一种小麦不同功能根系分根研究装置及试验布置方法

1.本发明属于麦类作物根系分根研究技术领域，尤其涉及一种小麦不同功能根系分根研究装置及试验布置方法。


背景技术：

2.小麦根系属于须根系，分为初生根和次生根；初生根在地下可生长至150～200
㎝
，从出苗到拔节期间是初生根发挥作用的主要时期，后期(灌浆以后)也有较大的作用，尤其是对后期干旱条件下利用深层土壤水分具有特殊意义；据研究，在小麦的一生中无论什么时期截去初生根，都会对小麦造成严重影响。这说明初生根除独立供应分蘖以前植株以水分、养分外，在次生根发生后一直到成熟前仍有活力；此外，初生根生长稳定，在环境不利的情况下能够维持小麦生长的最低要求，这说明初生根与小麦的稳产性密切相关。次生根多集中于20～30
㎝
的耕层中，次生根发生时间晚，拔节以后，穗的进一步分化发育和茎叶的旺盛生长，以及子粒的形成与成熟等都主要依靠次生根的活动。次生根发根时间长、数量大(根量大)，功能强，是根系的主体部分，与高产有密切的关系。那么，二者之间的功能差异有多大，各自对小麦高产稳产的作用及贡献有多大，需要进一步研究。
3.初生根和次生根存在着明显的生理生态差异，目前，对初生根和次生根功能差异的研究鲜有报道，主要受限于研究方法和分根装置的缺陷；现有分根试验技术只是简单地将植株根系一分为二，两部分根系对植株的生长所发挥的功能其实是相同的，简单分根技术无法满足初生根和次生根功能差异的研究。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种小麦不同功能根系分根研究装置及试验布置方法，本发明即为研究小麦不同根系功能差异提供技术支持，为进一步探明小麦初生根和次生根不同特殊生理功能研究提供技术方法，与现有的分根技术比较，本发明可以轻松的将小麦初生根与次生根分开，在其各自的生长环境中根据研究需要进行处理，最终可以清楚地描述初生根和次生根生理功能等方面的差异。
5.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种小麦不同功能根系分根研究装置，包括种植盆，所述种植盆内设有分隔板，分隔板将种植盆内的空间均分为两个种植腔，两个种植腔便于使用不同的土壤或种植环境，便于形成对比，有利于分根研究的进行，所述分隔板上距离顶部4cm的位置设有一排通孔，通孔的设置便于小麦的地中茎上连接的初生根穿过隔板生长于其中一分隔腔内，将初生根和次生根分开研究，通孔上端覆土1～2cm，盆沿剩余部分便于浇水，防止径流。
6.进一步的，所述通孔为与水平面呈45
°
角的斜孔，通孔内活动插设有导管，所述导管与分隔板的夹角为45
°
，所述导管侧壁设有贯通开口，之所以设置成斜孔是为了配合地中茎的生长方向，便于地中茎和初生根顺利穿过通孔且不改变其生长方向对其影响最小，导管设置成侧壁带有贯通开口的形式是为了将地中茎和初生根顺利穿入导管中且不损伤初
生根和地中茎，导管的设置方便引导初生根和地中茎穿过斜孔。
7.进一步的，所述种植盆为方形，分隔板位于种植盆中间且与种植盆侧壁平行设置。
8.进一步的，所述方形尺寸为宽为20cm，长、高均为30cm，尺寸的选择是为了最大程度模拟麦类作物基本苗270万/公顷的密度。
9.一种小麦不同功能根系分根研究装置的试验布置方法，包括以下步骤：（1）精选小麦种子于育苗池内育苗，播种时行距20cm，株距2cm;（2）待小麦幼苗生长至一叶一心期或两叶时开始移苗，选取生长健壮，均匀一致，根系完整未受损伤且地中茎长度约为1
㎝
的幼苗进行移栽，将地中茎连同初生根置于带有开口的导管中穿过分隔板通孔，使得小麦地中茎处于通孔中，初生根和地上部分分别位于隔板两侧，装土浇水后将种植盆埋置田间即完成试验布置，待小麦分蘖后次生根生长并位于分隔板想对初生根的另一侧。
10.进一步的，所述种植盆为塑料材质，田间试验的种植密度为270万棵苗/公顷。
