植物根系活力的测定方法
测定植物根系活力的方法
测定植物根系活力的方法植物根系活力是指植物根系吸收、传导和利用水分、营养物质以及对土壤环境进行适应的能力。
根系活力的测定可以帮助我们了解植物生长发育和适应能力的情况，同时指导我们合理地进行植被管理和栽培。
以下是测定植物根系活力的几种方法：1. 简易Auslander土柱法。
如其名，Auslander土柱法是一种方法简单、不需高级设备的测定植物根系活力的方法。
该方法主要是通过植物根系对土壤环境的响应，来判断根系活力的强弱。
具体操作方法为：将要测定的植株的根系在浇透水的土壤内生长2-4天，之后将其整株拔起，然后根据根系的发育程度、数量、长度等来评估根系活力的强弱。
该方法简单易行，操作简便，但其缺点在可能存在误判的可能性。
2.根系形态分析法。
根系形态分析法是通过对植物根系形态结构的观察，来判断其根系活力的强弱。
该方法适合于观测植物在不同环境下的根系结构变化，比如不同土壤类型、水分营养等而导致的根系形态上的适应性变化。
具体测定内容为：利用根系分叉角度、根毛数量、根长、分散程度等指标来评估根系活力的强弱。
该方法操作简便，可以直观地观察植物根系的形态变化。
3. 马琦森氏（Markson）芽生长理论测定法。
马琦森氏芽生长理论测定法是一种直接测定植物根系活力的方法，与前面两种方法略有不同。
该方法的基本理论是当植物叶和根的生长速度趋于相等时，表明根系的活力非常强。
为测量生长速度，该方法首先需要在芽顶茎部投射一个小光斑，之后再测量芽生长长度的变化。
与前面两种方法相比，马琦森氏芽生长理论测定法操作难度较大，但它可以直接反映出植物根系的生长速度。
4.直接收获法。
直接收获法可以理解为野外调查法。
该方法不针对单一植物进行定量测定，而是利用长期收获和观察的数据分析出根系生长的数量、长度和生长速度。
根第一原则：土壤性质的差异和分布引起根的差异在根领域尤为明显。
如草地表土CO_2分压的变化，山间度坡对气温、风速、光照和土壤水分的影响均可引起根的各种变化。
根系活力的测定
实验十二氯化三苯基四氮唑（TTC）法测定植物根系活力一、实验目的掌握TTC 法测定植物根系活力的原理和方法。
植物根系与植株整个生命活动紧密相关，其作用主要有：对地上部的支持和固定；物质的贮藏；对水分和盐类的吸收；合成氨基酸、激素等物质。
因此根系的活力是植物生长的重要生理指标之一，它直接影响地上部的生长和营养状况及产量水平。
二、实验原理氯化三苯基四氮唑（TTC）是标准氧化电位为80 mV 的氧化还原色素，溶于水中成为无色溶液，但还原后即生成红色而不溶于水的三苯基甲腙（TTCH或TTF），比较稳定，不会被空气中的氧自动氧化，所以TTC 被广泛地用作酶促反应实验的氢受体。
根系中脱氢酶的活性强弱与根的活力成正相关。
所以TTC 还原量能表示脱氢酶活性并作为根系活力的指标。
三、设备与试剂分光光度计，电子天平，温箱，研钵，漏斗，试管架，药勺，石英砂，50 mL三角瓶，100 mL 量筒，10 mL移液管，10 mL 刻度试管，10 mL容量瓶，10 mL、1 000 mL 烧杯。
①乙酸乙酯（分析纯）或丙酮，保险粉（连二亚硫酸钠，Na2S2O4）。
②1％TTC 溶液：准确称取TTC 1.0 g，溶于少量水中，定容到100 mL。
用时稀释至需要的浓度。
