[发明专利]一种水氮耦合下根系分泌物的收集方法

说明书

技术领域

本发明属于农业技术领域，具体涉及一种水氮耦合下根系分泌物的收集方法。

背景技术

根系作为植物与土壤的接触面，在从土壤中吸收水分、养分的同时，通过根分泌的方式向根周围释放出各种化合物产生根际效应，进而调控或影响植株的生长发育，这些由植物根系在生命活动过程中向外界环境分泌的各种化合物称之为根系分泌物。它的合成、释放、在根际的消长动态及其对植物养分的吸收、生长发育、土壤微生物分布、环境污染修复等方面都具有重要的理论研究价值和实践意义。因此对其研究也始终是栽培生理、土壤环境、植物营养等多个领域的热门话题。根系分泌物作为土壤微生物可直接利用的底物，在土壤中会迅速被微生物降解，再加上根系分泌物本身含量较低、组分复杂，使得其组成和含量随土壤类型和根际环境的变化差异很大，因此直接研究根系分泌物困难很大，这也迫切需要根系分泌物研究方法的革新。目前已报道的收集根系分泌物的方法按不同的分类方法有多种划分。以体系是否灭菌，可分为敞开体系收集和密闭无菌体系收集；以培养植物的方式不同，可分为水培收集、基质培收集和土培收集；以收集是否在原位条件下，又可分为扰动根系收集和原位根系收集。土培是最常见的植物培养方式，植物根系生长最接近于自然条件下的状况，有关土培下根系分泌物的收集一般是植物生长一段时间后，将其根系取出，用蒸馏水洗下根际土壤，振荡后离心或过滤，即得到根系分泌物。或者是将生长到一定阶段的植物从土壤中取出，将其根系表面土层冲洗干净，再用蒸馏水淋洗根系，淋洗液作为根系分泌物。但在收集的过程中，由于土壤中微生物会迅速将根系分泌物分解，影响根系分泌物的总量；如何较为准确的收集土培下根系分泌物对于研究土培手段下作物生长发育有着重要的意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种水氮耦合下根系分泌物的收集方法，该方法能够准确的收集水氮耦合下根系分泌的物质，从而准确的反映出水和氮二元因子下植物根系分泌特性。

本发明所采用的技术方案是：一种水氮耦合下根系分泌物的收集方法，包括以下步骤：

步骤一、移栽

先对田地进行氮肥处理，然后在每个氮肥处理区以S形状填埋黑色营养袋，营养袋的袋底和侧面设有多个滤水透气孔，移栽植株秧苗时，每个营养袋中栽插植株1穴，活颗后进行水分胁迫处理；

步骤二、取根

取出埋入土中的营养袋和植株，剥去营养袋，将植株秧苗置于尼龙网袋中，先用流水冲洗，然后用压缩喷雾器冲洗，得到干净根系，备用；将干净根系依次置于CaCl₂和氯霉素溶液中，分别浸泡0.5-1 h，浸泡完成后用去离子水冲洗干净，得到植株完整根系，备用；

步骤三、收集

将步骤二得到的植株完整根系置于装有去离子水的三角瓶中，每个三角瓶中放入植株1穴，三角瓶的外部通过黑色塑料袋包裹，并在三角瓶的瓶口处将植物完整根系固定，然后向每个三角瓶中加入PEG，在光照条件下培养4h，培养结束后，收集三角瓶中的溶液，并储存于棕色瓶中，在4℃条件下保存，备用；

步骤四、浓缩

将步骤三收集的溶液置于真空旋转蒸发器内，浓缩，并将得到的浓缩液置于-20℃条件下保存，即完成植株根系分泌物的收集。

进一步优化，所述的植株为水稻。

进一步优化，步骤一所述的氮肥处理的处理总量为0-360kg hm^-2，水分胁迫处理为土壤水势为-20-0 kPa。

进一步优化，步骤一所述的氮肥处理将处理总量按照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。

进一步优化，步骤一所述的营养袋为黑色耐氧化聚乙烯膜营养袋，营养袋口径为20-30 cm，高为30-35 cm，营养袋的袋底和侧面设有8-10个口径为0.5 cm的滤水透气孔。

进一步优化，步骤二所述的干净根系依次置于浓度为0.1-0.3 mmol /L的 CaCl₂和10-30 mg/L 的氯霉素溶液中进行浸泡。

进一步优化，步骤三所述的向每个三角瓶中加入的PEG为聚乙二醇6000，其体积百分比为10%-30%。

进一步优化，步骤三所述的光照条件为光强600-800，冠层温度25-30℃。

进一步优化，步骤四所述的浓缩温度为25-40℃。

与现有技术相比，本发明至少具有下述优点及有益效果：