植物營(yíng)養(yǎng)研究法根際研究法詳解演示文稿

植物營(yíng)養(yǎng)研究法根際研究法詳解演示文稿當(dāng)前1頁(yè)，總共34頁(yè)。1（優(yōu)選）植物營(yíng)養(yǎng)研究法根際研究法當(dāng)前2頁(yè)，總共34頁(yè)。2二．影響根系生長(zhǎng)的因素

研究影響作物根系生長(zhǎng)的因素，進(jìn)而調(diào)節(jié)這些因素，使之達(dá)適宜水平，促進(jìn)根系生長(zhǎng)，從而促進(jìn)整個(gè)植株生長(zhǎng)，最終獲得理想的產(chǎn)量。植物根系的生長(zhǎng)和形態(tài)特征，主要取決于植物的遺傳特征，不同植物，甚至同一植物不同品種，其根系形態(tài)特征都會(huì)有很大差異，外界環(huán)境，特別是土壤環(huán)境對(duì)根系生長(zhǎng)也會(huì)產(chǎn)生很大影響。

當(dāng)前3頁(yè)，總共34頁(yè)。3（一）化學(xué)因素：1．養(yǎng)分供應(yīng)：根系具有趨肥性2．低pH與毒害元素：Al、Mn、Fe、B（二）物理因素：1．機(jī)械阻力2．水分3．通氣4．溫度（三）生物因素：一般情況下，根際微生物的存在減少植物的主根和側(cè)根長(zhǎng)度，減少側(cè)根數(shù)量，并使根毛長(zhǎng)度的密度減少。當(dāng)前4頁(yè)，總共34頁(yè)。4三．根系研究方法

根系研究：形態(tài)學(xué)：根數(shù)、分布、根重、根莖、根表面積、體積

生理學(xué)

解剖學(xué)研究根系的難處：不象地上部，如何把根系不受損傷地從土壤中取出是研究方法的關(guān)鍵所在；或者不把根系從土壤取出，而在其中直接觀察；或者不讓根系與土壤接觸，易于取出。

當(dāng)前5頁(yè)，總共34頁(yè)。5（一）釘板法

1．方法簡(jiǎn)介：取田間含根系的原狀土，用釘板固定使根系保持在自然位置，洗去土壤，觀察根系。洗土：砂土或壤土——浸泡12h粘土：干燥分散：100度干燥、浸泡，焦磷酸鈉使膠粒分散冷凍使分散：-25度2．應(yīng)用：可以用于根的分布形態(tài)，還可研究其它形態(tài)指標(biāo)。

當(dāng)前6頁(yè)，總共34頁(yè)。6（二）容器法（根籍或根箱法）

1．方法介紹：特制的種植盆，一面或幾面是透明的玻璃，可以裝卸，外覆使不透明，盆內(nèi)裝土，種植植物，常規(guī)管理。由于溫度對(duì)根系生長(zhǎng)影響較大，若為了保持種植盆內(nèi)溫度與田間一致，可將盆子埋入土中。觀察項(xiàng)目：（1）生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)：可以對(duì)根系生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)行連續(xù)的原位觀察。透過玻璃直接觀察。（2）其它觀察：取下玻璃，結(jié)合釘板法或直接沖洗，研究根系形態(tài)、生理2．局限性：（1）容器空間有限，對(duì)大根系作物難以應(yīng)用，只能研究其苗期或根系較小的作物。（2）非自然條件下進(jìn)行，但易操作和控制條件。當(dāng)前7頁(yè)，總共34頁(yè)。7（三）玻璃壁或玻璃管

1．方法：玻璃壁：土壤剖面上安置玻璃—根系觀察室

玻璃管：土壤中打孔，埋入玻璃管玻璃與土壤間空隙要用土填實(shí)2．觀察方法：玻璃壁：直接觀察玻璃管：借助潛望鏡原理，外加放大鏡3．問題與優(yōu)點(diǎn)：可以連續(xù)觀測(cè)根系生長(zhǎng)狀況更接近自然狀況但玻璃壁處根系生長(zhǎng)密度一般大于正常土壤中的生長(zhǎng)密度。

