实验 植物根系活力的测定
植物根系是活跃的吸收器官和合成器官，根的生长情况和活力水平直接影响地上部的生长和营养状况及产量水平。本实验学习测定根系吸收面积和活力的方法。
一、根系总吸收面积和活跃吸收面积的测定
【原理】
根据植物矿质吸收的理论，植物对溶质的最初吸收具有吸附的特性，并假定这时在根系表面均匀地覆盖了一层被吸附物质的单分子层，因此可以根据根系对某种物质的吸附量来测定根的吸收面积。常用甲烯蓝作为被吸附物质，它的被吸附量可以根据供试液浓度的变化用比色法准确地测出。已知1mg甲烯蓝成单分子层时所占面积为，据此即可求出根系的总吸收面积。当根系在甲烯蓝溶液中已达到吸附饱和而仍留在溶液中时，根系的活跃部分能把原来吸附的物质吸收到细胞中去，因而继续吸附甲烯蓝。从后一吸附量求出活跃吸收面积，可作为根系活力指标。
【仪器与用具】
分光光度计1台；100ml烧杯3只；50或100ml量筒1个（依根系大小而定）；吸量管1ml 1支，10ml 1支；试管（15×150mm）10支；容量瓶1000ml
1个，100ml 1个；吸水纸适量；试管架1个。
【试剂】
L甲烯蓝溶液：精确称取甲烯蓝（C16H18N3SCl·3H2O），加水溶解，定容至1000ml。此溶液每ml含甲烯蓝。
ml的甲烯蓝溶液：用刻度吸管吸取L甲烯蓝定容至100ml，摇匀即成。
【方法】
1．植物材料的准备 本实验最好采用水培或砂培植物，以获得完整而无损伤的根系。玉米根系发达，是较好的材料。如无水培、砂培试材，也可用盆栽植物，用水将盆土仔细冲净后使用。田间栽培的材料因不可能无损地挖出全部根系，最好避免在正式试验中使用。
2．甲烯蓝溶液标准曲线的制作 取试管7支编号，按表14-1次序加入各溶液，即成甲烯蓝系列标准液。
表14-1 各试剂加入顺序
试 管 号 1 2 3 4 5 6 7
ml甲烯蓝溶液(ml)
蒸馏水(ml)
甲烯蓝浓度mg/ml 0
测定植物根系活力的方法
植物根系活力是指植物根系吸收、传导和利用水分、营养物质以及对土壤环境进行适应的能力。根系活力的测定可以帮助我们了解植物生长发育和适应能力的情况，同时指导我们合理地进行植被管理和栽培。以下是测定植物根系活力的几种方法：
1. 简易Auslander土柱法。
如其名，Auslander土柱法是一种方法简单、不需高级设备的测定植物根系活力的方法。该方法主要是通过植物根系对土壤环境的响应，来判断根系活力的强弱。具体操作方法为：将要测定的植株的根系在浇透水的土壤内生长2-4天，之后将其整株拔起，然后根据根系的发育程度、数量、长度等来评估根系活力的强弱。该方法简单易行，操作简便，但其缺点在可能存在误判的可能性。
2.根系形态分析法。
根系形态分析法是通过对植物根系形态结构的观察，来判断其根系活力的强弱。该方法适合于观测植物在不同环境下的根系结构变化，比如不同土壤类型、水分营养等而导致的根系形态上的适应性变化。具体测定内容为：利用根系分叉角度、根毛数量、根长、分散程度等指标来评估根系活力的强弱。该方法操作简便，可以直观地观察植物根系的形态变化。
3. 马琦森氏（Markson）芽生长理论测定法。
马琦森氏芽生长理论测定法是一种直接测定植物根系活力的方法，与前面两种方法略有不同。该方法的基本理论是当植物叶和根的生长速度趋于相等时，表明根系的活力非常强。为测量生长速度，该方法首先需要在芽顶茎部投射一个小光斑，之后再测量芽生长长度的变化。与前面两种方法相比，马琦森氏芽生长理论测定法操作难度较大，但它可以直接反映出植物根系的生长速度。
4.直接收获法。
直接收获法可以理解为野外调查法。该方法不针对单一植物进行定量测定，而是利用长期收获和观察的数据分析出根系生长的数量、长度和生长速度。根第一原则：土壤性质的差异和分布引起根的差异在根领域尤为明显。如草地表土CO_2分压的变化，山间度坡对气温、风速、光照和土壤水分的影响均可引起根的各种变化。采用这种方法能够了解到在不同区域，植物根系的生长情况和适应程度，结合其他指标还能推断植物所受到的生态压力和各种推断。该方法需要长期观察和收获，比较麻烦，但能较为准确地了解植物根系的生长和适应能力。
