第五章第五章 根和根际的植物营根和根际的植物营养研究方法养研究方法 1参考内容2参考内容第一节第一节 根系研究法根系研究法 一根系在植物生长中的作用一根系在植物生长中的作用1固固定定植植物物：摄摄取取、运运输输、贮贮藏藏营营养养物物质质，合合成成有有机机物质如氨基酸等物质如氨基酸等2植物地上部分根系生长是相互依赖、彼此协调植物地上部分根系生长是相互依赖、彼此协调（1）如如：如如果果剪剪去去菜菜豆豆的的一一半半叶叶片片或或一一半半根根系系，只只要要保保留留两两部部分分分分生生组组织织完完整整，则则过过一一段段时时间间后后根根/冠冠比比又又会恢复至原来数值。会恢复至原来数值。（2）原原因因：根根系系向向地地上上部部输输送送矿矿质质养养分分和和水水分分, 地地上上部部向向根根系系提提供供碳碳水水化化合合物物，根根系系合合成成部部分分有有机机物物，然后输送到地上部然后输送到地上部3参考内容Plant RootsTap root systemFibrous root systemAdventitious rootBasal rootLateral rootTap rootAdventitious rootSeminal root不定根不定根基根基根侧根侧根主根主根种子根种子根直根系直根系须根系须根系4参考内容二影响根系生长的因素二影响根系生长的因素 研研究究影影响响作作物物根根系系生生长长的的因因素素，进进而而调调节节这这些些因因素素，使使之之达达适适宜宜水水平平，促促进进根根系系生生长长，从从而而促促进进整个植株生长，最终获得理想的产量。整个植株生长，最终获得理想的产量。 植物根系的生长和形态特征，植物根系的生长和形态特征，主要取决于主要取决于植物植物的的遗传特征遗传特征，不同植物，甚至同一植物不同品种，不同植物，甚至同一植物不同品种，其根系形态特征都会有很大差异，外界环境，特别其根系形态特征都会有很大差异，外界环境，特别是土壤环境对根系生长也会产生很大影响。是土壤环境对根系生长也会产生很大影响。 5参考内容6参考内容（一）化学因素：（一）化学因素：1养分供应：根系具有趋肥性养分供应：根系具有趋肥性2低低pH与毒害元素：与毒害元素： Al、Mn、Fe、B（二）物理因素：二）物理因素：1机械阻力机械阻力2水分水分3通气通气4温度温度（三三）生生物物因因素素：一一般般情情况况下下，根根际际微微生生物物有有存存在在减减少少植植物物的的主主根根和和侧侧根根长长度度，减减少少侧侧根根数数量量，并并使使根毛长度的密度减少。根毛长度的密度减少。7参考内容三根系研究方法三根系研究方法 根根系系研研究究：形形态态学学：根根数数、分分布布、根根重重、根根茎茎、根根表面积、体积表面积、体积 生理学生理学 解剖学解剖学 研究根系的难处：不象地上部，如何把根系不受研究根系的难处：不象地上部，如何把根系不受损伤地从土壤中取出是研究方法的关键所在；或者损伤地从土壤中取出是研究方法的关键所在；或者不把根系从土壤取出，而在其中直接观察；或者不不把根系从土壤取出，而在其中直接观察；或者不让根系与土壤接触，易于取出。让根系与土壤接触，易于取出。 8参考内容FieldFieldobservationobservationPaper Paper Pouch Pouch Sand Sand culturecultureMethodology for Plant Growth9参考内容（一）钉板法 1方方法法简简介介：取取田田间间含含根根系系的的原原状状土土，用用钉钉板板固固定使根系保持在自然位置，洗去土壤，观察根系。定使根系保持在自然位置，洗去土壤，观察根系。