常规根系测定指标及方法.docx

烟草根系常见测定指标及实验方法一、烟草根系发生特点烟草根属直根系，由主根、侧根和不定根三部分组成烟草由苗床栽入大田 后，主根受人为控制，经常萎缩，而侧根和不定根迅速发展成一庞大根群1 级、 2 级侧根的增长及根长密度在时间、空间上的动态变化与其地上地下关系的变化 是一致的烟草的根系数量的增加和活力的提高存在双峰现象：第 1 次出现在团 棵期至旺长期移栽后 40d 前（团棵期），烟草的生长中心在地下部，根系生长迅 速，并且所形成的根分布在较浅的土层中旺长期，生长中心从地下部转移到地 上部，0〜10cm 土层出现了大量不定根，因此0〜10cm内1级、2级侧根根长密 度表现为增长趋势而其它各土层内由于物质供应的减少，根长密度表现为缓慢 增长，甚至呈下降的趋势；第2 次出现在打顶后的圆顶期圆顶期，由于打顶使 根系生长又出现一次高峰，各土层1 级、2级侧根根长密度均表现出增长的趋势 因此打顶具有诱发侧根数量的增加和活力提高的作用到后期，随着烟叶的逐渐 成熟，根系开始死亡，根系生长速度减缓，根长密度变化不大烟草生育后期下 层分枝密度减少，下层较细的侧根有机物质供应不足，导致衰老死亡而出现的相 对减少。

二、衡量根系的指标1、 根系生物量 根鲜重在植物营养研究方面很有应用价值养分吸收大多用根鲜重作参量根 鲜重容易测定，但准确程度与根外粘附水分有关，故受操作影响较大 根干重对于养分和水分吸收不是个理想的参数，因为老而粗的根所占的重量很大 而吸收养分和水分的能力很小但当了解植物地下部的生产力时，干重常作为估 计的标准在估算根冠比（R/S）时，也要用根干重测定根干重一般采用烘干 重量法根系干重和鲜重：烟草根系从土壤中挖出、洗净后，用吸水纸或滤纸吸干根表面 水分，用电子天平称取根鲜重获得鲜重数据后装入牛皮带放入烘箱内，在80°C 下烘干，称其干重2、 根系形态根系形态特征包括根系体积、几何形状、长度、分布深度、根密度、分枝状况、 根重、根表面积、根毛数量和根尖数等根系形态与养分、水分的吸收能力有密 切关系在植物营养研究中，常用的根形态参数主要有根长、根表面积、根体积、 根直径等2.1根数：根基部的根数在洗净根系去掉地上部分后，先数基部的根数2.2根长：每个根的长度累计为根长度在平整桌面上用铅笔画上1米的长度然后倒少量水保持浅水层，将湿根置于 上，把根拉直，累计每条根的长度，得到样品的总根长2.4根粗：随机选取10个根，在有少量水的桌面上紧密排成一排，并用小刀修 齐顶端。

用小尺测量十个根的粗度，并记录下来表 1 不同根茎根系粗细划分直径（mm）V0.50.5-2.02.0-5.05.0-10.010.020.0>20.0粗细分类很细细小中粗很粗2.5根体积：根系体积的测定一般采取排水法测定，因为根系的体积等于其所排 出同体积水的量取1L的量筒，（具体的量筒规格根据样品的根系大小而定） 注入500ml左右水，记下量筒读数用滤纸吸干洗净的根系表面的水，揉成团放 入量筒内，用玻棒将根系全部沉入水里，再次记下量筒读数，两次之差即为样品 根体积2.6根系表面积：根据根系对某种物质的吸附量来测定根的吸收面积一般常 用甲烯蓝作为被吸附物质，其被吸附的数量可以根据供试液浓度的变化用比色 法准确地测出当根系在甲烯监溶液中已达吸附饱和而仍留在溶液中时，根系 的活跃部分能把原来吸附的物质吸收到细胞中去，因而可继续吸附甲烯蓝从 后一个吸附量可求出活跃吸收面积2.7比根长：衡量根直径的重要参数之一，比根长值越大，说明根越细小根系 长度和根干质量的比值为比根长，单位为m・g-2.8根/冠比（R/S）：是地下部与地上部干重的比值，即：R/S=根系干重/地上部干重R/S 是描述根系与地上部生长相互关系的参数，通过测定根/冠比，可以了解植物地下部与地上部的分布及二者之间的关系。