當(dāng)前8頁(yè)，總共34頁(yè)。8（四）同位素法

1．土壤注入法：在土壤不同位置，不同深度注入放射性物質(zhì)32P或86Rb。經(jīng)過一段時(shí)間后測(cè)定地上部分的放射性強(qiáng)度，其結(jié)果可以直接反映出根系吸收能力大小。通過在土壤不同位置、不同深度注入放射性元素，可以判斷該位置深度根系分布及活力狀況，多點(diǎn)布樣，可以構(gòu)造出立體的根系活力分布圖。當(dāng)前9頁(yè)，總共34頁(yè)。92．植物注入法：從植物地上部莖基注入32P或其它示蹤物，經(jīng)一定時(shí)間從根系分布區(qū)一定部位取原狀土樣品，其放射性強(qiáng)度反映該土壤活性根數(shù)量，多點(diǎn)取樣可了解活性物質(zhì)根的分布狀況。3．宏觀放射自顯影法：用帶有機(jī)玻璃板的根籍培養(yǎng)植物，一定時(shí)期從地上部莖中注入32P，3-5天后用X光膠片在有機(jī)玻璃面曝光，顯影、定影，可得根系分布圖。優(yōu)點(diǎn)：1.簡(jiǎn)便直接，不需進(jìn)行根土分離而直接測(cè)定。2．測(cè)定的是有吸收活力的根，可消除死根，休眠根或其它植物根系的影響。當(dāng)前10頁(yè)，總共34頁(yè)。10（五）多孔膜法1．方法介紹：（1）制作一孔徑經(jīng)約0.3um的多孔膜套，該膜可以允許養(yǎng)分、水、O2透過，而植物根系難以透過。（2）把膜套水平埋入20cm深的土層中（該層植物根系分布最多），套口露于地面。（3）生長(zhǎng)一定時(shí)間后取出膜套，可獲得全株植物及其全部不含土粒的根系，根系可用于各項(xiàng)研究。2．優(yōu)點(diǎn)：（1）不需要從土壤中分離根系，避免了根系損失，特別是具有根系活力的幼根的損失。（2）可獲得完整根系（3）環(huán)境條件和栽培措施更符合田間實(shí)際當(dāng)前11頁(yè)，總共34頁(yè)。11當(dāng)前12頁(yè)，總共34頁(yè)。12四．根參數(shù)

（一）根數(shù)１．意義：根據(jù)主根和側(cè)根可以估計(jì)根長(zhǎng)、根密度等２．測(cè)定：直接記數(shù)、掃描分析軟件（二）根重１．意義：反映根的總量、植物地下部分生產(chǎn)力，不能反映根系吸收能力，特別是對(duì)于具有粗狀主根的植物２．測(cè)定：鮮重：洗凈，用吸水紙吸干，稱重干重：更準(zhǔn)確、實(shí)用

（三）根莖（粗細(xì)）１．意義：了解土壤孔隙大小、根系穿透能力、用于計(jì)算根表面積、體積實(shí)際中較少應(yīng)用２．測(cè)定：細(xì)根：顯微鏡的測(cè)微計(jì)；較粗：千分尺＋放大鏡

