植物根和根际的研究方法.docx
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植物根和根际的研究方法
植物根和根际的研究方法
第六章根和根际的植物营养研究
根系研究的基本方法和根际研究的
几种方法的原理、原则
具体步骤
各种方法的优缺点。
根系几根系的研究方法
根系的概念：
根系是作为固定植物体，摄取、运输和贮存营养物质，以及合成一系列有机化合物（从主要的贮藏产物和可溶性代谢物到生长调节物质）的器官，是植物的地下生长部分。
根系的研究具有重要意义，主要与以下问题密切相关：
植物的生态适应性，水分和养分资源的获得，土壤微生物，资源的分配与菌根的作用，植物间的相互作用，土壤结构的形成，固定和铆固作用，根的产物（根分泌物、根际碳的积累），根系生物学方面等。
植物的根系有直根系和须根系1）直根系植物的根系由一明显的主根（由胚根形成）和各级侧根组成。
大部分双子叶植物都具有直根系,如陆地棉（GossypiumhiasutumL.）、大豆（Glycinemax（L.）Merr.）等。
大多乔林,灌木以及某些草本植物，例如雪松、石榴、蚕豆、蒲公英、蒲公英,甜菜,胡萝卜,萝卜等植物的根系是直根系.直根系的特点是主根明显,从主根上生出侧根,主次分明。
从外观上，主根发育强盛，在粗度与长度方面极易与侧根区别。
2）须根系植物的须根系由许多粗细详尽的不定根（由胚轴和下部的境界所产生的根）组成。
在根系中不能明显地区分出主根（这是由于胚根形成主根生长一段时间后,停止生长或生长缓慢造成的）。
大部分单子叶植物都为须根系。
如高粱（SorghumvulgarePers.）、香附子（CyperusrotundusL.）等。
禾本科植物如稻、麦、各种杂草、苜蓿以及葱、蒜、百合、玉米、水仙等的根系都是须根系.须根系的特点是种子萌发时所发生的主根很早退化,而由茎基部长出丛生须状的根,这些根不是来自老根,而是来自茎的基部,是后来产生的,称为不定根（adventitiousroots）。
几种常用的根系研究方法
对植物根系的研究比对植物地上部分的研究要困难得多。
因为植物根系生长在土壤和其他介质之中，使得对根系的观察和取样的难度大大高于植物地上部，往往是相当费时而且费力。
但是，研究根系在不同土壤、不同生态条件下发育和分布的规律对根系生理、生态研究至关重要，尤其是在应用生物学领域内，如农业、园艺以及森林等研究中。
在现有基础上对根系研究进行唯一的分类（不包括根系生理学的研究方法）是不可能的，因为许多方法虽具有相似的特征，但原理不同。
所以对其进行的分类常常因人而异。
最简单的分类法可以是旧或新，直接的或间接的，田间法或容器法等等。
也有按照具体方法进行分类的，如原状土法、玻璃管法等。
对适宜方法的选择将取决于研究目的，因为没有任何一种方法能够回答所有的问题，常常是需要明智地选择多种方法同时应用。
人们在采用一种方法时也经常对原有方法加以改进或创造出更好的方法来。
通常是方法越精确，越费时费力。
因此，实验者也必须根据自己的实际情况加以选择。
下面介绍的是几种具体的方法，有关根的一些参数，如根长、根密度、根重等的测定也将进行分别介绍。
（一）钉板法 钉板法被许多根系研究学家普遍采用，它把对根的图像描述和定量测量结合起来。
这种方法在野外，利用一块特制的钉板，可以把原状土及其中代表性的根系样本采集上来。