11.本发明具有的优点是：本发明利用分隔板将不同功能的根系分布于两个不同的生长空间之内，两边腔体可以使用不同的水肥处理，进而探究不同功能的根系对不同水肥处理的响应，除可以将不同功能根系分开研究，还尽可能接近大田环境，模拟大田生长的密度，与生产结合更紧密。具体如下：1.本发明育苗方法设计播种深度为5cm，利用小麦独特的生物学特征而形成的长约1cm的地中茎，既不影响小麦正常生长发育，又能依据初生根和次生根的空间分布差异，将初生根和次生根分开；2.本发明集成设计一款将小麦不同功能根系分开的试验装置，利用分隔板将不同功能的根系分布于两个不同的生长空间内，两边腔体可使用不同的水肥处理，进而探究不同功能的根系对不同水肥处理的响应，本发明的试验装置宽为20cm，孔距为2cm，还尽可能接近大田环境，模拟大田生长的密度，与生产结合更紧密；3.本发明配套的移栽过程中开口的导管，能有效保护穿根移栽过程中初生根，既便于移苗操作，又提高工作效率；4.本发明的试验装置中隔板上穿孔呈45
°
有利于连接初生根和地上部的地中茎穿过隔板时尽可能处于自然生长状态，便于小麦正常生长和形成壮苗；此外斜孔还有利于移苗操作。
附图说明
12.图1是本发明结构示意图。
13.图2是本发明中导管的结构示意图。
14.图3是本发明中导管的使用状态参考图。
具体实施方式
15.如图所示，一种小麦不同功能根系分根研究装置，包括种植盆1，所述种植盆内设有分隔板2，分隔板2将种植盆内的空间分为两个种植腔，两个种植腔便于使用不同的土壤或种植环境，以便形成对比，有利于分根研究的进行，所述分隔板2上距离顶部4cm的位置设有一排通孔21，通孔的设置便于小麦的初生根沿着通孔生长于一侧分隔腔内，将初生根和
次生根分开研究，通孔上端覆土1～2cm，盆沿剩余部分便于浇水，防止径流；所述通孔21为与水平面呈45
°
角的斜孔，通孔内活动插设有包裹初生根和地中茎的导管3，所述导管3与分隔板的夹角为45
°
，所述导管3侧壁设有贯通开口以便于包裹初生根和地中茎操作，之所以设置成斜孔是为了接近地中茎的生长方向，便于地中茎和初生根顺利穿过通孔且不改变其生长方向对其影响最小，导管设置成侧壁带有贯通开口的形式是为了将地中茎和初生根顺利穿入导管中且不损伤地中茎和初生根，导管的设置方便引导地中茎穿过斜孔，在实际使用过程中，待地中茎穿过斜孔以后需要将导管撤掉；所述分隔板至少为一个，根据实际工作需要可以设置多个，本实施例分隔板为一个，所述种植盆为方形，分隔板位于种植盆中间且与种植盆侧壁平行设置，所述方形尺寸为宽为20cm，长、高均为30cm，尺寸的选择是为了最大程度模拟麦类作物基本苗270万/公顷的密度。
16.一种小麦不同功能根系分根研究装置的试验布置方法，包括以下步骤：。
17.1.精选当年籽粒饱满的小麦种子备用，在育苗池（可用盆栽代替）中进行育苗；2.播种前在育苗池适当浇水（底墒充足是可省略），到边到角均匀整地，将表层土移出，简单压碎后过筛备用于育苗，筛孔为0.5
㎝
见方，底层再次平整；3.在育苗池中进行人工播种，行距20
㎝
，株距2
㎝
，用过筛好的土壤进行覆盖，盖土深度为5
㎝
，覆土深度一致，以便幼苗长出地中茎；4.待小麦幼苗生长至1叶一心或两叶期时开始移苗，选取生长一致且带地中茎的幼苗，地中茎长度约为1
㎝
左右为宜；此时与地中茎相连的根系均为初生根，将初生根连同地中茎穿过盆栽容器隔板的孔隙，使得初生根完全处于容器一边的空间里，地中茎穿过隔板斜孔隙，小麦分蘖后次生根则会生长于另一侧的空间里；将之前过筛好且按试验方案处理好的土壤按重量装入盆中，装盆过程中，尽量保护初生根且让其与土壤结合紧密，当所装土壤里隔板孔隙约1
㎝
时，按计算重量浇水，之后将剩余的土壤覆盖表面，土面刚好盖住隔板孔隙1～2cm即可；将移栽好的盆子再埋置田间即完成试验布置，所述种植盆为塑料材质，田间试验的种植密度为270万棵苗/公顷。