2pH对3种生活型植物根系形态及活力的影响
文章编号：1001－4675（2010）06－0915－06
pH对3种生活型植物根系形态及活力的影响*
李从娟1，2，马健1，李彦1，范连连1，2
（1．中国科学院新疆生态与地理研究所，新疆乌鲁木齐830011；2．中国科学院研究生院，北京100039）
摘要：通过室内水培试验，研究不同生活型植物对干旱区碱性环境的适应性以及对碱胁迫的适应程度。结果表明：随着培养溶液pH的增大，植物体地上部分和地下部分的生长受到不同程度影响，除骆驼蓬鲜重呈先增加后降低趋势外，刺沙蓬和梭梭的鲜重均表现为逐渐降低趋势，从根冠比的结果可以看出，碱胁迫对地上部分的影响大于对根系的影响；根系活力随着pH的增大，其变化也不尽相同，刺沙蓬和骆驼蓬随着pH的增大，其根系活力呈先增大后减小的趋势，而梭梭的根系活力则随着pH的增大呈增大趋势，这说明一定程度的碱胁迫能促进干旱区植物的生长，一旦超过植物对碱的耐受极限时，植物根系就会受到损伤，根系活力降低；梭梭的耐碱能力较其他两种草本植物强。表明碱胁迫对3种生活型植物的生长均有一定影响，同时在一定程度上也形成了对碱胁迫的适应机制。
关键词：pH值；骆驼蓬（Peganum harmala）；刺沙蓬（Salsola ruthenica）；梭梭（Haloxylon ammodendron）；植物根系；碱胁迫；生物量；古尔班通古特沙漠
中图分类号：Q945文献标识码：A
根系是植物生命活动中的重要器官，它不仅是植物体吸收水分、养分的器官，而且能合成多种生理活性物质，其生长情况和活力水平直接影响着地上部分的生长、营养状况及生物量的构成〔1－2〕。大量研究表明，植物对环境的适应、种间竞争等，均与植物根系的生物生态学特性有关。在逆境下植物能够感应外界胁迫，并能通过自身的调节系统，使之在生理和形态上形成适应性反应，以增强在胁迫条件下的生存机会〔3－4〕。其中，根系形态特征和活力的变化更为明显，Foehes等发现磷高效基因型植物可通过增加根长、根体积、根毛和侧根数量，减少根半径以增加根系与土壤接触面积，从而提高根系对磷的吸收机会；而磷低效基因型植物根冠比低于磷高效基因型〔5〕。高世斌等对干旱胁迫下玉米根系性状和产量的研究表明，在干旱胁迫下根重与根数和产量呈显著正相关，因此根系特征可作为耐旱性鉴定的重要性状〔6〕。盐生植物对盐胁迫则表现为根系和地上部分生物量减小，但根系活力却增强〔7〕。总之，不同条件下有关根系形态特征以及活力的变化已被许多科学家所关注〔4，7－21〕。而对于碱胁迫下植物根系形态特征及根系活力变化的研究还鲜为报道。
古尔班通古特沙漠（44?15' 46?50'N，84?50'
91?20'E）是中国第二大沙漠，也是中国面积最大的固定、半固定沙漠，为典型的大陆性干旱气候。该区夏季炎热干燥，冬季寒冷，年均气温6．6?，年降水量仅70 150mm，远低于1900mm的年潜在蒸发量。土壤碱化较为严重，然而植物却生长良好，沙漠中普遍存在小乔木梭梭和白梭梭、短命植物、一年生草本和多年生草本植物。本文选择古尔班通古特沙漠南缘3种不同生活型植物：刺沙蓬（Salsola ru-thenica Iljin）、骆驼蓬（Peganum harmala Linn）和梭梭（Haloxylon ammodendron Bge．）为研究对象，研究了不同pH对3种生活型植物生物量、根系形态及根系活力的影响。目的在于探索在碱胁迫条件下根系的反应特点及其适应机制以及植物的抗碱机理，同时寻找植物的抗碱性途径，对抗性育种以及盐碱地植被的人工恢复具有重要意义，为荒漠区抗逆植物引种育种以及碱胁迫条件下根系形态模型的建立提供理论依据。
1材料和方法
1．1材料及处理
该实验于2006年11月至2007年2月在中国
第27卷第6期2010年11月
干旱区研究
ARID ZONE RESEARCH
Vol．27No．6
Nov．2010
*收稿日期：2009－12－01；修订日期：2010－08－10
基金项目：中国科学院“西部之光”人才培养项目；西部之光项目（XBBS200808）
作者简介：李从娟（1982－），女，陕西渭南人，主要从事生态学研究．E－mail：li_congjuan@163．com 通讯作者：马健．E－mail：majian@ms．xjb．ac．cn
科学院新疆生态与地理研究所人工气候温室进行。供试种类为刺沙蓬、骆驼蓬、梭梭3种常见的荒漠区植物，其基本特征见表1。植物种子于2006年9月中旬至10月底采集于距中国科学院阜康荒漠生态站北约15km的古尔班通古特沙漠南缘。
表1供试植物种类特征
Tab．1Characters of the tested plants
植物种所属科生活型
刺沙蓬S．ruthenica藜科Chenopodiaceae一年生草本
骆驼蓬P．harmala蒺藜科Zygophyllaceae多年生草本
梭梭H．ammodendron藜科Chenopodiaceae多年生小乔木
1．2实验方法
选取籽粒饱满整齐一致的种子，用10%的
H
2O
2
消毒处理1h，然后于25?恒温箱内催芽，待
种子发芽后直接移至泡沫板的孔中育苗。每个泡沫板上有6个直径1cm的小孔，泡沫板置于盛有1/2 Hoagland营养液的不透光圆形塑料桶中，每孔定苗2株。光暗周期为14/10h，昼夜温度为25/20?，培养期间24h持续通气，以保证根系和根毛的良好生长。培养至三叶一心时（自播种开始约10d）换成全营养液培养，同时也开始进行不同pH处理。pH设对照7，8，9三个处理，每处理6个重复，每天用pH计测pH，并用NaOH溶液和稀HCl溶液将pH 调至规定值，每5d更换一次营养液。待植株生长60d后，测定植物体地上部分及根系的生物量、根冠比、根系形态特征、根系活力、根系吸收面积等。1．3根系形态指标的测定
1．3．1根系总表面积、平均直径和总根长的测定
将整株植物从培养桶中完整取出，用蒸馏水迅速将植株的根冲洗3次，将冲洗干净的根放入50?，1%的结晶紫溶液中浸泡染色5min，然后再用蒸馏水冲洗根表面多余的结晶紫，将根放在50%的乙醇溶液中，并在冰箱中保存。当所有的样品染色完后开始扫描，扫描前用蒸馏水冲洗根一次，将根放在装有0．01mol/L的NaOH溶液的玻璃盘子里（溶液大约0．5cm深），较高的pH阻止根上的染料外渗，用镊子将根尽可能地分散在盘子里，并在扫描仪上选择黑白二值图像扫描，设置分辩率200DPI，按1?1的比例扫描完成后，剪切出完整根系的图像作为最终的分析图像，以JPG格式保存。然后，在CIAS 2．0软件下进行分析，计算出根系的总表面积、平均直径和总根长度。
1．3．2单位根长上的根毛数及根毛长的测定用镊子和剪刀剪取约2cm颜色鲜白的根尖，在O-LYMPUS-VANOX·S型生物显微镜下观察测量并对其进行拍照，数出其单位根长上根毛数，并用显微镜测微尺测量根毛长度。
1．4根系活力的测定
用TTC测定根系活力〔22〕，取根尖材料0．5g，加入0．4%TTC溶液0．2mL和1/15的PBS5mL，黑暗条件下37?保存1h，然后加入1mol/L硫酸2mL中止反应，取出材料用滤纸吸干水分，加入乙酸乙脂研磨，取红色提取液，用乙酸乙酯定溶至10 mL，用分光光度计在485nm下测TTC还原量C。
根系活力=
C
W·h?1000
试中：C为四氮唑还原量（μg·g－1·h－1），W为根重量（g），h表示时间（h）。
根系吸收面积用甲烯蓝吸附法测定〔19－20〕。根据浸泡过根系的甲烯蓝溶液中甲烯蓝的减少量及1mg甲烯蓝成单分子层时占据面积为1m?1m的已知条件，计算根系吸收面积和活跃吸收面积，此根系吸收面积除以测定用根系的重量可得比表面积。1．5数据分析处理
数据分析使用Excel和Origin7．5软件，利用统计报表、单因子方差分析Tukey检验进行统计分析，同时结合Orgin7．5制图。
2结果与分析
2．1不同pH对植物根系和地上部分生物量的影响