当用浸泡或冲洗的方法去除土壤后，板上装置的针或铁钉可以把根系保持在其自然位置上。
然后，就可以对清洗后的根系进行研究、摄影或绘图，整个或分部位进行测量。
小型的整段标本可利用简单工具采集，大型的整段标本则必须借助于动力机械操作。
1.钉板的制作木板的规格和钉的长度一般视所取根系样本的大小，也取决于研究的目的、设备条件和人力。
采集小型整段标本的木板可采用50cm*50cm，钉长5cm，对于较大的样本，规格可以增大到木板60cm*100cm，钉长20cm。
选择好适当规格的木板后，将木板钻孔，孔径略小于所用钉的直径。
钻孔的行距和列距对于成熟作物来说以5cm较适宜，对于苗期根系研究的小型钉板（20cm*30cm）则为2cm。
然后，在每个钻孔，把u型弯钉或金属丝压进去，用另一块薄板（1cm）从后面与厚板合起来，以固定钉入的钉子。
一般认为5cm的孔距在许多情况下较为适宜。
如孔距太近，当遇到硬土层的情况时，清洗根系比较麻烦；而当孔距太大，会导致许多根离开了它们的原位，再摄影或所绘的图像不能十分逼真。
当然，对于苗期植物或坚硬的树木根系，孔距可以适当相应地缩小或扩大。
钉板可以漆成黑色，这样可以为拍摄根系提供具有反差的背景，钉子也可以上漆以防止根系被锈污染。
用黑色塑料压入钉板能够取代上漆，这种途径还有一个优越性，即清洗完根系后，可以连同塑料膜把整个根系从板上取下来。
进一步的改进方法是在钉板上复上一层尼龙网或金属布，那么在洗根的过程中可以把尼龙网或金属布适当提起来，使水或能从网下漏掉，借此可以把泥土摩擦降低到最低限度。
2取样在野外，首先按土壤整段标本取样方法，通常需要挖掘至少是1m见方的原状土，断面与植物茎的距离应该是保证根轴位于土段的中部，断面光滑，垂直于地面。
断面准备就绪后，把钉板对着断面，钉板的两侧及底部则借助于铲、刀或钢板等切断。
钢板也能起到支持土段的作用，尤其是对于沙土或结构较松的土壤说尤其重要。
3清洗对于野外采集的大样本，如果土段土质为砂土或壤土，可以把它直接浸入水池中直到土壤水分饱和，大约需要12h左右。
浸泡过程中不要取下支，撑土段的框架，以免造成土段的断裂。
然后提起钉板，使土段面高于水面2-3cm，稍微倾斜，使泥和水流失，并保持压力低的水流自下而上冲洗根土分离，即可在钉板上留下整个根系原始分布情况。
当土壤中粘粒的含量较高时，跟的冲洗十分困难而且造成大量根的损失。
为了加速清洗过程及减少根的损失，可采用如下两种途经：
1）把整个土段置于100℃的温度下干燥后，浸入焦磷酸钠溶液，然后依前法冲洗；2）土壤以水饱和，在-25℃的低温下冷冻，然后冲洗。
这种冷冻---冲洗过程可能需要反复多次。
对于易受冻害的植物，这种冷冻方法需要谨慎使用。
4根系摄影及测定：
冲洗好的根系，略为晾干后不必取下钉板就可以在黑色背景上直接拍照最好是把钉板置于有薄水层的盘中，则大小根系可在水中自然伸展，摄影效果更佳。
也可以先制成干根标本后再进行拍摄，虽然这没有水中的情况那么真实，但用于示范，展览等目的来说是可行的。
干根标本可以测定其长度和分布形态，也可用于干物重测定和分部位测定其重量和体积。
（二）容器法容器种植通常可以用来研究根系的生理或生态学特征，它能够控制在田间条件影响根系生长的许多环境因子的交互影响。
在实验处理中，采用不同组合的环境因子，可以获得根系生长中单因子的主效应以及多因子间的互作效应等大量信息。
容器法的主要优点是比田间情况易于掌握和研究，而且其生长条件可以相对一致多次重复。
