Plant and Soil:土钻法采集并描述细根的优化方案

学术   2024-10-08 17:05   四川  
根系占据植物总生物量的16 %~63 %,是连接土壤与植物的主要器官,不仅能够促进养分吸收和运输,还能改善土壤的物理和化学性质,促进土壤团聚体形成和稳定,提升水土保持能力。鉴于细根在生态系统中有着诸多功能,为了度量细根的定量和定性功能性状,已经发展了多种旨在测定根系功能性状的观测方法,比如异速生长关系、土钻采样法、网袋法、微根管法等,这些方法中,土钻法因方法简单且样品相对原真,常用于采集并测量细根的定量和定性功能性状,被广泛应用于植物生态学和土壤学研究。但是从单个土钻样品中收集所有根系片段是一个非常耗时的过程,通常需要4~24小时,投入大量时间收集根系必然会推迟下游的测量工作,所以各种各样的方法被尝试用来解决收集根系费时问题。其中一种思路是,将多个土钻样品混合成一个均质样品后从亚样品中收集根系,但是该方法不能度量根系功能性状的微小变异。

意大利巴里大学(University of Bari Aldo Moro)的Pardi等报道了一种可以节省收集根系样品时间的方法,该方法从亚样品中收集细根样品,随后计算土钻样品的总根生物量、总根长和不同直径级根长占比等细根功能性状。通过对比传统方法(Conventional Approach)和亚样品方法(Sub-sample Approach)分析草地、橡树和橄榄3个样点的土钻样品分析时间,发现传统方法收集根系时间从2.6~27.6小时,存在很大变异;相反,亚样品方法收集根系时间从37~112分钟,变异相对较小。值得注意的是,采用亚样品法获得的根系功能性状数据与采用传统方法获得的根系功能性状数据相似。表明亚样品法相比传统方法有显著优势,可显著节省从土钻样品中收集根系所需时间。此外,相比传统方法,亚样品法在不同采集点间表现出较低的变异性,且定性和定量数据规律一致

最近,该项研究结果以“Optimizing soil core fine root collection and characterization: significant time reduction with a sub-sampling approach”为题发表于Plant and Soil

图1 传统方法(CA):收集根系步骤

图2 亚样品法(SA):收集根系步骤

图3 每个样点两种方法样品处理时间比较

表1 传统方法和亚样品方法每个步骤所需时间

图4 比较两种方法获得的根系功能性状数据

图5 两种方法测得的等间距根长占比

图6 总根长与每种方法处理时间的关系

—— 原文 ——
Pardi, R., Gargano, M.L., Lasorella, C., et al. Optimizing soil core fine root collection and characterization: significant time reduction with a sub-sampling approach[J]. Plant Soil, 2024. 

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