[发明专利]一种森林树木根系分泌物长期原位收集方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于土壤生态与植物科学技术领域，提供一种特别适用于森林树木根系分泌物长期原位收集方法及其装置。

背景技术

根系分泌物是植物代谢的产物，是植物根系有机碳的释放。根系分泌物主要是由根尖分泌的,分泌物中的高分子粘胶物质从根尖部位分泌出来后,就包裹在根尖细胞表面,能防止幼嫩细胞脱水,同时起润滑剂的作用。根系分泌物作为植物与土壤进行物质交换和信息传递的重要物质，是植物响应外界胁迫的重要途径，构成了植物不同根际微生态特征的关键因素。植物根系分泌对植物体生理生态特征、土壤环境物质形态及周转、土壤微生物分布及代谢等均有不同形式的影响。根系分泌物对于生物地球化学循环、根际生态过程调控、植物生长发育等均具有重要意义，尤其是在调控根际微环境结构与功能方面发挥重要作用。

不同的研究方法对植物根系分泌物的研究结果有直接的影响，研究方法的科学性直接影响研究结果的准确性。森林树木根系分泌物的研究更适宜采用原位收集方法，在自然状态下收集根系分泌物，有利于与大尺度的研究工作整合,能够更好的与土壤呼吸、土壤固碳等土壤物理化学过程耦合。针对于我国北方的温带森林树木，由于树木根系分泌物代谢相对较慢，森林地表土壤温湿度相对较低，更适宜采用根系分泌物长期的原位收集装置和方法。

现有的根系分泌物的原位收集研究方法多集中于农田生态系统，森林生态系统较少。已有的一种森林根系分泌物原位收集方法(PhillipsRPetal,2008),该方法采用无碳无机盐营养液冲洗健康生长的树木根系的细根，将其表面附着的泥土和杂质清洗干净后，置于装有无菌玻璃珠和无碳无机盐营养液的装置内培养收集，培养结束后用真空泵抽滤冲洗，收集冲洗出的根系分泌物。该收集方法对于森林树木根系分泌物长期的原位收集还存在以下缺陷：(1)该装置上端采用的楔形橡胶凹槽隔片封顶，并外加封口膜。短期的分泌物培养收集，此凹槽和封口膜的封闭性较好，但不便于野外收集的快速操作，对于长期的原位收集培养，此装置缺少换气通道，显著影响根系正常呼吸和生长；(2)装置内的玻璃珠直径应保持在0.7-1.0mm范围内，以模拟土壤颗粒的大小及其对根系的压力；(3)装置内部下端采用了网格漏斗以防止玻璃珠堵塞出口，长期收集时网格漏斗会对根系生长产生一定机械阻力；(4)装置下端出口处采用的类似三通结构，收集过程中易受到土壤或生物的污染，不利于装置的一体化和快捷操作；(5)装置最外层包裹一层铝箔，埋进凋落物里培养，可能改变根系生存环境；(6)收集分泌物耗时冗长且易污染样品。国内现有技术中，诸如ZL201120557060.5、ZL201120434501.2、ZL200910026388.1等公开的不同根系分泌物原位收集装置和系统也都存在类似的缺陷。

发明内容

针对上述问题，本发明在现有的根系分泌物收集方法的基础上加以改进，目的在于提供一种森林树木根系分泌物长期原位收集方法及其装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种森林树木根系分泌物长期原位收集方法，将树木根系放入原位收集装置中，加入无机盐营养液并通入空气，进而对树木根系分泌物进行长期原位收集。

将冲洗干净的树木根系放入注射器针筒内，并在针筒底端塞入纱布网，然后填充玻璃珠，插入PU进样管，PU进样管与空气过滤装置连接，然后在玻璃珠层上部放置纱布网，用封口膜封紧针筒上端，漏出根系和PU进样管，用硬塑料固定板对封口膜进行固定与保护，注射器针筒下端与PU出样管相连，向针筒内注入无机盐营养液，将针筒斜埋于土壤中，使注射器上端距离地表5-10cm，并将PU进样管和空气过滤装置露出地面,PU出样管末端设有阀门并与取样瓶相连。

将树木根系表面附着的泥土用无菌蒸馏水冲洗干净，再用无机盐营养液冲洗3-5次。

所述玻璃珠直径为0.7-1mm，经酸浸泡并用无机盐营养液冲洗过。所述纱布网经氯仿浸提去荧光后，用无机盐营养液润洗。

用注射器将无机盐营养液经进样管注入针筒内，同时在PU出样管末端用真空泵以0.8-1.0L/min的流速将装置内的液体排除，重复三次，再将无机盐营养液注入针筒内，使无机盐营养液高度在针筒的1/2-2/3。