AZR-300复合根系生长动态监测系统落户山西师范大学

AZR-300复合根系生长动态监测系统落户山西师范大学

为黄土高原根系生态研究提供原位观测支撑

近日，北京澳作生态仪器有限公司顺利完成山西师范大学AZR-300复合根系生长动态监测系统的安装培训工作。该系统将服务于学校相关课题组在黄土高原地区的植物根系研究，为区域生态恢复与水土保持研究提供原位、无损、长周期的根系观测手段。

黄土高原的根系研究，需要“不挖土"的办法

山西师范大学地处黄土高原腹地，地理科学学院及相关课题组长期立足山西、服务全国，研究领域涵盖流域水土过程、土壤侵蚀、黄土高原土壤修复及养分循环生态系统适应性恢复等方向。生命科学学院亦有团队围绕苦荞、红小豆等作物的根系抗旱耐瘠机制开展持续研究，涉及“根土系统"及根系空间几何构型等课题。

黄土高原地区干旱缺水、水土流失严重，植物根系在土壤中的分布格局、生长动态和周转过程，直接关系到植被恢复成效与土壤水分平衡。以柠条等典型恢复树种为例，根系特征参数与深层土壤水分、有机碳之间的定量关系，是评估人工植被建设可持续性的关键科学问题。

但传统研究方法面临一个绕不开的矛盾：要看清根系，就得挖开土壤；而一旦挖开，同一根系的动态变化就再也追踪不到了。 剖面挖掘和分层取样只能获取瞬时快照，细根周转、根系寿命、全生育期生长节律等核心过程难以被真正记录。对于黄土高原这类生态脆弱区，频繁的破坏性取样本身也会干扰长期定位试验的连续性。

AZR-300提供的微根窗方案，正是为了在不扰动土壤和根系原生环境的前提下，持续记录活体根系的真实状态。

AZR-300：一根观测管背后的完整工作流

AZR-300基于微根窗技术，通过在根系周围预埋透明观测管，实现对活体根系的长期定位监测。系统集摄像与扫描于一体，配套专业分析软件，形成从图像采集到参数输出的完整闭环。

双模式成像，兼顾微观细节与空间格局。 摄像模式分辨率达4800dpi，可清晰观测根毛、菌根及土壤动物等微区结构；扫描模式单次获取大范围全景图像，适合评估根系在土壤剖面中的分布密度与延伸方向。两种模式在同一观测管内自由切换，无需更换设备或重新布设点位。

紫外光辨别活根与死根。 系统标配白光与紫外光光源，紫外光模式下可区分活根与衰老死亡根系。对于研究根系周转速率和碳输入过程的课题组，这一功能意味着可以在不破坏根系的前提下，定量区分“正在工作的根"与“已经死亡的根"，为细根寿命和周转模型提供更可靠的数据来源。

配套软件输出全套形态参数。 系统支持根长、直径、面积、根尖数量、分形维数等参数批量提取。已有研究利用AZR-300采集微根窗图像，结合图像分析获取根长、根直径、根表面积和根体积等指标，验证了该系统在野外长期观测中的适用性。

在山西师范大学能做什么？

结合学校现有研究基础，AZR-300可在以下方向提供直接支撑：

黄土高原典型植被根系动态与土壤水分关系。 对柠条、杨树等恢复树种，长期追踪不同深度根系的生长与周转节律，结合土壤水分数据，回答“根系在什么水分条件下加速生长或转向深层"等生态恢复中的关键问题。

作物根系抗旱耐瘠机制的形态学证据。 学校已有团队研究苦荞、红小豆等作物的根土系统与抗旱特性。AZR-300可在不破坏根系的前提下，持续记录不同品种或处理下根系构型的动态差异，为抗逆机制解析提供传统取样方法难以获取的时间序列数据。

土壤侵蚀与根系固土效应的定量评估。 根系的空间分布密度和延伸方向直接影响土壤抗蚀性。扫描模式可快速获取剖面尺度的根系分布格局，为水土保持效益评估提供直观的量化依据。

长期定位试验的根系配套监测。 对于已有或新建的野外定位试验，AZR-300的预埋管方案可与现有观测体系兼容，在不干扰地上部试验处理的前提下，补充地下根系过程的连续数据。

技术实力与用户验证

AZR-300已在清华大学深圳国际研究生院、中国中医科学院、华中师范大学、华南农业大学、河北工程大学等多所高校和科研院所完成部署应用，覆盖果树、林木、作物及药用植物等多类研究对象。此次落户山西师范大学，进一步拓展了该系统在黄土高原生态研究场景中的应用。

北京澳作生态仪器有限公司作为国家高新技术企业及北京市“专精特新"中小企业，深耕生态环境监测领域二十余年。AZR-300以摄像扫描一体、活死根辨别、原位无损观测为核心能力，为植物根系研究提供从图像采集到参数输出的完整工具链。

让黄土高原的根系研究，不再以“挖开土壤"为代价。