根系是植物与外界接触的重要界面，而外界对植物的影响首先作用于根，根系在感应逆境信号后会产生相应的生理反应，进而影响到植物地上部分的生长。从表2可以看出，植物处于碱胁迫环境时，其根系和地上部分的生长都受到显著影响，3种供试植物均不例外；一年生草本刺沙蓬和多年生小乔木梭梭均随着pH增大，碱性增强，其根系和地上部分的鲜重均呈现下降趋势，且在pH为9时降低到最小（P＜0．05，Tukey检验）。而多年生草本骆驼蓬的根系和地上部分的鲜重却随着碱性的增强呈先增加后减小的趋势，在pH为8时，其鲜重分别增加到
619干旱区研究27卷
1．022g和2．757g的最大值（P＜0．05，Tukey检验），这说明了骆驼蓬更适合在pH为8时的环境中生长；从单因素方差分析可以看出，3种植物根系和地上部分的鲜重在不同处理之间均差异显著（P＜0．05，Tukey检验）；而其干重在3个处理间变化不是很大，除骆驼蓬在pH为9时和其他2个处理差异显著外，刺沙蓬和梭梭根系及地上部分的干重在3个处理间基本处于一个水平，这说明pH越大，碱性越强越不利于植物体从环境中吸收水分，进而影响植物的生长。
表2不同pH处理下3种植物地上部分
和根系的生物量
Tab．2The shoot and root biomasses of three
plant species under different pH values
植物种pH值
根系
鲜重/g干重/g
地上部分
鲜重/g干重/g
刺沙蓬S．ruthenica 71．468a0．049a7．217a0．616a 80．988b0．054a5．634b0．589a 90．555c0．049a2．424c0．364a
骆驼蓬P．harmala 70．739b0．038a1．640b0．252a 81．022a0．049a2．757a0．244a 90．297c0．036b0．483c0．071b
梭梭H．ammodendron 70．308a0．014a0．415a0．039a 80．283b0．016a0．382b0．041a 90．242c0．019a0．324c0．045a
注：同列中不同字母代表同种植物不同处理间差异达到显著水平（P=0．05，Tukey检验），下同。
2．2不同pH对植物根冠比的影响
根系是植物吸收养分的主要器官，而地上部分（叶片）是植物进行光合作用的主要器官，这两者的生长状况直接决定着植物的健康生长〔20〕。本实验研究结果（图1）显示，3种不同生活型植物根冠比随着pH的增大、碱性的增强均呈上升趋势，这说明3种植物地上部分的生长相对于根系对碱胁迫环境更为敏感，与其他2种植物相比，刺沙蓬的根冠比在3个处理中均最小，只有0．075 0．15；而骆驼蓬在pH为7和pH为8时的根冠比居其他2种植物之间，在pH为9时达到0．52的最大值，说明pH为9时骆驼蓬地上部分生长受到的抑制程度远大于其他2种供试植物。
造成这种结果的原因：①随着植物的生长，将会有更多的同化产物分配到根系，这对于根系的快速扩张是十分有利的。相应地，由于过多的与地上部竞争光合产物，从而减少了地上部碳水化合物的分配比例，影响了地上部的生长速度〔20〕。②根系在受到碱胁迫后，将这种信号传递给地上部分，因此，地上部分的生长也受到严重的影响
。
注：不同字母代表同种植物不同处理间差异达到
显著水平（P=0．05，Tukey检验），下同。
图1不同pH条件下3种植物的根冠比
Fig．1The shoot/root ratios of three plant species
under different pH values
表3不同pH条件下3种植物的根系形态特征
Tab．3Morphological features of roots of three
plant species under different pH values 植物种pH值
主根长
/cm
总根长
/cm
表面积
/cm2
直径
/cm 刺沙蓬
S．ruthenica
725．38a2596．72a264．91a0．113a
820．32b1485．31b152．22b0．114a
915．04c850．60c131．73c0．108a 骆驼蓬
P．harmala
728．76b904．95b135．60b0．179b
832．38a987．58a168．42c0．195b
913．05c85．57c15．01a0．143a 梭梭
H．ammodendron
715．39a585．01a80．42a0．124b
813．28b255．06b20．52b0．092a
912．05c61．16c4．98c0．078a 2．3不同pH对植物根系形态特征的影响
从表3可知，在不同pH处理下，3种干旱区植物的根系特征发生了明显的变化，随着培养液pH 的增大，碱性增强，刺沙蓬和梭梭的主根长、总根长和根系表面积均表现为逐渐减小趋势，且在pH为9时各项指标最小，而骆驼蓬的根表面积和总根长都呈先增大后减小趋势，这与前面的生物量变化趋势基本一致。这也进一步证明了在培养液pH为8处理下，即低浓度的碱胁迫更有利于骆驼蓬的生长；同时还可看出，不同pH对根系直径也有一定影响，对于刺沙蓬来说，3个处理间变化不大；骆驼蓬在pH 为9时直径显著减小，与其他2个处理差异显著；梭
719
6期李从娟等：pH值对3种生活型植物根系形态及活力的影响
梭根系直径在pH 为8和pH 为9时就显著减小。2．4不同pH 对植物根系活力的影响2．4．1
根系活力
根系活力泛指根系的吸收、合
成、
氧化和还原能力等，是一种较客观反映根系生命活动的生理指标。从图2可以看出，根系活力随着培养液pH 的不同而存在显著差异，刺沙蓬和骆驼蓬的根系活力随着pH 的增大表现为先增加后下降的趋势，pH 为8时两者根系活力均最高，分别达到23．4μg /（g ·h ）和19．5μg /（g ·h ），这表明了刺沙蓬和骆驼蓬对碱胁迫有一定的应激能力，在一定碱胁迫时，
均能保持较高的根系活力，但随着碱胁迫的加重，
根系逐渐受到损伤，根系活力下降，这意味着根系活力与碱胁迫的程度密切相关；随着pH 的增大，
梭梭根系活力逐渐增大，在pH 为9时，其根系活力达到29．2μg /（g ·h ）的最大值，各处理间差异显著（P ＜0．05，Tukey 检验），说明梭梭比其他2种植物对高浓度的碱胁迫有更强的适应能力
。
图2不同pH 处理下3种植物的根系活力Fig．2
Activity of roots of three plant species under different pH values
表4不同pH 处理下3种植物根系的吸收面积Tab．4
Absorbing areas of roots of three plant species under different pH values
植物种
pH
值总吸收面积/m 2活跃吸收面积/m 2活跃吸收
面积所占
比例/%比表面积/（m 2
·cm －3）刺沙蓬
S．ruthenica
72．224b 1．036b 46．583a 1．416a 81．777ab 0．838ab 47．158a 1．481a 9
1．484a 0．675a 45．485a 1．484a 骆驼蓬P ．harmala
71．881b 0．898b 47．741a 1．372a 81．245ab 0．603ab 48．434a 1．245a 9
0．873a 0．413a 47．308a 1．341a 梭梭
H．ammodendron 7
1．590b 0．773b 48．616a 1．390a 8
1．045ab 0．508ab 48．612a 1．394a 9
0．708a
0．348a
49．153a
1．417a
2．4．2不同pH 对植物根系吸收面积的影响根
系吸收面积也是反映根系活力的一个重要指标。由表4可以看出，随着培养液pH 的升高，碱性的增强，
3种供试植物根系的总吸收面积和活跃吸收面积均表现出不同程度的下降，在培养液pH 为8时，3种供试植物根系的总吸收面积和活跃吸收面积与pH 为7时差异均不显著（P ＞0．05，Tukey 检验），但pH 为9时，根系总吸收面积和活跃吸收面积与pH 为7时的差异显著（P ＜0．05，
