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许多水生植物根系表面及其根际微环境都具有形成铁膜的能力，根表铁膜的形成对营养元素的吸收及重金属的阻碍起着非常重要的作用。有研究发现，磷饥饿能诱导水稻根表铁膜的形成，然而，磷饥饿诱导水稻根表铁膜形成的机理并不清楚。本试验通过磷饥饿对水稻根表红棕色铁膜形成、根系形态结构、根系氧化力等的影响，探讨了磷饥饿诱导水稻根表红棕色铁膜形成的生理机制，结果如下： 1.不同营养元素缺乏试验发现，只有缺磷处理才能诱导水稻根表红棕色铁膜的形成，而缺氮、缺钾都不能诱导。 2.不同磷水平试验发现，磷浓度小于0.05 mmol/L时，根表能观察到红棕色铁膜的形成。且随着磷饥饿程度的加深，根表红棕色铁膜颜色加深，DCB-Fe浓度增加。 3.分根试验结果发现，同一水稻根系，缺磷处理能观察到红棕色铁膜，正常磷处理无红棕色铁膜出现，但两处理根系内无机磷没有明显差异，而根表无机磷差异显著。表明根表无机磷是影响红棕色铁膜形成的重要因素。 4.Fe3+染色结果发现，正常磷和Fe2+处理(CK+Fe)能观察到根表大量Fe3+沉淀，但根表无红棕色铁膜出现，用NaOH浸泡后，根表出现类似红棕色铁膜。表明根表无机磷可能与根表Fe3+结合，阻止根表红棕色铁膜的形成。 5.根表铁组分结果发现，水稻根表铁沉淀主要以弱结晶态和结晶态铁存在，占总铁量的85％以上，各处理差异不明显。根表非红棕色铁沉淀去除剂结果表明，0.1 mol/L焦磷酸钠是最优浸提剂，能够有效的去除根表非红棕色的铁沉淀，而保留根表红棕色的铁膜。 6.根系形态学机制结果表明，铁膜在水稻根表呈现不均匀性分布。缺磷处理明显增加根系通气组织，减少皮层厚壁细胞厚度和中柱外围细胞数量。同时，根毛数量显著增加，有利于呼吸作用增强，增加根表红棕色铁膜数量。 7.与正常磷处理相比，缺磷处理能提高水稻根系活力，增加POD活性和根表H2O2的累积。减少根系内皮层厚壁细胞中木质素的数量，增加氧气等氧化性物质的分泌。 8.外源H2O2试验表明，随着外源H2O2的减少，根系SOD、POD和CAT活性逐渐降低。减少了根表H2O2的累积，从而阻止了根表红棕色铁膜的形成。 9.代谢抑制剂结果表明，代谢抑制剂降低根系POD和H2O2的分泌，阻止Fe2+的氧化，阻止红棕色铁膜的形成。表明了根系氧化酶活性参与了根系红棕色铁膜的形成。 10.缺磷处理明显增加了根系总氧化性物质，与正常磷处理相比，其总氧化性物质增加了120%。 上述试验结果表明：磷饥饿诱导水稻根表红棕色铁膜形成的生理机制是，降低根表磷素与Fe3+的结合，增加根系通气组织，减少细胞壁厚度，诱导更多的根毛形成。增加根系SOD、POD、CAT等氧化酶活性，降低根系内皮层厚壁细胞中木质素数量，增加H2O2和O2的分泌，增加根系总氧化性物质，从而诱导根表红棕色铁膜形成。