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植物根系结构

植物根系是一株植物全部根的总称。它具有固着、支撑、吸收、输导、合成、储藏和繁殖等多方面的功能。不同植物的根系构型在自然界存在丰富的变异类型,微信搜索菜农圈关注加入。植物通过根系固着在土壤中生长,获取赖以生长的水分和养分,并与土壤微生物相互作用,因而根系无论对植物基本的生长发育还是对植物响应外界环境都至关重要。

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根部构造

根分为 根尖结构 、 初生结构 和 次生结构 三部分。 根尖是主根或侧根尖端,是根的最幼嫩、生命活动最旺盛的部分,也是根的生长、延长及吸收水分的主要部分。 根尖分成 根冠 、 分生区 、 伸长区 和 成熟区 。 根生长最快的部位是伸长区。

图1 根尖结构

成熟区 :开始分化,着生根毛,吸收水分、无机盐的主要部位。

伸长区 :细胞迅速伸长,可吸收水分、无机盐。

分生区 :细胞分裂和伸长区细胞生长,促使根向前延伸。

根冠 :根尖顶端部位,细胞大而不整齐,似帽子状套在分生区外,具保护作用 。

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根的种类

根依据生长部位的固定与否分为 定根 和 不定根 ,定根包括 主根 和 侧根 。

主根 :种子萌发时,胚根突破种皮,直接生长而成的根,一般垂直向地下生长。

侧根 :主根产生的各级大小分支,与主根成一定的角度,侧根又可产生分支。

不定根 :发生位置不固定,由老根、茎、叶或胚轴上发生的根。

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根系类型

一株植物所有根的总体称为根系,根系依据形态分为 直根系 、 须根系 。

3.1 直根系

直根系由胚根发育产生的 初生根 和 次生根 组成,主根发达,与侧根成一定角度,由这种主根及其各级侧根组成的根系,称为直根系。 大多数的裸子植物和双子叶植物属直根系,微信搜索菜农圈关注加入。一般直根系入土较深,其侧根在土 壤中的伸延范围也较广,如木本植物的根系其伸延直径可达10-18米,常超过树冠的好几倍;草本植物如南瓜, 其伸延直径达6-8米 。

3.2 须根系

单子叶植物的主根出生后不久就停止生长或死亡,在胚轴和茎基部的节上生出许多粗细相等的不定根,再有不定根上生成侧根,整个根系外形呈絮状,称为须根系。 它是由种子根和不定根组成的。

图2 根和根系的类型

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影响根系生长的因素

4.1 土壤环境

4.1.1 水分对根系的影响

当土壤水份过干时,易促使根木栓化和发生自疏;过湿能抑制根的呼吸作用,造成停长或腐烂死亡。同时土壤水分过多会挤出土壤氧气,导致根系缺氧死亡,同时影响土壤通气性。

4.1.2 酸碱度对根系的影响

土壤偏酸性或偏碱性,都会有不同程度地降低土壤养分的有效性,难以形成良好的土壤结构,严重抑制土壤微生物的活动,微信搜索菜农圈关注加入,同时也可能造成重金属中毒,从而影响各种作物生长发育。

一般作物吸收矿质营养最适 pH 值 为5.5-6.5,过酸或过碱都会影响矿质元素的吸收。而土壤微生物一般最适宜的pH值是6.5-7.5,过酸或过碱都会严重抑制土壤微生物的活动,从而影响氮素及其他养分的转化和供应。

4.2 土壤营养

4.2.1 营养元素生根

植物所需的16种必需营养元素当中, 氮 、 磷 、 钙 、 锌 是影响根系生长最关键的四种元素。

氮素 的含量对根系有一定的调控和局部刺激作用,可增加根系的冠幅和干重量。

磷 为根系提供能量。作物生长期中,磷比较集中在富有生命力的幼嫩组织中,如根尖及茎尖生长点,其中根系的含磷量要高于茎叶。当作物缺磷时,会影响到细胞的分裂,蛋白质合成下降,糖分运输受阻,从而使得根系生长细弱。

钙 多集中在生长成熟的部位,幼嫩部位含量较少,并且钙在植株体内移动难度较大,一旦 缺乏时缺钙的表现首先发生在幼嫩部位 ,如果实脐部、顶端生长点、茎、根尖生长点等, 会导致生长点的分生组织生长渐弱,从而腐烂坏死。

锌 在植株体内影响生长素的合成。生长素促进茎尖生长点的生长,同时促进根尖生长点的生长,植物根系中的锌含量要高于地上部分。缺锌明显引起小叶、节间缩短,同时根系长势弱小。

4.2.2 功能性成分生根

生根的功能性成分大致有黄腐酸、海藻酸、壳寡糖等。因其类似或含有植物内源激素(生长素、细胞分裂素和赤霉素),而植物内源激素通过分子机制调控根系的发育,故从细胞水平上影响根系生长。

4.3 土壤微生物

土壤有益微生物 产生大量的赤霉素和细胞激素类 等物质,与植物根系接触后,能调节作物的新陈代谢,刺激作物的生长,从而使作物产生增产效果。

土壤土著微生物的庞大群系与根系环境建立共生关系,直接或间接影响着根系生长 。

图3 菌根共生

来源 收获自然的科学

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