細(xi)根是植(zhi)物(wu)地(di)下資源獲取器官，可(ke)(ke)通過改變細(xi)根形態、生(sheng)長動態和(he)生(sheng)理活性等響應(ying)和(he)適(shi)應(ying)環(huan)境變化(hua)，且(qie)任何影響細(xi)根生(sheng)長的(de)因子都可(ke)(ke)以(yi)影響植(zhi)株表現。雖然認識細(xi)根空(kong)間(jian)分布和(he)動態變化(hua)有利于(yu)選擇合(he)適(shi)的(de)地(di)點(dian)和(he)時間(jian)進行(xing)施肥，提(ti)高根區資源利用效率，減少面源污染和(he)提(ti)升植(zhi)株表現，但(dan)是目前(qian)對(dui)作物(wu)細(xi)根生(sheng)長動態和(he)空(kong)間(jian)分布的(de)認知仍(reng)非常缺乏，尤其園藝植(zhi)物(wu)，導致長期過量和(he)不合(he)理施肥已經導致嚴重(zhong)的(de)面源污染，阻礙著農(nong)業可(ke)(ke)持(chi)續發(fa)展，威脅(xie)著人(ren)類健康，所以(yi)亟需基(ji)于(yu)細(xi)根動態變化(hua)精耕細(xi)作。
鑒于對柑桔細根的季節變化和空間分布知之甚少，西南大學柑桔研究所/中國農業科學院柑橘研究所朱世平老師團隊采用微根管法觀測了四種砧木柑桔細根的動態變化和空間分布，研究發現，Trifoliate (Poncirus trifoliata)的細根直徑最小，Carrizo (Citrus sinensis × P. trifoliata)的細根直徑和細根數量最大；在冬季土壤水分虧缺狀態下，Trifoliate的根直徑、根長和根表面積相比其它季節快速變化；但Trifoliate的動態變化格局明顯不同于其他三種砧木；就空間分布格局而言，Trifoliate的細根距主干最近且分布最深，而Rusk (C. sinensis × P. trifoliata) 的細根距主干遠，Xiangcheng (C. junos)的細根分布淺，相比Trifoliate和Rusk的細根主要分布于-45~-30cm，Xiangcheng的細根主要分布于-30~-15cm，Carrizo的細根則相對均勻地分布于不同土層深度。該研究不僅揭示了可表征細根物候的細根功能屬性差異和不同砧木細根功能屬性動態變化，還揭示了四種砧木的細根空間分布格局，有利于柑桔精耕細作。
2024年5月22日，該項研究結果以“Seasonal changes and spatial distribution of citrus fine roots indifferent rootstocks”為題發表于Scientia Horticulture。
該(gai)研(yan)究采用了植(zhi)物(wu)根系(xi)(xi)(xi)生(sheng)長(chang)監測系(xi)(xi)(xi)統CI-600 (美國CID)作為圖像采集單元，該(gai)設備可(ke)(ke)掃描獲(huo)取(qu)近360°的(de)(de)微根管圖像，單幅圖像圖幅可(ke)(ke)達21.59 cm×19.56 cm，可(ke)(ke)用于(yu)較(jiao)長(chang)時(shi)間尺(chi)度(du)的(de)(de)根系(xi)(xi)(xi)生(sheng)長(chang)動態研(yan)究；配(pei)套WinRHIZO Tron軟件(jian)，不僅(jin)可(ke)(ke)以獲(huo)取(qu)根長(chang)、根表(biao)面積等根系(xi)(xi)(xi)功能性狀，還(huan)可(ke)(ke)基于(yu)Session模式提取(qu)不同土層深度(du)的(de)(de)根系(xi)(xi)(xi)生(sheng)長(chang)動態。
圖1 根(gen)管安裝和圖片(pian)獲(huo)取(qu)
圖(tu)2 4種砧木細根數量和總根長(chang)的動態(tai)變化
圖(tu)3 4種砧木(mu)細(xi)根直徑和細(xi)根表面積的動態變化
圖(tu)(tu)4 4種砧木不同季節的(de)掃描圖(tu)(tu)片(pian)
圖5 4種(zhong)砧木細根空間分布的水平距離和垂直深度
圖6 不同土(tu)層(ceng)深度細(xi)根根長的動態變化
圖7 通過微(wei)根管技術測得的(de)4種砧木細根三(san)維空(kong)間分(fen)布(bu)
Sai-Hang Zheng, Qiao Gao, Guo-Tao Luo, et al. . Scientia Horticulturae, 2024, 334: 113307.