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植物根和根际的研究方法
第六章 根和根际的植物营养研究
根系研究的基本方法和根际研究的
几种方法的原理、原则
具体步骤
代上漆,这种途径还有一个优越性,即清洗完根系后,可以连同塑料膜把整个根系从板上取下来。进一步的改进方法是在钉板上复上一层尼龙网或金属布,那么在洗根的过程中可以把尼龙网或金属布适当提起来,使水或能从网下漏掉,借此可以把泥土摩擦降低到最低限度。
2 取样 在野外,首先按土壤整段标本取样方法,通常需要挖掘至少是1m见方的原状土,断面与植物茎的距离应该是保证根轴位于土段的中部,断面光滑,垂直于地面。断面准备就绪后,把钉板对着断面,钉板的两侧及底部则借助于铲、刀或钢板等切断。钢板也能起到支持土段的作用,尤其是对于沙土或结构较松的土壤说尤其重要。
3 清洗 对于野外采集的大样本,如果土段土质为砂土或壤土,可以把它直接浸入水池中直到土壤水分饱和,大约需要12h左右。浸泡过程中不要取下支,撑土段的框架,以免造成土段的断裂。然后提起钉板,使土段面高于水面2-3cm,稍微倾斜,使泥和水流失,并保持压力低的水流自下而上冲洗根土分离,即可在钉板上留下整个根系原始分布情况。
当土壤中粘粒的含量较高时,跟的冲洗十分困难而且造成大量根的损失。为了加速清洗过程及减少根的损失,可采用如下两种途经:1)把整个土段置于100℃的温度下干燥后,浸入焦磷酸钠溶液,然后依前法冲洗;2)土壤以水饱和,在-25℃的低温下冷冻,然后冲洗。这种冷冻---冲洗过程可能需要反复多次。对于易受冻害的植物,这种冷冻方法需要谨慎使用。
4 根系摄影及测定: 冲洗好的根系,略为晾干后不必取下钉板就可以在黑色背景上直接拍照最好是把钉板置于有薄水层的盘中,则大小根系可在水中自然伸展,摄影效果更佳。也可以先制成干根标本后再进行拍摄,虽然这没有水中的情况那么真实,但用于示范,展览等目的来说是可行的。干根标本可以测定其长度和分布形态,也可用于干物重测定和分部位测定其重量和体积。
(二) 容器法 容器种植通常可以用来研究根系的生理或生态学特征,它能够控制在田间条件影响根系生长的许多环境因子的交互影响。在实验处理中,采用不同组合的环境因子,可以获得根系生长中单因子的主效应以及多因子间的互作效应等大量信息。
容器法的主要优点是比田间情况易于掌握和研究,而且其生长条件可以相对一致多次重复。其不足之处是,该法是在非自然的条件下进行的,采用的是经过处理的土壤或其他介质,没有其他作物根系的竞争,存在或缺少某些特殊的土壤生物体,不能完全模拟田间的真实情况。
1 根的生长体积和容器大小:容器的大小和形状为根系的生长体积提供了有限的空间,对于具有庞大根系的作物来说是一个很严重的问题,所以容器的种植常常仅用于苗期或是根系较小的作物。当研究较大的作物的根系时,根系的自然状况及研究目的决定容器应该有怎么样的大小以满足作物根系的生长。许多研究者建议,容器应该有足够的深度,这是因为根系一旦在水平方向发展受阻,就有转而垂直向下的特征。此即为许多种植容器直径较小,而高度却很可观的原因。
2 种植盒的制作:用于进行植物根系研究的种植容器有不同的种类。普通花盆,来切里希盆及各种圆的或方的塑料盆为最为简单的容器,小型的透明容器也可以放在大些的不透明容器中,待需要观察根系生长的则把它取出。这种研究与一般温室培养试验一样,相对来说比较简便,能够很快地得到信息。但是,盆钵越小,种植时间越长,其结果的实用性就越受到限制。
对于比较大的根系生态研究来说,需要不同设计的大的种植盒或种植筒。一些早期的种植盒长*宽*高的尺寸达到30*30*100(cm)圆筒容器比种植盒更为普遍,有铁制的、铝制的陶瓷的、陶土的等等。近年来,塑料圆筒的应用较为成功。在填土之前,这些圆筒的底土被封上尼龙或金属网,它们常常被置于有稳定水位的浅水槽上。
利用种植盒或种植箱,常常存在着控温的问题,根系生长对温度很敏感,而温室温度常常与大田差别很大,因此许多研究者把容器埋入地下,使其接近自然。一些土壤中的永久性的水泥种植盒也被采用以克服温度的问题。
许多种植箱为了能够对根系的生长发育进行连续地原位观察采用了玻璃面,其余部分由木头或金属制成,玻璃面是可以移动的,外面可以覆盖一块不透明层,如铝箱等,防止根系被阳光照射。按常规进行播种及管理。也可以将容器埋入砂中或土壤中,使种植盒高出地面1
-2cm。玻璃面的种植盒具有许许多多不同的类型,有三角棱柱型的、三面都有玻璃,有搁置的安装在手推车上的根系研究盒,两面均有玻璃;还有温室内永久性的、立地的种植特制的安装在手推车上的根系研究盒,前面有垂直的玻璃板,用于一些特殊的根