其不足之处是，该法是在非自然的条件下进行的，采用的是经过处理的土壤或其他介质，没有其他作物根系的竞争，存在或缺少某些特殊的土壤生物体，不能完全模拟田间的真实情况。
1根的生长体积和容器大小：
容器的大小和形状为根系的生长体积提供了有限的空间，对于具有庞大根系的作物来说是一个很严重的问题，所以容器的种植常常仅用于苗期或是根系较小的作物。
当研究较大的作物的根系时，根系的自然状况及研究目的决定容器应该有怎么样的大小以满足作物根系的生长。
许多研究者建议，容器应该有足够的深度，这是因为根系一旦在水平方向发展受阻，就有转而垂直向下的特征。
此即为许多种植容器直径较小，而高度却很可观的原因。
2种植盒的制作：
用于进行植物根系研究的种植容器有不同的种类。
普通花盆，来切里希盆及各种圆的或方的塑料盆为最为简单的容器，小型的透明容器也可以放在大些的不透明容器中，待需要观察根系生长的则把它取出。
这种研究与一般温室培养试验一样，相对来说比较简便，能够很快地得到信息。
但是，盆钵越小，种植时间越长，其结果的实用性就越受到限制。
对于比较大的根系生态研究来说，需要不同设计的大的种植盒或种植筒。
一些早期的种植盒长*宽*高的尺寸达到30*30*100（cm）圆筒容器比种植盒更为普遍，有铁制的、铝制的陶瓷的、陶土的等等。
近年来，塑料圆筒的应用较为成功。
在填土之前，这些圆筒的底土被封上尼龙或金属网，它们常常被置于有稳定水位的浅水槽上。
利用种植盒或种植箱，常常存在着控温的问题，根系生长对温度很敏感，而温室温度常常与大田差别很大，因此许多研究者把容器埋入地下，使其接近自然。
一些土壤中的永久性的水泥种植盒也被采用以克服温度的问题。
许多种植箱为了能够对根系的生长发育进行连续地原位观察采用了玻璃面，其余部分由木头或金属制成，玻璃面是可以移动的，外面可以覆盖一块不透明层，如铝箱等，防止根系被阳光照射。
按常规进行播种及管理。
也可以将容器埋入砂中或土壤中，使种植盒高出地面1-2cm。
玻璃面的种植盒具有许许多多不同的类型，有三角棱柱型的、三面都有玻璃，有搁置的安装在手推车上的根系研究盒，两面均有玻璃；还有温室内永久性的、立地的种植特制的安装在手推车上的根系研究盒，前面有垂直的玻璃板，用于一些特殊的根系研究。
玻璃面种植盒法不仅有利于根系生长过程中的观察，而且也可以方便地域钉板法结合起来，达到根系样本的采集，拍摄，定量研究等目的，一举数得。
（三）玻璃壁和玻璃管法除玻璃面种植盒外，从玻璃后直接观察根系生长的还有玻璃壁和玻璃管法。
在玻璃壁法中，作物的根系生长是通过安置在土壤剖面上的玻璃窗口来进行观察的，这样可以在自然状态的环境中进行根系的研究。
这种原位连续观察和记录的方法导致了简单的根系观察室以及现代化地下根系实验室的建立，通过这些设施得到的结果加速了田间根系研究的进展。
在玻璃壁方法中，玻璃必须与土壤紧密联接，中间不留空隙，否则，根系生长的环境条件可能会有很大的改变，而且泥土和水会充斥空间，影响观察的清晰度。
玻璃管法也是用来对根系生长进行连续观察的，比起玻璃壁来，其成本低，简单方便，对土壤的损害小，而且可以用许多支玻璃管进行观察，从统计的角度来说也有大裨益。
管的长度和直径依试验观察要求而定，选用50-120cm长，直径6-7cm的透明玻璃，外壁用防水记号笔或砖石笔画出5*5（cm）的方格，底部用木塞或橡皮塞塞紧。
