一種水氮耦合下根系分泌物的收集方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水氮耦合下根系分泌物的收集方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 根系作為植物與土壤的接觸面，在從土壤中吸收水分、養(yǎng)分的同時(shí)，通過根分泌的 方式向根周圍釋放出各種化合物產(chǎn)生根際效應(yīng)，進(jìn)而調(diào)控或影響植株的生長發(fā)育，這些由 植物根系在生命活動(dòng)過程中向外界環(huán)境分泌的各種化合物稱之為根系分泌物。它的合成、 釋放、在根際的消長動(dòng)態(tài)及其對(duì)植物養(yǎng)分的吸收、生長發(fā)育、土壤微生物分布、環(huán)境污染修 復(fù)等方面都具有重要的理論研究價(jià)值和實(shí)踐意義。因此對(duì)其研究也始終是栽培生理、土壤 環(huán)境、植物營養(yǎng)等多個(gè)領(lǐng)域的熱門話題。根系分泌物作為土壤微生物可直接利用的底物，在 土壤中會(huì)迅速被微生物降解，再加上根系分泌物本身含量較低、組分復(fù)雜，使得其組成和含 量隨土壤類型和根際環(huán)境的變化差異很大，因此直接研究根系分泌物困難很大，這也迫切 需要根系分泌物研究方法的革新。目前已報(bào)道的收集根系分泌物的方法按不同的分類方法 有多種劃分。以體系是否滅菌，可分為敞開體系收集和密閉無菌體系收集；以培養(yǎng)植物的方 式不同，可分為水培收集、基質(zhì)培收集和土培收集；以收集是否在原位條件下，又可分為擾 動(dòng)根系收集和原位根系收集。土培是最常見的植物培養(yǎng)方式，植物根系生長最接近于自然 條件下的狀況，有關(guān)土培下根系分泌物的收集一般是植物生長一段時(shí)間后，將其根系取出， 用蒸餾水洗下根際土壤，振蕩后離心或過濾，即得到根系分泌物?；蛘呤菍⑸L到一定階段 的植物從土壤中取出，將其根系表面土層沖洗干凈，再用蒸餾水淋洗根系，淋洗液作為根系 分泌物。但在收集的過程中，由于土壤中微生物會(huì)迅速將根系分泌物分解，影響根系分泌物 的總量；如何較為準(zhǔn)確的收集土培下根系分泌物對(duì)于研究土培手段下作物生長發(fā)育有著重 要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種水氮耦合下根系分泌物的收集方法，該方 法能夠準(zhǔn)確的收集水氮耦合下根系分泌的物質(zhì)，從而準(zhǔn)確的反映出水和氮二元因子下植物 根系分泌特性。
[0004] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種水氮耦合下根系分泌物的收集方法，包括以下 步驟： 步驟一、移栽 先對(duì)田地進(jìn)行氮肥處理，然后在每個(gè)氮肥處理區(qū)以S形狀填埋黑色營養(yǎng)袋，營養(yǎng)袋的 袋底和側(cè)面設(shè)有多個(gè)濾水透氣孔，移栽植株秧苗時(shí)，每個(gè)營養(yǎng)袋中栽插植株1穴，活顆后進(jìn) 行水分脅迫處理； 步驟二、取根 取出埋入土中的營養(yǎng)袋和植株，剝?nèi)I養(yǎng)袋，將植株秧苗置于尼龍網(wǎng)袋中，先用流水沖 洗，然后用壓縮噴霧器沖洗，得到干凈根系，備用；將干凈根系依次置于CaCl2和氯霉素溶液 中，分別浸泡0.5-1 h，浸泡完成后用去離子水沖洗干凈，得到植株完整根系，備用； 步驟三、收集 將步驟二得到的植株完整根系置于裝有去離子水的三角瓶中，每個(gè)三角瓶中放入植株 1穴，三角瓶的外部通過黑色塑料袋包裹，并在三角瓶的瓶口處將植物完整根系固定，然后 向每個(gè)三角瓶中加入PEG，在光照條件下培養(yǎng)4h，培養(yǎng)結(jié)束后，收集三角瓶中的溶液，并儲(chǔ) 存于棕色瓶中，在4°C條件下保存，備用； 步驟四、濃縮 將步驟三收集的溶液置于真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器內(nèi)，濃縮，并將得到的濃縮液置于-20Γ條件 下保存，即完成植株根系分泌物的收集。