植物根系活力的测定（甲烯蓝法）
植物根系是活跃的吸收器官和合成器官，根的生长情况和活力水平直接影响地上部的营养状况及产量水平。本实验学习测定根系活力的甲烯蓝法。
【原理】根据沙比宁等的理论，植物对溶质的吸收具有表面吸附的特性，并假定被吸附物质在根系表面形成一层均匀的单分子层；当根系对溶质的吸附达到饱和后，根系的活跃部分能将吸附着的物质进一步转移到细胞中去，并继续产生吸附作用。在测定根系活力时常用甲烯蓝作为吸附物质，其被吸附量可以根据吸附前后甲烯蓝浓度的改变算出，甲烯蓝浓度可用比色法测定。已知1mg甲烯蓝形成单分子层时覆盖的面积为1.1m2，据此可算出根系的总吸收面积。从吸附饱和后再吸附的甲烯蓝的量，可算出根系的活跃吸收表面积，作为根系吸收活力的指标。
【材料、仪器与试剂】1.材料：植物根系。2.仪器及用具：分光光度计；移液管；烧杯；比色管。3.试剂：0.01 mg•mL-1甲烯蓝溶液；0.0002 mol•L-1（0.075 mg•mL-1）甲烯蓝溶液。
【方法与步骤】
1. 甲烯蓝标准曲线的制作 按表2－1用0.01 mg•mL-1甲烯蓝溶液配制系列标准溶液，于660 nm处测定吸光度，以甲烯蓝浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。
表2－1 甲烯蓝系列标准溶液的配制
试剂/mL 管号
0 1 2 3 4 5 7 0.01 mg•mL-1甲烯蓝/mL 0 1 2 3 4 5 6
蒸馏水/mL 10 9 8 7 6 5 4
甲烯蓝浓度/µg•mL-1 0 1 2 3 4 5 6
2. 将待测的植物根系洗净沥干，浸在装有一定量水的量筒中，用排水法测定根系的体积（或用体积计测定）。
3. 将0.0002 mol•L-1的甲烯蓝溶液（每毫升溶液中应含0.075 mg甲烯蓝，为消除溶液配制和比色误差，其含量需要重新进行比色，查标准曲线确定）分别倒入3个小烧杯中，编号，每个烧杯中溶液体积约10倍于根系的体积。准确记下每个烧杯中的溶液量。
实验十二 氯化三苯基四氮唑（TTC）法测定植物根系活力
一、实验目的
掌握TTC 法测定植物根系活力的原理和方法。植物根系与植株整个生命活动紧密相关，
其作用主要有：对地上部的支持和固定；物质的贮藏；对水分和盐类的吸收；合成氨基酸、激素等物质。因此根系的活力是植物生长的重要生理指标之一，它直接影响地上部的生长和营养状况及产量水平。
二、实验原理
氯化三苯基四氮唑（TTC）是标准氧化电位为80 mV 的氧化还原色素，溶于水中成为无色溶液，但还原后即生成红色而不溶于水的三苯基甲腙（TTCH或TTF），比较稳定，不会被空气中的氧自动氧化，所以TTC 被广泛地用作酶促反应实验的氢受体。根系中脱氢酶的活性强弱与根的活力成正相关。所以TTC 还原量能表示脱氢酶活性并作为根系活力的指标。
三、设备与试剂
分光光度计，电子天平，温箱，研钵，漏斗，试管架，药勺，石英砂，50 mL三角瓶，100 mL 量筒，10 mL移液管，10 mL 刻度试管，10 mL容量瓶，10 mL、1
000 mL 烧杯。
①乙酸乙酯（分析纯）或丙酮，保险粉（连二亚硫酸钠，Na2S2O4）。
②1％ TTC 溶液：准确称取TTC 1.0 g，溶于少量水中，定容到100 mL。用时稀释至需要的浓度。
③0.1mol/L，pH7 磷酸缓冲液
贮备液A：0.2mol/L NaH2PO4溶液（27.8g NaH2PO4·H2O或31.21gNaH2PO4·2H2O配成1000ml）；
贮备液B：0.2 mol/L Na2HPO4溶液（53.65g Na2HPO4·7H2O或71.64gNa2HPO4·12H2O
配成1000ml）；
取A液39ml+B液61ml，用水稀释至200ml）
④1 mol·L－1硫酸：用量筒取比重1.84 的浓硫酸55 mL，边搅拌边加入盛有500
mL蒸馏水的烧杯中，冷却后稀释至1 000 mL。
四、实验步骤
（一）制作标准曲线