③0.1mol/L，pH7 磷酸缓冲液贮备液A：0.2mol/L NaH2PO4溶液（27.8g NaH2PO4·H2O或31.21gNaH2PO4·2H2O 配成1000ml）；贮备液B：0.2 mol/L Na2HPO4溶液（53.65g Na2HPO4·7H2O或71.64gNa2HPO4·12H2O 配成1000ml）；取A液39ml+B液61ml，用水稀释至200ml）④1 mol·L－1硫酸：用量筒取比重1.84 的浓硫酸55 mL，边搅拌边加入盛有500 mL蒸馏水的烧杯中，冷却后稀释至1 000 mL。
根系活力测定
实验14 植物根系活力的测定植物根系是活跃的吸收器官和合成器官，根的生长情况和活力水平直接影响地上部的生长和营养状况及产量水平。
本实验学习测定根系吸收面积和活力的方法。
一、根系总吸收面积和活跃吸收面积的测定【原理】根据植物矿质吸收的理论，植物对溶质的最初吸收具有吸附的特性，并假定这时在根系表面均匀地覆盖了一层被吸附物质的单分子层，因此可以根据根系对某种物质的吸附量来测定根的吸收面积。
常用甲烯蓝作为被吸附物质，它的被吸附量可以根据供试液浓度的变化用比色法准确地测出。
已知1mg甲烯蓝成单分子层时所占面积为1.1m2，据此即可求出根系的总吸收面积。
当根系在甲烯蓝溶液中已达到吸附饱和而仍留在溶液中时，根系的活跃部分能把原来吸附的物质吸收到细胞中去，因而继续吸附甲烯蓝。
从后一吸附量求出活跃吸收面积，可作为根系活力指标。
【仪器与用具】分光光度计1台；100ml烧杯3只；50或100ml量筒1个（依根系大小而定）；吸量管1ml 1支，10ml 1支；试管（15×150mm）10支；容量瓶1000ml 1个，100ml 1个；吸水纸适量；试管架1个。
【试剂】0.0002mol/L甲烯蓝溶液：精确称取74.8mg甲烯蓝（C16H18N3SCl·3H2O），加水溶解，定容至1000ml。
此溶液每ml含甲烯蓝0.0748mg。
0.010mg/ml的甲烯蓝溶液：用刻度吸管吸取0.0002mol/L甲烯蓝13.37ml定容至100ml，摇匀即成。
【方法】1．植物材料的准备本实验最好采用水培或砂培植物，以获得完整而无损伤的根系。
玉米根系发达，是较好的材料。
如无水培、砂培试材，也可用盆栽植物，用水将盆土仔细冲净后使用。
田间栽培的材料因不可能无损地挖出全部根系，最好避免在正式试验中使用。
2．甲烯蓝溶液标准曲线的制作取试管7支编号，按表14-1次序加入各溶液，即成甲烯蓝系列标准液。
表14-1 各试剂加入顺序试管号 1 2 3 4 5 6 70.01mg/ml甲烯蓝溶液(ml)蒸馏水(ml)甲烯蓝浓度mg/ml 0100 190.001 280.002 460.004 640.006 820.008 100.01以第1管（水）为参比在分光光度计下比色，取波长660nm，读出光密度，以甲烯蓝浓度为横坐标，光密度为纵坐标绘成标准曲线。
实验 植物根系活力的测定
实验植物根系活力的测定植物根系是活跃的吸收器官和合成器官，根的生长情况和活力水平直接影响地上部的生长和营养状况及产量水平。
本实验学习测定根系吸收面积和活力的方法。
一、根系总吸收面积和活跃吸收面积的测定【原理】根据植物矿质吸收的理论，植物对溶质的最初吸收具有吸附的特性，并假定这时在根系表面均匀地覆盖了一层被吸附物质的单分子层，因此可以根据根系对某种物质的吸附量来测定根的吸收面积。
常用甲烯蓝作为被吸附物质，它的被吸附量可以根据供试液浓度的变化用比色法准确地测出。
已知1mg 甲烯蓝成单分子层时所占面积为，据此即可求出根系的总吸收面积。
