《根系研究解决方案综述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《根系研究解决方案综述（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、根系研究解决方案综述一、根系研究意义根系对植物起着固定、支撑的作用，承担着吸收水分和养分的重要功能，还能合成某些重要的生命物质，在生态系统的生物地球化学循环中扮演着重要角色。由于根系是大多数陆地生态系统“隐藏的一半”，不易观察，而植物根系的作用涉及研究领域更是广泛，除了农林业，对于生态、环境、地质等方面也有着不可估量的影响，因此，植物根系一直是学者们的研究热点。当前，关于植物地上部分的研究已经开展了很长的时间，而且在各个领域均有一定的研究成果，可是地下部分的研究确相对少之又少，亟待人们去探索和发现。以果树研究为例，自2000年以来，发表的有关果树的文献总共有119765篇，其中有119250篇
2、是研究果树地上部分的，而仅有515篇文献是研究果树地下部分的。可见，地下部分的研究，如同一面大幕刚刚被掀开一角，其中的精彩与奥秘还鲜为人知。随着科技的进步，根系研究领域必将吸引越来越多的研究人员参与进来，并探究挖掘其无限的魅力。一切与植物有关的研究都离不开对根系的研究。其中，小到植物根系分布、养分状况物质传导等研究内容，大到农业耕种、水资源利用、土壤污染、生态退化与根系研究等领域内容。因此，相对于对地上部分而言根系研究的前景具有更广泛的空间与意义。二、根系研究热点1. 农业耕地与根系研究1.1 目前，国内耕地质量急剧下滑，土壤有机质、酸碱度、盐碱性等影响着耕地质量，土壤不健康，则直接影响着农作
3、物的生殖生长。因此，耕地质量的提高对于作物健康生长有着非常重要的作用，而研究耕地质量与根系生长的关系直接影响着作物的品质与产量。1.2 土地是农业生产的基础，土地结构的好坏直接影响作物的产量和质量。深耕深松技术能够加深耕层，疏松土壤，增加土壤的孔隙度，促进作物根系生长，形成土壤水库，增强雨水渗入速度和数量避免产生地面径流，通气性强，提高作物根系呼吸作用，使根系生长数量多。因此，研究深耕深松后的土壤结构对作物根系活性的影响具有重要意义。1.3 耕地轮作休耕制度能够减少土壤结构被破坏，防止水土流失和土壤风蚀。耕地主要用于农作物的种植，所以耕地的质量最终决定农作物的产量与品质。根系是作物与土壤直接接
4、触的部分，研究不同作物根系对土壤结构、水土流失、土壤风蚀等方面内容更有利于耕地的恢复。2. 水资源利用与根系研究2.1 近年来，随着人口的增长和生产的发展，采取地下水的量越来越大，而使周边地下水流场发生改变，周边的地下水向集中开区流动，形成区域性漏斗状凹面，即地下水漏斗区。在治理措施上，除了减少开采地下水量，利用植物来涵养水源、保持水土也是必不可少的途径。植物根系在固土保水方面起着不可替代的作用。因此，研究不同植物根系对土壤的保水固土能力是防止地下漏水区形成的重要内容。2.2 我国水土资源分布不均和，旱涝频繁发生，干旱地区减产或绝产问题严重，合理利用水资源是人们一直研究探讨的问题。作物主要是通
5、过根系从土壤中吸收水分，而不同作物的需水量不同，根系吸收能力有差异，研究作物根系吸水活性可有效的控制田间、温室的供水量。如何加强根系吸水强度、提高根系水分传导能力，为发展可持续农业、解决水资源供需矛盾提供科学依据，是当前和未来实现节水农业的基础。研究植物根系分布特征，明确土壤水分。养分状况对植物根系水分、养分传导的影响，掌握植物根系吸收水分、养分特性，从而为不同类型的农田、草地林地等选择最佳的灌水时期和灌水方式、提高植物根系水分利用效率提供依据。3. 土壤污染与根系研究3.1土壤重金属污染与植物根系研究土壤中微量金属元素在土壤中过量沉积而引起土壤重金属污染。土壤重金属污染会导致作物生长不良，果
6、实重金属含量超标，如“镉米危机”。植物修复重金属污染土壤是经济绿色的有效修复办法，植物与土壤最直接的接触便是根系，而不同植物的根系对不同重金属元素的吸收作用不同，研究植物根系吸收金属元素的活性，选择根系吸收效率高且耐受性久的植物对重金属污染起到很好的治理作用。3.2土壤有机物污染与植物根系研究植物修复有机物污染的土壤主要是通过提取、降解、固定等方法来实现的。而植物对有机物的提取、降解、固定等都离不开植物根系的作用，不同植物根表对有机物的吸收能力不同，并且根际周围一些微生物、分泌物等对有机污染土壤同样有着很好的作用效果。因此，系统的研究根系与根系周边土壤环境间的关系对治理土壤有机污染具有显著的意
