中的两点的压力分布。另外随着 该PSZ发展，其PSZ饱和也降低，但是沿着该侵入体壁或表面的毛细管作用仍然存在。相信 这是沿着该侵入体壁的微小区域的结果。重复实验示出了这些根"感觉到"这个稳固的毛 细管作用，同时其余的粒状介质由于蒸发而去饱和。其结果是，这些根在该侵入体的方向上 生长。最后，根应该邻近该侵入体的壁或表面生长。
[0081] 测量了植物寿命，在该侵入体的存在下增加。从图象分析确定植物寿命，其中植物 形状和形态的定性恶化如萎蔫或脱水表明该植物已经死亡。在涉及具有或不具有侵入体的 两个实验中在死亡之前该植物寿命的持续时间的测量示出了该侵入体的存在使得总植物 寿命增加了大约1. 5倍。这强有力地表明了由于向该细胞的更深的部分的蒸发造成PSZ退 缩，优先的侵入体的作用还引导根更深并且允许它们停留在PSZ内。这允许这些根进一步 在该粒状介质中增殖。
[0082]实验III。
[0083] 在固体棒状侵入体的存在下已经观察到优先的向性。然而，这些侵入体到目前为 止已经被战略性地在t = 0时放置在该种子的下面以允许相当快的接近该侵入体，尽管实 际上，有时候根在优先的向性发生之前最初发生偏离。然后有趣的是确定该根感觉这个侵 入体怎样的程度。这造成的问题是这些侵入体已经被放置在远离这些根的某一距离处，这 些根理论上会被放置在一种困境中：不过它将选择发现该侵入体或仅仅在别处发展根。出 于这种考虑，通过改变该侵入体远离在该根的两侧上的初始根lcm的距离进行这些实验。 结果示出了该根仍然朝该侵入体发展，主要地通过其次生根辅助。进一步在2cm远处放置 该侵入体，首先没有观察到优先的向性，因为相信该根系太远并且可能需要更长的时间来 达到侵入体，然而图像确实表明该根在该侵入体的方向上缓慢地生长。
[0084] 此外，通过故意地将其放置为一种倾斜的方式（例如，在相对于竖直的一个角度 下），变更在该2D粒状介质中的侵入体的形式来进行实验。这个实验展示了在毛细管作用 与重力之间的竞争。毛细管作用沿着该侵入体壁存在，但是因为它处于对根发展略微不利 的位置，该根现在面临选择来发现该侵入体或者响应于重力并且仅仅向下（其中水饱和度 比上部的区域高）生长的问题。
[0085] 结果再次描述了在固体正方形侵入体的存在下根伸长的显著的一致性。甚至在斜 的位置上，该根伸长示出了朝向并且沿着该侵入体的优先向性。这表明，尽管根在重力的方 向上生长，它主要在水利用的主要目标下增殖。
[0086]实验 IV。
[0087] 这些根研究在三维（3D)介质中进行，并且观察到相对于该土壤的物理结构而言 该根的行为以及在其孔内的水的分配。利用中子成像来成像根在3D中的生长。
[0088] 使用中子成像来成像不同的样品，如以下在下表1中概述的。这些根在由石英 砂制成的并且包含于薄壁铝圆柱管（美国新泽西州麦克马斯特卡尔（McMaster Carr, New Jersey，USA))中的粒状材料中生长，该管具有6英寸（15. 24cm)高度和1英寸（2. 54cm)的 直径。使用化学和物理处理改变该粒状材料的性质以观察根如何响应在3D空间中的粒状 介质中的异成分。
[0089]表1。
[0090]
[0091] 所有的设置在一个实验室中在控制的环境条件下（T = 23±2°C，HR = 45±5%， 条件与2D实验相同）同时地生长。
[0092] 由于时间和逻辑限制，仅仅该管的全长度的一部分成像。该成像视图是位于该表 面下方约1. 5cm的约5cm高度。
[0093] 根在处于颗粒柱形式的结构侵入体的存在下在砂中生长。该颗粒柱由砂粒组成， 这些砂粒的直径显著地小于其余的介质的直径。在该颗粒柱中的较小孔尺寸的颗粒保留 水，同时剩余的水从本体中以与以前解释的相同的方式蒸发。在联接的非均匀介质的蒸发 过程中，首先水从较大的孔蒸发。本质上，该粒状侵入体充当一个蓄水池。图像表明了根似 乎通过在那个方向上创设次生根朝向该侵入体生长。我们从这些图像中可以观察到次生根 朝向该侵入体的生长。这进一步表明了根在通过结构侵入体产生的更大的水含量的方向上 生长，这证实了在2D中的以前的实验。
[0094] 进行实验，其中根的设置在50% /50%亲水性和疏水性砂的随机混合物中生长。 水已经完全地蒸发，并且与仅仅在亲水性砂中生长的根相比观察到稳固的根结构。这支持 了以下观点，疏水性颗粒的添加破坏了液压液膜流动并且相当地存储不连贯液滴中的水。 这些液滴通过相对较慢的扩散过程蒸发并且因此更多的水保持在该土壤内持续更长的周 期以便植物可能利用。尽管没有进行定量测量，然而我们可以定性地推断出与在单独地亲 水性颗粒中相比，在亲水性/疏水性颗粒的土壤混合物中的根长度更长。