当根系在甲烯蓝溶液中已达到吸附饱和而仍留在溶液中时，根系的活跃部分能把原来吸附的物质吸收到细胞中去，因而继续吸附甲烯蓝。
从后一吸附量求出活跃吸收面积，可作为根系活力指标。
【仪器与用具】分光光度计1台；100ml烧杯3只；50或100ml量筒1个（依根系大小而定）；吸量管1ml 1支，10ml 1支；试管（15×150mm）10支；容量瓶1000ml 1个，100ml 1个；吸水纸适量；试管架1个。
【试剂】L甲烯蓝溶液：精确称取甲烯蓝（C16H18N3SCl·3H2O），加水溶解，定容至1000ml。
此溶液每ml含甲烯蓝。
ml的甲烯蓝溶液：用刻度吸管吸取L甲烯蓝定容至100ml，摇匀即成。
【方法】1．植物材料的准备本实验最好采用水培或砂培植物，以获得完整而无损伤的根系。
玉米根系发达，是较好的材料。
如无水培、砂培试材，也可用盆栽植物，用水将盆土仔细冲净后使用。
田间栽培的材料因不可能无损地挖出全部根系，最好避免在正式试验中使用。
2．甲烯蓝溶液标准曲线的制作取试管7支编号，按表14-1次序加入各溶液，即成甲烯蓝系列标准液。
表14-1 各试剂加入顺序试管号 1 2 3 4 5 6 7ml甲烯蓝溶液(ml) 蒸馏水(ml)甲烯蓝浓度mg/ml 010192846648210以第1管（水）为参比在分光光度计下比色，取波长660nm，读出光密度，以甲烯蓝浓度为横坐标，光密度为纵坐标绘成标准曲线。
《植物生理学实验》实验05 根系活力的测定
实验步骤
定性测定 定量测定
定性测定
• 配置反应液 把1%TTC溶液，0.4moL/L琥珀酸钠和磷酸缓冲液按1︰5︰4比 例混合。
• 把根仔细洗净，把地上部分从茎基切除，将根放入三角瓶中，倒入反应液， 以浸没根为度，置37℃左右暗处放1h，以观察着色情况，新根尖端几毫米以 及细侧根都明显地变成红色，表明该处有脱氢酶存在。
• 生成的红色TTF越多，说明酶活性越强， 也表示根系活力越强
• TTC被广泛地用作酶试验的氢受体，植物根系中脱氢酶所引起的TTC还原，可因加入琥珀酸，延胡索酸，苹果酸得到增强， 而被丙二酸、碘乙酸所抑制。所以TTC还原量能表示脱氢酶活性并作为根系活力的指标
实验用品
材料：植物根系 仪器：分光光度计、恒温箱、容量瓶、烧杯、石英砂、研钵、
定量测定
•TTC标准曲线的制作
试管编号
1 2 34 5 6
空白 样品
取1mg/mL (即1%)的TTC 2mL于 100mL容量瓶中，加入2gNa2S2O4 摇匀，加入乙酸乙酯40mL左右剧烈
TTF溶液浓度 （ug/mL）
溶液中的TTC还原量 （ug）
0 2 4 6 8 10 0 20 40 60 80 100
2019-2020学年春季学期
植物生理学实验
红河学院 生命科学与技术学院 陶宏征
实验五 根系活力的测定
实验目的
掌握TTC法测定根系活力的原理和方法
实验原理
根系活力 TTC法测定根系活力的原理
根系活力
• 根系活力泛指跟的吸收与合成的能力，是衡 量根系活动能力强弱的重要指标，可以衡量 根系吸收水分或矿质元素的能力大小，甚至 可以反映地上部分的营养状况以及产量水平。
• 测定根系活力，可为植物营养研究提供依据。 • 在幼根中，脱氢酶活性的强弱与根系活力成
实验六 植物根系活力的测定