一般地S>R，故R/SV1在缺磷 情况下，R/S增大植物根系的生长具有“趋肥性”，即根系能够迅速伸展到土壤养分相对丰富的 地方，以扩大吸收养分的范围在一定的土壤养分含量范围内，养分含量偏低，促进根系伸展而抑制地上部生长，R/S比较大；反之，养分含量偏高，根 系较短，促进地上部生长，R/S比下降3、根系活力与酶活性根系活力需要用挑取足量新鲜根系洗净，放入冰盒或液氮内带回实验室，-80°C冰箱内保存备用3.1根系活力采用a-萘胺法或者氯化三苯基四氮唑（TTC）还原法测定3.2丙二醛（Malondialdehyde,MDA）植物在逆境或衰老条件下，会发生膜脂的 过氧化作用丙二醛（MDA）是膜脂过氧化产物之一，其浓度表示脂质过氧化强 度和膜系统伤害程度，所以丙二醛是逆境生理指标通过测定丙二醛的多少可以 直接作物的受逆境压迫的程度含量采用硫代巴比妥酸法测定3.3 根的阳离子交换量植物根系的阳离子交换量（cationexchangecapacity，简称CEC）是指每1000g 干根所能吸收的全部交换性阳离子的厘摩尔数（cmol（+）/kg），是根系的重要生 理生化指标之一其大小与植物种类、品种、根细胞壁果胶的羧基含量等有关。

三、实验方法仁根系活力（口-萘胺法）一， 测定的意义及原理：植物的根系能氧化吸附在根表面的a-萘胺，生成红色的a-羟基-1-奈胺，沉淀于有氧化力 的根表面，使这部分根染成红色根对a-萘胺氧化能力与其呼吸强度有密切关系，日本人 相见、松中等人认为a-萘胺氧化的本质就是过氧化物酶的作用，该酶的活力愈强，对a- 萘胺的氧化力也愈强，染色也愈深所以，可以根据染色深浅定性的判断根的活力°a-萘 胺在酸性环境中与对氨基苯磺酸和亚硝酸盐作用生成红色的偶氮染料，可供比色测定a-奈 胺含量二，药品：（1） 40ppm （ug/ml）a-萘胺溶液：精确称取0.10g分析纯a-萘胺，先用2ml95%酒精溶 解，加约50ml蒸馏水移入100m l容量瓶中，然后稀释至刻度，保存于棕色瓶中，置于低温 暗处保存用前稀释25倍（40m l稀释至1000ml）即为40ppm溶液2） 1%对氨基苯磺酸溶液：称1g对氨基苯磺酸溶于100ml30%乙酸（醋酸）中3） 100ppm亚硝酸钠溶液：称0.10g亚硝酸钠溶于1000m l蒸馏水中4） 0.067mol/LpH7.0 磷酸缓冲液分子量0.067mol PH7.0（1000ml磷酸缓冲液）所需量（g）NaHP0.2H 0 178.05 7.1184g NaHP0.12H 0 358.22 14.4004g KH PO 136.093.62292g4 2 2 4 2 2 4N a HP^.2^O 7.1184g (或 N^HP^-12HO 14.4004g)+ K^P^ 3.6292g 定容到 1000ml 容量瓶2中。