洗土：砂土或壤土洗土：砂土或壤土浸泡浸泡12h粘粘土土：干干燥燥分分散散：100度度干干燥燥、浸浸泡泡，焦焦磷磷酸酸钠钠使使胶粒分散胶粒分散 冷冻使分散：冷冻使分散：-25度度2应用：可以用于根的分布形态，还可研究其它应用：可以用于根的分布形态，还可研究其它形态指标。形态指标。 10参考内容（二）容器法（根籍或根箱法） 1方方法法介介绍绍：特特制制的的种种植植盆盆，一一面面或或几几面面是是透透明明的的玻玻璃璃，可可以以装装卸卸，外外覆覆使使不不透透明明，盆盆内内装装土土，种种植植植植物物，常常规规管管理理。由由于于温温度度对对根根系系生生长长影影响响较较大大，若若为为了了保保持持种种植植盆盆内内温温度度与与田田间一致，可将盆子埋入土中。间一致，可将盆子埋入土中。观观察察项项目目：（1）生生长长动动态态：可可以以对对根根系系生生长长发发育育进进行行连连续续的的原位观察。透过玻璃直接观察。原位观察。透过玻璃直接观察。（2）其其它它观观察察：取取下下玻玻璃璃，结结合合钉钉板板法法或或直直接接冲冲洗洗，研研究究根根系形态、生理系形态、生理2局局限限性性：（1）容容器器空空间间有有限限，对对大大根根系系作作物物难难以以应应用用，只只能研究其苗期或根系较小的作物。能研究其苗期或根系较小的作物。（2）非自然条件下进行，但易操作和控制条件。）非自然条件下进行，但易操作和控制条件。11参考内容12参考内容13参考内容（三）玻璃壁或玻璃管 1方法：玻璃壁：土壤剖面上安置玻璃方法：玻璃壁：土壤剖面上安置玻璃根系观察室根系观察室 玻璃管：土壤中打孔，埋入玻璃管玻璃管：土壤中打孔，埋入玻璃管玻璃与土壤间空隙要用土填实玻璃与土壤间空隙要用土填实2观察方法：玻璃壁：直接观察观察方法：玻璃壁：直接观察玻璃管：借助潜望镜原理，外加放大镜玻璃管：借助潜望镜原理，外加放大镜3问题与优点：可以连续观测根系生长状况问题与优点：可以连续观测根系生长状况更接近自然状况更接近自然状况但玻璃壁处根系生长密度一般大于正常土壤中的生长密度。但玻璃壁处根系生长密度一般大于正常土壤中的生长密度。 14参考内容15参考内容16参考内容（四）同位素法 1土土壤壤注注入入法法：在在土土壤壤不不同同位位置置，不不同同深深度度注注入入放放射射性性物物质质32P或或86Rb。经经过过一一段段时时间间后后测测定定地地上上部部分分的的放放射射性性强强度度，其其结结果果可可以以直直接接反反映映出出根根系系吸吸收收能能力大小。力大小。 通通过过在在土土壤壤不不同同位位置置、不不同同深深度度注注入入放放射射性性元元素素，可可以以判判断断该该位位置置深深度度根根系系分分布布及及活活力力状状况况，多多点点布布样，可以构造出立体的根系活力分布图。样，可以构造出立体的根系活力分布图。17参考内容2植植物物注注入入法法：从从植植物物地地上上部部茎茎基基注注入入32P或或其其它它示示踪踪物物，经经一一定定时时间间从从根根系系分分布布区区一一定定部部位位取取原原状状土土样样品品，其其放放射射性性强强度度反反映映该该土土壤壤活活性性根根数数量量，多多点点取取样样可可了了解解活活性性物物质质根根的的分分布布状况。状况。3宏宏观观放放射射自自显显影影法法：用用带带有有机机玻玻璃璃板板的的根根籍籍培培养养植植物物，一一定定时时期期从从地地上上部部茎茎中中注注入入32P，3-5天天后后用用X光光胶胶片片在在有有机机玻玻璃璃面曝光，显影、定影，可得根系分布图。面曝光，显影、定影，可得根系分布图。优点：优点：1.简便直接，不需进行根土分离而直接测定。简便直接，不需进行根土分离而直接测定。