[0005] 進(jìn)一步優(yōu)化，所述的植株為水稻。
[0006] 進(jìn)一步優(yōu)化，步驟一所述的氮肥處理的處理總量為0_360kg hm 2,水分脅迫處理為 土壤水勢(shì)為-20-0 kPa。
[0007] 進(jìn)一步優(yōu)化，步驟一所述的氮肥處理將處理總量按照4:1:5的重量比分三次于移 栽前1天、移栽后7天和穗分化期施用。
[0008] 進(jìn)一步優(yōu)化，步驟一所述的營養(yǎng)袋為黑色耐氧化聚乙烯膜營養(yǎng)袋，營養(yǎng)袋口徑為 20-30 cm，高為30-35 cm，營養(yǎng)袋的袋底和側(cè)面設(shè)有8-10個(gè)口徑為0· 5 cm的濾水透氣孔。
[0009] 進(jìn)一步優(yōu)化，步驟二所述的干凈根系依次置于濃度為0. 1-0. 3 mmol /L的CaCl2 和10-30 mg/L的氯霉素溶液中進(jìn)行浸泡。
[0010] 進(jìn)一步優(yōu)化，步驟三所述的向每個(gè)三角瓶中加入的PEG為聚乙二醇6000,其體積 百分比為10%-30%。
[0011] 進(jìn)一步優(yōu)化，步驟三所述的光照條件為光強(qiáng)600-800 I{襲I::懸奇S#:，冠層溫度 25-30。。。
[0012] 進(jìn)一步優(yōu)化，步驟四所述的濃縮溫度為25_40°C。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有下述優(yōu)點(diǎn)及有益效果： 本發(fā)明提供的根系分泌物的收集方法通過水分脅迫處理與氮肥處理結(jié)合，能夠準(zhǔn)確 的收集水氮耦合下根系分泌的物質(zhì)，從而準(zhǔn)確的反映出水和氮二元因子下植物根系分泌特 性。本發(fā)明提供的收集方法能夠抑制土壤中微生物對(duì)根系分泌物的分解，減少收集的溶液 中包含較多的應(yīng)急物質(zhì)。
【具體實(shí)施方式】
[0014] -種水氮耦合下根系分泌物的收集方法，包括以下步驟： 步驟一、移栽 先對(duì)田地進(jìn)行氮肥處理，然后在每個(gè)氮肥處理區(qū)以S形狀填埋黑色營養(yǎng)袋，營養(yǎng)袋的 袋底和側(cè)面設(shè)有多個(gè)濾水透氣孔，移栽植株秧苗時(shí)，每個(gè)營養(yǎng)袋中栽插植株1穴，活顆后進(jìn) 行水分脅迫處理； 步驟二、取根 取出埋入土中的營養(yǎng)袋和植株，剝?nèi)I養(yǎng)袋，將植株置于尼龍網(wǎng)袋中，先用流水沖洗， 然后用壓縮噴霧器沖洗，得到干凈根系，備用；將干凈根系依次置于CaCl2和氯霉素溶液中， 分別浸泡0.5-1 h，浸泡完成后用去離子水沖洗干凈，得到植株完整根系，備用； 步驟三、收集 將步驟二得到的植株完整根系置于裝有300ml去離子水的三角瓶中，每個(gè)三角瓶中放 入植株1穴，三角瓶的外部通過黑色塑料袋包裹，三角瓶的瓶口處通過卡設(shè)海綿將植物完 整根系固定，然后向每個(gè)三角瓶中加入PEG，在光照條件下培養(yǎng)4h，培養(yǎng)結(jié)束后，收集三角 瓶中的溶液，并儲(chǔ)存于棕色瓶中，在4°C條件下保存，備用； 步驟四、濃縮 將步驟三收集的溶液置于真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器內(nèi)，濃縮至5 mL，并將得到的濃縮液置 于-20°C條件下保存，即完成植株根系分泌物的收集。