• 四、实验步骤 • •1、定性观察 • （1）反应液的配制：将1％TTC溶液、0.4 mol/L琥珀酸和66 mmol/L磷酸缓冲液（pH7.0）按1：5：4混合。 • （2）将待测根系仔细洗净后小心洗干，浸入盛有翻译液的 三角烧瓶中，置于37℃暗处2-3h，观察着色情况，根尖端 几毫米及细侧根都明显变红。 • •2、定量测定 • （1）TTC还原量的测定：称取根样品1－2g，浸没于盛有 0.4％TTc和66 mmol/L磷酸缓冲液（pH7.0）的等两混合液10 mL的烧杯中，于37℃保温3 h，然后加入1mol/L硫酸2 mL终 止反应。取出根，小心擦干水分后于3-5mL乙酸乙酯和少量 石英砂仪器在研钵中充分研磨，以提取出甲臜，过滤后将 红色的提取液移入容量瓶中，最后补充乙酸乙酯至刻度， 用分光光度计于485 nm处比色，以空白试验（先加硫酸， 再加根样品）作为参比读出OD，查标准曲线，即求出TTC 的还原量。 • （2）计算：TTC还原强度＝TTC还原量（g）/各民族金瓶梅 嘎（g）×时间（h）。
• 五、作业 • • 比较不同生境条件下的植物根系活力。
• •一、实验目的 • • 了解测定根系活力的方法及原理，掌握 TTC法测定根系活力的方法 •二、实验原理 • •氯化三苯基四氮唑（TTC）是一种氧化还 原色素，水溶液无色，可被根系细胞中的 琥珀酸脱氢酶还原，生成红色不溶于水的 三苯基甲臜（TTF）。
• 三、实验器材与试剂 • 1、实验仪器 烧杯，分光光度计，容量瓶，恒温箱， 石英砂，研钵，量筒，三角烧瓶，刻度试管 • 2、实验试剂 乙酸乙脂，连二亚硫酸钠，1％TTC （准确称取TTC1.00 g，溶于少量水中，定容至100 ml）,1 mol/L硫酸（用量筒取98％浓硫酸55 ml，边 搅拌边加入到盛有500 ml蒸馏水的烧杯中，冷却后 稀释至1000 mL）,0.4 mol/L琥珀酸（称取琥珀酸 4.72g，溶于水中，定容至100ml。A液：称取Na2HPO4﹒2H2O 11.876g 溶于蒸馏水中，定容至1000 mL；B液：称取KH2PO4 9.078g溶于蒸馏水中，定容至1000 mL。用时取A液 60mL,B液40mL混合即可） • 3、实验材料： 植物根系
名词解释根系活力的测定
名词解释根系活力的测定标题：名词解释：根系活力的测定导语：根系活力是植物生长的关键指标之一，它反映了植物根部的生命力和适应环境的能力。
本文将探讨如何测定根系活力，并分析其重要性。
一、根系活力的概念与重要性根系活力指的是植物根系的生物学活力程度，既包括根长、侧根数量等形态指标，也包括吸水、吸收养分、抗逆性等功能指标。
根系活力的测定对于解析植物的营养吸收能力、适应环境能力以及预测植物的生长状况具有重要意义。
二、根系活力的测定方法1. 根长测定法：此方法适用于观察植物根系的生长状况。
首先，选取具有代表性的试验对象，将其根系取出并轻轻清洗。
然后，使用根尖沙盘或扫描仪等设备对根系进行测量与记录。
最后，根据测量结果计算得到根长指数等数据，以反映根系活力。
2. 根系求和测定法：此方法适用于评估植物根系的总体生物学活力。
通过取样调查，将所得的根系数量与长度之和作为根系活力的测定指标。
这种方法虽然操作简便，但在抵抗病虫害等因素时存在较大的不确定性。
3. 根系吸水性测定法：此方法重点关注植物根系的吸水能力。
通过给根系提供含有不同浓度的水溶液，测定吸收水分的速度，从而评估根系的吸水性能。
这种方法可以为灌溉和肥料施用提供依据，但过程较为复杂，需要充分的实验设计和仪器设备。