2测测定定的的是是有有吸吸收收活活力力的的根根，可可消消除除死死根根，休休眠眠根根或或其其它它植物根系的影响。植物根系的影响。18参考内容（五）多孔膜法1方法介绍：方法介绍：（1）制制作作一一孔孔径径经经约约0.3um的的多多孔孔膜膜套套，该该膜膜可可以以允允许许养养分分、水、水、O2透过，而植物根系难以透过。透过，而植物根系难以透过。（2）把把膜膜套套水水平平埋埋入入20cm深深的的土土层层中中（该该层层植植物物根根系系分分布布最最多），套口露于地面。多），套口露于地面。（3）生长一定时间后取出膜套，可获得全株植物及其全部不）生长一定时间后取出膜套，可获得全株植物及其全部不含土粒的根系，根系可用于各项研究。含土粒的根系，根系可用于各项研究。2优点：优点：（1）不不需需要要从从土土壤壤中中分分离离根根系系，避避免免了了根根系系损损失失，特特别别是是具具有根系活力的幼根的损失。有根系活力的幼根的损失。（2）可获得完整根系）可获得完整根系（3）环境条件和栽培措施更符合田间实际）环境条件和栽培措施更符合田间实际 19参考内容20参考内容Low PHigh POu et al., unpublished纸板法纸板法21参考内容Anchor paperRoot angleNutrient solutionDivision22参考内容四根参数四根参数 （一）根数（一）根数意义：根据主根和侧根可以估计根长、根密度等意义：根据主根和侧根可以估计根长、根密度等测定：直接记数、扫描分析软件测定：直接记数、扫描分析软件（二）根重（二）根重意意义义：反反映映根根的的总总量量、植植物物地地下下部部分分生生产产力力，不不能能反反映映根根系系吸收能力，特别是对于具有粗状主根的植物吸收能力，特别是对于具有粗状主根的植物测定：鲜重：洗净，用吸水纸吸干，称重测定：鲜重：洗净，用吸水纸吸干，称重干重：更准确、实用干重：更准确、实用 （三）根茎（粗细）（三）根茎（粗细）意意义义：了了解解土土壤壤孔孔隙隙大大小小、根根系系穿穿透透能能力力、用用于于计计算算根根表表面面积、体积积、体积 实际中较少应用实际中较少应用测定：细根：显微镜的测微计；较粗：千分尺放大镜测定：细根：显微镜的测微计；较粗：千分尺放大镜 23参考内容24参考内容（四）根长与根密度（四）根长与根密度意义：单位体积土壤中根长，即意义：单位体积土壤中根长，即根密度根密度是计算根系吸水量的最好参数。根是计算根系吸水量的最好参数。根密度对养分有效性、吸收能力很有意义密度对养分有效性、吸收能力很有意义比其它根参数更能反映养分吸收能力比其它根参数更能反映养分吸收能力测定测定（）（）直接法直接法：根系置于透明玻璃盘中，盘内加少量水，便于将根系分散，：根系置于透明玻璃盘中，盘内加少量水，便于将根系分散，用镊子将根拉直，不相重叠，上压一玻璃板，防根移动用镊子将根拉直，不相重叠，上压一玻璃板，防根移动 玻璃盘下垫一带玻璃盘下垫一带mm刻度的方格纸刻度的方格纸统计各根长度统计各根长度（）（）直线截获法直线截获法：前四步同上：前四步同上不是直接计根长，而是计根与方格线交叉点数：根长转换系数不是直接计根长，而是计根与方格线交叉点数：根长转换系数交叉点数交叉点数方方格间距格间距（）（）根长测试仪根长测试仪（）（）计算机扫描，软件分析计算机扫描，软件分析 ：可同时获得根系的各种系数：可同时获得根系的各种系数25参考内容ababRoot Hair Microanalysis SystemRoot Hair Microanalysis