4植物根系和根际的研究方法

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了解植物的根系发育与根际微生物

了解植物的根系发育与根际微生物

产量和品质提高
通过改良土壤和合理施肥等措施,番茄产量和品 质得到显著提高,果实大小均匀,色泽鲜艳,口 感好。
经济效益
通过提高番茄产量和品质,增加了农民的收入。 同时,由于减少了化肥和农药的使用量,也降低 了农业生产成本。此外,该案例的成功实施对于 推动农业可持续发展具有重要意义。
06
未来展望与挑战
植物根系分泌物的吸引作用
01
植物根系通过分泌有机物质,如糖类、氨基酸和有机酸等,吸
引根际微生物聚集。
根际微生物的定殖与繁殖
02
微生物在根系分泌物提供的营养和适宜环境下,定殖于根表或
根内,形成稳定的微生物群落。
共生关系的维持
03
植物与根际微生物通过持续的物质交换和信息传递,维持共生
关系的稳定。
营养交换和信号传递过程
根际微生物与植物关系
共生关系
微生物与植物根系形成共 生体,促进植物的生长和 发育。
营养关系
微生物可分解土壤中的有 机物质,为植物提供可利 用的养分。
拮抗关系
某些微生物可抑制病原菌 的生长,保护植物免受病 害侵袭。
影响根际微生物因素
土壤理化性质
土壤pH、含水量、通 气性等对根际微生物 的种类和数量有显著 影响。
跨领域合作前景展望
植物学、微生物学、土壤学等多学科交叉融合
加强不同学科之间的交流和合作,共同推动植物根系发育与根际微生物领域的研究和发 展。
农业、生态、环境等领域的实践应用
将研究成果应用于农业生产、生态修复和环境治理等领域,推动相关领域的可持续发展 。
国际合作与交流
加强与国际同行之间的合作与交流,共同应对全球性的挑战和问题,推动植物根系发育 与根际微生物领域的国际发展。

4植物根系和根际的研究方法

4植物根系和根际的研究方法

第4章植物根系和根际的研究方法第一节植物根系的研究方法植物根系具有吸收和输送养分和水分、合成植物激素和其他有机物质、储存营养物质以及支撑植物使之固定于土壤中等多方面的作用。

它是植物与外界环境之间进行物质交换的主要器官,因此它与植物营养有着密切的关系。

但植物根系的研究比地上部分的研究要困难的多。

一、根系研究方法(一)钉板法:常用。

1、钉板的制作:小板:50cm×50cm,钉长5cm,钉距5cm。

大板:60cm×100cm,钉长5cm,钉距5cm。

2、取样3、清洗4、根系摄影与测定(二)容器法:容器种植主要研究根系生理或生态学特性。

条件容易控制。

1、容器大小与根系体积适应2、种植盒的制作:(三)玻璃壁或玻璃管法:用探头观察根系生长情况。

(四)多孔膜法:尼龙纤维多孔膜(孔径0.3m)二、根系测定方法(一)根系形态特征及其测定方法根系形态特征包括根系体积、几何形状、长度、分布深度、根密度、分枝状况、根重、根表面积、根毛数量和根尖数等。

根系形态与养分、水分的吸收能力有密切关系。

在植物营养研究中,常用的根形态参数主要有根重、根长、根表面积、根密度、根毛和根尖数等。

1、根重根重对于表征根的总量是一个很好的参数,植物吸收养分的数量和速率通常用单位根重作参量。

根重分为根干重和根鲜重两种。

根干重对于养分和水分吸收不是个理想的参数,因为老而粗的根所占的重量很大,而吸收养分和水分的能力很小。

但当了解植物地下部的生产力时,干重常作为估计的标准。

在估算根/冠比(R/S)时,也要用根干重。

测定根干重的方法,一般采用烘干重量法。

在105o C条件下烘干10-20h或在60-70o C下烘干20h,称重。

根鲜重是个理想参数,在植物营养研究方面很有应用价值。

养分吸收大多用根鲜重作参量。

根鲜重容易测定,但准确程度与根外粘附水分有关,故受操作影响较大。

2、根长根长被定义为单位土壤表面积上根系的总长度(L A ),计算公式为:L A = 当根长测定后,如已知根的平均直径,则可以推算根系表面积和根体积,也可用于计算养分吸收速率。

