原创《小麦抗旱性根系方法与》
该文是关于研究方法相关毕业论文题目范文与小麦和根系和抗旱类硕士论文范文。
摘 要:干旱胁迫是小麦增产的主要限制因素.加强小麦根部性状对于提高小麦的抗旱性的研究,进而提高小麦的产量具有重要意义.为了快速准确测量小麦根系的各项指标和筛选适宜于小麦品种抗旱性鉴定的指标,该文对小麦抗旱性有关的根系研究方法和评价指标进行了归纳总结与比较分析,提出了当前根系研究方法中的几点问题,以期为根系研究方法的选择和改进提供科学依据,为小麦抗旱育种和高产栽培技术提供参考.
关键词:小麦；干旱胁迫；根部性状；抗旱性
李 丁,孟祥海,魏建伟,等. 小麦抗旱性根系研究方法及探讨[J]. 农业工程技术,2017,37（14）：73-74.
干旱灾害是影响农业产量的最主要自然灾害.干旱胁迫是限制小麦生产的主要因素,因此小麦抗旱性已成为目前研究的热点.小麦作为全国主要粮食作物,有近1亿亩左右完全没有水浇条件,属于纯旱地小麦,占小麦总面积的28%；近年来气候多变,小麦苗期干旱、开花前干旱、灌浆期干旱以及持续干旱均可发生,尤其北方旱地小麦,干旱频发,造成全国小麦主产区播种困难,播期推迟,严重影响小麦生产[1].国内外学者从小麦形态结构、生理机制、生理生化以及分子水平等方面对作物抗旱性和根系都进行了大量研究,从不同角度提出了许多鉴定方法和指标,目前小麦抗旱性的根系指标众多[2],鉴定方法和指标也较多[3-8].北方小麦生长时期正值春秋干旱时节,水分不足已成为北方小麦高产稳产的主要限制因素.培育抗旱节水高产、抗逆性强的小麦品种将是保障国家粮食安全、促进小麦生产持续稳定发展的有效途径,因此小麦抗旱性研究和小麦抗旱育种已成为当今世界上的重要课题之一.
一、小麦抗旱性与根系的关系
根系在小麦的生长过程中,对小麦的整个生长发育过程都有着非常重要的作用,是小麦吸收水分,运输养分的主体,此外在小麦面临干旱胁迫时,能供应充足的水分,减轻干旱对小麦的影响,因此小麦根系的强弱是影响小麦抗旱性和产量最直接的因素,因此研究小麦的根系对于改良小麦的抗旱性有着重要的意义.因此与根系发达程度相关的性状,常被用来当做抗旱性鉴定的重要指标[9],比如根的条数、最大根长、根活性、根干重和根冠比等.幼苗时期的根干重与抗旱性呈显著正相关,根干重受根数及根长的影响也不一样[10]；杨子光[11]认为初生根数可作为抗旱性鉴定的重要参考指标之一；胡秀娟等[12-13]以CCD摄像系统为图像采集系统分别完成了对植物根系的生长动态的监测工作.
二、小麦根系研究方法
小麦根系研究方法是调查根系形态结构和生理功能的重要手段.人们为了掌握小麦根系在土壤中生长与分布的真实情况,研究出了多种方法来测定小麦根系的形态和生理特征特性,这就要求取样工作快速而准确以及取得的根系完整性.
1.挖掘法
挖掘法是小麦根系研究中应用最早的方法,为了得到小麦的全部根系,就要从土壤中挖出待测小麦的根系,经过清水处理之后进行测量[14].此方法操作简单、易行、应用广泛,但是缺点也较多,比如操作费时、费力,尤其小麦具有较深的根系,取样面积受限；冲洗根系易损失,误差大；难以得到完整根系；无法进行小麦全生育期的观测.
2.土钻法
土钻法主要是利用土钻取土,钻头部分大小不等,钻头直径从几厘米到几十厘米不等,根据试验需要采用合适大小的钻头.为了提高试验结果准确性,还应该保证土芯完整无损,以免造成小麦根量流失；如果样品不能立即处理调查,应立即将土样冰冻保存；同时应该尽可能多的增加取样的重复次数来减少误差.此方法取样迅速,较为简便,取样地点灵活,因此能消除环境引起的误差,对麦田和土壤的破坏性也轻,使得测定结果更精确[15-16].
3.容器法
容器法根据培养的容器具体可分为盆栽法、池栽法、管栽法等；按培养的介质又分为蛭石培养法、水培法、气培法（喷雾法）、沙培法等[17].此方法最大的优点是非常容易得到小麦完整的根系,因此常用来进行小麦根系的生态学研究；也可控制小麦不同的生长环境,来研究各种因素对小麦根系生长的影响.此方法的优点是便于控制试验条件,操作简单,可观性强,重复性较好；缺点是因为与大田的生长环境有差异,可能与大田的实际结果不同.
