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1、精品论文根际温度对高温下温室番茄根系显微结构的影响*韩亚平，李亚灵，宋敏丽5（山西农业大学园艺学院，太谷 030801）摘要：针对夏季高温对温室番茄栽培的限制作用，该试验力图通过降低根际温度来缓解高气温所带来的危害。采用营养液深液流循环栽培法，以 281的自然根温为对照，分别对根 系进行 231和 331的处理，采用石蜡切片法对植株根系显微结构进行观察与测量。 与 281的自然根温相比， 231处理根系导管直径增大 12.22%、导管密度降低 20%；10331处理根系的导管直径减小 17.44%、导管密度增高 30%；3 个处理的导管总面积差异 不显著。因此，降低根温至 23左右，可增强根系
2、的吸收和运输能力，利于植株生长，能 有效缓解夏季高温危害，为生产提供新的越夏栽培技术。关键词：(蔬菜学；)温室番茄；根际温度；高温；石蜡切片；根系显微结构中图分类号：S 641.215Influence of root-zone temperature on the microstructure of greenhouse tomato root under high temperature *HAN Yaping, LI Yaling, SONG Minli(College of Horticulture, Shanxi Agricultural University, Taigu，0308
3、01)20Abstract: High temperature in summer is a main limit factor for greenhouse tomato production. This experiment tries to reduce the root-zone temperature in order to relieve the harm of high temperature.Adopting DFT method, the natural root-zone temperature of 28 1 was as control, and the root-zo
4、ne temperature of 231 and 331, were respectively realized as two treatments. The rootmicrostructure was observed and measured by the method of paraffin section. Compared with the25natural root-zone temperature of 281, the diameter of root vessel was increased about 12%, and its density was reduced a
5、bout 20% with the treatment of lower root-zone temperature of 231. On theopposite, in the treatment of 331 root-zone temperature, the diameter of root vessel was decreasedabout 17%, and its density was increased 30%. The total area of vessel had no significant difference among the three treatments.
6、Therefore, lower root-zone temperature of 231, could enhance the30ability of root to uptake and transport, be conducive to plant growth, effectively relieve heat harm in summer, and provide the new technology of the over-summer cultivation for production.Key words: (olericulture;) greenhouse tomatoe
7、s; root-zone temperature; high temperature; paraffin section; root microstructure350引言番茄植株生长发育的最适温度为昼温 2426，夜温 18左右，超过 30则温度过高， 到 40就停止生长。地温的最高界限为 331。然而，在光热资源丰富的华北地区，夏季基金项目：*基金项目：高等学校博士点科研基金项目（20091403110002）作者简介：韩亚平（1985-），女，硕士，研究方向为蔬菜栽培生理通信联系人：李亚灵(1962-)，女，教授，博导，主要研究方向为温室环境调控与作物生长. E-mail:- 5 -温度
8、偏高，温室 6-8 月份温度很容易上升到 35甚至更高2，这样的温度对番茄栽培而言是 灾难性的。因此可以认为高温是温室番茄长季节栽培稳产、高产的主要限制因子3。40高根温往往伴随着高气温而产生。植物的生长发育可能对根温更为敏感。根温变化 1 就能引起植物生长的明显变化4。植物体是内在统一的有机整体，根部和地上部存在着密切 的联系，任一部分受到环境因子的影响，均会迅速涉及和传递到另一部分。根温直接影响根 系的生长和根系对水肥及矿质元素的吸收和运输，从而影响番茄植株的生长。因此本试验力图通过降低根温来缓解高气温所带来的危害，为生产提供新的温室番茄越夏栽培技术。451材料与方法试验材料为番茄“新星
9、101”。试验于 2009 年 4-10 月在山西太谷（北纬 3725，东 经 11225）山西农业大学设施农业工程中心的非对称三连栋温室内进行。水培育苗，待 植株现蕾后，移栽于水培槽内进行营养液循环栽培，缓苗一周后于每天 10:00-17:00 进行不 同的根温处理：T1：231(番茄生长比较适宜的根温，通过向营养液中放冰桶来控温)，50T2：281(根际自然温度状态，不进行处理或稍加控制)，T3：331(设施栽培中由高气 温可能产生的高根温状态，通过电热线加热来控温)。分别在处理 10d、20d、30d、40d 后，选择生长健壮植株主根的中部，切取 5mm 长的小 段，迅速浸于 FAA 固
10、定液中，真空抽气后固定 48h 以上。采用石蜡切片法对固定好的材料进 行酒精梯度脱水、二甲苯梯度透明、透蜡、包埋后切片，切片厚度 10m,对切片再进行脱蜡、55番红-固绿对染法染色、二甲苯透明后用中性树胶封片5，干片后在 Olympus 显微镜下进行 观察、拍照，并用台式测微尺测定三个温度下的导管直径、导管密度、导管总面积各 10 次， 并进行差异显著性分析。2结果与分析2.1 根系的导管直径60根系导管直径随着根系温度的增高而显著降低（图 1 和图 2A），即 T1T2T3。全期平均， T1 为 21.6m，T2 为 19.1m，T3 为 16.1m 。试验结束时，导管直径 T1 处理比 T
11、2 处理的大 12.22%， T3 处理比 T2 处理小 17.44%，导管直径 T1 处理显著大于 T2 处理，T3 处理极显著小于 T2 处理。根系的导管直径随着处理时间的增加而减小（图 1 和图 2A）。处理结束时，T1、T2、T3处理的根系导管直径分别由处理 10d 时的 24.2m、20.3m、17.4m 减小到处理 40d 时的6519.75m、17.6m、14.53m，分别减小 22.53%、15.34%、19.75%。2.2 根系的导管密度木质部导管的密度对其输导能力也有着显著的影响。单位面积上导管个数越多，其输导 能力就越强。随着根系温度的增加，根系导管的密度显著增加（图 1