玻璃管可以埋入田间、温室的生长箱或其他种植容器中，与平面垂直或成一定的角度。
在田间要先用直径稍大于玻璃外径的钻筒在所需观察地点钻孔，然后把玻璃管插入，在空隙处填以采自高地的、筛过的干燥土壤。
玻璃管高于地面10-15cm，露出部分可用不透明纸包裹或漆成深色，管口用铝箱封口或罩以金属罐。
用直径小于玻璃管内劲的圆形小镜固定在一条金属杆的一端，使其能在管内自由移动，或停在某处，在小镜上方有两个连接2节6v电池的6v灯泡安在金属杆撒花上作为观察的光源。
当要观察根系生长情况时，把观察镜盒光源引入埋好的玻璃管内，外边套以内经稍大于玻璃管外径的长30-50cm的不透明套管，套管的上端装有4倍放大镜，这样就组成了观察系统。
在不搅动生长基质的条件下可以定期地观察根系沿玻璃管外壁撒和那个的生长状况。
如果需要在很深奥的土层中观察根系，则光源强度和放大镜倍数要相应增大，观察套管高度也同样加大。
不断改进的较先进的观察仪器以及应用内窥镜与电视显像管连接，更便于对根系的生长发育动态进行观察。
玻璃管法和玻璃壁法存在一个共同的问题是管或壁厚很近的距离会产生根的密集。
有报道说，玻璃管厚2mm的土壤层内根密度是周围土壤的3陪。
但在自然土壤剖面观察根系的角度看，任不失为一种好的方法。
（四）根系研究的同位素测定法50年代以来，同位素在根系研究上应用日渐引起重视，对推动根系研究起了一定的促进作用。
采用同位素示踪以前，研究植物根系的方法主要是目测培养箱中根系的生长和分布，或把根系从土壤中分离出来进行研究，不能反映根系的吸收能力。
同位素示踪法在自然土壤剖面测定植物根系的生长和活力是50年代由Lott及其合作者开始的，目前已被广泛应用。
同位素示踪技术提供了原则上全新的直接的测定方法，而且不需要进行根系与土壤的分离，对研究根系吸收养分的活力、吸收部位及转移的速率等有着独特的优点。
1土壤注入法即在土壤的不同位置、深度注入放射性物质32P或86Rb，经过一段时间后测定地上部部分的放射性强度，其结果直接反映出植物根系的吸收能力大小，也即根系的活力。
根系活力是一个相对的概念，因为不同作物种类、根系的不同部位、根系的分布密度、生理年龄、土壤水分、理化性状等都会对根系活力产生影响。
一般采用的方法是测定单位根重在单位时间内吸收的示踪剂量。
磷是最常用的示踪元素，而且最适合该项技术的基本磷是最常用的示踪元素，而且最适合该项技术的基本假设，即根系接触不同位置注入的示踪剂机会均等，示踪物在土壤中保持位置不变并始终对作物吸收有效，以及注入示踪物的比活度在土壤中是接近均衡的等等。
具体方法是在植株周围选择距根茎不同距离或不同深度处钻孔，注人示踪物后，填上孔穴。
操作时，要注意不要使示踪物污染植株，造成误差。
一般经过一周左右的时间，收获地上部分，制成样品，就可以测定。
2植物注入法这种方法是在植物地上部茎的基部注人32P或其他示踪物，经过一定时间从根系分布区的一定部位取原状土样品，样品中的放射性强度可以反映该部分土壤活性根的数量，从而判断根系的含量及根系的分布情况。
一般的操作步骤是：
选择禾谷类作物，用校难的两支微量注射器之一注人植物的第一和第二节间部位，创造吸力，保证示踪物质进入植物，用另一支注射器注入一定量的32P。
用火棉胶封住针孔。
需要经过5h到5天，32P示踪物在植物体内平衡分布以后，采集原状土样本。
平衡的速度快慢取决于作物的生长期，受放射强度的影响很大，不同的作物间差异也很大。