System26参考内容abcdef27参考内容（五）（五）根表面积根表面积意义：表征根系吸收能力的最好参数之一意义：表征根系吸收能力的最好参数之一测定方法测定方法（）（）直接法直接法 ：直接法：测出根的平均直径和长度，计算表面积：直接法：测出根的平均直径和长度，计算表面积：测出体积，计算表面积，测出的是根系总面积：测出体积，计算表面积，测出的是根系总面积（）吸吸附附法法：植植物物对对溶溶质质的的最最初初吸吸收收具具有有吸吸附附的的特特性性，假假定定这这时时根根系系表表面面均均匀匀地地覆覆盖盖了了一一层层吸吸附附物物质质的的单单分分子子层层，因因此此可可以以根根据根系对某种物质的吸附量来测定根系吸收面积。据根系对某种物质的吸附量来测定根系吸收面积。 常常用用甲甲烯烯蓝蓝作作为为被被吸吸附附物物质质，已已知知mgmg甲甲烯烯蓝蓝成成单单分分子子层层时时占用占用1.11.1m m2 2，由此可求出根系的总吸收面积。由此可求出根系的总吸收面积。 根根系系吸吸收收饱饱和和大大概概需需1.51.5minmin，再再吸吸附附1.51.5minmin的的量量可可表表示示正正活活跃吸收面积。跃吸收面积。28参考内容（六）根体积（六）根体积意意义义：在在表表征征根根系系活活力力时时不不常常用用，因因为为具具有有吸吸收收能能力力的的根根部部位位主主要要是是小小根根，根根尖尖或或根根毛毛、少少量量粗粗大根的体积与大量小根相当。大根的体积与大量小根相当。测定：测定：排水法排水法29参考内容第二节根际的研究方法第二节根际的研究方法 一一根根际际是是指指受受植植物物根根系系生生理理活活动动的的影影响响，在在物物理理、化学、生物特性上不同于原土体的特殊土区。化学、生物特性上不同于原土体的特殊土区。根际范围很小，一般指距根表数毫米，根际范围很小，一般指距根表数毫米，mm根根际际土土与与原原土土的的不不同同：根根际际是是土土壤壤植植物物根根微微生生物物三三者者相相互互作作用用的的场场所所，根根际际养养分分、pH、Eh、分分泌泌物物、微生物等原土均有不同。微生物等原土均有不同。研究意义：根际的变化对于根际内营养物质的转化研究意义：根际的变化对于根际内营养物质的转化 土壤养分的有效性。土壤养分的有效性。 作物生长发育和抗逆性作物生长发育和抗逆性30参考内容31参考内容二根际研究的难点二根际研究的难点 不象其它研究，根际研究是微区研究，不象其它研究，根际研究是微区研究，难度较大，进展缓慢，要求技术条件较高，难度较大，进展缓慢，要求技术条件较高，对微区研究的高分辨率，如何将根际土分离对微区研究的高分辨率，如何将根际土分离出来研究。出来研究。 32参考内容三研究方法三研究方法 （一）根系表面特性的研究（一）根系表面特性的研究研究概况研究概况指指标标：（1）根根系系阳阳离离子子交交换换量量（CEC）：着着重重于于阳阳离离子子交交换换能能力力的的物物理理化化学学性性质质，表表面面吸吸附附量量忽忽略略了了根根系生理活性与养分吸收的联系。系生理活性与养分吸收的联系。因此，因此，CEC与养分吸收相关性不一定很好，且与阳与养分吸收相关性不一定很好，且与阳离子种类、作物种类影响较大离子种类、作物种类影响较大 33参考内容（2）根系表观自由空间）根系表观自由空间“Apparent free space”养养分分离离子子进进入入根根系系的的两两条条通通道道：通通过过细细胞胞膜膜的的主主动动运输、质外体。运输、质外体。AFS：根根系系内内部部的的细细胞胞间间隙隙和和细细胞胞壁壁微微纤纤维维中中的的空空隙隙，在在植植物物体体内内相相互互连连通通形形成成运运输输通通道道，允允许许水水分分和和溶溶液液自自由由移移动动，是是根根系系表表面面的的延延续续部部分分，或或视视为为“内表面内表面”。