[0095] 应理解的是除了在此清楚地描述的那些实施例之外的实施例在本发明的权利要 求的精神和范围内。因此，在此描述的本发明不是由以上说明书定义，而是符合权利要求书 的全部范围以便包含任何和所有的等效组合物和方法。
【主权项】
1. 一种影响植物根系的方法，该方法包括： -将根装置的至少一部分插入接近种子或植物的土地中， 该根装置包括在基本上为纵向方向上延伸的结构。2. 如权利要求1所述的方法，其中影响根系包括以下各项的至少一项： -增加植物的根长度； -诱导植物根朝向土壤中的蓄水池的向性； -促进根朝向土壤中的水来生长；或者 -增加植物的寿命。 3?如权利要求1所述的方法，其中该根装置具有从0? Imm至5mm的平均横截面直径。 4?如权利要求1所述的方法，其中该根装置具有从0? 2mm至3mm的平均横截面直径。 5?如权利要求1所述的方法，其中该根装置具有从0? 2mm至2mm的平均横截面直径。6.如权利要求1所述的方法，其中该结构包括管，该管具有近端和远端并且具有至少 一个穿孔。 7?如权利要求6所述的方法，其中该至少一个穿孔具有小于2mm或Imm或500 ym或 100 Um或70 ym或50 ym或25 ym或10 ym或5um或2um或Ium或0? Ium的直径或宽 度。8. 如权利要求6所述的方法，其中该管进一步包括内壁和外壁。9. 如权利要求6所述的方法，其中该穿孔具有小于土壤中的平均土壤粒度的50%的直 径或宽度。10. 如权利要求6所述的方法，其中该管具有基本上呈圆形的、正方形的、椭圆形的、三 角形的横截面积。11. 如权利要求6所述的方法，其中该结构包括至少一个壁。12. 如权利要求6所述的方法，其中该管基本上是中空的。13. -种⑴增加植物的根长度、（ii)诱导植物根朝向土壤中的蓄水池的向性、（iii) 促进根朝向土壤中的水来生长、和/或（iv)增加植物的寿命的方法，该方法包括： -使植物或种子与土壤接触；并且 -将根装置的至少一部分插入接近该种子或该植物的土壤中，该根装置包括在基本上 为纵向方向上延伸的结构。14. 如权利要求13所述的方法，其中该结构包括管，该管具有近端和远端并且具有至 少一个穿孔。15. 如权利要求14所述的方法，其中该管进一步包括内壁和外壁。16. 如权利要求13所述的方法，借此该根装置诱导植物根朝向土壤中的蓄水池的向 性。17. -种（i)增加植物的根长度、（ii)诱导植物根朝向土壤中的蓄水池的向性、（iii) 促进根朝向土壤中的水来生长、和/或（iv)增加植物的寿命的方法，该方法包括： -将根装置的至少一部分插入土壤中；并且 _在接近于该根装置的位置处使植物或种子与土壤接触； 其中该根装置包括在基本上为纵向方向上延伸的结构。18. 如权利要求17所述的方法，其中该结构包括管，该管具有近端和远端并且具有至 少一个穿孔。19. 如权利要求18所述的方法，其中该管进一步包括内壁和外壁。20. 如权利要求17所述的方法，借此该根装置诱导植物根朝向土壤中的蓄水池的向 性。21. -种诱导根的向性的方法，该方法包括： -将根装置的至少一部分插入接近于其中种子或植物与土壤接触的位置的土壤中， 该根装置包括在基本上为纵向方向上延伸的结构。22. -种用于增加植物的根长度的装置，该装置包括在基本上为纵向方向上延伸的结 构，并且具有包括外壁和内壁的横截面积。23. 如权利要求22所述的装置，其中该横截面积基本上是呈正方形的、椭圆形的、圆形 的、三角形的形状。
【专利摘要】披露了可以例如通过诱导优先的根向性并且辅助将水重新分配在土壤中改进植物和草对水的利用的方法和装置。
【IPC分类】A01G25/00, A01G25/06
【公开号】CN105072888
【申请号】CN201380073421
【发明人】C·赛加斯, R·德雷福斯, L·休, J-C·卡斯丹
【申请人】罗地亚经营管理公司, 法国国家科学研究中心
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2013年12月20日
【公告号】EP2934092A1, US20140173980, WO2014100623A1