土壤样本用圆筒取样器在植抹周围不同距离、不同深度处取出。
将样本风干、磨细，在500℃温度下灰化，以使根系中的32P与土壤充分棍匀。
取其中部分样品用G-M计数管测定放射性强度。
通过计算该部分土壤体积所含放射性强度占全层土壤的百分比，可以直接测定相对根量，以此可对根系的生长情况进行推断。
但是，这种方法并不是在任何时间都能显示根系从土壤中吸收养分的能力。
例如，在土壤水分亏缺的情况下，示踪物仍然能被向下输送到活的、然而休眠的根系中去，而这部分根系由于水分缺少而无法吸收养分。
3宏观放射自显影法利用放射性自显影法可以测定根系的分布，获得直观的根系分布材料。
首先必须制备根箱，大小可按试验要求而定，如内部容积可为40㎝×25㎝×90㎝。
除一面装有透明的有机玻璃板外，其余各面用胶木板制成。
有机玻璃扳一面供观察用，在其外再覆以可移动的胶木板，使根系不致长时间暴露于光照。
根箱向装有机玻璃面倾斜45°，以促进根系沿玻璃扳面伸长，便于进行观察。
通过植株地上部分注入32P，经3—5天后，可用X光胶片对根箱有机玻璃板一面按接触法进行曝光、显影、定影等制备宏观的根系分布图。
（五）多孔膜—根栽培技术高产植物需要生长在适宜的、无生理胁迫的环境条件之下。
整个植物的生命活动是与根系活动紧密联系在一起的。
在人工控制的根系研究室里，植物对控制下的特定的环境条件做出反应，已经取得了一些有价值的资料，但这些结果并不能完全符合田间环境的真实情况，具有一定的局限性，并容易造成根的损失，特别是具有吸收活力的纫根部分的损失。
运用多孔膜把植物根系从自然土壤中隔离开来，只容许其中的水分、养分通过的方法最早是在1951年由Brown和Albrecht建立的，但以往大多是用于短期试验。
1984年，Brown和他的合作者介绍了一种用于田间土壤条件栽培植物的多孔膜—根栽培技术。
该法是让植物全部根系限于田间一个横埋于土壤表层中的多孔膜套内生长。
膜套口开在地面上，幼苗从开口处移栽到膜套中，养分、水和氧气通过多孔膜进入到膜套中。
在不同的生长阶段可分别收获包括无土根系在内的全部植株，然后按照试验目的进行必要的分析测定。
具体做法是：
用以丙烯酸包被的尼龙纤维多孔膜（孔径0.3μm）做成长约2m，宽0.35m的多孔膜套，其边、底以胶合剂粘接，再用胶带加固。
将膜套水平埋于20㎝深的表层土中，口开在地面上，以便将植物幼苗移栽到膜套中。
幼苗在塑料盆钵中生长一定时间（如4周）后，将盆底去除，连同幼苗一起移栽到膜套的开口内，用胶带将套口粘贴到盆边上，高出地面7㎝左右。
根系被限于膜套内生长，通过多孔膜获得养分、水分和氧气。
为了保证根系移栽后的正常生长，在移栽后10天左右，可向膜套内提供一种定量配制的营养液（如Hoagland营养液）。
多孔膜套的上下土壤中按试验要求进行施肥，周围有灌溉系统，维持土壤中一定的水分状况（如基质势大于或等于-0.3MPa）。
膜套周围土壤按常规进行栽种，作为对照，以便与膜套内植物的产量和化学分析结果进行对照。
在预先设定的不同生长阶段进行收获。
取出膜套，用去离子水清洗后，取出根系，移去根茎外塑料盆，用去离子水冲洗根茎，这样，整株植株便可用来进行各种测定。
在膜套上方和下方0.5M处取土样，按需要进行各种理化分析。
多孔膜—根栽培技术的应用，能够在一定的生长期内提供完整的植物根系及其地上部，为正确评价土壤中物理、化学、生物环境的影响，如土壤酸度、紧实度、水分和养分以及植株密度、生物固氮等，提供了一个良好的研究手段。