7、义。3.3土壤放射性污染与植物根系研究近年来，植物修复技术成为一项切实有效、廉价处理放射性污染物的新方法，这方面研究也在积极进行着。如利用植物根系的固定作用，减少金属元素被淋滤到下水或通过空气进行扩散；利用植物根系的吸收作用，将放射性核素吸收到植株体内后收割植物，已达到降低放射性核素的含量。因此，研究植物根系与不同放射性核素间吸收和固定作用，为筛选出更适合修复放射性污染土壤的专性植物做基础。4. 生态退化与根系研究由于植被破坏、土壤侵蚀、荒漠化等人为、自然因素导致生态系统严重退化。而陆地生态系统的退化较为严重。因此，应加大研究植物根系对土壤生态环境的影响。如，植物根系对土壤物理性质的改善、对土
8、层结构的稳定作用、对土壤抗冲性的作用等。5. 植物种类与根系研究5.1 农作物，如小麦根系与土壤水分的关系；物候观测；产量与根系的关系；合理施肥；根系与营养胁迫等。5.2 草地，如草地的生产力研究；如何科学进行草地管理；可持续牧业；草坪的管理；牧草根系特征与地理气候因子的关系等。5.3 森林，如树木的根系形态；根系发生、生长、衰老和死亡的动态监测；生态系统的物质循环与能量流动；根系呼吸及其影响因子等。5.6 园林，如园林植物的栽培；珍稀树木的保护；植物的引种驯化；植物生长调节剂对树木根系的影响等。6. 其它6.1 菌根，如菌根对根系构型的影响；对根际土壤的生态效应；根系分泌物的作用；菌根对植物
9、根系的影响等。6.2 根系病害，如蔬菜根系病害的预防与防治；烟草根系与土壤病害的关系；烟草中烟碱的合成与根系的关系等。6.3 环境保护，如荒漠植物的根系构型；生态适应策略；护坡灌木的根系力学特征；植物根系的护坡抗蚀效应等。6.4 在植物生理、生态、环境、地学、病虫害防治等学科中，做根系的相关研究均会涉及根系监测的应用。三、根系研究实验1. 室内实验1.1 栽培条件植株幼小，雾培或水培条件，根量少，易分离。1.2 研究方法参见“室内根系研究解决方案”传统办法：传统办法可直接肉眼观测植物根系，用尺子测量。现代办法：使用植物根系图像分析仪，可以对离体根系进行平板彩色根系扫描。避免传统方法中人工测量误
10、差等问题。2. 温室实验2.1 栽培条件植物种植在容器中，或其他受控环境中。2.2 研究方法参见“野外根系研究解决方案”传统办法：传统的根系研究方法，大多采用挖掘法、钻土芯、网袋法、分根移位法等，将根系分离出来，通过洗根、扫描的方式进行根系信息的收集。这种办法虽然简单易行、直观性强，但是取样后期需要做的工作较多，如洗根等，且在取样过程中，会因为人工、机械等因素导致根系的损失，降低了实际测量的精度和可靠性，使同一生长作物的全程连续观测无法实现，在一定程度上限制了根系研究的进行。现代办法：采用根系原位监测系统，利用微根管方法可以在多个时段对根系进行原位重复观测，克服了仅依靠对根系进行物理取样所带来
11、的诸多缺陷，并且对根系的观测研究是非破坏性的，在不影响根系生长过程的前提下，能够长期监测某个根系片断或单个根系生长发育的变化趋势，实时追踪记录同一根系的生长、死亡动态和物候等特征，而且省时、省工、省力。3. 户外实验3.1 栽培条件植物处于完全自然状态中3.2 研究方法参见“野外根系研究解决方案”传统办法：与温室研究根系方法比较相似，通常采用挖掘法、钻土芯、网袋法、分根移位等方法。不同的是，由于户外土壤质地及土壤面积等方面因素的限定，在一定程度上加大了根系取样的难度，如土质较硬、土壤含石量较高、树木根深根茂等原因给户外植物根系取样带来了相当大的困难。这些方法不仅损坏根系，还大量浪费人力物力，并
12、且往往取出的植株很难再次栽培，造成损失浪费。现代办法：根系原位监测系统，是一种破坏性较小、定点原位野外观察细根生长动态状况的方法。利用微根管方法可以在多个时段对根系进行原位重复观测，克服了仅依靠对根系进行物理取样所带来的诸多缺陷。其最大优点是对根系的观测研究是非破坏性的，在不影响根系生长过程的前提下，长期监测某个根系片断或单个根系生长发育的变化趋势；实时追踪记录同一根系的生长、死亡动态和物候等特征，而且省时、省工、省力。恩奈瑟斯，专业根系研究第一家，占领根系研究制高点！我们的根系研究系列产品，不仅能够满足离体根系的扫描，还能进行原位检测。我们不但能够为您高质量地提供现有研究产品，还能够为您“私人订制”，全心全意为科研人员提供专业根系研究仪器。微信：AnalysisSci地址：北京市海淀区曙光花园中路11号北京农科大厦A座616