Tukey 检验）；然而3种供试植物的活跃吸收面积百分比和比表面积在不同pH 下都保持在一个水平，
3个处理间均无差异（P ＞0．05，Tukey 检验）。由此说明，碱胁迫对干旱区植物根系的生长有一定的抑制作用，使得根系的总吸收面积和活跃吸收面积降低；而活跃吸收面积百分比和比表面积的变化幅度不大，表明植物根系的生长受到抑制时，其根系活力却能够保持在较稳定的水平上或略有升高，
进一步说明了干旱区植物根系对碱胁迫有较强的适应能力。
3结论与讨论
胁迫环境对植物的生长均有一定的影响，有关
胁迫环境对植物根系影响的研究结果显示，水分、盐分和磷胁迫对植物及其根系的生长均有明显的影响
〔7－8，20－21〕
。弋良朋等对荒漠盐生植物根系及根
毛形态特征的研究表明，
240mmol /L NaCl 的盐处理对各项根系形态和生理的影响都有利于3种盐生植物的生长，而480mmol /L NaCl 的盐处理抑制其生长
〔7〕
。本研究结果显示，随着pH 的增大，
3种不同生活型植物的生长都不同程度地受到抑制，根系和地上部分生物量都明显减小，且地上部分受到的抑制程度大于根系。其中，骆驼蓬不同于其他2种供试植物，随着pH 的增大，其生物量呈先增加后减小趋势，说明低浓度的碱胁迫更有利于骆驼蓬的生长。从植物干重的结果可以看出，碱胁迫不利于植物从环境中吸收水分，在干旱区水分是植物生长的关键因子
〔23〕
，因此在该地区应该选择抗碱性强的种或建
立排碱沟。
刺沙蓬和梭梭的主根、总根和根表面积都随着碱浓度的增大呈减小趋势，而骆驼蓬主根、总根和根表面积的变化与其生物量一致，说明碱胁迫对3种供试植物根系直径也有一定影响，不同之处是刺沙蓬根系的直径在3个处理间差异不显著，
而骆驼蓬8
19干旱区研究27卷
在高浓度碱胁迫下其直径减小幅度较大，梭梭根系直径在低浓度碱胁迫（pH值为8）时显著减小。
刘海龙等〔9〕对干旱胁迫下玉米根系活力和膜透性变化的研究表明，随着干旱程度的加重，细胞受到伤害，代谢紊乱，根系活力呈显著下降趋势，意味着根系活力与抗旱性密切相关。本研究也证实了胁迫环境对植物的根系活力有一定影响，刺沙蓬和骆驼蓬根系活力随着碱胁迫的增强呈先升高后下降的趋势，说明刺沙蓬和骆驼蓬根系对碱胁迫有一定的应激能力。梭梭的根系活力则随着碱浓度的升高，其活力逐渐增大，说明梭梭的根系较其他2种供试植物对碱胁迫有更强的适应能力，可能因为梭梭是小乔木，对逆境的适应能力较其他2种草本植物强。本研究为梭梭作为沙漠中的建群种和优势种提供了又一佐证，同时，可为干旱区不同生活型植物的抗逆育种和植被恢复提供理论依据。
苗海霞等〔20〕通过盐胁迫对苦楝根系活力的研究表明，盐胁迫下苦楝根系的活跃吸收面积百分比和比表面积并没有随着盐浓度的升高而改变。本实验结果显示，碱胁迫环境下3种植物的活跃吸收面积和总吸收面积都逐渐减小，但活跃吸收面积百分比和比表面积并没有随着碱浓度的升高而改变，说明3种植物在碱胁迫环境下，其根系均能够保持较高的吸收功能。
综上所述，干旱区3种不同生活型植物对碱胁迫环境均能产生一定的适应机制，它们通过根系调节作用和根系形态的改变来适应碱胁迫环境，这正是干旱区植物对逆境的一种适应机制。3种生活型植物对碱胁迫适应性的不同之处，可为不同生活型植物抗逆育种以及荒漠植被恢复提供理论依据。由于实验条件限制，本文仅对3种植物作了研究，今后将在此基础上，进行更深层次和更多物种的比较研究；在试验手段方面，应在传统植物营养学方法的基础上有所突破，此外还需引入先进的生理生化及分子生物学技术，从植株、细胞以及分子水平层面进行深入探索。
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〔J〕．Chinese Journal of Eco-agriculture，2007，15（6）：69－72．〕〔20〕苗海霞，孙明高，夏阳，等．盐胁迫对苦楝根系活力的影响〔J〕．山东农业大学学报：自然科学版，2005，36（1）：9－12．〔Miao
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activity of Melia azedarach L seedlings〔J〕．Journal of Shangdong
Agricultural University：Natural Science，2005，36（1）：9－12．〕〔21〕李慧明，高志强，张永清，等．不同基因型春小麦根系对低磷胁迫的生物学响应〔J〕．山西农业大学学报：自然科学版，2006，26（2）：138－140．〔Li Huiming，Gao Zhiqiang，Zhang Yongqing，
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spring wheat to low phosphorus stress〔J〕．Journal of Shanxi Agri-
cultural University：Natural Science，2006，26（2）：138－140．〕〔22〕邹琦．植物生理生化实验指导〔M〕．北京：中国农业出版社，1995：30－31．〔Zou Qi．Instruction of Plant Physiological-bio-
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shrubland〔J〕．Science in China Series D：Earth Sciences，2007，50
（Suppl．）：1－7．
Effects of pH Value on the Morphological Features and
Activity of Roots of Three Life-form Plant Species
LI Cong-juan1，2，MA Jian1，LI Yan1，FAN Lian-lian1，2
（1．Xinjiang Institute of Ecology and Geography，Chinese Academy of Sciences，Urumqi830011，China；
（2．Graduate University，Chinese Academy of Sciences，Beijing100039，China）
Abstract：A hydroponics experiment of three desert life-form plant species was conducted to investigate the effects of different pH values on the morphological features and activity of roots．The purpose of the experiment was to explore the adaptability of the desert plant species to alkaline soil and saline stress．The results show that the bio-masses of roots and aboveground parts of both Salsola ruthenica and Haloxylon ammodendron Bge．were decreased obviously with increasing pH value，but those of Peganum harmala Linn were increased at first and then decreased，and the growth of aboveground parts was more sensitive to alkaline stress than that of roots．