植物的根系生态学研究

植物的根系生态学研究

植物的根系生态学研究植物的根系在自然界中扮演着至关重要的角色。

它们是植物的重要器官,负责吸收水分和养分,并提供物质支撑。

根系生态学研究了植物的根系在生态系统中的功能、结构以及与土壤和其他生物的相互作用。

通过深入了解根系的生态学特性,我们可以更好地理解植物的适应机制、生态位以及生态系统功能的维持。

Ⅰ. 根系结构与功能植物的根系结构各异,适应不同的生活环境。

根系通常由主根和侧根组成。

主根是从胚胎中发生的第一个根,负责垂直向下生长,提供植物的稳定性和吸收更深处的水分和养分。

侧根则从主根发出,负责吸收较浅的水分和养分,扩大植物对土壤的资源获取范围。

除了水分和养分的吸收,根系还在土壤中锚定植物,并提供支撑,防止植物倒伏。

根系还与土壤中的微生物发生互动,形成共生关系,例如与根瘤菌共生,可以固定氮气。

此外,根系还与土壤颗粒相互作用,对土壤结构和有机物质的分解具有重要影响。

Ⅱ. 根系与土壤的相互作用根系与土壤之间的相互作用对于生态系统的稳定和功能非常重要。

首先,根系通过分泌黏蛋白和多糖物质来影响土壤颗粒的结合,在形成根际微生物群落和土壤结构中起到重要作用。

这些物质可以增加土壤团聚体的稳定性,并形成土壤聚合体,改善土壤质地。

其次,根系通过释放有机物质来与土壤微生物进行互动。

根分泌的有机物可以作为微生物的能源和营养物质,促进微生物的繁殖。

土壤中的微生物与植物根系形成互惠共生关系,微生物通过分解有机物质,将养分提供给植物,而植物通过根分泌物养活微生物。

此外,根系还通过释放化学信号物质与土壤中的其他植物进行通讯。

这种根际信号物质的释放可以促进植物之间的合作或竞争,影响植物的生长和发育。

这种相互作用可以影响植物群落结构和植物种间的竞争关系。

Ⅲ. 根系适应性与植物生态位根系的结构和功能对植物的适应性和生态位具有重要影响。

在干旱环境中,植物的根系会发展出较深入土壤的主根,以获得更深处的水分。

而在养分贫瘠的土壤中,植物的根系则会分布更广,以扩大对养分的获取范围。

植物的养分与根际生态调节

植物的养分与根际生态调节

基因组学技术:用 于研究植物养分吸 收和根际生态调节 相关的基因功能
代谢组学技术:用 于分析植物在养分 胁迫下的代谢产物 变化
蛋白质组学技术: 用于研究植物根际 分泌物对土壤微生 物的影响
分子生物学技术:用 于克隆和鉴定与植物 养分吸收和根际生态 调节相关的基因
优点:能够定量分析植物养分与根 际生态之间的关系,提供较为准确 的数据支持。
根际有机物:植 物根系分泌的有 机物质,对根际 微生物的生长和 繁殖起到促进作 用。
根际pH值:植物 根系通过分泌酸 碱物质来调节根 际pH值,从而影 响根际生态系统 的组成和功能。
细菌:分解有机 物,提供营养物 质
真菌:与植物形 成共生关系,促 进植物生长
放线菌:产生抗 菌物质,抑制病 原菌的生长
术推广
植物养分与根际生态调节在应对全 球变化中的重要性
实际应用与推广前景
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未来研究方向与技术发展
添加标题
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政策与资金支持
汇报人:XX
微生物与植物之间的互 利共生关系:在根际生 态系统中,植物和微生 物相互依存,形成了一 种互利共生的关系。
促进养分吸收:通过增加土壤微生物活性,提高植物对养分的吸收效率。 增强抗逆性:通过改善土壤环境,增强植物对干旱、盐碱等逆境的抗性。 促进根系发育:通过调节土壤中的激素等化学物质,促进植物根系的发育。 提高产量与品质:通过优化土壤环境,提高植物的产量和品质。
土壤取样分析:对土壤中的养分含量进行测定,了解土壤养分状况。
植物组织分析:通过分析植物组织中的养分含量,了解植物对养分的吸收和利用情况。
根际微生物分析:研究植物根际微生物的种类、数量和活性,了解根际生态系统中养分转化和利用 的过程。

植物根系分泌物与根际微生物交互作用机制研究进展

植物根系分泌物与根际微生物交互作用机制研究进展

展望未来,可以利用现代生物技术如基因组学、代谢组学、蛋白质组学等方 法,深入研究根系分泌物与根际微生物相互作用的机制,为提高土壤肥力和促进 植物生长提供理论依据。同时,还可以利用生物工程手段,通过调节根系分泌物 或根际微生物的
种类和数量,优化土壤生态环境,提高农作物产量和品质。
参考内容二
一、引言
根系分泌物和根际微生物是植物根系与土壤微生物群落之间的重要交互因子。 根系分泌物为根际微生物提供营养物质,而根际微生物则通过分解根系分泌物促 进植物吸收养分。本次演示将对根系分泌物与根际微生物相互作用的研究现状、 研究方法、研究成果和不足进行综述。
一、根系分泌物与根际微生物相 互作用概述
根系分泌物是指植物根系通过分泌有机物质和无机物质,调节根际环境和促 进植物生长的过程。这些物质包括糖类、氨基酸、维生素等有机物质以及无机离 子等。根际微生物则是生活在植物根系周围的微生物群落,包括细菌、真菌、放 线菌等。
展,以便更好地理解和利用植物根系分泌物与根际营养的关系,为农业生产、 环境保护和生态修复等领域提供新的思路和方法。
感谢观看
植物根系分泌物与根际微生物 交互作用机制研究进展
目录
01 一、植物根系分泌物 对根际微生物的影响
02
二、根际微生物对植 物的影响
三、植物-微生物交
03 互作用机制的研究进 展
04 四、未来展望
05 参考内容
植物根系与根际微生物之间的交互作用是生态系统中不可或缺的一部分。根 系分泌物是植物与土壤微生物交流的重要媒介,这些分泌物对根际微生物的种类、 数量和活动产生深远影响。根际微生物也通过多种方式反馈影响植物的生长和健 康。
研究根系分泌物在不同环境条件下的变化及其对植物养分吸收的影响;3) 探索通过调控根系分泌物来改善植物养分吸收的方法和应用。

中班科学活动观察植物的根系

中班科学活动观察植物的根系

中班科学活动观察植物的根系观察植物的根系是中班科学活动中的一项重要内容。

通过观察植物的根系,孩子们可以了解植物生长的过程以及根系的结构和功能。

在观察植物的根系时,我们可以引导孩子们通过实地观察和实验,培养他们的观察力和科学思维。

首先,我们可以选择适合中班孩子的植物,如小型多肉植物或种子较大的植物。

将植物搬到实验台上,让孩子们围坐在周围,观察和了解植物的根系。

接下来,我们可以向孩子们介绍根系的结构和功能。

可以用简单明了的语言向他们解释根系的作用,例如吸收水分和养分、固定植物在土壤中、储存水分和养分等。

可以带上一些图片或模型来帮助孩子们理解。

然后,我们可以准备一些实验器材,如透明玻璃杯、水、种子和棉花。

我们可以让孩子们亲自动手进行实验,观察植物生长和根系的变化。

首先,我们给每个孩子发一颗种子和一片棉花。

他们将棉花放入玻璃杯中,并将种子放在棉花上,然后轻轻地倒入适量的水。

我们可以每天观察并记录植物的生长情况,观察根系的发育和延伸。

通过这个实验,孩子们可以直观地观察到植物的根系是如何通过吸收水分并生长的。

在实验的过程中,我们可以引导孩子们提出问题和假设。

例如,他们可以思考为什么植物的根系会向下生长、根系长什么样子等等。

我们可以帮助他们设计更多的实验,通过实践来验证他们的想法,培养他们的实验能力和科学思维。

除了实地观察和实验,我们还可以带孩子们到户外进行野外观察。

我们可以组织一次小型的野外科考活动,带领孩子们到植物丰富的地方,观察和记录不同植物的根系。

在野外观察中,我们可以让孩子们多角度地观察根系,例如透过显微镜观察根毛的结构和形态变化。

通过野外观察,孩子们可以更深入地了解植物的生态环境和根系与土壤的相互关系。

最后,我们可以组织一次小型的展示活动,让孩子们将他们观察和学习到的知识进行呈现。

每个孩子可以根据自己的理解和兴趣选择不同的方式来展示,如绘制海报、制作模型等等。

在展示活动中,我们可以为孩子们提供展示的空间和时间,鼓励他们积极参与并分享自己的观察和思考。

植物根系和根际的研究方法

植物根系和根际的研究方法

第4章植物根系和根际的研究方法第一节植物根系的研究方法植物根系具有吸收和输送养分和水分、合成植物激素和其他有机物质、储存营养物质以及支撑植物使之固定于土壤中等多方面的作用。

它是植物与外界环境之间进行物质交换的主要器官,因此它与植物营养有着密切的关系。

但植物根系的研究比地上部分的研究要困难的多。

一、根系研究方法(一)钉板法:常用。

1、钉板的制作:小板:50cm×50cm,钉长5cm,钉距5cm。

大板:60cm×100cm,钉长5cm,钉距5cm。

2、取样3、清洗4、根系摄影与测定(二)容器法:容器种植主要研究根系生理或生态学特性。

条件容易控制。

1、容器大小与根系体积适应2、种植盒的制作:(三)玻璃壁或玻璃管法:用探头观察根系生长情况。

(四)多孔膜法:尼龙纤维多孔膜(孔径0.3m)二、根系测定方法(一)根系形态特征及其测定方法根系形态特征包括根系体积、几何形状、长度、分布深度、根密度、分枝状况、根重、根表面积、根毛数量和根尖数等。

