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根系研究方法统计与问题探讨 　　摘 要：根系作为植物三大器官之一，在植物的生长发育过程中起着极为重要的作用。目前对土壤中根系研究的方法很多，为得到实验精确度，不同研究方法所采用的原理、设备及劳动力也不一样。文章通过分析根系研究现状，以及在对近年来主要根系研究方法的全面归纳与总结的基础上，提炼出了当前根系研究方法中的几点问题，为今后根系研究方法的选取与持续改进提供科学依据。 　　关键词：根系研究；方法统计；问题探讨；根系现状分析 　　根系是植物所有根的总称，具有锚定植株、吸收和运输土壤中的物质的作用[1]。目前对植物根系的研究还处于科学上的“儿童阶段”。所以，根系研究方法的发展潜力很大、对其的了解和熟练运用也非常重要。 　　1 根系研究的现状 　　人们对根系的研究是一个从自发认识到主动研究的过程。Keith T.Ingram等通过对软件RMS的改进，使得对微根系的测量工作时间得到很大的节省。周本智等[2]使用微根管技术、胡秀娟等[3-4]以CCD摄像系统为图像采集系统分别完成了对植物根系的生长动态的监测工作。罗锡文等[5]采用XCT（计算机断层）成像技术成功做到了植物根系原位形态构型的定性观察和定量测量。白文明等[6]阐述了在微根窗使用和操作过程中需要注意的问题。史建伟等[7]介绍了微根管在细根周转过程研究中的使用和应用问题。向子云等[8]借鉴多层螺旋CT技术，获得了植物根系图像。目前，美国CID公司的CI-600根系生长监测系统、Bartz公司开发的微根管观测系统、澳洲生态仪器有限公司开发的Win/MacRHIZO根系图像分析系统、加拿大的ET-100根系生态监测系统等，都能以较低破坏的方法快速、准确地测量根系生长及分布状况。 　　2 根系研究方法的不同分类方式 　　（1）根据是否直接观察分类。由于根系研究方法间各自特点的异同，其分类就没有统一的标准[9]。最简单的可根据方法的新与旧、直接与间接及田间与容器进行分类。可归结为：a.田间直接取样方法，如土钻法、整段标本法、挖掘法、剖面法等；b.直接观察法，如玻框法、微根管观测、根系室法、分根移位法等；c.间接观测方法，如土壤水含量测定法、非放射性示踪剂法、放射性示踪法、土壤注射法、植株注射法等；d.其他方法，如容器法、钉板法、雾培法、塑料管土柱法、网袋法等。（2）根据实施过程分类。按照不同的实施过程可以分为三种类型：a.挖掘方法：钻土芯法；圆状土柱法；金属框法和塑料网袋法。b.同位素示踪法。c.图像分析法：WinHIZO根系扫描法；三维坐标容器法；植物根系X-光扫描分析系统；营养袋纸培系统和分层式培养系统；微根区管法。（3）根据是否需要挖掘分类。可以分为挖掘法和非挖掘法两种，挖掘法主要有钻土芯法、圆状土柱法、金属框法和网袋法、简易根箱法、塑料管土柱法；非挖掘法主要有气培法、同位素示踪法、容器栽培法、沙培法、无土栽培法、球培法等[10]。（4）根际微区根系研究方法分类。根际微区范围微小，取样时又需要及时定位以保持原有养分环境状态，要求在研究技术上高的分辨率和精确度。主要有：a.放射性自显影法；b.微区土壤剥落分离法；c.冰冻切片法；d.微电极法；e.电子探针法。（5）细根根系研究方法分类。细根周转是指细根的生长、衰老、死亡和再生长过程，对树木体内碳和养分循环具有重要的影响，当前还没有公认的有关细根生物量、生产和周转的测定和计算方法[11]。其中一般采用的是直接测定方法，包括挖掘法、整段标本法、根钻法、生长袋法、根系室法、玻璃壁法、土柱法、微根管法等；间接方法包括碳通量法、生态系统碳平衡法、氮平衡法、非生物变量相关法、同位素示踪法、淀粉含量法等。 　　3 根系研究的具体方法 　　迄今为止，还没有任何一种方法可以快速准确的测定根系的相关指标[12]，现将各种根系研究的方法最大程度的归纳如下：（1）挖掘法。挖掘法又称为脉络法或轮廓法，传统的挖掘法即挖去被研究根系周围的土壤，在被研究部分保存的较为完整的根系位置等情况下，有目的的进行绘图、摄影等处理，然后将其洗净，选择需要的部分，最后进行测量[13]。挖掘法可分为完整挖掘法和分步挖掘法，仪器简单、应用较为广泛、但伤根较大。a.完整挖掘法（整体挖掘法）。适用于植物苗期根系分布范围较小时使用，可分为：直接挖掘法；金属框法；网袋法。和网袋法原理近似有内生长法、金属框法。b.分步挖掘法。全根分层挖掘法，即双向切片法。即将植株全部根系分区分层掘出，捡去新生体、侵入体及非研究植物根物质，用清水冲洗干净后待测；土块法。又称单块法，即用钢板切取土壤单块，并洗掉土壤提取根系待测，与此法类似还有原状土片法、原状土柱法和圆状土柱块法。在此基础上，又提出了几种改良土块法，如根箱法（箱掘法）、根笼法（笼掘法）和钉板法（针板法）。c.几种改进