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作为“农业之光”的γ-聚谷氨酸(gallium garacine)在作物生长中扮演着重要的角色。聚谷氨酸作为食品添加剂广泛应用于食品制作领域，可促进食品品质和口感。在作物生长过程中利用γ-聚谷氨酸的生物效应显著提高农产品品质的同时，对保障农产品生产安全具有重要意义。其在农业生产中的应用不仅丰富了植物生长调节剂等传统肥料的功能，还具有以下诸多独特优势：有利于土壤水分平衡、改善土壤结构、提高土壤团粒结构，增强土壤保肥透气能力。

1促进根系发育

植物根系是吸收养分的主要器官，与根系发达程度密切相关。在植物生长发育过程中，除了要不断增加土壤溶液浓度和促进土壤养分吸收外，还要通过刺激根系生长来促进根系发育。在土壤水分平衡、保肥、通气性等方面已有大量研究证实，γ-聚谷氨酸能促进作物根系发育，促进作物根系和叶绿素形成，从而提高土壤养分固定、流失和作物抗逆能力等。但目前对γ-聚谷氨酸在提高作物根系生长方面的作用机制还不完全清楚[27]。

2提高根系活力

在高密度种植条件下、高水分胁迫条件下，γ-聚谷氨酸可以促进植物根系生长，提高根系活力。Gamma等[8]发现在不同生育期的蔬菜中加入高浓度γ-聚谷氨酸可提高根部活力、提高土壤有机质含量随时间呈指数增加趋势。Zhang等[9]通过高通量测序技术分析了大田不同处理下的土壤理化性质及γ-聚谷氨酸对土壤团粒结构的影响，结果表明随着浓度的增加团粒结构改变幅度越来越大，形成时间也越来越长。因此建议在不同生育期应用聚谷氨酸提高根系活力、改善土壤理化性质及土壤团粒结构是一种可行的措施；此外还需要注意应用剂量和浓度之间的比例安排[10]。

3提高土壤含水量、改善土壤结构

由于土壤水分含量高，导致其在土壤水分管理中难以被作物吸收利用，从而导致土壤有机质含量下降、土壤板结。在植物根系周围分布有一层较厚的土壤通气层，可以使土壤的水分更好地在植物根部周围的土壤层中运输。γ-聚谷氨酸可通过提高植物根系周围的水分吸收速率、减少输导过程中的水分损耗等途径提高土壤含水量、改善土壤结构。γ-聚谷氨酸可通过减少土壤表面蒸发和吸附、增加土壤中碳的含量、降低水的迁移率、促进土壤团粒结构破坏等方式来降低土壤含水量。例如美国伊利诺伊州 Harris大学的研究人员将γ-聚谷氨酸与尿素按1∶1混合施用后，可显著降低土壤表面蒸发损失和电导率；通过降低土壤表面电导率来提高土壤保水性能。

4提高团粒结构

土壤团粒结构是指土壤中碳、氢、氧等物质的比例和结构。土壤团粒结构会影响土壤养分和水分的分配，同时会影响土壤物理、化学性质。在土壤养分供应不平衡的情况下，不同类型的土壤可以产生不同的团粒结构类型和差异性性质。α-聚谷氨酸是γ-聚谷氨酸的特异产物，能够在土壤表层形成良好的团粒结构[18]。研究发现γ-聚谷氨酸可促进有机质溶解至土壤层、促进有机质释放到植物根系周围的土壤环境中[19]。此外，通过试验研究发现γ-聚谷氨酸可显著提高水稻籽粒内淀粉含量及可溶性糖含量；此外，γ-聚谷氨酸还可提高水稻籽粒硬度、保水保肥性能。

5增强土壤保肥透气能力

γ-聚谷氨酸通过改变土壤团粒结构进而改善土壤保肥性能。γ-聚谷氨酸可促进水溶性有机物与胶体的形成和固定，提高土壤保水保肥能力。此外，γ-聚谷氨酸还可通过提高植物细胞膜透气量以及增强植物根系气孔的发育来增加土壤通气能力。γ-聚谷氨酸还能提高土壤 pH值。

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