The root activity with the increase of pH value was different，that of both S．ruthenica and P．harmala was increased at first and then de-creased，but that of H．ammodendron was increased all along．These reveal that the alkaline stress can promote the growth of plants in arid area to a certain extent，but the roots will be damaged and their activity will be decreased when the alkalinity of soil exceeds the tolerance limit of plants．Moreover，the alkalinity tolerance of H．ammoden-dron is higher than that of other two．In a word，alkaline stress affects negatively on the growth of desert plants to a certain extent，however，a certain adaptability of these plants to alkaline stress has formed．
Key words：pH value；Peganum harmala；Salsola ruthenica；Haloxylon ammodendron；root；alkaline stress；biomass；Gurbantonggut desert．
029干旱区研究27卷
7、根系活力的测定TTC法
华南农业大学实验报告 专业班次11农学1班组别201130010110 题目根系活力的测定姓名梁志雄日期2012-11-21 一、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，植物根系中脱氢酶会引起的TTC 还原。所以TTC 还原量能表示脱氢酶活性，并作为根系活力的指标。根系的活力越高，产生的NAD（P）H+H+等还原物质越多，则生成红色的TTF越多。TTF 溶于乙酸乙酯，并在波长485nm处有最高吸收峰，因此，可用分光光度法定量测定。 二、实验材料与实验器材 蒜根、分光光度计、分析天平、恒温水浴锅、研钵、漏斗个、移液管、比色管、10ml容量瓶、50ml烧杯 三、实验试剂 乙酸乙酯、石英砂、硫代硫酸钠粉末、1％TTC、1/15mol/LpH7.0磷酸缓冲液、1mol/L硫酸 四、实验步骤 1、称取根尖样品0.5 g ，放入小烧杯中，加入0.4 ％TTC 溶液和磷酸缓冲液（pH7.0 ） 各 5 mL ，使根充分浸没在溶液内，在37 ℃下暗保温1 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）
2、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。 TTC还原量=从标准曲线查出的TTC浓度*提取液总体积*稀释倍数 五、数据记录记录 根重（g）反应起始时间反应终止时间稀释倍数OD485 未煮沸根系0.5 8:35 9:35 1 0.245 死根系0.5 8:35 9:35 1 0.000 从标准曲线上查出TTC的浓度为0.00142（ug/ml） 故可以知道TTC的还原强度为0.00142*10*1/0.5=0.0248 六、实验总结 本实验严格按照实验步骤进行，利用根系生长发育过程中所产生的还原物质，把TTC还原为红色的TTF，再利用TTF溶于乙酸乙酯从而把它提取出来，在485nm的波长下测定其吸光度，从而计算出TTC的还原量，以此来表现根系活力的大小，本实验测得的数据为0.0248，从网上查出的一个数据位0.01844，所以总体上数据还是比较合理的。在分光光度法实验中，样品和表样都加了处理剂，处理剂可能会含有被测物质，使用空白对照就是我去掉被测物质外所带来的结果误差，进行对照，可以清晰检验出结果。
植物根系活力的测定方法
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
植物的根系分类及对环境的适应
植物的根系分类及对环境的适应 植物的环境即使多种多样的，又是千变万化的，不同的环境因子，以截然不同的方式，甚至不同的时间、部位、强度施加于植物。如重力作用、光的作用。污染化合物作用、病原物的分泌作用等。植物也以完全不同的方式感受和识别它们，从而做出相应的不同的反应。其中，植物的根就是植物对外界作出反应的重要部分。 植物的根有以下几类： 主根 当种子萌发时，首先突破种皮向外生长，不断垂直向下生长的部分即是主根。如大家所熟悉的蚕豆，当它发芽时，突破种皮向外伸出呈白色条状的就是根，以后不断向下生长即形成主根。同样，作蔬菜食用的黄豆芽、绿豆芽，它们都有一条长长的白色的东西，这也是根，以后就形成主根。 侧根 当主根生长到一定长度后，它会产生一些分枝，这些分枝统称为侧根。在黄豆芽、绿豆芽中，有时会看到当主根长得较长时，就会在主根的近末端处，有一些向侧面生长的分枝，这就是侧根。侧根生长过程中，可能再分枝，形成新的侧根，这就是第二级侧根。当然还可以有第三级、第四级……无究无尽地产生新的侧根，但作为主根则永远只有一条，不存在第二级主根可以说是非主根。 不定根 不定根是植物生长过程中，从茎或叶上长出的根，它不来自主根、侧根。例如剪取一段垂柳枝条，插在潮湿的泥土中，不久在插入泥中的茎上长出了根，这就是不定根。一个水仙头，放在水中没几天，在它的底部密集地生出一环根，这也是不定根。不定根可以产生分枝，如垂柳的不定根有分枝，这些分枝也称为侧根；不定根也有不分枝的，如水仙的不定根无分枝。 植物根的总合称为根系（root system）。分为直根系（tap root system)和须根系(fibrous root system)。 作物根系是土壤水分的直接吸收利用者，当土壤水分胁迫时，作物根系首先感应并迅速
试验一植物根系活力的测定
植物生理学实验指导书 指导老师马红亮 福建师范大学地理科学学院生态系
实验一植物根系活力的测定（α-萘胺氧化法） 植物根系的作用，主要有(1)对地上部的支持和固定；(2)物质的贮藏；(3)对水分和盐类的吸收；(4)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。 一、实验目的 通过实验，掌握用α－萘胺法测定植物根系活力的原理和技术。 二、实验原理 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—萘胺，沉淀于有氧化力的根表面，使这部分根染成红色，其反应如下： 根对α-萘胺的氧化能力与其呼吸强度有密切关系。日本人相见、松中等认为α-萘胺氧化的本质就是过氧化物酶的催化作用，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，可根据染色深浅定性地判断根的活力；也可测定溶液中未被氧化的α-萘胺量，计算已被氧化的α-萘胺量确定根系活力的大小。