有研究结果表明：有研究结果表明：AFS中养分浓度与植物吸收养分中养分浓度与植物吸收养分量呈正相关。量呈正相关。 34参考内容2根系根系AFS的测定：的测定：原原理理：低低温温4度度下下，根根系系生生理理活活性性基基本本停停滞滞，此此时时放放入蒸馏水中根系入蒸馏水中根系AFS中的养分只能向外扩散。中的养分只能向外扩散。测测定定一一定定时时间间平平衡衡后后扩扩散散出出的的养养分分多多少少即即代代表表该该养养分分的的AFS。方法：营养液培养的根系或从土壤中清洗出的根系，方法：营养液培养的根系或从土壤中清洗出的根系，洗净后吸水纸吸去多余水分，称一定量根，加入洗净后吸水纸吸去多余水分，称一定量根，加入20倍倍量的水，于量的水，于4度冰箱中浸提度冰箱中浸提2小时后，测定溶液中养分小时后，测定溶液中养分量。量。 35参考内容（二）根际土壤特性的研究方法（二）根际土壤特性的研究方法 根根际际土土壤壤受受根根系系活活动动（呼呼吸吸、分分泌泌物物、吸吸收收养养分分）影影响响，其其pH、Eh、O2、水水分分、土土壤养分数量及形态部分有所不同。壤养分数量及形态部分有所不同。研究它们的变化，有助于理解根系生理研究它们的变化，有助于理解根系生理活动，特别是逆境条件（如缺素、过量）作活动，特别是逆境条件（如缺素、过量）作物反应机制。物反应机制。 36参考内容1根际土的直接采集法 （1）原原理理：根根据据土土壤壤与与根根系系粘粘着着程程度度不不同同，将将其其分分为根面土、根际土和非根际土。为根面土、根际土和非根际土。根面土：距根面约根面土：距根面约0-2mm。紧密附着于根面。紧密附着于根面。根际土：距根面约根际土：距根面约1-4mm，松散粘附于根面。松散粘附于根面。非根际土：距根面非根际土：距根面4mm以上，手工很容易抖落下来。以上，手工很容易抖落下来。（2）应应用用：可可研研究究根根际际微微域域内内存存在在的的有有效效养养分分亏亏缺缺状况。状况。（3）优优缺缺点点：方方法法简简单单、方方便便，不不需需特特殊殊设设备备，可可直接用于田间，但较粗放，不精确。直接用于田间，但较粗放，不精确。37参考内容2根际土壤的冰冻切片法根际土壤的冰冻切片法 方法要点：方法要点：（1）集集束束平平面面根根的的培培育育：有有机机玻玻璃璃盆盆内内装装营营养养液液，上上端端置置一一漏漏斗斗形形框框架架，内内放尼龙网，密集播入放尼龙网，密集播入30粒种子，一个月后，玻璃盆中形成平面根。粒种子，一个月后，玻璃盆中形成平面根。（2）土土块块制制备备：供供试试土土样样过过100目目筛筛，称称取取一一定定量量装装入入长长方方形形有有机机玻玻璃璃盒盒，将开口处土壤蒙上一隔将开口处土壤蒙上一隔膜膜，其可让水分养分自由通过，根系无法通过。，其可让水分养分自由通过，根系无法通过。（3）根根际际土土的的形形成成：将将制制好好的的土土盆盆隔隔膜膜面面与与集集束束根根平平面面紧紧密密接接触触，放放入入盆盆钵钵中，再充以石英砂或土壤，温室中培养不多于中，再充以石英砂或土壤，温室中培养不多于20天天（4）土土壤壤冰冰冻冻切切片片法法制制备备：取取出出有有机机玻玻璃璃盆盆中中土土壤壤，液液氮氮速速冻冻，切切片片机机上上切切成成1mm厚薄以供分析。厚薄以供分析。优优缺缺点点：严严格格地地解解决决了了不不同同层层次次微微区区土土壤壤的的区区分分、可可定定量量研研究究各各种种养养分分、水水分在根土界面移动规律。分在根土界面移动规律。只能进行短期试验、获得土壤样品量有限。只能进行短期试验、获得土壤样品量有限。 