12、 和图 2B），T1 处理比 T2 处理小 20%，T3 处理比 T2 处理大 30%。70随着处理时间的延长，根系导管的密度在增高（图 1 和图 2B）。处理结束时，T1、T2、222T3 处理的根系导管密度分别由处理 10d 时 0.05 个/mm 、0.08 个/mm 、0.1 个/mm 增加到处理40d 时 0.08 个/mm2、0.1 个/mm2、0.13 个/mm2，分别增大 37.5%、20%、23.08%。2.3 根系的导管总面积随着处理时间的延长，根系导管的总面积也在增加（图 1 和图 2C）。处理结束时，T1、22275T2、T3 处理根系导管的总面积分别由处理 10d 时
13、的 893.6mm 、882.15mm 、847.4mm 增加到80A1 B1 C185A2 B2 C290A3 B3 C395100A4 B4 C4105注：图中 A1、B1、C1 分别为 T1、T2、T3 处理 10 天的根结构横切图；A2、B2、C2 分别为 T1、T2、T3 处理 20 天的根结构横切图；A3、B3、C3 分别为 T1、T2、T3 处理 30 天的根结构横切图；A4、B4、C4 分别为 T1、T2、T3 处理40 天的根结构横切图。Note：A1、 B1、 C1 were the root structure transverse chart of T1、T2、T3 t
14、reatment 10 days after treatment respectively; A2, B2, C2 were the root structure transverse chart of T1、T2、T3 treatment 20 days after treatment respectively; A3, B3, C3 were the root structure transverse chart of T1、T2、T3 treatment 30 days after treatment respectively; A4, B4, C4 were the root stru
15、cture transverse chart of T1、T2、T3 treatment 40 days after treatmentrespectively.110图 1 不同根温处理下根系结构的横切图（40 倍）Fig.1 Transverse section of tomato root at different root temperature treatments (40 times)25 T10.14 T11300 T1 CAT2T32015导管直径/mVessel diameter100.120.10.080.06导管密度/个.(mm)-2Vessel density0.04T
16、2 BT31200 T21100 T31000900导管总面积/(mm)2Vessel totalarea80010 20 30 40 处理天数/ dDays aftertreatment11510 20 30 40处理天数/d Days after treatment10 20 30 40处理天数/d Days after treatment120注：图 A 为根温对根系导管直径的影响； 图 B 为根温对根系导管密度的影响；图 C 为根温对根系导管总面积的影响。Note: Figure A is the influence of root-zone temperature on the ro
17、ot vessel diameter ; Figure B is the influence of root-zone temperature on the root vessel density ; Figure C is the influence of root-zone temperature on the total area of root vessel.125图 2 不同根温处理对番茄根系显微结构的影响Fig.2 The influence of different root-zone temperature treatment on tomato root microstruc
18、ture1处理 40d 时的 1231.8mm2、1196mm2、1104mm2，分别增加了 27.24%、26.24%、23.24%，T 处130135140145理比 T2 大 3%，T3 处理比 T2 处理小 7.7%，但 3 个处理间差异不显著。3讨论与结论根系的解剖结构在一定程度上决定了它的吸收和输导能力6，从而影响地上部的生长。 本试验通过对不同根温处理后番茄主根解剖结构的观察，以及对其导管密度、导管直径和导 管总面积的测量、统计，所得结果与彭抒昂等7对枳根中维管组织的解剖结果一致。与夏季 温室内的自然根温 28相比，降低根温至 231时，番茄根系导管分布分散，导管直径相 对较大，
19、导管数量少；这说明降低根温至 231可使其根系吸收能力增强，输送水分和无 机营养的阻力减小，有利于植株的生长。当根温继续升高至 331，则植株根系导管直径 减小，导管密度增加，即植株通过增加其根系横截面单位面积上导管个数多来增强其吸收和 输导能力，以利于植株有效地利用水分，以致根温升高至 331时的导管密度比自然根温 下的大 30%；这说明番茄植株在高温逆境下能不断地进行自我调节以适应高温逆境，保证 了根系的吸收和输导功能，能较多地吸收和运输水和无机营养，来尽量满足植株的生存和生 理需要。综上所述，夏季高温下降低根温至 231可以增强番茄植株根系的吸收和输导能力， 利于植株生长，可以有效地缓解
20、高温带来的危害，从而为生产提供了新的越夏栽培技术。参考文献 (References)1 李景富,徐鹤林.中国番茄M.北京:中国农业出版社,2007.Li J F, Xu H L. China tomatoM.Beijing: China Agricultural Press, 2007.2 田鹏.太原地区温室番茄限产因素探讨-光照、温度对产量的影响D. 太谷：山西农业大学, 2004.Tian B. Study on the factors limiting the yield of greenhouse tomato in Tai Yuan district - effect of radi
21、ation and temperature on yield D.Taigu: Shanxi Agricultural University, 2004.1501551603 王冬梅，康立功，许向阳，等.热胁迫对番茄叶片主要生理生化指标的影响J.园艺学进展，2006,（7）：898-901.Wang D M, Kang L G, Xu Y, et al. Effect of heat stress on the main physiological and biochemical indexes of tomato leaf J. Horticulture Advances, 2006,（7）
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