在酸性环境中对氨基苯磺酸与亚硝酸盐先反应，再和α-萘胺作用生成红色的偶氮染料，可在510nm比色测定α-萘胺含量。其反应如上。 三、实验仪器药品 分光光度计，分析天平，烘箱，三角烧瓶，量筒，移液管，刻度试管 Α-萘胺溶液：称10mg α-萘胺，先用2ml左右的95%酒精溶解，然后加水到200ml，成50μg/ml的溶液。 0.1mol/L磷酸缓冲液，pH7.0（见附表2） A液：0.2mol/L磷酸二氢钠（NaH2PO4·2H2O 27. 8g配成1000ml）。 B液：0.2mol/L磷酸氢二钠（Na2HPO4·7H2O53.65g或Na2HPO4·12H2O71.7g 配成1000ml）。 用时取A液39ml，B液61ml混合，稀释至200ml即成。 1%对氨基苯磺酸：将1g对氨基苯磺酸溶解于100ml 30%的醋酸溶液中。 亚硝酸钠溶液：称10mg亚硝酸钠溶于100ml水中。 四、实验操作步骤 定量测定 (1) 挖出水稻植株，并用水洗净根系上的泥土，剪下它的根系，再用水洗，待洗净后用滤纸吸去根表面的水分，称根 称2g根放在100ml三角烧瓶中。然后加50μg/ml的α—萘胺溶液与磷酸缓冲液(pH7.0)等量混合液50ml，轻轻振荡，并用玻璃棒将根全部浸入溶液中，静置10分钟。吸取2ml溶液，测定α—萘胺含量[测定方法见下面(2)]，用为试验开始时的数值。再将三角烧瓶加塞，放在25℃恒温箱中，经一定时间后，再进行测定。另外，还要用一只三角烧瓶置同样数量的溶液，但不放根，作为α—萘胺自动氧化的空白，也同样测定，求它自动氧化量的数值。 (2) α-萘胺含量的测定 吸取2ml溶液，加入约10ml蒸馏水，再在其中加入1%对氨基苯磺酸溶液1ml和亚硝酸钠溶液1ml，在室温中放置5分钟，待混合液变成红色，再用蒸馏水定容到20ml。在20─60分钟内进行比色。选用波长510nm，读取吸光度，查对标准曲线得相应的α─萘胺浓度。
植物根系类型及应用讲解学习
植物根系类型及应用
一、根系类型 （一）主根、侧根和不定根 根据根的发生部位不同，可以分为主根、侧根和不定根三类。种子萌发时胚根首先突破种皮、向下生长，这种由胚根直接生长形成的根，称为主根。有时也称为直根。当主根生长到一定长度时，就会从内部侧向生出许多支根，称为侧根。侧根与主根往往形成一定角度，当侧根生长到一定长度时，又能生出新的次一级的侧根，这样的多次反复分枝，形成整株植物的根系，例如棉花、菜豆、油菜等双子叶植物的根系，主根和侧根都从植物体固定部位生长出来的，均属于定根。此外还有许多植物除产生定根外，还能从茎、叶老根或胚轴上生出根来，这些根发生的位置不固定，都称为不定根（图4-1）。不定根也能不断地产生分枝，即侧根。禾本科植物的种子萌发时形成的主根，存活期不长，以后由胚轴上或茎的基部所产生的不定根所代替。农、林、园艺工作上，利用枝条、叶、地下茎等能产生不定根的习性，而进行大量的扦插、压条等营养繁殖。 （二）直根系和须根系 一株植物地下部分所有根的总和，也就是包含主根和它分枝的各级侧根或不定根和它分枝的各级侧根，称为根系。
根系有直根系和须根系两种。有明显主根和侧根区别的根系，称为直根系，如棉花、菜豆、油菜、蒲公英等绝大多数双子叶植物的根系。无明显的主根与侧根区分的根系，即主根不发达，或根系全部由不定根及其分枝组成的，粗细相差不多，形成比较均匀的根系，似胡须一样，称为须根系，如小麦、水稻、葱、蒜等单子叶植物的根系。 在适宜的土壤条件下，树木的多数根集中分布在地下40一80cm深 范围内；具吸收功能的根，则分布在20cm左有深的土层内。就树种而言，根系在地下分布 的深浅差异甚大。有些树木，如直根系和多数乔木树种，它们的根系垂直向下生长特别旺 盛、根系分布较深，常被称为深根性树种；而主根不发达，侧根水平方向生长旺盛*大部 分报分布于土上层的树木，如部分须根系和灌木树种，则被称为浅根性树种。深根性树种 能更充分地吸收利用土壤深处的水分与养分，耐旱、抗风能力较强，但起苗、移栽难度大。 生产上，多通过移栽、强权等措施，来抑制主根的垂直向下生长，以保证栽植成活率。浅 根性树种则起苗、移栽相对容易，并能适应含水量较高的土坡条件，但抗旱、抗风及与杂
温湿度对农业的影响
温室大棚的温湿度控制 塑料大棚 按棚顶形状可分为：拱圆形、屋脊形 按骨架材料可分为：竹木结构、钢筋混凝土结构、钢架结构、钢竹混合结构等。 按连接方式可分为：单栋大棚、双连栋大棚、多连栋大棚 课题背景：温湿度是影响农业生产的重要因素，采用STC89C52 单片机为控制中心，由AM2301温湿度传感器和LCD 液晶显示模块构成农业生产在线实时温湿度监控系统，实现对农业温湿度精 确测量与控制。实践表明，该系统电路简单、工作稳定、集成度高、调试方便、测试精度高，保证了农业生产产品的质量与合格率，具有一定的实用价值。 发展情况 设施建设日趋大型化。 向管理信息化、控制自动化、生产机械化方向发展。 存在的问题：重“硬件”设施建设，轻“软件”栽培管理 缺乏适宜良种 设施内环境调控能力差 覆盖材料落后 人才培养不到位 解决对策：加强工厂化设施栽培专用新品种的选育 研究开发用于环境调控具有我国自主知识产权的各种设施装置及探测头 研究开发新型覆盖材料 在设施生产中建立绿色蔬菜产品生产技术 始终将经济效益放在第一位 提高栽培管理水平，增加单产 发挥优势，补足空缺 规划和区划工厂化农业 （四）设施农业发展前景 1. 设施农业的类型结构与分区和布局更加合理。 2. 设施栽培的作物种类更加丰富，注重提高经济效益。 3. 新型覆盖材料的研制与开发进展迅速。 4. 设施农业工程的总体水平有了明显提高，设施逐步向大型化发展。 5. 农业全国各地兴建了一批农业高科技示范园区，有力地推动了农业现代化的发展。 6. 设施农业工程相关科研受到极大重视，得以迅速发展。 设施的环境控制是根据作物遗传特性和生物特性对环境的要求，通过人为地调节控制，尽可能使作物与环境间协调、统一、平衡，人工创造出作物生育所需的最佳的综合环境条件，从而实现作物设施栽培的优质、高产、高效。 第三章设施温度特点及调控 温度是影响作物生长发育的环境条件之一。在园艺设施生产中很多情况下，温度条件是生产成功与否的最关键因素。充分认识和了解园艺设施内的温度条件和调节技术，对于搞好设施园艺生产无疑是十分必要的。 一园艺作物与温度的关系 （一）园艺作物对温度的要求 1、蔬菜作物对温度的要求
植物根系活力的测定
实验三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，跟的生长情况的活力水平直接影响地上部分的生长和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： 氧化三苯基四氮唑（TTC）是标准氧化电位为80mV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腙，生成的三苯甲腙比较稳定，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，苹果酸得到加强，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、植物材料、仪器设备及试剂配制： （一）植物材料：完全液和铅溶液培养的黄瓜苗根系 （二）仪器设备：电子天平、生化培养箱、分光光度计、剪刀、镊子、10mL离心管、10mL具塞刻度试管、研钵、漏斗、移液管或移液枪、滴管、小烧杯、玻璃棒等。 （三）配置试剂： 1、乙酸乙酯（分析纯） 2、次硫酸钠（Na2S2O4） 3、1%TTC溶液：标准称TTC1.00g，溶于少量去离子水中，定容到100mL，用时稀释。 4、硫酸缓冲液（1/15mol/L，pH7） 5、1mol/L硫酸：量取比重1.84的浓硫酸55mL，边搅拌边加入盛有500mL去离子水的 烧杯中，冷却后稀释至1000mL 三、实验步骤： 1.TTC标准曲线的制作：取0.4%TTC溶液0.2mL放入10mL量瓶中，加少许Na2S2O4 粉末摇匀后立即产生红色的甲月替，再用乙酸乙酯定容至刻度，摇匀。然后分别取此液0.25mL、0.50mL、1.00mL、1.50mL、 2.00mL置于10mL刻度试管中，用乙酸乙酯定容至刻度，即得到甲月替25μg、50μg、100μg、150μg、200μg的标准比色系列，以空白作参比，在485nm波长下测定吸光度，绘制标准曲线。 2.称取新鲜根尖0.5g，放入10mL离心管中，加入0.4%TTC溶液和磷酸缓冲液的等量混合液5mL，把根充分浸没在溶液内，在37℃下暗保温1h，此后加入1mol/L硫酸1ml，以终止反应。（与此同时做一空白实验，先加硫酸，再加新鲜根，其他操作同上）。 3.把根取出，吸干水分后与乙酸乙酯3~4mL和少量石英砂一起在研钵内磨成浆，以提出甲月替。红色提取液移入10mL刻度试管中，并用少量乙酸乙酯把残渣洗涤二、三次，皆移入刻度试管，最后用乙酸乙酯定容至10mL，摇均匀，用分光光度计在波长485nm下比色，以空白试验作参比测出吸光度，查标准曲线，即可求出四氮唑还原量。 四、结果计算： 四氮唑还原强度（mg/g（根鲜重）/h）=四氮唑还原量（mg）/[根重（g）×时间（h）] 五、注意事项： 1.要剪取根尖作为测量材料 2.测定的同时要做空白对照 3.TTC容易氧化，要现用现配，避光保存 4.反应结束后，根系要吸干水分后研磨，否则溶液容易浑浊 5.要用少量多次的乙酸乙酯把残渣中的红色苯三甲腙洗涤干净