38参考内容39参考内容3放射性自显影法 （1）方法：）方法：获得同位素标记过土壤的根际薄片土层；获得同位素标记过土壤的根际薄片土层；薄薄层层与与x光光胶胶片片接接触触、曝曝光光，记记录录下下薄薄层层不不同同部部位位的的放射性；放射性；冲冲洗洗x光光胶胶片片、显显影影：曝曝光光点点即即为为待待测测养养分分分分布布区区，曝光深浅反映养分离子含量多少。曝光深浅反映养分离子含量多少。（2）特点）特点可以定位放射示踪剂在样品中的分布可以定位放射示踪剂在样品中的分布定量上误差较大，只能作相对定量定量上误差较大，只能作相对定量只能获得养分总量根念，不能测其有效性只能获得养分总量根念，不能测其有效性40参考内容4微电极法 微微电电极极：原原理理与与普普通通电电极极一一样样，其其体体积积小小，特特别别是是其其敏敏感感尖尖端端直径以直径以um计，若直径小于计，若直径小于0.5um为超微电极，最小可达为超微电极，最小可达0.04um。微微电电极极可可以以测测量量微微区区的的pH、Eh、电电导导、养养分分（离离子子选选择择电电极极）等。等。应应用用：可可以以测测定定土土壤壤各各部部位位，包包括括根根际际中中的的电电化化学学性性质质，有有时时也可以用于植物组织甚至细胞中性质测定。也可以用于植物组织甚至细胞中性质测定。优优点点：可可以以在在原原位位连连续续测测定定根根际际微微区区的的养养分分环环境境状状况况，减减少少则则取样、提取分析等带来的误差；取样、提取分析等带来的误差； 操作方便，易实现自动化。操作方便，易实现自动化。41参考内容5电子探针法 （1）方方法法简简介介：利利用用高高速速电电子子束束轰轰击击试试样样表表面面的的微微小小区区域域时时，入入射射电电子子透透入入试试样样内内部部与与其其作作用用，使使其其内内部部原原子子受受激激发发，然然后后释释放放出出特特征征x射射线线，不不同同元元素素发发射射的的x射射线线不不同同，通通过过测测定定x射射线线波长及强度，可以判定元素的波长及强度，可以判定元素的种类和数量种类和数量。（2）应用：是一种电子显微分析技术）应用：是一种电子显微分析技术 可可以以在在不不破破坏坏样样品品情情况况下下进进行行准准确确定定位位分分析析；可可以以分分析析某某元元素素的的分分布布；可可以以同同时时测测定定从从硼硼到到铀铀的的所所有有元元素素，处处于于研研究究元元素素间间相相互互关关系系，不不象象自自显显影影需需放放射射性性元元素素；灵灵敏敏度度高高：可可达达10-15-10-18.6.根际微生物：种类数量根际微生物：种类数量7 根系分泌物：根系分泌物：42参考内容第三节第三节 VA菌根的研究方法菌根的研究方法 一菌根的种类与分布一菌根的种类与分布菌根菌根真菌与植物根联合组成的共质体真菌与植物根联合组成的共质体目目前前已已知知能能在在根根部部形形成成菌菌根根的的植植物物有有2000多多种种（草草木木本本），能能在在植植物物根根部部形形成成菌菌根根的的真真菌菌种种类类也也很很多多。一一般般分分为为内内生生菌菌根根及及外生菌根。外生菌根。1外外生生菌菌根根：大大量量菌菌丝丝缠缠绕绕根根表表面面，形形成成紧紧密密的的菌菌丝丝鞘鞘套套，同同时时，部部分分菌菌丝丝伸伸入入根根组组织织外外皮皮层层细细胞胞间间隙隙，构构成成菌菌丝丝网网络络，成成为为真真菌菌与与寄寄主主物物质质交交换换的的场场所所。寄寄主主主主要要是是一一些些林林木木，如如松松科科、柏科、桦木科等柏科、桦木科等2内内生生菌菌根根：包包括括VA菌菌根根、兰兰科科菌菌根根、杜杜鹃鹃花花科科菌菌根根，其其中中VA菌根最主要。菌根最主要。