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土壤盐渍化对荒漠植物根系生长的影响研究

更新时间:2022-10-19      点击次数:880

土壤盐渍化是影响作物产量及品质的主要因素之一,已成为制约作物种植、农业发展的一大重要因素,尤其是在干旱和半干旱等生态脆弱地区,土壤盐渍化现象更为严重,给当地人们的生产和生活、经济发展乃至生态环境带来了严重威胁。盐胁迫下,植物根系最早感受盐胁迫信号,也是最直接应对盐胁迫的首要器官,而植物根系的吸收功能一般与根系形态、活力等有关,根系活力和根系形态变化直接影响着植物地上部分结构与生物量的构成。研究表明,植物对环境的适应、种间竞争等特性均与植物根系的生物生态学特性有关。另有研究表明,盐生植物具有较强的耐盐性,这与其根系形态和生理学特性有密切关系。因此,了解盐胁迫下盐生植物根系的形态特征,对解析其耐盐性具有重要的意义。

文献主要监测方案:

内蒙古农业大学的科研人员以荒漠植物沙葱为材料,采用盆栽法,经不同浓度NaCl胁迫后,研究沙葱根系干质量、鲜质量、长度、表面积、体积、活力的变化。分析沙葱的耐盐强度,以提高沙葱在盐碱地上的生产能力,为盐碱地的开发利用提供参考。文章发表在2020年西北农林科技大学学报(自然科学版)。

试验在内蒙古自治区野生*蔬菜种质资源与种质创新重点实验室智能温室中进行。本试验采用盆栽法,进行NaCL胁迫处理,共计6个浓度处理,每处理4个重复,每重复6株沙葱。处理15天后取样进行各指标的测定。

主要研究结果:

根系在逆境下能够通过改变其形态与分布来适应不利环境。研究表明,盐胁迫可以抑制根系的伸长和侧根发育,使根系总长、表面积、体积等参数有所下降。

根系特征变化:

1、 根系长度:沙葱幼苗根系长度随着NaCL浓度的增加呈现先升高后降低的趋势。

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2、 根系体积:沙葱幼苗的根系体积随着NaCl浓度的增加先升高后降低,NaCL浓度为50mmol/L会显著促进沙葱根系体积的增长。

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3、 根系表面积:沙葱幼苗根系表面积随着NaCL胁迫程度加剧呈先升高后降低的趋势。当NaCL浓度为100-150mmol/L时,沙葱根系表面积与对照差异显著。

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文中利用扫根仪原位观察了根系的生长动态,减少了对植物根系生长的扰动,同时和根钻法相比也有很好的相关性。这种方法已经越来越多的应用到根系的原位观察实验中。由澳作公司自主研发的AZR-300复合根系生长动态监测系统就是一款的利用微根窗技术的根系原位观测系统。

该系统集扫描和摄像技术于一体,扫描模式下,一次扫描可以观察20cm深土层内根系生物量,1200dpi的分辨率*可以满足观察大部分根系的需求。其摄像模式分辨率高达4800dpi,可对小至10um的根毛、菌丝做到清晰观察。这样就可以把直径小于2mm的细根也纳入测量范围内。

两种模式相结合大大提高了对根系生物量监测的准确性。该系统可以测量根长度、根直径、根面积、根总长、根总面积、根平均直径、根数量,统计根系生物量、细根寿命、细根周转率等。

同时,64 倍图像放大功能,用于观察植物根菌、真菌和土壤动物活动等。还配有紫外光源,用于区分活根和死根。

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AZR-300复合根系生长动态监测系统及其拍摄的根毛

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AZR-300拍摄植物幼根和白蚁


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