植物根系分析系统_功能特点_使用说明
植物根系分析系统_功能特点_使用说明 托普云农植物根系分析系统也叫植物根系图像监测分析系统，该分析系统是植物生理检测工作中很常见的一种农业仪器。据悉，该系统可以自动、快速地分析根系状况，并自动保存分析结果，功能强大，性能优越。按成像方式不同，可分为对原位根系图像的分析仪，以及对洗根后的根系图像分析仪。一般都要求可分析根系的长度、直径、面积、体积、根尖数、分叉数、根交叉数等。专业些的植物根系分析系统，还可分析植物根系的主侧根拓扑形态关系、连接关系，以及根尖部位的色彩变化，以便进行根系形态和构造研究。zui新的植物根系分析系统应具备大批量图像的全自动分析特性，用户可对自动分析结果进行局部的交互编辑修正，以确保数据的科学性。 ?对原位根系图像，因根系与土壤的颜色可能非常接近，故国内外均采用图像中根系目标的自动增强后，以交互引导的方式进行标记分析的。另外，还有引入分形维数，以及直方图投影来进行根系整体生物量分析的。根系分析的zui新技术还可分析根瘤菌体积在根系中的占比，以客观确定根瘤菌体的贡献量。植物根系分析系统对根系图像进行多参数的自动分析，为研究提供可靠准确的数据。植物根系分析系统主要由数码扫描成像系统、分析软件和电脑组成。植物根系分析系统测量项目：根总长；根平均直径；根总面积；根总体积；根尖计数；分叉计数；交叠计数；根直径等级分布参数；可不等间距地自定义分段直径，自动测量各直径段长度、投影面积、表面积、体积等，及其分布参数；根尖段长分布。植物根系分析系统能进行根系的颜色分析，确定出根系存活数量，输出不同颜色根系的直径、长度、投影面积、表面积、体积；能进行根系的拓扑分析，自动确定根的连接数、关系角等，可单独自动分析主根或任意一支侧根的长度和分叉数等；自动分析根系分级伸展的等级分布情
探究植物对空气湿度的影响
探究“植物对空气湿度的影响” 【探究内容透析】 《生物对环境的适应和影响》一节安排了探究实验“植物对空气湿度的影响”，为学生进行自主探究活动提供了素材。这是学生接触的第二个探究实验，教材提供了较为详细的背景资料和探究提示，既创设了问题的情境，又为学生在预习的基础上初步设计探究方案提供了指导和帮助。 【探究目标达成】 （一）知识目标： 1.以植物对空气湿度的影响为例，通过测量、分析、归纳，说明生物对环境的影响； 2.通过测量裸地、草地、灌丛中的湿度，说明不同植被对空气湿度的影响；。 （二）能力目标 训练学生的测量方法，培养学生收集和处理数据的能力 （三）情感、态度与价值观目标 生的科学探究、发散思维能力，提高环保意识、增强关心、爱护生物圈的情感。 【探究重难点透析】 重点：1.通过测量裸地、草地、灌丛中的湿度，说明不同植被对空气湿度的影响； 2.训练学生的测量方法，培养学生收集和处理数据的能力。 难点：训练学生的测量方法，培养学生收集和处理数据的能力。 【探究教法构想】 1.教师指导部分学生学会使用干湿计，又由学生指导同组同学。 干湿计由两支完全相同的温度计和一个转动转盘（计算尺）组成。温度计A叫做干球温度计，用来测量空气的温度；温度计B叫做湿球温度计，它的水银泡上包着棉纱，棉纱的下端浸在水中。 相对湿度＝干球数值－湿球数值，对照相对湿度表，就可以找到对应数值。 2.学生分组：21人一大组（共甲、乙、丙3大组），7人一小组，分工合作，在校园里分别选择裸地、草地、灌木丛三个植被环境，每一环境又分三处测量 3.在裸地、草丛测量时，干湿计应直立地面，测灌丛时应挂在枝叶茂密的地方测量，同时避免行人等干扰因素。 4.测量时不能让阳光直射到干湿计。 【探究材料准备】 教师： 1.指导学生拟订探究方案，教会学生使用干湿计； 2.提供足量的干湿计，并参与学生实施计划的过程； 3.设计并制作课件（解读曲线、课题、结论、练一练、进一步探究等）。 学生： 1.预习探究实验，小组成员合作，拟定本组探究方案； 2.学会使用干湿计，并按照拟订的探究方案实施计划； 3.选取自己喜欢的数据处理方法处理数据，并准备好交流提纲。 【探究方案设计】 教学过程 程序教学过程
根系活力测定方法
植物根系活力的测定（甲烯蓝法） 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。本实验学习测定根系活力的甲烯蓝法。 【原理】根据沙比宁等的理论，植物对溶质的吸收具有表面吸附的特性，并假定被吸附物质在根系表面形成一层均匀的单分子层；当根系对溶质的吸附达到饱和后，根系的活跃部分能将吸附着的物质进一步转移到细胞中去，并继续产生吸附作用。在测定根系活力时常用甲烯蓝作为吸附物质，其被吸附量可以根据吸附前后甲烯蓝浓度的改变算出，甲烯蓝浓度可用比色法测定。已知1mg甲烯蓝形成单分子层时覆盖的面积为1.1m2，据此可算出根系的总吸收面积。从吸附饱和后再吸附的甲烯蓝的量，可算出根系的活跃吸收表面积，作为根系吸收活力的指标。 【材料、仪器与试剂】1.材料：植物根系。2.仪器及用具：分光光度计；移液管；烧杯；比色管。3.试剂：0.01 mg?mL-1甲烯蓝溶液；0.0002 mol?L-1（0.075 mg?mL-1）甲烯蓝溶液。 【方法与步骤】 1. 甲烯蓝标准曲线的制作按表2－1用0.01 mg?mL-1甲烯蓝溶液配制系列标准溶液，于660 nm处测定吸光度，以甲烯蓝浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。 表2－1 甲烯蓝系列标准溶液的配制
2. 将待测的植物根系洗净沥干，浸在装有一定量水的量筒中，用排水法测定根系的体积（或用体积计测定）。 3. 将0.0002 mol?L-1的甲烯蓝溶液（每毫升溶液中应含0.075 mg甲烯蓝，为消除溶液配制和比色误差，其含量需要重新进行比色，查标准曲线确定）分别倒入3个小烧杯中，编号，每个烧杯中溶液体积约10倍于根系的体积。准确记下每个烧杯中的溶液量。 4. 将洗净的待测根系，用吸水纸小心吸干，然后依次浸入盛有甲烯蓝溶液的烧杯中，每杯中浸1.5 min，注意每次取出时，都要使根上的甲烯蓝溶液流回到原杯中去。 5. 从3个小烧杯中各吸取甲烯蓝溶液1 mL，用去离子水稀释10倍后，于660 nm处测定吸光度，根据标准曲线，查得各杯浸根后甲烯蓝的浓度。【结果与计算】 （1）总吸收面积（m2）=[（c1—c1’）×v1+（c2—c2’）×v2]×1.1（2）活跃吸收面积（m2）= [（c3—c3’）×v3]×1.1 （3）活跃吸收面积%=根系活跃吸收面积（m2）/根系总吸收面积（m2）×100%（4）比表面积（cm2·cm-3）= 根系总吸收面积（cm2）/根体积（cm3） 式中c：各杯未浸泡根系前的甲烯蓝浓度（mg?mL-1）；
草地植物的类别和特征