43参考内容VA菌菌根根真真菌菌菌菌丝丝着着生生于于根根组组织织皮皮层层细细胞胞间间隙隙或或寄寄入入细细胞胞之之中中，但但不不进进入入内内皮皮层层和和中中柱柱，一一些些菌菌丝丝伸伸出出根根外外与与土土壤壤接接触触，皮皮层层组组织织内内的的菌菌线线未未端端可可以以反反复复二二叉叉分分枝枝，形形成成丛丛枝枝，在在细细胞胞内内或或细细胞胞间间的的菌菌丝丝可可以以膨膨大大成成为为直直径径约约50um的的泡泡囊囊，称称 为为 “泡泡 囊囊 丛丛 枝枝 菌菌 根根 ”， Vesicular_ Arbuscular_ Mycorrhiza，简称简称VA菌根。菌根。其其寄寄主主很很广广泛泛，尤尤其其是是禾禾本本科科，豆豆科科，除除十十字字花花科科（如如油油菜菜）和和藜藜科科（如如甜甜菜菜）外外，大大多多农农作作物物都都能能形形成成菌菌根根，VA菌根的菌根的Fungus与寄主植物无严格专一性。与寄主植物无严格专一性。44参考内容1.根瘤菌；2.根瘤菌入侵根毛；3.根瘤菌穿过皮层细胞；4.切面 45参考内容二二VA菌根在植物营养中的作用菌根在植物营养中的作用 1菌菌根根扩扩大大了了根根系系吸吸收收面面积积，明明显显增增加加植植物物对对养养分分吸吸收收，特别是土壤中移动性较差的磷素，特别是土壤中移动性较差的磷素，机机理理：菌菌丝丝吸吸P的的Km小小，可可以以在在很很低低P浓浓度度溶溶液液中中吸吸P，菌菌丝丝表表成成的的磷磷酸酸酶酶促促进进有有机机磷磷水水解解，菌菌根根改改变变阴阴/阳阳离离子子吸吸收收平平衡衡，引起引起pH改变。改变。对迁移较慢的对迁移较慢的S、Cu、Zn、Ca、Fe等也有增加吸收的功能。等也有增加吸收的功能。2有有利利于于豆豆科科作作物物结结瘤瘤固固氮氮：在在严严重重缺缺磷磷土土壤壤，若若无无菌菌根，三叶草不能结瘤。根，三叶草不能结瘤。3菌根对某些重金属（菌根对某些重金属（Zn、Mg）的吸收有抑制作用的吸收有抑制作用46参考内容4抗逆性：病、旱、高温、盐。抗逆性：病、旱、高温、盐。5环境条件对真菌侵染的影响：环境条件对真菌侵染的影响：pH、养分含量养分含量6其它微生物与菌根真菌的协同或拮抗作用其它微生物与菌根真菌的协同或拮抗作用7菌菌根根真真菌菌的的生生物物学学特特性性：VA菌菌根根在在脱脱离离宿宿主主植植物物条条件件下下还还不不能能单单独独进进行行纯纯培培养养基基繁繁育育，如如何何通通过过人人工工培培养基扩大繁殖是该领域的一个前沿课题。养基扩大繁殖是该领域的一个前沿课题。47参考内容三三VA菌根的研究内容菌根的研究内容 1选选择择侵侵染染力力强强的的高高效效菌菌种种：不不同同VA菌菌根根真真菌菌对对作作物物侵侵染染程程度不一，对缺度不一，对缺P或固或固P严重土壤可能产生明显增产效果。严重土壤可能产生明显增产效果。2宿主对菌根的依赖性：宿主对菌根的依赖性：指指标标：（带带菌菌根根的的植植物物干干重重无无菌菌根根植植物物干干重重）/带带菌菌根根植植物物干重干重*100最高：具粗根胡萝卜很高：豆科、韭、洋葱最高：具粗根胡萝卜很高：豆科、韭、洋葱较低：马铃薯、蕃茄很低：燕麦、小麦较低：马铃薯、蕃茄很低：燕麦、小麦为零：包心菜、甜菜为零：包心菜、甜菜植物接种菌根提高作物产量的先决条件：植物接种菌根提高作物产量的先决条件：缺缺磷磷土土壤壤，对对菌菌根根依依赖赖性性大大的的作作物物，土土壤壤中中原原来来缺缺少少菌菌根根或或原原有菌根效率低。有菌根效率低。