植物通过根系营固着生长。根系通过影响水分、养分的吸收影响植物生长发育,根能向地上部发出信号,影响地上部其他器官的功能,根系还是土壤微生物的寄主。研究根系表型对于发现作物有益性状、培育新品种以及优化耕作栽培方式等至关重要。
随着技术的进步,对根系的研究方法也随之改善,从破坏性挖掘切割,到微侵入观察,到无损伤监测。以往经典的根系研究方法主要有:挖掘法、土钻法、剖面墙法等侵入式、破坏性方法。非破坏性或者微创研究方法有:玻璃墙法、容器法、微根管法等。
将植物连同根区土壤整体挖出或小心挖掘,然后用水(高压水枪或浸泡冲洗)或气流去除土壤颗粒,露出完整的根系。挖掘法能提供植物在自然状态下整个根系的清晰情况,可用于研究根长、根系大小、颜色、状态、根系分布等各种特征,以及根嫁接现象。适用于研究草本和一年生作物,更适于研究树木。
3、剖面墙法
4、玻璃墙法
玻璃墙法就是通过置于土壤剖面的观察窗,观察、记录根的生长情况。玻璃墙法能使人们长期、连续地观察根系生长发育情况,使用寿命可达 20 年左右。缺点是紧靠观察窗的区域土壤温度变幅稍大,窗面和观察深度都比较有限。
5、容器法
6、微根管法
目前野外原位动态监测主流的技术。将透明观测管(微根管)预先埋入土壤中。定期将特制的根系扫描仪或摄像头插入管内,对管壁外的根系进行原位拍照或扫描。可长期、重复观测同一位置根系的生长、死亡、周转动态,定量分析根长密度、根生产量、死亡率、周转率等。
缺点是初期安装成本较高;只能观测靠近管壁的根系(观测区域有限);图像分析处理需要专业软件和时间;管壁可能影响局部根系的生长(“微根管效应”);对土壤紧实度和含水量有要求。
代表仪器有美国Bartz公司的BTC-100X,美国CID公司的CI-600,点将科技的DJ-3012等。
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