根系形态与养分、水分的吸收能力有密切关系。

在植物营养研究中,常用的根形态参数主要有根重、根长、根表面积、根密度、根毛和根尖数等。

1、根重根重对于表征根的总量是一个很好的参数,植物吸收养分的数量和速率通常用单位根重作参量。

根重分为根干重和根鲜重两种。

根干重对于养分和水分吸收不是个理想的参数,因为老而粗的根所占的重量很大,而吸收养分和水分的能力很小。

但当了解植物地下部的生产力时,干重常作为估计的标准。

在估算根/冠比(R/S)时,也要用根干重。

测定根干重的方法,一般采用烘干重量法。

在105o C 条件下烘干10-20h 或在60-70oC 下烘干20h ,称重。

根鲜重是个理想参数,在植物营养研究方面很有应用价值。

养分吸收大多用根鲜重作参量。

根鲜重容易测定,但准确程度与根外粘附水分有关,故受操作影响较大。

2、根长根长被定义为单位土壤表面积上根系的总长度(L A ),计算公式为:L A = 当根长测定后,如已知根的平均直径,则可以推算根系表面积和根体积,也可用于计算养分吸收速率。

大班科学活动发现植物的根系和吸收养分

大班科学活动发现植物的根系和吸收养分

大班科学活动发现植物的根系和吸收养分在大班科学活动中,我们发现了植物的根系和吸收养分这一重要现象。

通过观察和实验,我们深入了解了植物根系的结构和功能,以及植物是如何吸收养分的。

一、植物根系的结构和功能植物的根系是指植物地下部分的结构,包括主根、侧根和根毛等。

主根是从种子发芽后首先出现的根,具有向下深入土壤的能力。

侧根是从主根分支出来的根,可以增加植物的吸收面积。

根毛是根的顶部的细长突起,可以增加吸收养分的表面积。

植物的根系具有以下几个重要的功能:1. 吸水吸养分:根系通过根毛吸附土壤中的水分和营养物质,通过根的皮层和木质部传输到植物的地上部分。

2. 固定植物:根系能够通过向土壤中长出根和侧根来固定植物在土壤中的位置,防止植物被风吹倒。

3. 储存养分:有些植物的根系可以储存多余的养分,供植物在干旱或寒冷时使用。

二、植物吸收养分的过程植物的根系通过吸收根毛吸附土壤中的水分和养分,从而满足植物的生长需求。

植物吸收养分的过程可以分为三个步骤:1. 吸附:根毛通过吸附土壤中的水分和养分,将其吸附到根的表面。

2. 渗透:吸附到根的表面的水分和养分通过根的皮层和木质部的细胞间隙渗透到植物的地上部分。

3. 运输:渗透到植物的地上部分的水分和养分通过植物的导管组织运输到植物的各个部位。

植物吸收养分的过程受到多种因素的影响,包括土壤的质地、养分浓度、水分状况等。

不同类型的植物对养分的需求也有所差异,一些植物对某些特定的养分有特别的吸收途径。

三、大班科学活动中的实验为了更好地理解植物的根系和吸收养分的过程,我们进行了一次简单的实验。

实验过程如下:1. 准备材料:一颗小植物、一小碗水、适量的土壤和一把小锄头。

2. 植物移植:我们将小植物小心地从原来的花盆中取出,保持其根系完整,并放入备好的土壤中。

3. 浇水观察:我们将适量的水倒入小碗中,然后将小植物悬挂在碗中,以保证其根系能够接触到水。

4. 观察变化:我们每天观察小植物的生长情况,特别关注根系的生长和变化。

探索植物的根部世界——小班科学活动根系探索教案

探索植物的根部世界——小班科学活动根系探索教案

探索植物的根部世界——小班科学活动根系探索教案小班科学活动根系探索教案作为科学教育的重要方面,实践活动是极其重要的。

通过实践与探究,孩子们能够更好地理解科学原理,并且培养孩子们的好奇心和创造力。

对于小班的幼儿来说,科学教育同样也是非常重要的,这篇文章将和大家分享一个适合小班幼儿参与的植物探索教案——根系探索。

一、准备工作1、材料准备小锄头、透明杯、白色纸张、苗土和水。

2、预习知识对于幼儿来说,掌握简单的知识是进行实践活动的基础。

在进行根系探索活动之前,我们需要给孩子们提供一些简单的知识,让他们了解植物的生长过程。

二、活动实践1、活动引导在开始活动之前,老师需要向孩子们讲解植物的根系结构以及功能,介绍植物的生长方式和生命力表现,以及根系发育途径等基础概念。

2、实践活动(1)挖掘植物根系为了让孩子们更好的了解植物根系的结构以及生长方式,我们会带领孩子们使用小锄头挖掘植物根系。

在挖掘根系的过程中,老师可以指导孩子们观察根系的数量、长度、颜色、形状等特征,并鼓励孩子们用自己的语言说出他们所观察到的现象。

(2)观察根系特征在挖掘植物根系的同时,我们会将植物根系放入透明杯中,并添加一定量的水和少量的苗土。

在观察杯子中的植物根系时,老师可以引导孩子们观察植物根系的颜色、形状、长度以及根毛等结构特征。

(3)记录根系观察结果为了让孩子们更好地了解根系的生长变化以及植物的生命力表现,老师可以让孩子们记录下植物根系的观察结果。

让孩子们通过自己的笔触将他们观察到的现象与结论记录下来,并在白纸张上画出他们观察到的植物根系和根毛的形状。

三、教学思路通过本次活动,孩子们将能够了解植物的根系结构以及功能、了解植物的生长过程和生命力表现,增强他们的观察力和探究精神。

此外,还能够提高孩子们的团队协作能力、培养他们的耐心、心态以及科学家的思维能力。

结论通过本次根系探索活动,孩子们可以在亲身实践中探索植物的根部世界,增强其知识储备、探究兴趣和逻辑思维能力,同时也促进了班级团体意识和集体参与意识。

植物根系与根际微生物共生

植物根系与根际微生物共生

植物根系与根际微生物共生植物根系与根际微生物之间的共生关系是生态系统中一种重要的相互作用,对于植物的生长发育、营养吸收、抗逆性等方面起着至关重要的作用。

根系与根际微生物之间的互动不仅能够促进植物的生长,还可以维持土壤生态系统的平衡,提高土壤的肥力和健康。

本文将从植物根系与根际微生物的共生关系、共生机制以及在生态系统中的作用等方面展开探讨。

一、植物根系与根际微生物的共生关系植物根系与根际微生物之间的共生关系是一种相互依存、互利共生的关系。

植物通过根系分泌物质,为根际微生物提供生长和繁殖的营养物质和生存空间,同时根际微生物也通过与植物根系的互动,促进植物的生长和发育,提高植物的抗逆性和适应性。

根际微生物可以分解土壤中的有机物质,释放出植物所需的养分,促进植物的吸收和利用;同时,根际微生物还可以抑制土壤病原微生物的生长,保护植物根系免受病害侵害。

二、植物根系与根际微生物的共生机制1. 营养物质交换:植物通过根系分泌的根际物质,如根际酸、激素等,可以促进有益微生物的生长和繁殖,同时吸引有益微生物向根际聚集。