48参考内容四研究方法四研究方法 （一）孢子的提取（一）孢子的提取VA菌根的繁殖体包括：孢子、孢子果、泡囊、菌丝等菌根的繁殖体包括：孢子、孢子果、泡囊、菌丝等它它们们任任何何一一个个或或多多个个均均可可对对植植物物根根部部进进行行侵侵染染；多多种种繁繁殖殖体体构构成成“混混合合繁繁殖殖体体”，其其侵侵染染速速度度快快；但但不不易易获获得得“纯纯”种种，为为了了获获得纯种，常提取得纯种，常提取VA的孢子进行接种，而菌丝等易与其它真菌混淆。的孢子进行接种，而菌丝等易与其它真菌混淆。由于目前由于目前VA菌根真菌脱离宿主植物均无法进行单独培养，故要获菌根真菌脱离宿主植物均无法进行单独培养，故要获得该真菌必须从种殖了宿主植物的田间或温室盆栽土壤中提供。得该真菌必须从种殖了宿主植物的田间或温室盆栽土壤中提供。 49参考内容1湿筛和倾注法湿筛和倾注法土土壤壤1升升水水搅搅拌拌后后沉沉降降数数秒秒上上部部悬悬浊浊液液粗粗土土筛筛（孔孔径径500-800um，除除去去不不沉沉降降的的大大有有机机质质颗颗粒粒）搅搅拌拌后后细细筛筛（38-250um）冲洗筛面冲洗筛面筛面上残留物即含有大量孢子筛面上残留物即含有大量孢子2蔗糖离心法蔗糖离心法（1）取土：）取土：100-500ml，（2）过粗筛：去除大粒土，浸泡后的土壤用水洗过过粗筛：去除大粒土，浸泡后的土壤用水洗过20目筛。目筛。（3）沉降：沉降筒中沉降）沉降：沉降筒中沉降30秒，孢子存在于上部悬浊液中。秒，孢子存在于上部悬浊液中。（4）过细筛：前悬浊液过）过细筛：前悬浊液过270或或325目筛。目筛。（5）离离心心：将将（4）中中烧烧杯杯中中的的悬悬浮浮液液转转入入离离心心管管，1800rpm离离心心5mins，倾去上清液。倾去上清液。（6）加加入入蔗蔗糖糖离离心心：（5）中中离离心心管管中中加加入入45g/l蔗蔗糖糖液液，搅搅匀匀，再离心。孢子悬浮天溶液中，土粒沉降。再离心。孢子悬浮天溶液中，土粒沉降。（7）过筛（）过筛（325目）：（目）：（6）中上清液过）中上清液过325目筛，收集孢子。目筛，收集孢子。 50参考内容（二）植物根系被菌根侵染程度的定量分析（二）植物根系被菌根侵染程度的定量分析 1根根系系样样本本的的采采集集：采采集集的的样样本本可可随随时时观观察察或或FAA固固定放置待用。定放置待用。2侵染根的染色和制片侵染根的染色和制片3根系侵染的定量分析根系侵染的定量分析（1）直直线线截截获获法法：计计算算根根侵侵染染部部分分长长度度和和根根样样本本总总长长，计算侵染率计算侵染率（2）载载玻玻片片法法：高高倍倍显显微微镜镜下下直直接接观观察察每每个个样样本本侵侵染染部分根长及总长，求多个样本平均值。部分根长及总长，求多个样本平均值。51参考内容（三）（三）VA菌根的繁殖与菌种保持菌根的繁殖与菌种保持 无法纯培养，必须有宿主。无法纯培养，必须有宿主。VA的繁殖体包括孢子、根内外菌丝、泡囊等。的繁殖体包括孢子、根内外菌丝、泡囊等。混合繁殖体侵染快，但便于定量控制。混合繁殖体侵染快，但便于定量控制。 52参考内容1孢子接种繁殖孢子接种繁殖土培：装盆并灭菌土培：装盆并灭菌宿主种子的准备：灭菌宿主种子的准备：灭菌无菌水中催芽无菌水中催芽孢孢子子的的准准备备：提提取取孢孢子子灭灭菌菌（2%氯氯胺胺T+200mg/l链链霉霉素素或或0.5%NaClO）。）。接接种种与与播播种种：土土培培盆盆钵钵中中加加入入无无菌菌水水使使达达持持水水量量的的70%，在在盆盆中中均均匀匀打打5个个孔孔，1cm深深，每每孔孔中中用用毛毛细细吸吸管管滴滴进进30-50个个孢孢子子，播播2粒种子并覆土粒种子并覆土2混合繁殖体接种：混合繁殖体采用宿主的根段。混合繁殖体接种：混合繁殖体采用宿主的根段。基本方法与上相同，只不过把接种用的孢子更换为宿主根。基本方法与上相同，只不过把接种用的孢子更换为宿主根。 53参考内容