三、根系活力测定的意义和应用1. 营养管理与调控：根系活力的测定可以帮助农民和园艺爱好者了解植物对营养元素和肥料的吸收利用情况，进而优化肥料施用方案，提高养分利用效率。
2. 抗逆性评估：根系活力测定可以反映植物对环境逆境（如缺水、高温、盐碱等）的耐受能力。
通过对不同品种或不同处理下植物根系活力的比较，可以评估植物的抗逆性，为育种和遗传改良提供重要参考。
3. 土壤改良与植被修复：根系活力的测定是评估土壤质量和植被修复效果的重要手段。
通过测定植物根系的长度、数量和吸水能力等指标，可以间接评估土壤的肥力、水分与气候适应能力，为土壤改良和植被修复提供指导。
四、根系活力测定方法的局限性和发展方向在根系活力测定方法中存在一些局限性，如测量误差、仪器设备成本高、操作繁琐等。
实验 植物根系活力的测定
四氮唑还原强度=
【思考题】
不同类型（如草本和木本）植物中，根的表面积和地上部表面积的比例有何不同？
【仪器与用具】
分光光度计1台；100ml烧杯3只；50或100ml量筒1个（依根系大小而定）；吸量管1ml 1支，10ml 1支；试管（15×150mm）10支；容量瓶1000ml 1个，100ml 1个；吸水纸适量；试管架1个。
【试剂】
0.0002mol/L甲烯蓝溶液：精确称取74.8mg甲烯蓝（C16H18N3SCl·3H2O），加水溶解，定容至1000ml。此溶液每ml含甲烯蓝0.0748mg。
2．定量测定
（1）TTC标准曲线的制作吸取0.25ml 0.4%TTC溶液放入10ml容量瓶，加少许Na2S2O4粉末，摇匀后立即产生红色的TTF。再用乙酸乙酯定容至刻度，摇匀。然后分别取此液0.25ml、0.5ml、1.00ml、1.50ml、2.00ml置10ml容量瓶中，用乙酸乙酯定容至刻度，即得到含TTF25μg、50μg、100μg、150μg、200μg的标准比色系列，以空白作参比，在485nm波长下测定光密度，绘制标准曲线。
以第1管（水）为参比在分光光度计下比色，取波长660nm，读出光密度，以甲烯蓝浓度为横坐标，光密度为纵坐标绘成标准曲线。
3．取待测植物根系用滤纸将水吸干再用排水法在量杯或量筒中测定其根系体积。把0.0002mol/L甲烯蓝溶液分别倒在三个编号的小烧杯里，每杯中溶液量约10倍于根的体积，准确记下每杯的溶液用量。
4．取根系，用吸水纸小心吸干数次，慎勿伤根，然后顺次浸入盛有甲烯蓝溶液的烧杯中，每杯中浸1.5min。注意每次取出时都要使甲烯蓝溶液能从根上流回到原烧杯中。
表14-2测定根系吸收面积记载表日期：
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实验 5 植物根系活力的测定（ TTC 法）
植物根系是活跃的吸收器官和合成器官，根的生长情况和活力水平直接影响地上部的营养状况及产量水平。
本实验练习测定根系活力的方法，为植物营养研究提供依据。
一、原理
氯化三苯基四氮唑（ TTC ）是标准氧化电位为 80 mV 的氧化还原色素，溶于水中成为无色溶液，但还原后即生成红色而不溶于水的三苯甲（ TTF ），
生成的三苯甲（ TTF ）比较稳定，不会被空气中的氧自动氧化，所以 TTC 被广泛用作酶试验的氢受体，植物根系中脱氢酶所引起的 TTC 还原，可因加入琥珀酸、延胡索酸、苹果酸得到增强，而被丙二酸、碘乙酸所抑制。
所以 TTC 还原量能表示脱氢酶活性，并作为根系活力的指标。
二、实验材料、试剂与仪器设备
（一）实验材料
水培或砂培小麦、玉米等植物根系。