4 2 2 4 2 2 4三，方法与步骤：(1) a-萘胺标准曲线的绘制：用40ppma-萘胺溶液配制成0、5、10、20、30、40ppm各浓 度a-萘胺的配制：用40ppm溶液配制浓度5 ppmlOppm20ppm30ppm40ppm斗Oppm a 一茶胺(nil)510203040353020100—棊胺标卅曲线的绘制试管号1〔对照）23456乜-蔡胺（讪1 （水）11111磷酸缓冲液511）11111]蒸惘水（ml）151515151515对氨基苯磯酸111111 »1 DOppm亚硝酸钠(ml)11111t *混匀，置室温（20~25度）下5分钟使之显色，最后加入蒸馏水，使整个容积为25ml，摇 匀，在20-60分钟内用510nm波长进行比色，以对照光密度为0,读取光密度，以a-萘胺 含量作横坐标，光密度作纵坐标绘制标准曲线⑵将待测根系吸净吸干附着水称取1g放入100ml三角瓶中，加40ppm的a-萘胺溶液和磷 酸缓冲液各25ml，混匀3）静置5-10分钟后（根吸附以完毕），从瓶中取2m l溶液放入25m l容量瓶将其余的溶 液塞好瓶塞后，放在震荡器上，在25°C下震荡3-6小时（如无震荡器时要在反应期间，定 时的摇动），反应时间完毕后，再取2mL溶液放入另一刻度试管，因为a-萘胺溶液会自动 氧化，所以要同时做无根的同样操作的空白试验（根样最好用整根；用切碎的根，a-萘胺 溶液的氧化量会意外增加）。

4） 在上述两次及空白试验所吸取的2mI测定液中，各加入10ml蒸馏水，混匀后再加入1% 对氨基苯磺酸1ml和100ppm的亚硝酸钠溶液1ml，混匀，置于室温下5分钟使之显色，然 后加入蒸馏水，使整个容积为25ml，在20-60分钟内用510nm波长进行比色，读取光密 度，由标准曲线查出a-萘胺含量也可以将根系烘干，以干重计算根系活力（更为准确 些）5） 结果计算根系对a-萘胺的生物氧化量Y （ug.gT.h-1 ）按下式进行计算Y=［（A-B）-（C-D）］*E/（t*W）式中：A-第一次取液测定值（ug.mI-1），作为开始值，这是根表面氧化物质的氧化作用而不 是根的酶促反应；B-第二次取液测定值，是根的酶促反应后（如3小时）剩余的a-萘胺浓度（ug.mI-1）A- B即a-萘胺氧化总量；C-第一次空白测定值（ug.mI-1）；D-第二次空白测定值；C-D即a-萘胺自发氧化量；E-稀释倍数24 （48/2）（因从48ml中又取2ml）； t-3小时；W-样品鲜重（也可以用干重计算）；2、根系活力（仇法）一、原理氯化三苯基四氮唑（TTC）是标准氧化电位为80mV的氧化还原色素，溶于水中成为无色溶液，但 还原后即生成红色而不溶于水的三苯甲（TTF），如下式：生成的三苯甲（TTF）比较稳定，不会被空气中的氧自动氧化，所以TTC被广泛用作酶试验的氢受体，植物根系中脱氢酶所引起的 TTC 还原，可因加入琥珀酸、延胡索酸、苹果酸得到增强，而 被丙二酸、碘乙酸所抑制。

所以 TTC 还原量能表示脱氢酶活性，并作为根系活力的指标二、实验材料、试剂与仪器设备（一）试剂1. 乙酸乙酯（分析纯）2•次硫酸钠（Na2S204，分析纯），粉末3.1%TTC溶液：准确称取TTC1.0g，溶于少量水中，定容到100mL用时稀释至需要的浓度4•磷酸缓冲液（1/15mol/L，pH7.0）5.1mol/L硫酸：用量筒取比重1.84的浓硫酸55mL，边搅拌边加入盛有500mL蒸馏水的烧杯中，冷却后稀释至 1000mL6.0.4mol/L琥珀酸：称取琥珀酸4.72g,溶于水中，定容至100mL即成二）仪器设备小烧杯3个，研钵1个，移液管：0.5mL1支、10mL1支、5mL3支，刻度试管6支，分光光度计， 分析天平（感量0.1mg）,电子顶载天平（感量0.1g）,温箱，试管架，药勺，石英砂适量，滤纸三、实验步骤1. 定性测定（1） 配制反应液把1 %TTC溶液、0.4mol/L的琥珀酸和磷酸缓冲液按1:5:4比例混合2） 把根仔细洗净，把地上部分从茎基部切除将根放入三角瓶中，倒入反应液，以浸没根为 度，置37°C左右暗处放1〜3h，以观察着色情况，新根尖端几毫米以及细侧根都明显地变成红 色，表明该处有脱氢酶存在。

2. 定量测定（1） TTC标准曲线的制作取0.4%TTC溶液0.2mL放入大试管中，。