1、植物根系水導測定一、實驗目的掌握植物根系水力學導度的在植物水分關系中的意義。握靜水壓法測植物水力學導度的原理和方法。掌握壓力室的使用方法與操作技術。二、實驗原理植物根系水力學導度（Lpr，簡稱根系水導，root hydraulic conductivity）是反應植物 根系水力學特征的重要參數，可用單位時間內單位壓力下通過根系表面積的水流通量來 表示，即流速Jv，單位時間內通過單位根系表面積的水流通量，m/s）與壓力（P，MPa） 的比值。Lpr除受環境因子（如蒸騰強弱，土壤水分含量，營養狀況，土溫高低等）的 影響之外，還受根系自身的發育狀況，空間分布，解剖結構及代謝活性的影響。因此在 維持其

2、中幾種參數恒定的試驗條件下，測定Lpr就可以反應植物根系的輸水和導水性能， 進而反應植物整體的水分狀況。Lpr可以在根細胞、單根和整柱根系的幾個水平上反應 出來，測定方法有毛細管滲透計法、蒸騰法、壓力室法和壓力探針法等。類似于電導，Lpr也可以根據歐姆定律來計算，即Lpr=Qv/（SxP）=Jv/P式中：Lpr：根系水導（m/s/MPa）； Qv :水流通量（m3/s）； Jv：水流通量（m/s）； S：根系表面積（m2）； P：外加壓力（MPa）三、儀器設備實驗儀器：壓力室（型號：Model 1000，PMS INSTRUMENT COMPANY，USA）、 電子天平（型號：JA3003,上

3、海舜宇恒平科學儀器有限公司）、電熱鼓風干燥箱（型號： 101-1AB型，天津市泰斯特儀器有限公司）、剪刀、吸水紙、1.5mL塑料離心管、鑷子、 燒杯、生膠帶等。四、試驗材料：兩周齡的玉米幼苗（三葉一心）。五、方法與步驟打開儀器箱，用高壓金屬軟管通過過度接頭把氮氣瓶與壓力室連接好。連接時 先壓下套環，然后插入連接頭，將套環復位，檢查連接牢固情況。取下壓力室蓋，在壓力室內放入盛有蒸餾水的燒杯，使杯口恰好與壓力室蓋接 觸，燒杯的大小要以完全浸入燒杯中的水為宜。用剪刀將材料從莖基部減掉，除去植株地上部分，注意留莖2cm左右，在頸部 纏繞膠帶，確保密封條件良好。將根系小心的穿過壓力室蓋，檢查根系的入水情

4、況，待根系完全的浸在水溶液 中，將其放在儀器臺上的凹陷處，勻速旋緊金屬轉子，直至轉子不動為止。準備吸水管，將約0.05g吸水紙卷成約1cm的紙卷，放入1.5ml的塑料離心管中， 稱重。每組準備15個。注意紙卷不宜放在離心管的底部，最好使其處于離心管的中部 區域，便于吸水紙吸水操作。壓力室氣閥旋至關閉狀態，打開儲氣瓶閥少許（不宜開的太大），儀器臺面上 的小壓力表指針轉動，向壓力室的儲氣罐中供氣，然后關閉氮氣瓶閥門。將壓力室上的氣閥門由關閉狀態緩慢旋向進氣狀態。注意觀察壓力表，當壓力 表上的指針指向0.2 MPa，將氣閥回旋到關閉狀態。待壓力恒定后，將帶有吸水紙的離 心管罩在莖切口處吸取汁液，2m

5、in后取下稱重。吸水前后吸水紙的重量差即為測試根 段的水流通量。然后每隔0.2 MPa加壓一次，直至加到1.0 MPa，每個壓力下至少收集3 次，每次收集時間為2minn，測定并記錄吸水紙吸水前后的重量差，計算每個壓力下 達到穩態流時單位時間木質部汁液流量（Q，mg/min）。將根系清洗，烘干后稱量根的質量，計算單位根重、單位流出時間內的汁液收 集量一水流速率Jv，mg/（g min）。水流速率與壓力相關曲線的斜率即為根系導水率（LJ。測定結束后，將壓力室選閥到EXHAUST，并打開氮氣瓶壓力表下方的小開關， 放出剩余氣體。制作被測植物壓力一流速（Jv-P）曲線：在80C烘箱烘干根系，測根系干

6、重， 計算流速Jv即單位面積或重量根系的出液量。以壓力為橫坐標，流速為縱坐標作圖， 進行線性回歸，曲線斜率即為所測根系的Lpr。六、實驗結果表1不同壓力水平下吸液量變化壓力/ MPa重復吸液前重量/g吸液后重量/g吸液量/g時間/min平均吸液量/g10.3870.3870020.3730.37302030.2930.293010.9911.0100.0190.220.9540.9570.00320.27330.9931.0080.01511.0301.0740.0440.420.8890.9210.03220.61430.8840.8880.00410.9270.9780.0510.620.

7、9110.9160.00520.43230.9380.9390.00110.9401.0240.0840.820.79520.8780.8920.01430.9420.9480.00610.9241.0150.0911.020.9350.9460.01120.841430.9140.9240.010表2玉米根系含水率/%重復鮮重/g干重/g鮮重平均值（g）干重平均值（g）根含水率（%）10.4760.0260.40650.025593.7320.3370.025表3玉米根干重/g重復鮮重/g根含水率/%根的干重/g干重平均值/g10.3870.02420.37393.730.0230.0223

8、0.2930.018表4不同壓力條件下水流通量（Jv）壓力（MPa）00.20.40.60.81.0流速/(g/s)00.2730.6140.4320.7950.841以壓力水平為橫坐標，流速為縱坐標作圖，通過EXCEL制作回歸曲線，曲線斜率即 為所測根系的Lpr。艮L y=0.1597x-0.0664，R2=0.8547，實驗中所用玉米幼苗根系的水力學導度Lpr為0.1597 MPa_1min_1圖1升壓過程中玉米根系水流速率標準曲線七、實驗討論由結果知，隨著壓力的升高根系的水流量總體的變化趨勢逐漸增大，但壓力與水 流通量線性關系不強。起始階段（00.2MPa）增加較慢，以后逐漸加快。當壓力從0.2MPa 增加到0.4MPa時，水流量增加較快，增幅為55.5%。當壓力從0.4MPa增加至0 0.6MPa時，水流速率反