常规根系测定指标及方法

烟草根系常见测定指标及实验方法

一、烟草根系发生特点

烟草根属直根系，由主根、侧根和不定根三部分组成。烟草由苗床栽入大田后，主根受人为控制，经常萎缩，而侧根和不定根迅速发展成一庞大根群。1级、2级侧根的增长及根长密度在时间、空间上的动态变化与其地上地下关系的变化是一致的。烟草的根系数量的增加和活力的提高存在双峰现象：第1次出现在团棵期至旺长期。移栽后40d前(团棵期)，烟草的生长中心在地下部，根系生长迅速，并且所形成的根分布在较浅的土层中。旺长期，生长中心从地下部转移到地上部，0～10cm土层出现了大量不定根，因此0～10cm内1级、2级侧根根长密度表现为增长趋势。而其它各土层内由于物质供应的减少，根长密度表现为缓慢增长，甚至呈下降的趋势；第2次出现在打顶后的圆顶期。圆顶期，由于打顶使根系生长又出现一次高峰，各土层1级、2级侧根根长密度均表现出增长的趋势。因此打顶具有诱发侧根数量的增加和活力提高的作用。到后期，随着烟叶的逐渐成熟，根系开始死亡，根系生长速度减缓，根长密度变化不大。烟草生育后期下层分枝密度减少，下层较细的侧根有机物质供应不足，导致衰老死亡而出现的相对减少。

二、衡量根系的指标

1、根系生物量

根鲜重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。

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。测定根干重一般采用烘干重量法。

根系干重和鲜重：烟草根系从土壤中挖出、洗净后，用吸水纸或滤纸吸干根表面水分，用电子天平称取根鲜重。获得鲜重数据后装入牛皮带放入烘箱内，在80℃下烘干，称其干重。

2、根系形态

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长、根表面积、根体积、根直径等。

2.1根数：根基部的根数。在洗净根系去掉地上部分后，先数基部的根数。

2.2根长：每个根的长度累计为根长度。

在平整桌面上用铅笔画上1米的长度然后倒少量水保持浅水层，将湿根置于上，把根拉直，累计每条根的长度，得到样品的总根长。

2.4 根粗：随机选取10个根，在有少量水的桌面上紧密排成一排，并用小刀修齐顶端。用小尺测量十个根的粗度，并记录下来。

2.5根体积：根系体积的测定一般采取排水法测定，因为根系的体积等于其所排出同体积水的量。取1L的量筒，（具体的量筒规格根据样品的根系大小而定）。注入500ml左右水，记下量筒读数。用滤纸吸干洗净的根系表面的水，揉成团放入量筒内，用玻棒将根系全部沉入水里，再次记下量筒读数，两次之差即为样品根体积。

2.6根系表面积：根据根系对某种物质的吸附量来测定根的吸收面积。一般常用甲烯蓝作为被吸附物质，其被吸附的数量可以根据供试液浓度的变化用比色法准确地测出。当根系在甲烯监溶液中已达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，因而可继续吸附甲烯蓝。从后一个吸附量可求出活跃吸收面积。

2.7比根长：衡量根直径的重要参数之一，比根长值越大，说明根越细小。根系长度和根干质量的比值为比根长，单位为m·g-1。

2.8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。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。

3、根系活力与酶活性

根系活力需要用挑取足量新鲜根系洗净，放入冰盒或液氮内带回实验室，-80℃冰箱内保存备用。

3.1 根系活力采用α-萘胺法或者氯化三苯基四氮唑（TTC）还原法测定。

3.2 丙二醛（Malondialdehyde，MDA）植物在逆境或衰老条件下，会发生膜脂的过氧化作用。丙二醛（MDA）是膜脂过氧化产物之一，其浓度表示脂质过氧化强度和膜系统伤害程度，所以丙二醛是逆境生理指标。通过测定丙二醛的多少可以直接作物的受逆境压迫的程度。含量采用硫代巴比妥酸法测定。

3.3 根的阳离子交换量

植物根系的阳离子交换量（cationexchangecapacity，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。

三、实验方法

1、根系活力（α-萘胺法）

一，测定的意义及原理：

植物的根系能氧化吸附在根表面的α-萘胺，生成红色的α-羟基-1-奈胺，沉淀于有氧化力的根表面，使这部分根染成红色。根对α-萘胺氧化能力与其呼吸强度有密切关系，日本人相见、松中等人认为α-萘胺氧化的本质就是过氧化物酶的作用，该酶的活力愈强，对α-萘胺的氧化力也愈强，染色也愈深。所以，可以根据染色深浅定性的判断根的活力。α-萘胺在酸性环境中与对氨基苯磺酸和亚硝酸盐作用生成红色的偶氮染料，可供比色测定α-奈胺含量。二，药品：

（1）40ppm（ug/ml）α-萘胺溶液：精确称取0.10g分析纯α-萘胺，先用2ml95%酒精溶解，加约50ml蒸馏水移入100ml容量瓶中，然后稀释至刻度，保存于棕色瓶中，置于低温暗处保存。用前稀释25倍（40ml稀释至1000ml）即为40ppm溶液。

（2）１％对氨基苯磺酸溶液：称1ｇ对氨基苯磺酸溶于100ml30%乙酸（醋酸）中。