第二章第一节草地植物的类别及其特征 一、饲用植物的生活型 1、生活型定义：指植物长期适应综合的外界环境条件而在外貌上表现的类型。换句话说：生活型是植物在漫长的系统发育过程中对生态因素的综合适应结果。同一生活型的植物，在外部形态特征、对生活条件的要求及对环境条件的适应等方面具有相同或相似的地方。根据植物的生活型，可以认识植物的外貌和一般性状、生活习性及环境条件之间的联系，有助于对草地植物群落特征的分析和描述，也是划分草地类型的重要依据。 2 、植物的生活型 划分植物的生活型的方法很多，我们采用德国学者克涅尔的划分方法，根据外貌将植物生活型划分为四大类。 ⑴乔木： 多年生木本植物，具有本质化主干，一般在4—60M以上，热带多数树种25M，上端形成枝叶扩展的树冠。乔木的特点是枝条冬季不死亡，叶全部或部分死亡，树根深在10M左右，由于枝条上芽离地面较高，也叫高位芽植物 乔木分为带绿乔木（针叶）和夏绿乔木（阔叶） A、常绿的：松树、云杉、侧柏，常绿乔木的树叶中含有有机酸、生物碱、单宁等物质。青绿时家畜一般不采食，可加工后利用。 B、夏绿的：如，树、榆树、沙枣树，夏绿乔木的叶片可作饲料，它其中粗CP含量较多，营养价值可与优良干草相比。 ⑵灌木： 多年生木本植物，没有主干，在地面基部就开始分枝，枝条呈丝状。高度在4—5米，寿命在20—30年，树干与枝条的芽不死，属于地上芽植物。 它可以分为常绿与夏绿两种： 夏绿：拧条、紫穗槐（阔叶）、红柳 常绿：沙冬青、杜鹃、翠柏（针叶） ⑶、半灌木 分枝从基部开始，无主干，基部本质化，上部为草质，一般冬季叶和枝条死亡，高度在0.2—0.5m。如沙蒿，地肤。
实验3 根系活力的测定(TTC法)
实验3 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生长和营养状况及产量水本。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、实验目的 熟悉测定根系活力的方法和原理 二、原理 氯化三苯基四氮唑（TTC）是标准氧化电位为80mV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腙，生成的三苯甲腙比较稳定，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。 三、材料、设备仪器及试剂 1、材料：水培或砂培小麦、玉米等植物根系。 2、仪器设备：分光光度计；分析天平（感量0.1mg）；电子顶载天平（感量0.1g）；温箱；研钵；三角瓶50ml；. 漏斗；. 量筒100ml；吸量管10ml；. 刻度试管10ml；. 试管架；容量瓶10ml；. 药勺；. 石英砂适量；. 烧杯10ml、1000ml。 3、试剂：乙酸乙酯（分析纯）。次硫酸钠（Na2S2O4），分析纯，粉末。.1％TTC溶液准确称取TTC1.0g，溶于少量水中。定容到100ml。用时稀释至各需要的浓度。磷酸缓冲液（1／15mol/L，pH7）。. 1mol/L硫酸用量筒取比重1.84的浓硫酸55ml，边搅拌边加入盛有500ml蒸馏水的烧杯中，冷却后稀释至1000ml。. 0.4mol/L琥珀酸称取琥珀酸4.72g，溶于水中，定容至100ml即成。 四、实验步骤 1、TTC标准曲线的制作取0.4％TTC溶液0.2ml放入10ml量瓶中，加少许Na2S2O4粉摇匀后立即产生红色的甲月替。再用乙酸乙酯定容至刻度，摇匀。然后分别取此液0.25ml、0.50ml、1.00ml、1.50ml、2.00ml 置10ml容量瓶中，用乙酸乙酯定容至刻度，即得到含甲月替25μg、50μg、100μg、150μg、200μg的标准比色系列，以空白作参比，在485nm波长下测定吸光度，绘制标准曲线。 2、称取根尖样品0.5g，放入10ml烧杯中，加入0.4％TTC溶液和磷酸缓冲液的等量混合液10ml，把根充分浸没在溶液内，在37℃下暗保温1～3h，此后加入1mol/L硫酸2ml，以停止反应。（与此同时做一空白实验，先加硫酸，再加根样品，其他操作同上）。 3、把根取出，吸干水分后与乙酸乙酯3～4ml和少量石英砂一起在研钵内磨碎，以提出甲月替。红色提取液移入试管，并用少量乙酸乙酯把残渣洗涤二、三次，皆移入试管，最后加乙酸乙酯使总量为10ml，用分光光度计在波长485nm下比色，以空白试验作参比测出吸光度，查标准曲线，即可求出四氮唑还原量。五、结果计算 四氮唑还原强度（mg/g(根鲜重)/h）＝四氮唑还原量（mg）/[根重（g）×时间(h)] 六、实验作业 七实验总结及思考
TTC根系活力测定方法
TTC溶液的配制：取3g TTC溶于1L蒸馏水或冷开水中，配制成0 1％的TTC溶液。药液PH应在6 5～7 5，以PH试纸试之(如不易溶解，可先加少量酒精，使其溶解后再加水)。 【方法】 1 将玉米、小麦等作物的新种子、陈种子或死种子，用温水(30℃)浸泡2～6H，使种子充分吸胀。 2 随机取种子2份，每份50粒，沿种胚中央准确切开，取每粒种子的一半备用。 3 把切好的种子分别放在培养皿中，加TTC溶液，以浸没种子为度。 4 放入30～35℃的恒温箱内保温30Min。也可在20℃左右的室温下放置40～60Min。 5 保温后，倾出药液，用自来水冲洗2～3次，立即观察种胚着色情况，判断种子有无生活力 植物根系活力的测定（TTC法） 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），如下式： 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（Na2S2O4，分析纯），粉末。 3. 1％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。 4. 磷酸缓冲液（1/15 mol/L，pH7.0）。 5. 1 mol/L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1000 mL。 6. 0.4 mol/L琥珀酸：称取琥珀酸4.72 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：0.5 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0.1 mg），电子顶载天平（感量0.1 g），温箱，试管架，药勺，石英砂适量，滤纸。 三、实验步骤
空气湿度对植物生长的影响
空气湿度对植物生长的影响 温室内空气湿度环境概况: 温室内的空气湿度是由土壤水分的蒸发、喷雾补充水分和植物体内水分的蒸腾在设施密闭情况下形成的。 温室内作物生长势强、代谢旺盛、作物叶面积指数高,通过蒸腾作用释放出大量水蒸气。同时,由于设施内的空间小、气流比较稳定,在密不透风的环境下,棚室内水蒸气经常接近或者达到饱和状态,空气绝对湿度和相对湿度均比露地栽培高得多。（空气绝对湿度：单位体积空气内水汽的含量。空气相对湿度：空气中的实际水气压与同温度下的饱和水气压的比值） 高湿是园艺设施湿度环境的突出特点。尤其是在夜间,设施处于密闭状态,室内空气湿度大,外界气温低,会引起室内空气骤冷而形成雾。到了白天,在室外气温和太阳辐射的共同作用下,设施内温度迅速升高,结雾消散,空气湿度相对下降(相对湿度下降)。在温暖季节,白天棚室往往开窗通风,室内空气湿度进一步下降(绝对湿度下降),与室外趋于一致。在采暖季节,夜间需进行加温,空气绝对湿度不变,而相对湿度降低,也会减少结雾现象。此外,伴随着结雾现象的产生,还常常发生结露,主要是作物体表面结露以及塑料薄膜内表面严重结露而密布水滴,这是由温差造成的。温差的存在使得相对湿度分布差异较大,因此,在冷的地方就会出现冷凝水,冷凝水的出现与积聚就会出现物体表面的结露现象。作物表面的结露造成了作物沾湿,此外,塑料