（六）根的参数及其测定方法描述根系生长和分布的参数通常有根重、根数、根表面积、根体积、根径、根长及根毛数量等等。
在试验布置以荫就要考虑以哪种方式来对根系生长进行描述，从而选用相应的试验方法。
在决定选用某种根系参数时，不仅仅要考虑研究目的的需要，同样要考虑到时间和物力。
比如，在许多实验中，根系生态学家希望了解根系的表面积，但是没有迅速、可靠的常规方法，只得用其他参数取代之。
由于在进行根参数的测定时，同一试验结果往往相差很大，为了更好地解释根系数据，最好能测定多个不同参数进行比较。
下面介绍几种根系参数的测定方法。
1根数根计数在许多根系研究方法（如玻璃壁法）中都是常用的手段。
测定不同层次的根数能够对一个剖面中根的密度有良好的了解。
在研究一株植物完整无损的根系时，从主根和侧根数能够估计出根的总长。
尽管根数并非一个理想的参数，因为长根和短根都只能作为共同的单位，但是还是有可能与其他根系参数取得很好的相关性。
2根重根重对于表征根的总量是一个很好的参数。
当需要了解植物地下部分的生产力时，根系的干重就可以作为估计的标准。
根重也同样被认为是光合产物在植物体内贮藏的基本特征。
所谓根冠关系也主要是基于地上部和根的重量。
但是根重并不能显示出根系的吸收能力的大小，因为在根重中，有些根系的比例只占很小部分，然而它们的吸收能力最强，因此，根重最高的土壤层不一定是对水及养分吸收能力最大的层次。
这种情况尤其是发生在具有很粗壮主根的植物品种时，如多年生的木本植物。
根重测定有鲜重和干重两种。
鲜重测定十分简单，洗过的根系用吸水纸吸干，即可称重。
其准确程度与根外的水分含量有关，因此，受操作的影响很大。
干重测定较鲜重测定准确得多，因而也更实用。
被广泛应用在根系的生态研究上，根系生长及其作用的许多信息都基于根干重。
测定过程是：
将洗净的根置于105℃的烘箱中10-20h（视根量而定）。
烘箱的温度也可以降低到60—70℃，但烘干时间需相应延长。
然后称重。
3根径了解根径的大小（表6—4），可能获得关于土壤孔除大小与根系穿透潜力之间关系的信息。
在研究一年生植物时，根径在大多数情况下用来计算根表面积或根体积。
测定前，须先将根系浸泡于水中数小时，因为许多根呈没有规律的干燥程度。
根径的昼夜变化很大。
在干燥、晴朗的天气，根径能够收缩至本身最大值的60％，在测定时需对这些因素加以考虑。
根径的测定是用带有测微计的显微镜直接对鲜根进行测定。
对大根来说，可用小的手镜，千分卡尺。
如果一条根的直径上下有差别，则可以按一定间距分别测定。
4．根长近年来，越来越多的根系研究工作者对根长的测定很感兴趣。
原因之一就是方法的改进使得测定速度加快。
更重要的是，研究者们认为单位体积土壤内根长（根密度）是计算根系吸水量的最好参数。
根密度对土壤水分、养分的亏缺范围有很大的影响，意味着相邻根系对有效养分的竞争，而且在研究养分吸收过程中，高密度根系通常导致养分更完全的吸收，有助于养分利用率的提高。
当然，根密度和养分吸收的关系受根系环境中多种因素的影响，但一般认为，根长的测定比根重及其他根系参数更为有用。
根长测定在不同的生态研究中校广泛应用，这里仅介绍根长测定的几种方法。
（1）直接法将湿根置于有浅水层的平底玻璃盘中，盘上铺有带毫米（㎜）刻度的方格纸。
用镊子把根拉直，尽量不使它们相互重叠，并用一块玻璃板压着防止移动。