當(dāng)前13頁(yè)，總共34頁(yè)。13當(dāng)前14頁(yè)，總共34頁(yè)。14（四）根長(zhǎng)與根密度１．意義：?jiǎn)挝惑w積土壤中根長(zhǎng)，即根密度是計(jì)算根系吸水量的最好參數(shù)。根密度對(duì)養(yǎng)分有效性、吸收能力很有意義比其它根參數(shù)更能反映養(yǎng)分吸收能力２．測(cè)定（１）直接法：根系置于透明玻璃盤中，盤內(nèi)加少量水，便于將根系分散，用鑷子將根拉直，不相重疊，上壓一玻璃板，防根移動(dòng)玻璃盤下墊一帶mm刻度的方格紙統(tǒng)計(jì)各根長(zhǎng)度（２）直線截獲法：前四步同上不是直接計(jì)根長(zhǎng)，而是計(jì)根與方格線交叉點(diǎn)數(shù)：根長(zhǎng)＝轉(zhuǎn)換系數(shù)×交叉點(diǎn)數(shù)×方格間距（３）根長(zhǎng)測(cè)試儀（４）計(jì)算機(jī)掃描，軟件分析：可同時(shí)獲得根系的各種系數(shù)當(dāng)前15頁(yè)，總共34頁(yè)。15（五）根表面積１．意義：表征根系吸收能力的最好參數(shù)之一２．測(cè)定方法（１）直接法

Ａ：直接法：測(cè)出根的平均直徑和長(zhǎng)度，計(jì)算表面積Ｂ：測(cè)出體積，計(jì)算表面積，測(cè)出的是根系總面積（２）吸附法：植物對(duì)溶質(zhì)的最初吸收具有吸附的特性，假定這時(shí)根系表面均勻地覆蓋了一層吸附物質(zhì)的單分子層，因此可以根據(jù)根系對(duì)某種物質(zhì)的吸附量來測(cè)定根系吸收面積。常用甲烯藍(lán)作為被吸附物質(zhì)，已知１mg甲烯藍(lán)成單分子層時(shí)占用1.1m2，由此可求出根系的總吸收面積。根系吸收飽和大概需1.5min，再吸附1.5min的量可表示正活躍吸收面積。當(dāng)前16頁(yè)，總共34頁(yè)。16（六）根體積１．意義：在表征根系活力時(shí)不常用，因?yàn)榫哂形漳芰Φ母课恢饕切「?，根尖或根毛、少量粗大根的體積與大量小根相當(dāng)。２．測(cè)定：排水法當(dāng)前17頁(yè)，總共34頁(yè)。17第二節(jié)根際的研究方法

一．根際——是指受植物根系生理活動(dòng)的影響，在物理、化學(xué)、生物特性上不同于原土體的特殊土區(qū)。根際范圍很小，一般指距根表數(shù)毫米，１－４mm２．根際土與原土的不同：根際是土壤—植物根—微生物三者相互作用的場(chǎng)所，根際養(yǎng)分、pH、Eh、分泌物、微生物等原土均有不同。３．研究意義：根際的變化對(duì)于根際內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化

土壤養(yǎng)分的有效性。作物生長(zhǎng)發(fā)育和抗逆性當(dāng)前18頁(yè)，總共34頁(yè)。18二．根際研究的難點(diǎn)

不象其它研究，根際研究是微區(qū)研究，難度較大，進(jìn)展緩慢，要求技術(shù)條件較高，對(duì)微區(qū)研究的高分辨率，如何將根際土分離出來研究。

當(dāng)前19頁(yè)，總共34頁(yè)。19三．研究方法

（一）根系表面特性的研究１．研究概況指標(biāo)：（1）根系陽(yáng)離子交換量（CEC）：著重于陽(yáng)離子交換能力的物理化學(xué)性質(zhì)，表面吸附量忽略了根系生理活性與養(yǎng)分吸收的聯(lián)系。因此，CEC與養(yǎng)分吸收相關(guān)性不一定很好，且與陽(yáng)離子種類、作物種類影響較大

