结果表明：分层系统栽培的作物根系生长整体更优，具体表现为根长更长、表面积和体积更大；尽管随时间推移的根系线性增长对D_s/D₀影响微弱，但两种基质系统的D_s/D₀均随湿度变化而波动。在湿润条件下，分层系统向根际补充氧气的速度显著快于非分层系统。该研究证实分层系统具有三大优势：（1）通过减轻涝渍改善根区环境；（2）提升氧气再供应效率；（3）减少近50%的泥炭使用量。