根际微生物分解土壤中的有机物质,释放出植物所需的养分,为植物提供营养物质。

2. 生长调节:根际微生物可以通过产生植物生长素、氮素、磷素等物质,调节植物的生长和发育。

有些根际微生物还可以促进植物的根系生长,增加根系的吸收面积,提高植物对养分的吸收效率。

3. 抗逆性提高:根际微生物可以通过诱导植物产生抗性蛋白、激素等物质,提高植物的抗逆性,增强植物对逆境的适应能力。

同时,根际微生物还可以抑制土壤病原微生物的生长,保护植物免受病害侵害。

三、植物根系与根际微生物在生态系统中的作用1. 促进土壤肥力:植物根系与根际微生物的共生关系可以促进土壤中有机物质的分解和养分的释放,提高土壤的肥力。

根际微生物可以将有机物质分解为植物易吸收的无机养分,为植物提供养分来源。

2. 维持土壤生态平衡:根际微生物可以抑制土壤中的病原微生物和有害微生物的生长,保护植物根系免受病害侵害。

土壤肥料学总结肥料部分重点笔记

土壤肥料学总结肥料部分重点笔记

⼟壤肥料学总结肥料部分重点笔记第六章植物营养概论⼆、植物营养学的主要领域植物营养学:研究植物对营养物质的吸收、运输、转化和利⽤的规律及植物与外环境之间的营养物质和能量交换的科学。

植物营养学与多个学科交叉,⽬前其主要领域包括如下:1.植物矿质营养⽣理学2.根际微⽣态系统中的物质环境及其调控3.逆境植物营养⽣理学4.作物产量⽣理学5.植物营养⽣态学6.植物矿质营养遗传学7.植物⼟壤营养8.肥料学与优化平衡施肥三、植物营养学的研究⽅法1.⽥间⽣物⽅法1)最基本的研究⽅法2)接近于⽣产条件3)⽐较客观地反映农业实际4)结果对⽣产更有实际的和直接的指导意义5)其他试验结果在应⽤于⽣产以前,都应该通过⽥间试验的检验2.模拟研究⽅法通常叫盆栽试验或培养试验特点:在⼈⼯严格的控制条件下,在特定的营养环境下对植物的营养问题进⾏研究。

优点:便于调控⽔、肥、⽓、热和光照等因素,有利于开展单因⼦的研究和开展在⽥间条件下难于举⾏的探索性试验。

-----结果都停留在理论阶段,只有通过⽥间试验进⼀步检验,才能应⽤于⽣产。

⽅法:⼟培、砂培和⽔培(溶液培养)等3.植物根系和根际研究⽅法根系:摄取、运输和储存营养物质以及合成⼀系列有机化合物的器官,是植物的地下⽣长部位。

根系研究近年来发展迅速。

主要领域有:根系⽣态学、根系⽣理学、根系解剖学根际是受植物根系⽣理活动的影响,在物理、化学和⽣理学特征上不同于原⼟体的特殊区域,是⼟壤-植物根-微⽣物三者相互作⽤的场所。

根际研究在理论及⽣产实践上都有重⼤意义。

4.⽣物统计和⽣物数学的⽅法在近代植物营养研究中,数理统计已成为指导试验设计、检验试验数据资料不可缺少的⼿段和⽅法。

优点:能正确对试验⽅法进⾏设计和研究试验误差出现的规律性,从⽽确定误差的估计⽅法,帮助试验者评定试验结果的可靠性,能客观地认识试验资料,合理地判断试验结果,从⽽做出正确的科学结论。

近态:计算机技术的应⽤-数学模拟、数学模型其它:p166-1675.近代物理化学、⽣物化学和仪器分析⽅法6.核技术研究⽅法7.酶学诊断法8.植物营养诊断与调查研究法第⼆节植物的营养成分⼀、植物的组成和必须营养元素的概念植物新鲜植物中含⽔分75%—95%,⼲物质含量5%—25%,⼲物质中有机质占绝⼤部分,约占⼲物重的95%,主要元素为C、H、O、N四种,灰分中主要是各种⾦属氧化物、磷酸盐及氯化物等,亦称矿质元素,包括P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、Zn、Cu、Mo、B、Cl、Si、Na、Se、Al、Hg、Se等,这些化学元素的含量和种类要受到⼟壤的物质组成,植物种类,⽓候条件,栽培技术等多种因素的影响。

