根际研究方法

根际研究方法

（一）根系“表观自由空间”中养分测定方法

根系“表观自由空间（AFC）”，就是根系内部的细胞间隙和细胞壁微纤丝中的空隙在植物体内相互连通行程运输通道，容许水分和溶液的自由移动。

根系“表观自由空间”值得测定有一些不同的方法，如用非电解质——甘露糖醇测定不同植物的AFC体积，应用同位素标记法测定养分离子在AFC中的转移，等等。70年代以来产生了一种比较简便的化学方法，其原理是应用低温蒸馏水（4O C）降低根系活力,使进入AFS中养分离子只能向外扩散，以此了解AFS的养分状况。

基本测定步骤将待测水培根取出，用蒸馏水冲洗，重复3次，每次10S。用滤纸吸取多余的水分，称1~10g鲜根，置于250ml烧杯中备用。

若为土培的根系，小心取出后置于一块60cm×60cm的尼龙薄膜上，用手工出去容易抖落下来的土壤，这部分可作为原土体的土壤。然后将土根移至另一薄膜上抖动多次，分离出松散附着于根表面土壤，这部分可作为距根1~4mm的根际土。仍然粘附于根表的极为紧密附着的根际土，约距根0~2mm，一般不易从跟表面分离出来，一般采用蒸馏水浸洗的方法收集。洗净根系后，吸干多余的水分，称1~10g鲜根，置于250ml烧杯中。所收集的不同部分的土壤可用于不同的研究目的。

将备用的已知鲜重的根系按1:20的比例加入预先准备好的4O C的蒸馏水中，用玻璃棒轻轻搅拌1~2min，放入冰箱中浸提2h后取出，过滤，对滤液进行所需研究的养分测定。

测定要点样品的处理要求尽量在短时间内完成，以保持原有的养分状况。在土培条件下除去根系上附着的土壤时，主要尽量不要损伤根系，以免细胞内养分由破口处进入AFS 中，使测定结果偏高。

（二）根际土壤的冰冻切片法

冰冻切片法最早是1964年由Brown等建立并应用与土壤养分扩散的研究。主要分两步，首先是根际微环境模拟培育方法，可采用根垫法、集束根——土地接触法、隔层法等，然后将土块冰冻切片，供测试用。

1. 集束根——土地接触法集束根——土地接触法是一种根际微环境的模拟研究手段，其基本原理是利用一种允许养分和水分自由通过而根系不能穿过的隔膜使根系和土壤之间分离开来，分别逐层切取土壤薄片和进行分析，借此了解不同根表面不同距离土壤的物理化学性状。首先，要进行集束平面根的培育，一般地可采用有机玻璃的漏斗形框架（4×13×0.3cm3），在漏斗上放入尼龙网，密集地播种30颗露白的种子（禾谷类植物，如水稻），连同漏斗框架放入溶液中培育。根系通过漏斗颈往下生长，一个月后形成定型的集束平面根。其次，要进行土块的制备。将供试土样磨碎后过100目筛。城区一定量体积为2×4×4cm3的长方形有机玻璃盒内，盒的两端开口，以便连接根系和外界。将制备好的两块土块在某一根段处对称地紧贴于平面根的两侧（根土界面为2×4cm2），中间隔一层能容养分和水分自由通过，而根系无法穿透的隔膜（可用尼龙网或孔径为1.2μm的混合和纤维素脂）。然后放入盆钵中，装进石英砂或土壤，在温室内培育。

2．冰冻法当植株在盆钵中生长了一段时间后（一般低于20天），取出有机玻璃盒和土块，随即置氮液中速冻。将土块在切片机上切成1mm厚的薄片供化学测试。

优点：比较严格地解决了不同层次的微区土壤的区分、定量地研究各种养分、水分在根——土界面上的动态及迁移规律，并可以区分有效养分以及利用同位素方法难以测定的微量养分变化。

主要限制：只能进行短期试验，一般只在2天内。实验技巧要求很高，且每次技能得到有限的土壤样品量。

（三）放射性显微法

放射性自显影法是一种光化学过程。用作示踪剂的放射性核素所产生的射线使乳胶感光形成潜影，经显影，定影处理，就可将已形成的潜影的银离子迅速还原为黑色的银颗粒，而溶去未形成潜影的银离子，现出图像，图像显示为放射性示踪剂在试验样品中的分布（位置数量），数量依据颜色深浅判断。该方法利用乳胶记录，检测和测量样本（整体的或组织的）或样品中放射性物质的分布，定位和定量。

1.一般为感放射性自显影方法

2.薄片标记的自显影方法

根据作物根系的大小，实验时间的长短，制作与前述平面跟培养法类似的培养箱，扁平直立。用育苗期生长规格可为20×5.5×1cm3或34×9×1cm3。没有外室，盒的正面为能移动的有机玻璃，其余各面可用不透明塑料板制作，狭窄底面每隔4cm设一个进水口。

育苗期在大、小生长盒底层垫上滤纸，分别加入通过40目的含有与标记图相同肥料的干土120g或40g，压实，使容重1.3左右。加入20%干土重的水分量，平衡后用玻璃板压平土面。

作薄片涂层时，在底土平面上均匀加入5%干土量的水分（可用注射器加入，或用滤纸浸润），稍作平衡后，用软性低温必将标记土均匀涂布于其上（厚度1~1.2mm）。

做放射性自显影时，在暗示条件下用X光片放置于标本的有机玻璃板尼龙薄膜上，曝光并经化学处理，取得自象。

（四）电极法

把特制的微电极插入土壤的各个部位，以测定这些部位的Ph,Eh,电导和养分的方法。微电极一般指敏感尖端直径以μm计的微型电化学传感器。直径<0.5μm者为超微电极，最小的微电极尖端直径仅为0.04μm。

1.微博电极法

2.微甘汞买法

3.微钾玻璃法

优点：可以原位地连续测定根际微区的养分环境状况，减少取样。提取等分析步骤带来的误差；微电极法分析仪器结构简单，操作方便，易实现自动化。

（五）电子探针法

电子探针是利用电子束和物质作用产生特征X射线来进行分析的，是一种新型的电子显微分析技术。在土壤根系界面研究，他不仅可以提供微区表面形貌的显微特征，并且可以同步显示养分分布状况。电子探针不仅可以分析某一点的成分，还可以分析某一元素的线分布和面分布，是研究养分的吸收和运转机制的有效技术手段。