薄膜上露滴落到叶面上以及由于根压使作物体内的水分从叶片水孔排出溢液(吐水现象)也会造成作物沾湿,这是作物很易发生病害的重要原因。 综上可知,设施内空气湿度主要与土壤蒸发、喷雾补水和植物蒸腾有关,其次,就是通风和加热,另外,棚室内壁等对水分的吸收和蒸发也会在一定程度上影响到室内湿度。 温室内的空气湿度对温室作物的蒸腾、光合、病害发生及生理失调具有显著影响。 1、空气湿度影响蒸腾作用，蒸腾作用除了是水分吸收的动力，还是矿质营养运输的动力。空气湿度大，蒸腾作用弱，植物运输矿质营养的能力就下降。蒸腾作用还可调节叶片的温度，如果温度高，空气湿度大，蒸腾作用弱，叶片就有可能被灼伤。对蒸腾作用的影响会间接的影响盆土的干湿交替，不利于肥水管理；空气湿度长期过低，会造成叶片边缘以及叶尖的坏死，主要原因是因为叶片内部气腔水气压与外界水气压相差过大，造成叶片内部水汽供应不足而坏死 2、空气湿度的大小影响植物气孔的开闭，空气湿度过大或过小都会导致气孔关闭，植物气孔关闭，CO2不能进入叶肉细胞，光合作用减慢甚至停止。 3、空气湿度的过大有利于病菌的繁殖，大多数真菌孢子的萌发、菌丝的发育都需要较高湿度，过低有利于虫害的的发生，比如红蜘蛛等螨类的发生一般在高温低湿的环境中
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 7 0.01mg/ml甲烯蓝溶液(ml) 蒸馏水(ml) 甲烯蓝浓度mg/ml 0 10 1 9 0.001 2 8 0.002 4 6 0.004 6 4 0.006 8 2 0.008 10 0.01 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。 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
常见的湿地植物的种类及特点 (1)
浏览次数：日期：年月日 随着环境保护地迅速发展，人们对湿地功能也有了广泛地认识.湿地作为"地球之肾"，担负着对地球自然水体地净化和处理功能.由于城市中天然湿地地逐渐减少和消亡，因此人工湿地以其独到地优越性受到了越来越多地关注和发展.个人收集整理勿做商业用途
人工湿地系统水质净化技术作为一种新型生态污水净化处理方法,其基本原理是在人工湿地填料上种植特定地湿地植物，从而建立起一个人工湿地生态系统.当污水通过湿地系统时，其中地污染物质和营养物质被系统吸收或分解，而使水质得到净化.个人收集整理勿做商业用途 人工湿地系统水质净化地关键在于工艺地选择和对植物地选择及应用配置.如何选择和搭配适宜地湿地植物，并且将其应用于不同类型地湿地系统中成了我们在营建人工湿地前必须思考地问题.个人收集整理勿做商业用途 ．人工湿地污水处理系统植物地选用原则（）（） 植物在具有良好地生态适应能力和生态营建功能； 管理简单、方便是人工湿地生态污水处理工程地主要特点之一.若能筛选出净化能力强、抗逆性相仿,而生长量较小地植物,将会减少管理上尤其是对植物体后处理上地许多麻烦.一般应选用当地或本地区天然湿地中存在地植物.个人收集整理勿做商业用途植物具有很强地生命力和旺盛地生长势； ① 抗冻、抗热能力 由于污水处理系统是全年连续运行地,故要求水生植物即使在恶劣地环境下也能基本正常生长,而那些对自然条件适应性较差或不能适应地植物都将直接影响净化效果.个人收集整理勿做商业用途 ② 抗病虫害能力 污水生态处理系统中地植物易滋生病虫害,抗病虫害能力直接关系到植物自身地生长与生存,也直接影响其在处理系统中地净化效果.个人收集整理勿做商业用途 ③ 对周围环境地适应能力 由于人工湿地中地植物根系要长期浸泡在水中和接触浓度较高且变化较大地污染物,因此所选用地水生植物除了耐污能力要强外,对当地地气候条件、土壤条件和周围地动植物环境都要有很好地适应能力.个人收集整理勿做商业用途 所引种地植物必须具有较强地耐污染能力； 水生植物对污水中地、、、主要是靠附着生长在根区表面及附近地微生物去除地,因此应选择根系比较发达，对污水承受能力强地水生植物.个人收集整理勿做商业用途植物地年生长期长，最好是冬季半枯萎或常绿植物； 人工湿地处理系统中常会出现因冬季植物枯萎死亡或生长休眠而导致功能下降地现象，因此，应着重选用常绿冬季生长旺盛地水生植物类型.个人收集整理勿做商业用途所选择地植物将不对当地地生态环境构成隐患或威胁，具有生态安全性； 具有一定地经济效益、文化价值、景观效益和综合利用价值. 若所处理地污水不含有毒、有害成分,其综合利用可从以下几个方面考虑:①作饲料,一般选择粗蛋白地含量>(干重)地水生植物；②作肥料,应考虑植物体含肥料有效成分较高,易分解；③生产沼气,应考虑发酵、产气植物地碳氮比,一般选用植物体地碳氮比为～；④工业或手工业原料，如芦苇可以用来造纸，水葱、灯心草、香蒲、莞草等都是编制草席地原料. 个人收集整理勿做商业用途 由于城镇污水地处理系统一般都靠近城郊,同时面积较大,故美化景观也是必须考虑地. 然而在实际工作中，很多人工湿地地工艺设计者和建设者考虑得最多地是植物地独有性和观赏价值等表在因素，没有考虑到栽种该植物后地植株生长效果、湿地地运行效果、生长表现以及对生态地安全性等，导致人工湿地在运行一段时间后功能骤降或运行费用剧增，最后导致系统瘫费或闲置.个人收集整理勿做商业用途 ．人工湿地植物特性地研究及植物配置分析 ．根据植物类型分析
探究植物对空气湿度的影响
探究植物对空气湿度的影响教学设计案例 作者：王梅旭文章来源：转载 教材简析及教学设想： 教材在第一单元第二章第三节《生物对环境的适应和影响》中安排了探究实验“植物对空气湿度的影响”，为学生进行自主探究活动提供了素材。这是学生接触的第二个探究实验，教材提供了较为详细的背景资料和探究提示，既创设了问题的情境，又为学生在预习的基础上初步设计探究方案提供了指导和帮助。 考虑到学生已经初步了解了探究实验的一般过程，且该实验的探究过程比较简单，所以在教材的处理上，采取了让学生课前设计探究方案，并将获得的数据进行处理，上课时重点进行小组交流，在相互补充、不断完善的过程中达成共识，得出正确结论，为学生日后独立完成其他的探究过程打下坚实的基础。最后，将“蚯蚓对土壤的疏松作用”作为课后进一步探究布置下去，使学生独立或合作完成此探究，增强学生的科学探究意识和成就感。 教学目标： 1、以植物对空气湿度的影响为例，说明生物对环境的影响。 2、设计并完成植物对空气湿度的影响的探究实验。 3、训练学生的测量方法，培养学生收集和处理数据的能力。 4、培养学生的科学探究能力、发散思维能力、合作交流能力。 5、提高环保意识、增强关心、爱护生物圈的情感。 教学重点、难点： 1、设计并完成植物对空气湿度的影响探究实验。
2、训练学生的测量方法，培养学生收集和处理数据的能力。课前准备： 1、学生准备 （1）预习探究实验，小组成员合作，拟定本组探究方案。 （2）学会使用干湿计，并按照拟订的探究方案实施计划。 （3）选取自己喜欢的数据处理方法处理数据，并准备好交流提纲。 2、教师准备 （1）指导学生拟订探究方案，教会学生使用干湿计。 （2）提供足量的干湿计，并参与学生实施计划的过程。 （3）设计并制作课件（解读曲线、课题、结论、练一练、植物的贡献、进一步探究等） 教学方法：探究实验教学法与发现法并用 学法指导：研究性学习、发现－探究－解决、发散思维、合作交流。 教学过程： ［导入新课］ 1、图片观察与解读曲线 媒体显示热带雨林画面和一天中雨林内外湿度的变化曲线，学生通过观察、讨论，发表自己的见解，在充分交流的基础上，明确曲线所表达的含义： 1、热带雨林内外湿度不同：雨林内湿度大，雨林外湿度小。 2、雨林内湿度变化小，雨林外湿度变化大。
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 7 0.01mg/ml甲烯蓝溶液(ml) 蒸馏水(ml) 甲烯蓝浓度mg/ml 0 10 1 9 0.001 2 8 0.002 4 6 0.004 6 4 0.006 8 2 0.008 10 0.01 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。 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