植物与根际微生物互作关系

植物与根际微生物互作关系

植物与根际微生物互作关系植物与根际微生物之间的互作关系是一种密切的生态相互作用。

根际微生物是指生活在植物根际土壤中的微生物群体,包括细菌、真菌、放线菌和古细菌等。

这些微生物能够对植物生长发育和健康状态产生重要影响,而植物也为这些微生物提供了生存环境和营养来源。

本文将探讨植物与根际微生物之间的互作关系,并介绍一些有关的研究成果。

1. 影响植物生长的根际微生物根际微生物通过多种途径影响植物的生长和发育。

首先,它们通过降解有机物质释放出有机酸、挥发性有机化合物等来促进植物的养分吸收。

其次,根际微生物能够合成植物需要的生长激素,如植物生长素和赤霉素,从而促进植物的生长。

此外,它们还能够产生抗生素来抵御病原微生物的入侵,保护植物的健康。

2. 植物对根际微生物的选择性识别植物能够通过化感作用和化学信号与根际微生物进行特异性互作。

化感作用是指植物根系对根际微生物的选择性释放化合物,吸引或排斥不同类型的微生物。

化学信号是植物根系释放的信号分子,用于与根际微生物进行信号通讯。

这种选择性识别机制使得植物能够与有益微生物形成共生关系,提高自身的抗病能力和营养吸收效率。

3. 植物与根际微生物的共生关系许多植物与根际微生物之间形成了共生关系,这种关系对两者都有益处。

例如,根瘤菌与豆科植物形成共生关系,通过根瘤菌能够固氮,为植物提供养分。

相反,植物则提供根瘤菌生存所需的营养物质。

此外,一些真菌与植物根系形成菌根共生,真菌通过其菌丝网络为植物提供额外的养分吸收面积,并帮助植物抵御土壤中的病原微生物。

4. 应用价值及研究前景深入研究植物与根际微生物之间的互作关系对于农业和环境保护具有重要意义。

例如,通过调控根际微生物的结构和功能,可以提高作物的产量和抗病能力,从而减少农业化学农药的使用。

此外,根际微生物对土壤生态系统的养分循环和有机物质降解具有重要影响,因此研究根际微生物生态学对于环境保护和可持续农业发展也具有重要意义。

综上所述,植物与根际微生物之间存在着密切的互作关系。

植物与根际微生物共生关系研究

植物与根际微生物共生关系研究

植物与根际微生物共生关系研究随着科技的发展和研究的深入,人们逐渐认识到植物与根际微生物之间建立的共生关系对植物生长和生态系统的功能具有重要影响。

植物通过与根际微生物合作,能够获取到更多的营养物质、增强对逆境的抵抗力,并且维持土壤生物多样性。

因此,对植物与根际微生物共生关系进行深入研究,对于提高农业生产效率、改善生态环境具有重要意义。

一、共生关系的类型在植物与根际微生物共生关系中,主要有以下几种类型:1. 根瘤菌共生关系:根瘤菌与豆科植物之间建立了一种特殊的共生关系。

根瘤菌能够固氮,将空气中的氮转化为植物可利用的氮源,同时植物为根瘤菌提供碳源,形成互利共生的关系。

2. 菌根共生关系:菌根是一种由植物根系与真菌菌丝相互缠绕形成的结构。

菌根真菌能够增加植物对水分和养分的吸收能力,同时植物为真菌提供有机物质,实现互惠共生。

3. 植物与根际细菌的共生关系:植物的根际细菌可以通过多种方式促进植物生长,包括合成植物生长激素、溶解磷酸盐和铁等,还能够对抗病原微生物的感染。

二、共生关系的影响因素植物与根际微生物的共生关系受到多种因素的影响,包括环境因素、植物基因和微生物群落结构等。

1. 环境因素:土壤pH值、温度、湿度和营养物质的含量等环境因素对植物与根际微生物的共生关系起着重要的调节作用。

2. 植物基因:植物的根系分泌物和根系表面的特异性结构可以吸引或排斥特定的微生物,从而影响共生关系的建立。

3. 微生物群落结构:土壤中的微生物群落结构会影响植物选择与之建立共生关系的微生物种类。

同时,不同微生物的存在也会相互影响,形成复杂的相互作用网络。

三、共生关系在农业生产中的应用植物与根际微生物的共生关系在农业生产中有广泛的应用价值。

1. 提高作物产量:通过选择有益共生微生物,可以提高植物的养分吸收效率、增加作物产量。

例如,利用菌根真菌可以增强果树的耐盐性和耐旱性,提高果实的产量和质量。

2. 抑制植物病原菌:一些根际微生物具有抑制植物病原菌生长的能力,可以作为生物防治的一种策略。

植物根际微生物提高根系营养效率的机制研究

植物根际微生物提高根系营养效率的机制研究

植物根际微生物提高根系营养效率的机制研究植物需要各种元素和营养物质来维持生长和生命活动。

然而,这些元素和物质常常被土壤质量、pH值、水分、养分循环等因素所制约,从而影响植物的生长发育和产量。

为此,研究如何提高植物根系营养效率就成为了植物生产和农业发展的重要课题之一。

根际微生物是一种生活在植物根际的微生物群体,是土壤生物多样性的重要组成部分,对植物生长和养分循环具有重要影响。

根际微生物可以通过诱导植株生长、提高植物对养分的吸收和利用能力、抑制植物病原菌的生长等机制,促进植物生长和开发利用土壤中的养分。

在根际生态系统中,根际微生物和植物之间的相互作用被认为是提高植物根系营养效率的重要途径之一。

这种相互作用主要有以下几个方面的机制:1.植物根系分泌物的诱导作用植物根系分泌的有机酸、氨基酸、类黄酮物质等可以诱导根际微生物的生长和代谢活性,从而加速土壤养分循环和提高植物的养分吸收效率。

例如,一些微生物对根分泌物中的蛋白质、碳水化合物和维生素具有高度选择性吸附和利用能力,通过利用这些营养物质获得能量和生长,促进了其在根际中的生长繁殖。

2.植物根系微生物的生物肥料贡献根际微生物可以将空气中不易被植物直接利用的氮固定成植物可以利用的氮肥形式,如铵离子、硝酸盐等。

同时,一些根际微生物还可以分解土壤中难以分解的有机物质,释放出植物利用的营养物质。

这些生物肥料的贡献可以降低农药和化肥的使用量,减少对环境的污染。

3.植物根系微生物对植物病原菌的拮抗作用根际微生物可以产生一系列抑制植物病原菌生长的生物学物质,如抗生素、挥发性有机化合物等,从而保护植物的健康生长。

另外,一些根际微生物还能够与植物共生,形成共生菌根,这种共存关系不仅可以提高植物的抗病能力,还可以促进根系和土壤微生物的交互作用,从而增强根系对养分的吸收效率。

4.植物根系微生物对土壤微生物群落的调节作用根际微生物和土壤微生物群落之间的相互作用十分复杂,根际微生物可以通过调节土壤微生物群落的结构和组成,从而影响土壤养分循环和植物生长发育。

植物根际微生物生态系统的调控机制探讨

植物根际微生物生态系统的调控机制探讨

植物根际微生物生态系统的调控机制探讨植物根际微生物是一组与植物生长发育密切相关的生物群落,包括细菌、真菌、放线菌、病毒等多种微生物,它们与植物根系共同构成了植物根际微生物生态系统。

这一生态系统的构成和功能对植物生长发育具有至关重要的影响,因此,对植物根际微生物生态系统调控机制的研究,对于实现高效、绿色、可持续的农业生产,开发和利用植物资源具有重要意义。

一、根际微生物生态系统的结构与功能植物根际微生物生态系统受多种因素影响,其结构和功能也因而具有一定的差异。

总体而言,该生态系统具有以下几个特点:1. 多样性:植物根际微生物种类繁多、结构复杂,包括细菌、真菌、放线菌、病毒等多种微生物,且尚有未知微生物存在。

2. 关联性:植物根系和根际微生物构成了复杂的关联网络,植物可利用根际微生物代谢产物满足其营养需求,而根际微生物又通过利用植物产生的有机物和协同作用促进植物生长发育。

3. 功能性:植物根际微生物对植物生长发育起到了多种正面作用,包括增加植物养分吸收、促进植物生长发育、提高植物免疫力、减轻环境污染等。

二、植物根际微生物生态系统的调控机制植物根际微生物生态系统结构和功能的形成及变化,受多种因素调控,包括植物和根际微生物自身因素、生境因素和环境因素等。

1. 植物和根际微生物自身因素植物激素和根分泌物对植物根际微生物生态系统具有重要影响,比如,根分泌物中的卟啉类和黄酮类物质可促进根际微生物的生长,从而调节微生物的生态系统结构;而一些根分泌物中的物质,如氨基酸、激素、糖类等,则可影响部分微生物的代谢和生理功能,从而影响微生物与植物的互作。

2. 生境因素生境因素是指生物生长发育所处的环境条件,包括土壤性质、土壤pH值、水分、温度等。

这些生境因素对植物和根际微生物的生长发育、代谢活动和生态系统的稳定性都具有影响。

3. 环境因素环境因素是指外界环境的影响,包括气象环境、人为干扰等。

例如,气候干旱、钾镁素缺乏等逆境条件会影响根际微生物的生态系统结构和功能;而农业生产中的化肥、农药等人工干扰则可能引起植物和根际微生物的损失或生态系统紊乱。

测定植物根系活力的方法

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的测定方法是评估植物根系对环境中水、养分吸收、物质转运和生长发育的能力。

