CN101629943A

CN101629943A - 测量植物根际呼吸的方法

Info

Publication number: CN101629943A
Application number: CN200910072718A
Authority: CN
Inventors: 韩晓增; 乔云发; 苗淑杰
Original assignee: Northeast Institute of Geography and Agroecology of CAS
Current assignee: Northeast Institute of Geography and Agroecology of CAS
Priority date: 2009-08-21
Filing date: 2009-08-21
Publication date: 2010-01-20

Abstract

测量植物根际呼吸的方法，它涉及一种测量植物根际呼吸速率的方法。它解决了现有测量植物根际土壤呼吸方法存在测量误差大，测量数据不准确的问题。本发明改进了传统测量根际呼吸的方法，其关键是采用根际呼吸理论：R_根际＝R_土壤－R_土体－R_根系，测定土壤呼吸分为土体呼吸、根际呼吸和根系呼吸，通过测量土壤呼吸、土体呼吸和根系呼吸，间接测量根际呼吸，在测量过程中，将根际呼吸过程与测量融为一体，增加测量的准确性，最终获得高精度根际呼吸速率，提高工作效率，是目前最为可行的有效途径。本发明方法简单、易操作。

Description

测量植物根际呼吸的方法

技术领域

本发明涉及一种测量植物根际呼吸的方法。

背景技术

根际是植物根系周围2mm的土壤，根际受根系分泌物影响较大，发生许多物理化学的变化。根际呼吸在研究农田土壤碳循环方面起重要作用。过去，对根际呼吸的研究较少，检测手段落后，测量精度极低。现在，随着科技的进步，人们认识到植物根际土壤呼吸的重要性，它决定着植物如何充分利用养分，适应环境的能力，也决定了植物的生长力。所以，目前国内外农田土壤碳循环科学方面的研究人员，对植物根际土壤呼吸的研究非常重视。根际呼吸作为植物根系充分利用土壤中养分评价指标，而成为土壤呼吸研究工作的一个热点。传统的测量根际呼吸的方法一般采用差减方法，这种方法测量过程中一般把根际呼吸和根系吸呼混合在一起称作为根际呼吸，误差较大，很难准确测得真正根际呼吸。

发明内容

本发明为了解决现有测量植物根际土壤呼吸方法存在测量误差大，测量数据不准确的问题，而提供一种测量植物根际呼吸的方法。

测量植物根际呼吸的方法按如下步骤实现：一、前期准备：整个试验过程全部采用Mili-Q水，配置平衡液，平衡液由800μM CaCl₂和5μM H₃BO₄的混和液组成；二、种植作物：在培养钵中装入土壤，使培养钵上口预留出3-4cm未装土壤；将装好土壤的培养钵分为两部分，一部分种植作物，另一部分不种植作物，作为对照，放在日光温室内进行培养；三、环境适应：当作物长到试验设计时期，把步骤二中培养的所有培养钵从日光温室移入室内人工气候室，培养24小时。四、采集根系：从种植作物培养钵中选出3盆破坏性取样，尽量用最短时间，分别收集最完全根系，并清洗干净；五、根系呼吸的测定：把清洗干净的根系，分别放入1000ml细口瓶内，加入平衡液10ml，用塑料薄膜密封细口瓶上口，然后用秒表计时，精确到秒，从密封时刻开始计起及每间隔3分钟，用1ml注射器采集密封部分气体，连续测量4次，然后立即把针尖插入橡胶塞，采集的气体用气相色谱测定CO₂浓度；六、土壤呼吸的测定：与步骤五同步进行，用塑料薄膜密封种植作物的培养钵上口，保持作物地上部与大气接触，然后用秒表计时，精确到秒，从密封时刻开始计起及每间隔3分钟，用1ml注射器采集密封部分气体，连续测量4次，然后立即把针尖插入橡胶塞，采集的气体用气相色谱测定CO₂浓度；七、土体呼吸的测定：与步骤五同步进行，用塑料薄膜密封没有种植作物的培养钵上口，然后用秒表计时，精确到秒，从密封时刻开始计起及每间隔3分钟，用1ml注射器采集密封部分气体，连续测量4次，然后立即把针尖插入橡胶塞，采集的气体用气相色谱测定CO₂浓度；八、结果计算：通过步骤五、六、七的测定结果，分别计算出根系呼吸速率、土壤呼吸速率、土体呼吸速率；九、根际呼吸：把步骤八的结果代入模型R_根 _际＝R_土壤-R_土体-R_根系进行模拟计算根际呼吸速率。

本发明对根际呼吸进行数学模拟，将得到高精度的根际呼吸速率。

本发明的关键是采用根际呼吸理论：R_根际＝R_土壤-R_土体-R_根系，测定土壤呼吸分为土体呼吸、根际呼吸和根系呼吸，通过测量土壤呼吸、土体呼吸和根系呼吸，间接测量根际呼吸，最终获得高精度根际呼吸速率，精度提高2-3倍，效率提高2-3倍，取得了很好的效果。此发明方法是目前测量植物根际呼吸的最为可行的有效途径。