（二）试剂
1. 乙酸乙酯（分析纯）。
2. 次硫酸钠（ Na 2 S 2 O 4 ，分析纯），粉末。
3. 1 ％ TTC 溶液：准确称取 TTC g ，溶于少量水中，定容到 100 mL 。
用时稀释至需要的浓度。
4. 磷酸缓冲液（ 1/15 mol/L ，）。
5. 1 mol/L 硫酸：用量筒取比重的浓硫酸 55 mL ，边搅拌边加入盛有 500 mL 蒸馏水的烧杯中，冷却后稀释至 1000 mL 。
6. 0.4 mol/L 琥珀酸：称取琥珀酸 g ，溶于水中，定容至 100 mL 即成。
（三）仪器设备
小烧杯 3 个，研钵 1 个，移液管： mL 1 支、 10 mL 1 支、 5 mL 3 支，刻度试管 6 支，分光光度计，分析天平（感量 mg ），电子顶载天平（感量 g ），温箱，试管架，药勺，石英砂适量，滤纸。
三、实验步骤
1. 定性测定
（ 1 ）配制反应液把 1 ％ TTC 溶液、 mol ／ L 的琥珀酸和磷酸缓冲液按1:5:4 比例混合。
（ 2 ）把根仔细洗净，把地上部分从茎基部切除。
将根放入三角瓶中，倒入反应液，以浸没根为度，置 37 ℃左右暗处放 1 ～ 3 h ，以观察着色情况，新根尖端几毫米以及细侧根都明显地变成红色，表明该处有脱氢酶存在。
2. 定量测定
（ 1 ） TTC 标准曲线的制作取％ TTC 溶液 mL 放入大试管中，加 mL 乙酸乙酯，再加少许 Na 2 S 2 O 4 粉末摇匀，则立即产生红色的 TTF 。
此溶液浓度为每毫升含有 TTF 80 μg 。
分别取此溶液 mL 、 mL 、 mL 、 mL 、mL 置 10 mL 刻度试管中，用乙酸乙酯定容至刻度，即得到含 TTF 20 μg 、 40 μg 、 80 μg 、 120 μg 、 160 μg 的系列标准溶液，以乙酸乙酯作参比，在 485 nm 波长下测定吸光度，绘制标准曲线。
（ 2 ）称取根尖样品 g ，放入小烧杯中，加入％ TTC 溶液和磷酸缓冲液（）各 5 mL ，使根充分浸没在溶液内，在 37 ℃下暗保温 1 ～ 2 h ，此后立即加入 1 mol/L 硫酸 2 mL ，以停止反应。
（与此同时做一空白实验，先
加硫酸，再加根样品， 37 ℃下暗保温后不加硫酸，其溶液浓度、操作步骤同
上）。
（ 3 ）把根取出，用滤纸吸干水分，放入研钵中，加乙酸乙酯 3 ～ 4 mL ，
充分研磨，以提出 TTF 。
把红色提取液移入刻度试管，并用少量乙酸乙酯把残
渣洗涤 2 ～ 3 次，皆移入刻度试管，最后加乙酸乙酯使总量为 10 mL ，用分
光光度计在波长 485 nm 下比色，以空白试验作参比测出吸光度，查标准曲线，
即可求出 TTC 还原量。
四、结果计算
根系活力 = [mg TTF/
（ g · h ） ]
式中：C ——四氮唑还原量，μg 。
W ——根重， g 。
h ——时间， h 。
[ 思考题 ]
为什么要测定根系活力植物的根与地上部分有何关系
因为根的生长情况和活力水平直接影响植物个体的生长情况，营养状况和产量水平，所以要测定根系活力。
植物的根与地上部的生长具有相关性，一方面二者相互依赖，即根负责从土壤中吸收水分，矿物质，有机质以及合成少量的有机物，细胞分裂素等供地上部所用，而地上部则供给根生长所必需的糖类，维生素等。
一般而言，根系发达，地上部分生长良好。
另一方面二者相互制约，主要表现在对水分，营养等的争夺上，并从根冠比的变化上反映出来。