根系活力的好坏直接影响植物的生长和发育,因此了解植物根系活力的方法对于植物科学研究和农业生产具有重要意义。

以下将介绍几种常用的植物根系活力的测定方法。

1.根系生物学特性测定法:通过观察和记录植物根系的形态特征和生物学特性来评估根系活力。

这包括根长、根径、根重等指标的测定,以及根系分布类型的形态观察。

利用这些指标可以判断植物根系的生长速度、形态健康程度和养分吸收能力。

2.根系解剖学测定法:通过对植物根系进行解剖学观察,以评估根系的发育状态和组织结构。

常用的方法包括石蜡切片和酶解法。

石蜡切片可以观察根系的细胞构造、组织分化和结构特点,进而了解根系的生长发育情况。

酶解法则可以通过酶解组织中的细胞壁来观察和测定各种细胞器官的数量和形态特征,进一步了解根系细胞的内部结构和生物化学成分。

3.根系生理生化测定法:通过测定植物根系生理和生化指标来评估根系的活力。

例如,可以测定根系中的ATP含量、蛋白质含量、酶活性等。

这些指标可以反映根系的能量代谢和生化途径的活跃程度,从而评估根系对环境应激的响应和适应能力。

4.根际土壤生态学测定法:通过分析和评估植物根系周围土壤的物理、化学和生物学性质来间接评估根系活力。

例如,可以测定土壤pH值、有机质含量、水分含量、微生物数量和多样性等指标。

这些指标可以反映根际土壤的生态环境和根系与土壤相互作用的程度,进而评估根系的活力和土壤肥力。

5.根系功能测定法:通过测定植物根系的吸收能力和生理功能来评估根系活力。

例如,可以测定根系对不同养分元素的吸收速率和效率,以及对重金属、盐分、毒物和逆境胁迫的耐受能力。

这些指标可以评估植物根系对环境因子的适应和响应能力,从而判断根系的活力和适应性。

综上所述,了解植物根系活力的方法有多种,常用的包括根系生物学特性测定法、根系解剖学测定法、根系生理生化测定法、根际土壤生态学测定法和根系功能测定法等。

植物根际的研究方法简介

植物根际的研究方法简介
用稀NaOH或稀HCl精确调pH值至6.0,使琼脂呈 暗红色,将此琼脂液放置在40C热水浴或40C 恒温箱中待用。
根际的原位研究
取自制的清洗干净的有机玻璃盒,平放在实验台 上。将不同处理的幼苗从营养液中取出,用蒸馏 水冲洗根系并用清洁吸水纸将根系上的水分吸干, 将幼苗仔细铺展在有机玻璃盒中,植株地上部置 于盒外,并用胶带纸固定好植株。
三.根际研究新技术的发展
1. 放射自显影法 2. 微电极法 3. 电子探针法
4.根箱法
根际微环境的模拟培育
1.根袋法
植物
盆钵 尼龙网纱 土壤
d=3.4cm h=12cm D=12cm H=14cm
幼苗生长到一定 时期,取袋中土 为根际土,离根 袋25mm以外的土 为非根际土
根际微环境的模拟培育
2.根垫法
载体:琼脂或者滤纸
Fe(III)的还原
根际的原位研究
双子叶植物对缺铁的反应
缺铁对根际Eh的影响
缺铁对根际pH的影响
pH的变化
根际的原位研究
1.3 根分泌物络合铝的原位显色
• 含有Al-金黄色素三甲酸的琼脂 片放在根表面,根分泌物中的有 机的络合物与Al-金黄色素三甲 酸竞争Al3+ 导致琼脂的褪色
2.1 Kuchenbuch and Jungk 法
陶制多孔板,使保 持水分
尼龙网纱下的整个 土壤表面为根土界 面,切片采集根际 土壤
缺点:蒸腾强度高 时,植物易出现凋 萎现象
根际微环境的模拟培育
2.2 改进根垫法
框 筛网
盒组
土壤 外盒
植株生长在筛网上的石英 砂中
六个相同的盒组成一个盒 组,增加了土样量
200 kg N/ha
NO3- 吸收 时释放OH或者对H+ 的吸收

中班科学活动观察植物的根系结构

中班科学活动观察植物的根系结构

中班科学活动观察植物的根系结构观察植物的根系结构是中班科学课程中一项非常有趣和具有教育意义的活动。

通过这个活动,孩子们能够亲自观察植物的根系结构,了解根部在植物生长和吸收营养方面的重要作用。

本文将介绍如何进行植物根系结构的观察活动以及相关的教学点。

一、活动准备1. 准备材料:鲜活的植物(例如豆芽、小麦苗等)、透明花盆、土壤、水、放大镜、幼儿剪刀、图画绘本(关于植物根系结构的书籍)等。

2. 创建观察环境:选择一个安静、光线适宜的地方进行观察,确保每个孩子都有良好的视觉体验。

二、活动过程1. 引入活动:教师可以通过讲故事、展示图画等方式,引起孩子们对植物的兴趣,并介绍植物的根系结构。

2. 观察植物的根系:将植物放入透明花盆中,并加入适量的土壤和水。

让孩子们利用放大镜观察植物的根部,并讨论他们观察到的现象和特点。

3. 用幼儿剪刀进行实际操作:教师可以请孩子们小心地将植物的根部剪断,并再次观察根系的结构变化。

这样可以更清楚地展示根系的组成部分和生长模式。

4. 讨论和总结:教师引导孩子们表达对根系结构的观察和体验,鼓励他们用自己的语言描述植物根系的特点和重要性。

5. 拓展活动:教师可以使用图画绘本或其他教具,介绍更多关于根系的知识以及根系在植物吸收水分和养分中的作用。

三、教学点1. 感官观察:通过观察植物根系的形态和结构,培养孩子们的感官觉察能力和观察力。

2. 动手操作:让孩子们亲自操作剪断植物的根部,可以更好地加深对根系结构的理解。

3. 合作探究:鼓励孩子们在小组中合作观察和讨论,促进他们之间的互动与合作。

4. 激发兴趣:通过引入活动和丰富的教学材料,激发孩子们对科学的兴趣和好奇心。

5. 拓展知识:在根系观察的基础上,扩展教学内容,介绍植物的其他部分和功能,培养孩子们综合的科学思维能力。

通过中班科学活动观察植物的根系结构,孩子们能够亲身体验和探究植物的生长过程,理解植物与环境之间的相互作用。

这样的活动不仅培养了孩子们的观察力和动手能力,也为他们今后学习更深层次的科学知识打下了坚实的基础。

植物根系生态学的研究进展与应用

植物根系生态学的研究进展与应用

植物根系生态学的研究进展与应用植物根系是植物体的重要组成部分,承担着吸收水分和养分、固定植物体的功能。

对于了解土壤生态系统的结构和功能,以及植物种群和群落的生长和演替规律具有重要意义。

植物根系生态学研究以探究植物根系在不同环境中的生长和适应策略为核心,通过研究根系的形态、解剖结构、生理特性以及与其他组分之间的相互作用,揭示植物根系丰富的生态功能,为生态系统管理和保护提供理论和实践依据。

一、植物根系的形态适应植物根系的形态适应是根系生态学研究的重要内容之一。

在不同环境条件下,植物根系会表现出较大的形态差异。

例如在干旱地区,一些植物会发展出较深的主根和较长的侧根,以增加吸收土壤中的水分和养分的能力。

相对而言,生长在湿地的植物根系通常较为发达且较浅,以便更好地适应水logged的环境。

此外,植物根系的分布也受到土壤质地、水分和养分分布的影响。

这些形态适应的研究对于理解植物在不同生态环境中的适应机制具有重要的意义。

二、植物根系的解剖结构与功能植物根系的解剖结构与功能是植物根系生态学研究的关键内容之一。

根系解剖结构可以反映根系适应环境的策略。

例如,在干旱环境下,一些植物会在根系表面形成根皮重构和增厚,以减少水分散失。

此外,植物根系的解剖结构对于水分和养分的吸收具有重要的作用。

根系中由根毛和根须构成的根系吸器是植物吸收水分和养分的重要结构,它们能够增加根系的吸收表面积,提高吸收效率。

根系的解剖结构与功能研究能够深入理解植物根系的进化和适应机制,为植物的生长和适应提供理论基础。

三、植物根系与土壤生物的相互作用植物根系与土壤生物的相互作用是植物根系生态学研究的重要方向之一。

大量的研究表明,植物根系能够通过根际分泌物和根系结构,对土壤微生物和土壤动物的组成和活动产生重要影响。

例如,根系分泌的有机物质可以为土壤微生物提供营养物质,促进微生物的生长和活动;同时,一些微生物也能够通过根际分泌物质与植物根系相互作用,产生抑制或促进植物生长的效应。

