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植物根系研究新技术Minirhizotron的起源、发展和应用

Minirhizotron, a new technique for plant root system research: its invention, development and application

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摘要根系是土壤和植物的动态界面,对植物和土壤均具有重要意义.但由于根系深处地下,观测研究十分不便,导致根系研究在广度、深度上均落后于地上部分.随着对根系在生态系统以及全球碳平衡中重要作用的认识,根系渐渐成为国际相关领域的研究热点之一.Minirhizotron(微根区管或小观察窗)技术的诞生和应用,使根系研究手段得到了进一步发展,成为根系研究技术发展的重要里程碑.Minirhizotron技术主要由透明观察管、观测设备和记录设备组成,观测设备曾先后使用了普通镜子、观察镜和相机(或摄像机),记录设备也相应地经历了手工绘制、传统黑白、彩色相片或录像带以及高清晰数字图像.同时,还开发了多种图像自动分析系统,使该项技术日臻完善.Minirhizotron技术可以以非破坏方式,定期对同一根系的出现、生长、衰老、死亡和消失进行连续观察,对根系伸长、根系密度、扎根深度、侧根伸展、分枝特性、菌根特性以及细根动态、根系生命周期和分解等进行观测研究,同时,也可开展根系对不同处理响应的研究.因此,Minirhizotron技术必将在农业、林业和环境等科学领域得到越来越广泛的应用.