根或根段的长度随后就能以肉眼或手镜在最近的刻度处估计。
另一种方法是整齐地把根的两端用胶水固定在毫米方格纸上，有分技的根则裁成单独的根段再同样处理。
用这种直接法进行根长测定是繁杂、费时的，一般不作为常规方法。
（2）直线截获法即以根系与一定规格的方格纸上纵横线条的裁点数来计算根长的方法，比起直接法可以节省许多时间。
用这种方法测定的数据与根系的实际长度具有很好的线性关系，如用直接法和交叉点法测定的实际和估计棉线长度之间的关系达到极显著水平（r＝0.99）。
直接截获法的测定只需准备一个用透明塑料或玻璃制成的浅盘，盘子的大小以30㎝×40cm为好。
将一张方格纸置于盘底，湿根和少量水一起倒入盘内。
用镊子或针把根在方格纸上分散开，使之不相重叠。
计数根与方格上纵横线条的交叉点数，计数点数时可以使用计数器。
以使用计数器。
方格的大小视所要测定的根的数量而定。
对于总长不足lm的根样本一般用1㎝间距的方格，总长达5m的较大根样本用2㎝间距，对于总长15m的根系则建议用5㎝间距的方格。
为保证一定的准确度，防止工作者过于疲劳，交叉点数最好大于50，小于400。
根长可以下式计算：
根长＝11/14×交叉点数×方格间距（㎝）
把11/14和方格间距结合起来，就能得到转换因子，对于1，2，5印间距方格来说，转换因子分别为0.786，1.571和3.929，转换因子也可以由交叉点数与实际根长的线性方程得到。
虽然用直接截获法测定根长比直接法能在较短时间内测定出根的长度，测量精度也较高，但还是相当麻烦和费时。
往往由于人为因素，误差也较高，而且有的植物根系无法进行人工测量。
因此，基于直线截获法原理的根长测定仪器在测试方便、迅速、精度高的测根需求下，20世纪70年代在国外被研制出来。
目前测定根系的软件系统有多种，其中加拿大科学家开发的WinRHIZO根系分桥系统已在国际根系研究领城被广泛采用（后详述）；我国近年来研制出了ZG-1植物根系长度测试仪（以下简称测长仪；东南大学制造）。
该测长仪应用电子测量技术进行数字显示、自动测试，主要特点为测量时间短、测量精度高、操作简单、工作稳定及显示直观。
基本结构与工作原理：
主要由主机活动部件、光电转换装置和光电信号处理器三部分组成。
环形透光物盘固定在一微电机轴上，该微电机文座通过丝杆传动与另一微电机轴连接，使物盘既做圆周运动，又做直线平移运动。
物盘下方有一点光源，上方为光电转换装置。
光电转换装置由点光源、笔式显微镜和光敏管组成，可以在三维方向上任意调节，以保证显微镑与点光源小孔的中心同心。
物盘运动时，光路在物盘上的轨迹（阿基米德螺线）相当于直线截获法的标尺线。
物盘上放有根系时，根系与光路相交，类似于根系与标尺线相交。
通过光电转换装置和电子测量电路可以精确测定根系与标尺线的交点数N，并通过面板的计算器直接显示待测根系长度。
光电信号处理器主要完成微弱电流放大、形成脉冲信号与计数的作用。
调试：
把清洗过的干根或湿根剪成2㎝左右的根段。
如果待测根系直径较粗，不太密集可选择“干”测，按下电源开关，直接把根段均匀分布到物盘上；按下计数开关，物盘开始转动和平移，当物盘运动至员左或员右端时，限位开关切断微电机电源，计数器显示的读数即为待测根系总长度。
如选择“湿”测，在物盘中要加入少量水，使水均匀布满物盘
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