植物根系生理研究

植物根系生理研究

植物根系生理研究植物的根系是其生长发育和生理功能的重要组成部分,对植物的营养吸收、水分吸收和传导、植物稳定性等方面具有重要作用。

近年来,植物根系生理研究逐渐引起了科学家们的广泛关注。

本文将就植物根系生理研究的相关内容进行探讨。

一、根系的生长与发育植物根系是植物体的一个重要组成部分,它在植物生长发育过程中起着非常重要的作用。

根系的生长与发育受到多种因素的调控,包括土壤条件、水分供应、养分浓度、光照强度等。

植物根系的生长是一个复杂的过程,其中涉及到细胞分裂、细胞伸长、原基形成等多个生物学过程。

通过对植物根系生长与发育的研究,可以揭示植物生长发育的分子机制,为植物生长调控提供理论基础。

二、根系的水分吸收和传导根系对水分的吸收和传导是植物生长发育的关键环节。

水分是植物细胞生存和代谢的必需物质,植物通过根系吸收土壤中的水分,并通过根系的导管系统将水分传递到地上部分。

植物根系通过根毛的形成和分泌物质的调节来提高水分吸收的效率;同时,根系的导管系统能够将吸收到的水分快速地传导到地上部分,以满足植物的需要。

根系的水分吸收和传导机制的研究,对于揭示植物如何适应干旱环境、提高水分利用效率具有重要意义。

三、根系的养分吸收和转运植物需要吸收土壤中的营养元素来满足生长发育的需要,而根系是植物营养吸收的主要器官。

根系对养分的吸收和转运主要通过根毛和根尖细胞完成。

根毛通过分泌物质和其表面细胞上的吸附结构来吸附、吸引和转运土壤中的养分离子;而根尖细胞通过细胞质中的转运蛋白将养分离子从根尖向内部转运。

根系的养分吸收和转运机制的研究,对于揭示植物对不同营养元素吸收的选择性,以及提高植物养分利用效率具有重要意义。

四、根系对环境胁迫的响应根系作为植物与土壤和外界环境的接触部位,对于环境胁迫的响应具有重要作用。

在干旱、盐碱、重金属等环境胁迫下,植物根系能够通过形态学和生理学上的调整来适应环境的变化。

比如,根系可以增加根毛的数量和长度,增加根系的表面积以增强水分和养分的吸收;根系也可以调节离子的吸收和排泄来适应盐碱环境;此外,根系还可以通过产生根际物质来调节土壤微环境。

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第4章植物根系和根际的研究方法第一节植物根系的研究方法植物根系具有吸收和输送养分和水分、合成植物激素和其他有机物质、储存营养物质以及支撑植物使之固定于土壤中等多方面的作用。

它是植物与外界环境之间进行物质交换的主要器官,因此它与植物营养有着密切的关系。

但植物根系的研究比地上部分的研究要困难的多。

一、根系研究方法(一)钉板法:常用。

1、钉板的制作:小板:50cm×50cm,钉长5cm,钉距5cm。

大板:60cm×100cm,钉长5cm,钉距5cm。

2、取样3、清洗4、根系摄影与测定(二)容器法:容器种植主要研究根系生理或生态学特性。

条件容易控制。

1、容器大小与根系体积适应2、种植盒的制作:(三)玻璃壁或玻璃管法:用探头观察根系生长情况。

(四)多孔膜法:尼龙纤维多孔膜(孔径0.3m)二、根系测定方法(一)根系形态特征及其测定方法根系形态特征包括根系体积、几何形状、长度、分布深度、根密度、分枝状况、根重、根表面积、根毛数量和根尖数等。

根系形态与养分、水分的吸收能力有密切关系。

在植物营养研究中,常用的根形态参数主要有根重、根长、根表面积、根密度、根毛和根尖数等。

1、根重根重对于表征根的总量是一个很好的参数,植物吸收养分的数量和速率通常用单位根重作参量。

根重分为根干重和根鲜重两种。

根干重对于养分和水分吸收不是个理想的参数,因为老而粗的根所占的重量很大,而吸收养分和水分的能力很小。

但当了解植物地下部的生产力时,干重常作为估计的标准。

在估算根/冠比(R/S)时,也要用根干重。

测定根干重的方法,一般采用烘干重量法。

在105o C条件下烘干10-20h或在60-70o C下烘干20h,称重。

根鲜重是个理想参数,在植物营养研究方面很有应用价值。

养分吸收大多用根鲜重作参量。

根鲜重容易测定,但准确程度与根外粘附水分有关,故受操作影响较大。

2、根长根长被定义为单位土壤表面积上根系的总长度(L A ),计算公式为:L A = 当根长测定后,如已知根的平均直径,则可以推算根系表面积和根体积,也可用于计算养分吸收速率。

所以,根长直接影响根系表面积的大小,而根表面积的多少与根系吸收面积直接相关。

Barley (1970)把每单位土壤表面的根表面称为“根面积指数”。

根长的测定方法有:(1)直接法在一平底玻璃盘中,铺上带mm 刻度的方格纸,其上用一块玻璃压平,然后倒少量水保持浅水层,将湿根置于其中,用镊子把根拉直,逐条测定其长度,最后累加即得。

这种方法费时费事,比较复杂,一般不常用。

(2)直接截距法直接截距法是Tennant (1975)发明的,是以根系与一定规格的方格纸上纵横线条的截点数来计算根长(cm )=交叉点数方格间距(cm )式中:11/14×方格间距等于转换因子,对于1、2、5cm 间距方格,转换因子分别为0.768、1.57、3.93;交叉点数为横截点数与纵截点数之和。

对于间距为1cm 的方格纸,则根长(cm )=交叉点数此法较直接法省时,测定的根长与实际根长之间有很好的相关性。

3、根径(半径或直径)测定根径(根茎)的主要目的是了解土壤空隙大小与根系穿透潜力之间关系的信息,在一年生植物时,测定根径在大多情况下用来计算根表面积和根体积。

常用的测定方法有:(1)实际测定测定前,须先将根系浸泡在水中数小时,然后用带有测微计的显微镜直接对鲜根进行测定,对粗根可采用小手镜或千分尺卡测定。

如果一条根的直径上下有差别,则可按一定间距分别测定。

根据根的直径大小,可以将其进行分类(表1),以便进一步研究。

表1 不同根茎根系粗细划分根茎(mm ) 粗细分类 <0.5 很细 0.5-2.0 细 2.0-5.0 小 5.0-10.0 中 10.0-20.0 粗 >20.0很粗(2)估算法许多文献中均采用公式估算法。

将根系假设为均匀的圆柱体,按经验公式计算如下:r=D W⨯⨯L π式中:r=根半径(cm );W=根鲜重(g );L=根长(cm );D=水的密度(g/cm 3),π=3.1415926。