當(dāng)前20頁(yè)，總共34頁(yè)。20（2）根系表觀自由空間“Apparentfreespace”養(yǎng)分離子進(jìn)入根系的兩條通道：通過細(xì)胞膜的主動(dòng)運(yùn)輸、質(zhì)外體。AFS：根系內(nèi)部的細(xì)胞間隙和細(xì)胞壁微纖維中的空隙，在植物體內(nèi)相互連通形成運(yùn)輸通道，允許水分和溶液自由移動(dòng)，是根系表面的延續(xù)部分，或視為“內(nèi)表面”。有研究結(jié)果表明：AFS中養(yǎng)分濃度與植物吸收養(yǎng)分量呈正相關(guān)。

當(dāng)前21頁(yè)，總共34頁(yè)。212．根系A(chǔ)FS的測(cè)定：原理：低溫4度下，根系生理活性基本停滯，此時(shí)放入蒸餾水中根系A(chǔ)FS中的養(yǎng)分只能向外擴(kuò)散。測(cè)定一定時(shí)間平衡后擴(kuò)散出的養(yǎng)分多少即代表該養(yǎng)分的AFS。方法：營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)的根系或從土壤中清洗出的根系，洗凈后吸水紙吸去多余水分，稱一定量根，加入20倍量的水，于4度冰箱中浸提2小時(shí)后，測(cè)定溶液中養(yǎng)分量。

當(dāng)前22頁(yè)，總共34頁(yè)。22（二）根際土壤特性的研究方法

根際土壤受根系活動(dòng)（呼吸、分泌物、吸收養(yǎng)分）影響，其pH、Eh、O2、水分、土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)量及形態(tài)部分有所不同。研究它們的變化，有助于理解根系生理活動(dòng)，特別是逆境條件（如缺素、過量）作物反應(yīng)機(jī)制。

當(dāng)前23頁(yè)，總共34頁(yè)。231．根際土的直接采集法

（1）原理：根據(jù)土壤與根系粘著程度不同，將其分為根面土、根際土和非根際土。根面土：距根面約0-2mm。緊密附著于根面。根際土：距根面約1-4mm，松散粘附于根面。非根際土：距根面4mm以上，手工很容易抖落下來。（2）應(yīng)用：可研究根際微域內(nèi)存在的有效養(yǎng)分虧缺狀況。（3）優(yōu)缺點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單、方便，不需特殊設(shè)備，可直接用于田間，但較粗放，不精確。當(dāng)前24頁(yè)，總共34頁(yè)。242．根際土壤的冰凍切片法

方法要點(diǎn)：（1）集束平面根的培育：有機(jī)玻璃盆內(nèi)裝營(yíng)養(yǎng)液，上端置一漏斗形框架，內(nèi)放尼龍網(wǎng)，密集播入30粒種子，一個(gè)月后，玻璃盆中形成平面根。（2）土塊制備：供試土樣過100目篩，稱取一定量裝入長(zhǎng)方形有機(jī)玻璃盒，將開口處土壤蒙上一隔膜，其可讓水分養(yǎng)分自由通過，根系無法通過。（3）根際土的形成：將制好的土盆隔膜面與集束根平面緊密接觸，放入盆缽中，再充以石英砂或土壤，溫室中培養(yǎng)不多于20天（4）土壤冰凍切片法制備：取出有機(jī)玻璃盆中土壤，液氮速凍，切片機(jī)上切成1mm厚薄以供分析。優(yōu)缺點(diǎn)：嚴(yán)格地解決了不同層次微區(qū)土壤的區(qū)分、可定量研究各種養(yǎng)分、水分在根土界面移動(dòng)規(guī)律。只能進(jìn)行短期試驗(yàn)、獲得土壤樣品量有限。

當(dāng)前25頁(yè)，總共34頁(yè)。253．放射性自顯影法

（1）方法：獲得同位素標(biāo)記過土壤的根際薄片土層；薄層與x光膠片接觸、曝光，記錄下薄層不同部位的放射性；沖洗x光膠片、顯影：曝光點(diǎn)即為待測(cè)養(yǎng)分分布區(qū)，曝光深淺反映養(yǎng)分離子含量多少。（2）特點(diǎn)可以定位放射示蹤劑在樣品中的分布定量上誤差較大，只能作相對(duì)定量只能獲得養(yǎng)分總量根念，不能測(cè)其有效性當(dāng)前26頁(yè)，總共34頁(yè)。264．微電極法