4.根系观测室法
根系观测室法是由玻璃壁法改进而来.玻璃壁法是通过设置于土壤剖面的玻璃窗来持续观察和记录根系的生长的方法,促进了现代化的根系观测室的产生,因此造成了根系形态学的大发展[18].此方法建立在根系观测室基础上,由一条地下通道和通道两旁的数量不等的观测室组成.观测室面向通道的一面是透明玻璃窗,另外三面都是钢筋水泥铸成,每一个观测室内可由人工灌满土.此方法可满足不同试验及多种试验处理的需要,也可对小麦根系进行针对性和特殊的研究,因为土体培养可以最大模拟大田的生长环境,试验结果也基本与大田的结果相符.缺点是由于根系具有避光生长的特性,根系观测室应该是黑暗封闭的环境,这对于根系的调查观测也带来不便；另外只能观测玻璃一面的根系,可供观测的根系受限.
5.生理生化法
生理生化法是指运用生理生化分析的方法来测定小麦根系中各类物质含量以及根系中各种酶类物质的活性的方法.其中常用来测定的指标有根系表面积、根系中全氮含量的测定、根系活力的测定、根系中各种微量元素的测定.此方法优点是操作简单易行且直观性强,反应较灵敏；缺点是取样后应该立即检测或者马上冷冻封存,如果测定时间不同或者测定的环境不一致就容易造成结果不准确,重复性较差[19].
6.同位素示踪法
同位素示踪法又称核素示踪法,是一种用同位素示踪剂作为指示剂,来研究被追踪植物的运动、转化规律,常见的同位素示踪法包括放射自显影法、根部标记法、地上部标记法和中子照像法[20-21]等.
7、根系扫描法
根系扫描技术主要是对植物根系生长的监测和对其根系的分析[21].通过植物根系监测系统,对小麦不同生长发育阶段都可以进行动态监测、扫描；再利用专业的植物根系分析软件来分析计算植物的根系总表面积、根尖数目、根体积、最大根长、根数等多个根系形态性状指标,再对得到的根系形态指标数据进行统计分析.当前使用广泛的根系分析系统有加拿大的Regent WinRHIZO、美国Bartz公司的BTC-100X以及英国的 DT-SCAN等.此方法操作简单,在根系形态建成和构型分析的研究方面有广泛运用.此方法优点是可根据试验目的需要灵活设计试验处理,操作较为简单,能够全程监控小麦根系的动态生长过程,也能分析小麦各生育期的根系各项指标,进而为研究小麦的抗逆性尤其是抗旱性和小麦根系的相互作用打基础.缺点是受试验场地的限制,耗时费工,群体较大时不易操作.
8、其他方法
目前研究小麦根系的还有很多方法,比如网袋法、微根管系统监测法、整段标本法、分根移位法[19]、非放射性示踪物吸收法[22]、染色技术法[23]等,操作起来工作繁琐、准确性差、操作性不强或者成本高及维护维修费用昂贵,实际应用的不多,就不做具体介绍了.
三、存在的问题及探讨
小麦根系强壮与否是判断小麦生长发育强弱的重要标准之一,发达的根系可以促进小麦及其分蘖的生长,从而提高小麦生物量,获得较高的产量,因此研究小麦的根系对于提高小麦的抗旱性和产量方面具有重大的意义.为了顺利的开展小麦根系研究,提高试验结果的准确性,解决当前试验中遇到的实际问题,有必要继续开展有关小麦根系研究方法与技术的研究,不断提高小麦根系研究的水平,进而提高小麦的抗旱性和产量.
小麦的根系与抗旱性是密切相关的,研究小麦根系方法也是多种多样的,但当前小麦根系研究方法与技术还不能满足小麦抗旱性研究的需要,研究的也不够深入,小麦根系各项指标的抗旱性机理和调控机制有待于进一步研究.
育种工作者在做小麦根系抗旱性研究时总是希望用较少的指标能全面的反映小麦的抗旱性,如何从众多指标中挑选出最具有代表性的指标,是育种工作者最关心的问题.笔者认为可依据小麦抗旱性鉴定的需要用两种或者几种根系研究方法相结合的方法,比如根系观测室法、根系扫描法和生理生化法可以较好的结合,丰富试验内容,依据试验根系指标结果阐明小麦的抗旱性强弱,从而为抗旱育种提供良好的基础.
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研究方法论文参考资料：
归纳上文,此文为一篇关于小麦和根系和抗旱方面的研究方法论文题目、论文提纲、研究方法论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
