平(ping)面光(guang)極案(an)例(li)分(fen)享：土(tu)壤微(wei)生(sheng)物變化影(ying)響(xiang)根分(fen)泌物和根際pH

本(ben)次分(fen)享壹(yi)篇由Laura de la Puente在《Plant and Soil》上(shang)發表的(de)壹(yi)篇(pian)學術(shu)論(lun)文(wen)“Changes in soil microbiota alter root exudation and rhizosphere pH of the gypsum endemic Ononis tridentata L."。

生(sheng)長(chang)在石(shi)膏(gao)上的植(zhi)物適應了(le)在極度(du)貧瘠的(de)堿性土壤中(zhong)吸收營養(yang)。在這樣(yang)極--端的(de)條件(jian)下，影(ying)響(xiang)根際化學條(tiao)件(jian)的過(guo)程可(ke)能對(dui)植(zhi)物的生(sheng)存和生長(chang)至(zhi)關重要。以前從(cong)未報道(dao)過(guo)生長(chang)在石(shi)膏(gao)土壤上的(de)植(zhi)物的根際酸(suan)化現(xian)象(xiang)，以及根分(fen)泌物和微(wei)生(sheng)物對根際pH的(de)影(ying)響(xiang)尚未描述(shu)。在本(ben)研(yan)究中(zhong)，我們(men)在裝(zhuang)有(you)天(tian)然石(shi)膏(gao)土壤和微(wei)生(sheng)物減少的(de)石(shi)膏(gao)土壤的根箱中(zhong)培(pei)養(yang)了(le)石(shi)膏(gao)特(te)--有(you)植(zhi)物三(san)齒(chi)野(ye)豌豆(dou)（Ononis tridentata）的(de)種(zhong)子，並(bing)使(shi)用(yong)與(yu)校準(zhun)的(de)圖(tu)像記(ji)錄(lu)系(xi)統耦(ou)合的平(ping)面光(guang)極監(jian)測根際pH的(de)變化。通(tong)過PLFAs分(fen)析估計了(le)土(tu)壤微(wei)生(sheng)物生活(huo)，並(bing)表征(zheng)了(le)根分(fen)泌物。
    結果(guo)表明(ming)：減少微(wei)生(sheng)物處(chu)理降(jiang)低(di)了(le)真菌和微(wei)生(sheng)物的存(cun)在。在天(tian)然土壤(rang)中(zhong)生長(chang)的植(zhi)物，土壤(rang)微(wei)生(sheng)物的存(cun)在未受影(ying)響(xiang)，根際pH較低(di)。然而，在微(wei)生(sheng)物減少的(de)處(chu)理中(zhong)，我們(men)發(fa)現(xian)幾種(zhong)有(you)機(ji)酸(suan)和醇(chun)類（如(ru)丙二酸和異(yi)檸檬(meng)酸以(yi)及山(shan)梨糖-甘(gan)露糖）的(de)根分(fen)泌物增加。有(you)趣的(de)是(shi)，植(zhi)物生物量並(bing)沒有(you)顯(xian)著(zhu)受到處(chu)理的(de)影(ying)響(xiang)。
    結論(lun)：天(tian)然土壤(rang)微(wei)生(sheng)物群(qun)落有(you)助於酸化堿(jian)性(xing)石(shi)膏(gao)土壤，可能提(ti)高(gao)了(le)營養(yang)可用(yong)性(xing)。然而，在微(wei)生(sheng)物減少的(de)土(tu)壤中(zhong)生長(chang)的O. tridentata幼苗似乎通(tong)過增加根分(fen)泌物來補(bu)償(chang)微(wei)生(sheng)物的影(ying)響(xiang)，在天(tian)然和微(wei)生(sheng)物減少的(de)土(tu)壤中(zhong)都實現(xian)了(le)類(lei)似的生長(chang)。這些(xie)幼苗似乎適應了(le)微(wei)生(sheng)物豐度(du)波動(dong)的(de)土(tu)壤(rang)。

在這篇(pian)文(wen)章(zhang)中(zhong)，平(ping)面光(guang)極（optode）技術(shu)被用(yong)來監(jian)測根際pH的(de)變化。這項(xiang)技(ji)術通(tong)過將(jiang)平(ping)面光(guang)極傳感(gan)器放置在植(zhi)物根尖附近(jin)，來實時(shi)捕(bu)捉(zhuo)和記錄(lu)根際pH的(de)變化情(qing)況(kuang)。這些(xie)傳(chuan)感器能夠(gou)檢(jian)測到(dao)根尖周(zhou)圍(wei)土壤pH的變化，因(yin)為(wei)植(zhi)物通(tong)過根系(xi)分(fen)泌物質（如(ru)有(you)機(ji)酸(suan)）來改(gai)變根際環(huan)境(jing)的(de)pH值(zhi)，從(cong)而影(ying)響(xiang)營養(yang)元素(su)的(de)可(ke)利(li)用(yong)性(xing)。

平(ping)面光(guang)極技術(shu)是(shi)當(dang)今(jin)先(xian)進的光電(dian)傳(chuan)感技(ji)術之(zhi)壹，智感環(huan)境(jing)團(tuan)隊基於這種(zhong)技術(shu)，相繼開(kai)發(fa)出(chu)了(le)壹(yi)種(zhong)封(feng)閉(bi)式(shi)平(ping)面光(guang)極設(she)備(PO2100)和壹種(zhong)便攜式(shi)平(ping)面光(guang)極設(she)備(PO1100)，可(ke)實現(xian)沈積(ji)物/土壤(rang)/植(zhi)物根際/水體(ti)中(zhong)pH、DO和CO₂的實時(shi)高(gao)分(fen)辨率(lv)檢(jian)測，這在光(guang)電傳(chuan)感技(ji)術領(ling)域是(shi)壹(yi)項(xiang)重要的突(tu)破(po)。