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2016年5月28日 作者:xwz2367609 [返回]
红掌水培与土培根的生态适应性表现

    植物水生诱变技术实现所有植物的水生静止栽培,这是利用现代科技手段,让植物根系根构及通气组织发生适应性变化的产业应用,也是自然界湿地植物与沼生植物进化过程的人工缩影。植物具有强大的生态适应性,是生物进化的动力,也是植物生存的基本功能。红掌通过水培后,根系切片观察都将发生适合低氧环境的根构及组织变化,以适应低氧的静止环境。

水培红掌与粉掌


    红掌的水培根和土培根横切比较 
    在显微镜下观察到红掌的土培根和水培根的表皮都是一层细胞,呈圆柱形。土培根的表皮细胞近外侧有薄薄的深色物质,是角质层,角质层是为了增强表皮的保护作用,而水培根没有,这与根的生活环境有关。水培环境比土培环境中的氧含量低,水培根的薄壁细胞相对土培根的排列更为疏松,细胞间隙增大(图1),这就增强了水培根对水生环境中氧的吸收和利用,稳定了植物根的呼吸作用。在显微镜下观察,经过番红染色后,植物根的木质化细胞壁呈红色,剩余部分不显色。对比发现,红掌的土培根比水培根的红色区域要多,说明土培根的木质化程度高,维管柱直径相对大(图2)。虽然水培根的根毛退化,木质化程度低,但并没有影响红掌的生长,这与水培环境稳定的水分和养分供应有关。

土壤根系横切片

水培根系横切片

 

左为土培纵切,右为水培纵切显微观察   

 红掌的水培根和土培根纵切比较
    土壤颗粒相对于水生环境与根尖的摩擦要大得多,土培根的根冠是保护根的顶端分生组织和帮助正在生长的根穿越土壤,减少损伤。虽然根冠细胞有脱落,但它总是保持一定的形状和厚度,这是由于分生区的顶端分生组织不断分化成根冠细胞,对其进行补充造成的。而营养液与水培根的摩擦系数很小,不会对根冠细胞造成致命损伤,水培根冠的存在仅仅是保护根尖的顶端分生组织。由于水培根冠薄壁细胞层数减少,分生区的顶端分生组织分化为根冠细胞的活动减少,使其在根尖中突出向前,明显靠近根冠。在显微镜下观察到土培和水培的根,其伸长区细胞没有明显区别,都是体积大,液泡化程度高,细胞长度是根冠和分生区细胞长度的数倍,但伸长区很短,说明这个区域与根的向前推进有关。前面提到土培根与土壤颗粒摩擦系数大,而且由于土壤颗粒的大小不同,植物所需的水分和矿质元素(以化合物中离子形式存在)在土壤中的沉积也不同,因此出现了土培根成熟区根毛的新生和消亡,导致长短大小不一。在水培环境中,根毛受到的摩擦小,但营养元素的分布,盐类的酸碱度基本上是均匀和平衡的,根毛吸收作用的发挥是相当的,决定了根毛没有长短之分,排列整齐,相对于土培根毛要退化。
    水培红掌水生根多为一次根系,肉质根根毛较多;总体上去根比不去根的长势好,且生根快。在显微镜下观察,水培红掌根系表皮较薄,皮层薄壁细胞层数增多,细胞明显增大,木质部退化;土培的根系表皮受到不同程度的磨损,细胞体积较小,木质部发达,但水培整体比土培长势好。

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