微電極：原理與普通電極一樣，其體積小，特別是其敏感尖端直徑以u(píng)m計(jì)，若直徑小于0.5um為超微電極，最小可達(dá)0.04um。微電極可以測(cè)量微區(qū)的pH、Eh、電導(dǎo)、養(yǎng)分（離子選擇電極）等。應(yīng)用：可以測(cè)定土壤各部位，包括根際中的電化學(xué)性質(zhì)，有時(shí)也可以用于植物組織甚至細(xì)胞中性質(zhì)測(cè)定。優(yōu)點(diǎn)：可以在原位連續(xù)測(cè)定根際微區(qū)的養(yǎng)分環(huán)境狀況，減少則取樣、提取分析等帶來的誤差；操作方便，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。當(dāng)前27頁(yè)，總共34頁(yè)。275．電子探針法

（1）方法簡(jiǎn)介：利用高速電子束轟擊試樣表面的微小區(qū)域時(shí)，入射電子透入試樣內(nèi)部與其作用，使其內(nèi)部原子受激發(fā)，然后釋放出特征x射線，不同元素發(fā)射的x射線不同，通過測(cè)定x射線波長(zhǎng)及強(qiáng)度，可以判定元素的種類和數(shù)量。（2）應(yīng)用：是一種電子顯微分析技術(shù)可以在不破壞樣品情況下進(jìn)行準(zhǔn)確定位分析；可以分析某元素的分布；可以同時(shí)測(cè)定從硼到鈾的所有元素，處于研究元素間相互關(guān)系，不象自顯影——需放射性元素；靈敏度高：可達(dá)10-15-10-18.6.根際微生物：種類數(shù)量7根系分泌物：當(dāng)前28頁(yè)，總共34頁(yè)。28第三節(jié)VA菌根的研究方法

一．菌根的種類與分布菌根——真菌與植物根聯(lián)合組成的共質(zhì)體目前已知能在根部形成菌根的植物有2000多種（草木本），能在植物根部形成菌根的真菌種類也很多。一般分為內(nèi)生菌根及外生菌根。1．外生菌根：大量菌絲纏繞根表面，形成緊密的菌絲鞘套，同時(shí)，部分菌絲伸入根組織外皮層細(xì)胞間隙，構(gòu)成菌絲網(wǎng)絡(luò)，成為真菌與寄主物質(zhì)交換的場(chǎng)所。寄主主要是一些林木，如松科、柏科、樺木科等2．內(nèi)生菌根：包括VA菌根、蘭科菌根、杜鵑花科菌根，其中VA菌根最主要。當(dāng)前29頁(yè)，總共34頁(yè)。29VA菌根真菌菌絲著生于根組織皮層細(xì)胞間隙或寄入細(xì)胞之中，但不進(jìn)入內(nèi)皮層和中柱，一些菌絲伸出根外與土壤接觸，皮層組織內(nèi)的菌線未端可以反復(fù)二叉分枝，形成叢枝，在細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞間的菌絲可以膨大成為直徑約50um的泡囊，稱為“泡囊—叢枝菌根”，Vesicular_Arbuscular_Mycorrhiza，簡(jiǎn)稱VA菌根。其寄主很廣泛，尤其是禾本科，豆科，除十字花科（如油菜）和藜科（如甜菜）外，大多農(nóng)作物都能形成菌根，VA菌根的Fungus與寄主植物無嚴(yán)格專一性。當(dāng)前30頁(yè)，總共34頁(yè)。301.根瘤菌；2.根瘤菌入侵根毛；3.根瘤菌穿過皮層細(xì)胞；4.切面當(dāng)前31頁(yè)，總共34頁(yè)。31二．VA