由于4ºC 时水的密度等于1g/cm 3,则上式可简化为:r=L πW(Sumio & Barber ,1983)4、根表面积根表面积被认为是表征根系对水分和养分吸收最好的参数之一,可以用以下两种方法进行测定。

(1)直接计算法用根径和根长或根体积计算求得,公式如下:S =2πrL式中:S=根表面积(cm 2);其它符号的含义同上。

需要注意的是此法只能得到根表总面积,不能反映根系活力。

(2)吸附法是通过根系的吸附作用进行间接估计根表面积,其结果与根系养分吸收量或吸收速率可能有关。

吸附法有染料法和滴定法,测定的是根系吸收面积。

染料法:把洗净的鲜根侵入染色溶液中(通常为0.02-5mg.L -1的亚甲基蓝溶液),轻轻搅动,保持一定时间后取出,用最初与最终染色溶液浓度之差即根系吸附的亚甲基量,来估计根表面积。

滴定法:把洗净、风干的植物根系侵入到3mol/LHCl 溶液中3s ,然后取出排去多余的酸后,置于一定量蒸馏水中浸提10min ,用0.3mol.L -1NaOH 标准溶液滴定,用消耗的NaOH 毫升数作为总根表面容量(total capacity of root surface )。

这两种方法测定的是相对根表面积。

5、根密度是一个十分重要的参数,指每单位土壤容积(cm 3)中根的总长度,表示为:L V =2m式中:L V 为根密度(cm/cm 3),m是三相平面上每单位截取的根轴算术平均数。

例如三个平面每平方厘米截取的根轴数分别为6、8、4,则L V =2(6+8+4)/3=12。

6、根体积根体积是一种辅助参数,可与根系其它参数结合使用。

测定方法有: (1)计算法用平均根径和根长计算求得,公式如下:V=πr 2L式中:V 为根体积(cm 3),其它符号的含义同上。

此法估算的误差较大,故不常用。

(2)排水法按照鲜根体积等于排出水的体积的原理,精确量取。

在植物营养研究中,根体积测定一般不普遍,因为少量大根系与大量小根系具有相同的体积。

7、根毛数根毛对于养料吸收具有特别重要的作用,主要表现在以下三方面。

(1)维持土壤与根组织的紧密接触,形成土壤一水一根的连续体系。

(2)穿透根土阻力能力强,可以穿透粘土吸收养分和水分。

如粘土之间的孔隙大小为10μm ,而小麦根的平均直径为216μm ,根毛直径为11.4μm 。

(3)根毛对易扩散或迁移的养分起着特殊作用。

根毛对于增加磷的吸收有很大的作用,据研究(Barley 1970),在土壤中有根毛比无根毛多吸收78%的磷,但在营养液中二者没有什么差别。

根毛的寿命一般为2-3周更新。

根毛的长度、数量和密度与作物种类和土壤条件有关。

一般多数作物有根毛,少数作数无根毛或少根毛(洋葱和胡罗卜)。

根毛长度为0.1-1.5mm ,直径为5-25μm (表2)。

表2 六种植物根和根毛的特性(Barber 1984)植物根半径根毛数/cm 根长根毛长 根毛半径根毛表面积根表面积(mm) (mm) (μm)小麦0.108 560 0.29 5.7 0.7莴苣0.124 1270 0.30 4.8 1.6蓟菜0.056 890 0.60 3.9 3.8番茄0.107 1650 0.43 4.3 2.5洋葱0.225 1180 0.04 11.0 0.2胡萝卜0.107 1810 0.04 40.0 0.3 根毛受通气、土壤微生物、土壤水分、土壤物理性质和土壤养分状况等环境条件的影响。

土壤有效磷含量高时根毛反而少,因此在低磷土壤中会吸收更多的磷。

8、根尖数除上述参数外,根尖数目也很重要。

某些养料如Ca2+、Mg2+、Fe2+等主要靠根的幼嫩组织吸收,因为这些组织的内皮层细胞壁尚未木栓化,离子容易透过。

9、根/冠比根/冠比(R/S)是地下部与地上部干重的比值,即R/S=根系干重/地上部干重R/S是描述根系与地上部生长相互关系的参数,通过测定根/冠比,可以了解植物地下部与地上部的分布及二者之间的关系。

也有人用其倒数即S/R比。

一般地S>R,故R/S<1。

在缺磷情况下,R/S增大。

植物根系的生长具有“趋肥性”,即根系能够迅速伸展到土壤养分相对丰富的地方,以扩大吸收养分的范围。

在一定的土壤养分含量范围内,养分含量偏低,促进根系伸展而抑制地上部生长,R/S比较大;反之,养分含量偏高,根系较短,促进地上部生长,R/S比下降。

在植物营养研究实践中,根据研究目的选择测定根系参数。

一般为了更好地解释有关数据,最好能测定多个参数进行比较,以求参数之间及与养分吸收效率之间的相关性,来确定取舍。

(二)根系生理生化特性及其测定方法1、根的阳离子交换量植物根系的阳离子交换量(cation exchange capacity,简称CEC)是指每1000g干根所能吸收的全部交换性阳离子的厘摩尔数(cmol(+)/kg),是根系的重要生理生化指标之一。

其大小与植物种类、品种、根细胞壁果胶的羧基含量等有关。

测定方法:磨碎,盐酸处理,再用KCl交换,KOH溶液滴定。

据报道,根的CEC还与作物吸收难溶性磷的能力有关。

根的CEC大的作物,由于对Ca2+的吸收能力较强,故对难溶性磷的吸收也较大。

因此,有研究者把植株体中CaO/P2O5的比率视为作物利用难溶性磷(磷矿粉)的一个生理指标。

2、根系活力作物根系活力可以反映根系新陈代谢作用的强弱,根系代谢作用包括根系的呼吸作用、氧化力、酶活性等等。

衡量根系活力的指标主要有根系氧化力、酶活性、伤流液等。

(1)根系氧化力根系氧化力是根系新陈代谢活动的一个重要指标。

一般测定α-萘胺氧化力。

(2)根系的酶活性根系中过氧化物酶与脱氢酶的活性也是根系活力的一个指标,可以反映根系的衰老程度。

(3)伤流液研究表明,水稻根伤流液的多少与根系活力有密切的关系。

在一定时间内测定伤流液的重量,是衡量根系活力一个较为简便的方法。

3、吸收速率或吸收量(1)根系养分吸收速率可用每天(或其它单位时间)每米根长(或每克鲜根重)所吸收的养分数量来表示平均吸收速率。

瞬时吸收速率主要用于测定吸收动力学参数。

(2)吸收动力学参数主要测定根系养分亲和力常数(K m)和最大吸收速率(V max),有时也测定临界浓度(C min)。

(3)养分吸收量用每株或每克干物质所吸收的养分数量来衡量,可在不同生长发育时期或成熟期测定。

4、根系养分吸收动力学参数测定主要是测定根系对养分离子的吸收速率和两个动力学参数(V max,K m)。

先采用溶液培养的方法培育不同基因型幼苗,然后选取一定苗龄的植株(多数研究采用幼苗,也可以采用不同生育阶段的植物根系),在不同离子浓度的溶液中吸收一定时间后,测定其根系对养分的吸收速率。

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