具体实施方式

测量植物根际呼吸的具体方法按如下步骤实现：一、前期准备：整个试验过程全部采用Mili-Q水，配置平衡液，平衡液由800μM CaCl₂和5μM H₃BO₄的混和液组成；二、种植作物：在培养钵中装入土壤，使培养钵上口预留出3-4cm未装土壤；将装好土壤的培养钵分为两部分，一部分种植作物，另一部分不种植作物，作为对照，放在日光温室内进行培养；三、环境适应：当作物长到试验设计时期，把步骤二中培养的所有培养钵从日光温室移入室内人工气候室，培养24小时。四、采集根系：从种植作物培养钵中选出3盆破坏性取样，尽量用最短时间，分别收集最完全根系，并清洗干净；五、根系呼吸的测定：把清洗干净的根系，分别放入1000ml细口瓶内，加入平衡液10ml，用塑料薄膜密封细口瓶上口，然后用秒表计时，精确到秒，从密封时刻开始计起及每间隔3分钟，用1ml注射器采集密封部分气体，连续测量4次，然后立即把针尖插入橡胶塞，采集的气体用气相色谱测定CO₂浓度；六、土壤呼吸的测定：与步骤五同步进行，用塑料薄膜密封种植作物的培养钵上口，保持作物地上部与大气接触，然后用秒表计时，精确到秒，从密封时刻开始计起及每间隔3分钟，用1ml注射器采集密封部分气体，连续测量4次，然后立即把针尖插入橡胶塞，采集的气体用气相色谱测定CO₂浓度；七、土体呼吸的测定：与步骤五同步进行，用塑料薄膜密封没有种植作物的培养钵上口，然后用秒表计时，精确到秒，从密封时刻开始计起及每间隔3分钟，用1ml注射器采集密封部分气体，连续测量4次，然后立即把针尖插入橡胶塞，采集的气体用气相色谱测定CO₂浓度；八、结果计算：通过步骤五、六、七的测定结果，分别计算出根系呼吸速率、土壤呼吸速率、土体呼吸速率；九、根际呼吸：把步骤八的结果代入模型R_根际＝R_土壤-R_土体-R_根系进行模拟计算根际呼吸速率。

按本发明方法对大豆根际呼吸进行测定，得到了高精度的根际呼吸，较目前采用常规检测手段精度提高2-3倍，效率提高2-3倍，取得了很好的效果。

Claims

1、一种测量植物根际呼吸的方法，其特征在于测量植物根际呼吸的方法采用根际呼吸理论：R_根际＝R_土壤-R_土体-R_根系，来测量植物根际呼吸，测量植物根际呼吸方法按如下步骤进行：一、前期准备：整个试验过程全部采用Mili-Q水，配置平衡液，平衡液由800μM CaCl₂和5μM H₃BO₄的混和液组成；二、种植作物：在培养钵中装入土壤，使培养钵上口预留出3-4cm未装土壤；将装好土壤的培养钵分为两部分，一部分种植作物，另一部分不种植作物，作为对照，放在日光温室内进行培养；三、环境适应：当作物长到试验设计时期，把步骤二中培养的所有培养钵从日光温室移入室内人工气候室，培养24小时。四、采集根系：从种植作物培养钵中选出3盆破坏性取样，尽量用最短时间，分别收集最完全根系，并清洗干净；五、根系呼吸的测定：把清洗干净的根系，分别放入1000ml细口瓶内，加入平衡液10ml，用塑料薄膜密封细口瓶上口，然后用秒表计时，精确到秒，从密封时刻开始计起及每间隔3分钟，用1ml注射器采集密封部分气体，连续测量4次，然后立即把针尖插入橡胶塞，采集的气体用气相色谱测定CO₂浓度；六、土壤呼吸的测定：与步骤五同步进行，用塑料薄膜密封种植作物的培养钵上口，保持作物地上部与大气接触，然后用秒表计时，精确到秒，从密封时刻开始计起及每间隔3分钟，用1ml注射器采集密封部分气体，连续测量4次，然后立即把针尖插入橡胶塞，采集的气体用气相色谱测定CO₂浓度；七、土体呼吸的测定：与步骤五同步进行，用塑料薄膜密封没有种植作物的培养钵上口，然后用秒表计时，精确到秒，从密封时刻开始计起及每间隔3分钟，用1ml注射器采集密封部分气体，连续测量4次，然后立即把针尖插入橡胶塞，采集的气体用气相色谱测定CO₂浓度；八、结果计算：通过步骤五、六、七的测定结果，分别计算出根系呼吸速率、土壤呼吸速率、土体呼吸速率；九、根际呼吸：把步骤八的结果代入模型R_根际＝R_土壤-R_土体-R_根系进行模拟计算根际呼吸速率。