[0015] 所述的植株為水稻。
[0016] 為了使本發(fā)明具有更好的實(shí)施效果，步驟一所述的氮肥處理的處理總量為 0-360kg hm2,水分脅迫處理為土壤水勢(shì)為-20-0 kPa，所述的氮肥處理將處理總量按照 4 : 1 : 5的重量比分三次于移栽前1天、移栽后7天和穗分化期施用。步驟一所述的營 養(yǎng)袋為黑色耐氧化聚乙烯膜營養(yǎng)袋，營養(yǎng)袋口徑為20-30 cm，高為30-35 cm，營養(yǎng)袋的袋底 和側(cè)面設(shè)有8-10個(gè)口徑為0.5 cm的濾水透氣孔。步驟二所述的干凈根系依次置于濃度為 0.1-0. 3 mmol /L的CaCljP 10-30 mg/L的氯霉素溶液中進(jìn)行浸泡。步驟三所述的向每 個(gè)三角瓶中加入的PEG為聚乙二醇6000,其體積百分比為10%-30%。步驟三所述的光照條 件為光強(qiáng)600-800 鞭蘇努兔冠層溫度25-30 cC。步驟四所述的濃縮溫度為25-40 cC。
[0017] 為使本發(fā)明的內(nèi)容更明顯易懂，以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0018] 實(shí)施例1: 一種水氮耦合下根系分泌物的收集方法，包括以下步驟： 步驟一、移栽 先對(duì)田地進(jìn)行氮肥處理，處理總量為360kg hm 2,然后在每個(gè)氮肥處理區(qū)以S形狀填埋 黑色營養(yǎng)袋，營養(yǎng)袋為黑色耐氧化聚乙烯膜營養(yǎng)袋，營養(yǎng)袋口徑為20cm，高為30 cm，營養(yǎng)袋 的袋底和側(cè)面設(shè)有8個(gè)口徑為0. 5 cm的濾水透氣孔，移栽植株秧苗時(shí)，每個(gè)營養(yǎng)袋中栽插 水稻1穴，活顆后進(jìn)行水分脅迫處理，水層自然落干至土壤水勢(shì)-20 kPa，淺水層自然落干 至土壤水勢(shì)-20 kPa，生育期如此循環(huán)；所述的氮肥處理將處理總量按照4 : 1 : 5的重量 比分三次于移栽前1天、移栽后7天和穗分化期施用； 步驟二、取根 在分蘗盛期取出埋入土中的營養(yǎng)袋和植株，剝?nèi)I養(yǎng)袋，將植株秧苗置于尼龍網(wǎng)袋中， 先用流水沖洗，然后用壓縮噴霧器沖洗，得到干凈根系，備用；將干凈根系依次置于濃度為 0.1 mmol /L的CaCljPlO mg/L的氯霉素溶液中，分別浸泡I h，浸泡完成后用去離子水 沖洗干凈，得到植株完整根系，備用； 步驟三、收集 將步驟二得到的植株完整根系置于裝有300ml去離子水的三角瓶中，每個(gè)三角瓶中放 入植株1穴，三角瓶的外部通過黑色塑料袋包裹，三角瓶的瓶口處通過卡設(shè)海綿將植物完 整根系固定，然后向每個(gè)三角瓶中加入PEG，在光照條件下培養(yǎng)4h，PEG為百分比為10%的 聚乙二醇6000,光照條件為光強(qiáng)600 ，冠層溫度25-30cC，培養(yǎng)結(jié)束后，收集 三角瓶中的溶液，并儲(chǔ)存于棕色瓶中，在4°C條件下保存，備用； 步驟四、濃縮 將步驟三收集的溶液置于真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器內(nèi)，在25-40°C溫度下濃縮至5 mL，并將得到 的濃縮液置于_20°C條件下保存，即完成植株根系分泌物的收集。
[0019] 實(shí)施例2: 一種水氮耦合下根系分泌物的收集方法，包括以下步驟： 步驟一、移栽