一、植物根部的重要性
1、类型与生理功能:既然说到根系的重要性,我们就要先从根系的基本类型和生理功能上看看。
根系总体上可分为定根和不定根两大类型。定根是发生于植物体的固定位置,一般都是在植物的下部,在土层中。包括有主根和侧根,主根多由胚根发育形成;不定根则是除了主根以外的根,发生位置不固定。如玉米的茎、小麦的胚轴、许多植物的叶子都可以发生。
玉米的根系示意图上图为玉米的根系示意图。可以看到,最下部是玉米的主管与侧根,一般在地下土壤中。第二层的茎上,可生出“不定根”,这在玉米田中也经常看到,一部分在地上,一部分可深入到地下土壤中。另外,我们还可以清楚看到,玉米是须根系植物,主根不明显,其根系主要由不定根形成,小麦、水稻等植物,都是这样的根系;还有一种是主根系植物,就是主根、侧根区分明显,大豆、苹果、松柏等植物,属于主根系植物。
当然,植物根系还有按照功能划分的。如红树根系可分为支柱根、板状根和呼吸根,事实上,只有“支柱根”是固定根,“板状根”、“呼吸根”都是由不定根形成的。
红树的板状根与呼吸根根系对植物来说,非常关键。我们知道,植物的根不但多,而且长,往往是植物地上部分的几倍、十几倍、几十倍。例如,一株小麦有月7万多条须根,总长约米。
植物之所以有这么长,是因为它具有固定支撑、吸收与呼吸、转运与贮存、合成与转化、分泌与防护和繁殖等重要生理功能。而其主要的功能有两大方面:一是吸收土壤中的养分和水分;二是抵抗自然界的各种灾害与威胁。就要求植物的根系不得不发达,否则难以生存。
2、根系与植物生长发育:这是一个复杂的生理、生化过程。这里以直根系为例,简单地了解根系的重要性。
简单地理解,我们可以把植物的根分为垂直根与水平根。植物一个重要的营养吸收与利用过程是,植物的根吸收土壤中的无机营养物质和水分,输送到植物的叶面,经过光合作用转化为植物组织需要的物质,再输送到植物组织各个部分,包括根部。
在这个过程中,根系的生长发育,既有利于促进植物生长,又“抑制”植物生长。促进作用,由于根系的快速生长和发达,更多地吸收土壤中养分,供植物生长发育、开花结果所用;“抑制作用”,根系的生长将与植物地上部分的茎与花果生长分享养分,当养分合成不足时,就会出现植物生长抑制的现象。这也是植物维持生命的基本生理本能。
由此看来,解决根系生长与植物生长及开花结果的矛盾,是获得稳产、高产的核心问题。
3、根系组织结构:对根系的组织结构的理解,是解决问题的必要条件。
或许各位认为,自己已经非常了解植物的根系是怎么回事了。但对其组织结构的认知,并不一定那么完全。我们重新复习一下植物根系的组织结构:
植物根系横切面示意图根的前端叫根尖,根尖可依次分为根冠、分生区、伸长区和根毛区。简单的理解,根部的组织结构从横切面上看,分为表皮、皮层、中柱三个基本结构,这是幼根时期的所谓“初生结构”。上图是植物根系发育的“次生结构”,只有双子叶植物发生,而禾本科植物一般不发生“次生结构”的形成。
表皮、皮层起到保护、与土壤真菌共生、吸收营养与水分的作用。中柱(包括次生结构)起到养分运输及组织生长的关键作用。
二、如何促进根系快速生长
由前面的描述,我们可以找到促进根系快速生长发育的方法。
1、保持土壤的“通透性”:无论是直根系还是须根系,都需要在土壤中生长、伸展。因此,土壤良好的通透性就十分重要了,它影响到植物根系的深度和广度,也就是根部的发达程度。我们都知道,根部的发达程度,决定了营养吸收、水分吸收、植物稳固性等。
另外,还影响到植物根部的呼吸作用。根部的呼吸作用,对植物来说也非常重要。长期处于缺氧状态,发生所谓“烂根”现象,不要说营养等吸收,会直接导致植物死亡。
因此,施用高品质有机肥,保持土壤中有机质含量,可以有效改善土壤通透性。这也就是现在提倡的要增加有机肥投入的核心。
2、建立良好土壤微生态环境:良好的土壤微生态环境,是植物正常生长、乃至获得高产的前提,其理由如下:
土壤中仅仅有植物需要的营养元素还远远不够,许多营养物质是大分子物质,如有机质等;还有些营养物质为无机化合物,如硫酸盐类、磷酸盐类。这些物质需要分解成小分子物质,或是离子状态,才能被根部吸收。而这一工作的完成,需要多种土壤微生物的协同作用。大量使用化肥、化学农药,将导致土壤微生物的减少,削弱甚至完全阻止土壤微生物对营养物质的分解作用,也就导致目前土壤板结、盐渍化严重,“高投入不高产”的局面。
土壤中微生态系统是多元化的,并处于动态平衡中。当一些人为干预,导致其微生态系统失衡时,也就会出现各种不利于植物生长、不利于作物稳产乃至高产的情况,甚至会导致植物大面积死亡、作物绝收的严重恶果。例如,根腐病其实这是一种常见的植物病害。在正常的土壤环境、正确地使用肥料(包括有机肥与化肥)、正确地使用化学农药、保持田间的良好管理(如排水等),是可以避免的。
这里举一个花卉种植的实际例子。某地区花卉种植场普遍受到“根腐病”的侵扰,万年青种植成活率、成品率连年下滑。经现场考察和分析,我们仅仅采取了施用完全腐熟好的有机肥、配合喷洒高效微生物菌剂的综合生物技术,在投入很少、操作简单的情况下,就基本解决了这一问题。
已经种植半年以上的万年青根部这是已经生长了半年的万年青,其根部生长缓慢。养殖场采取了定期消毒、施用生根粉、施用各种肥料等等措施,无效。
采用我们提出的建议,不再使用杀菌剂等消毒,有机肥经过良好的发酵和充分腐熟后再施用,定期喷洒高效微生物制剂,经过20多天的处理,根部生长明显改善。
经过生物集成技术处理2次后情况这实际上是综合生物技术集成的效果。
根部生长发育良好,保花保果、稳产高产的基础也就建立了。再配合其它生产管理措施,相信提升产量才不是“空想”。
以上个人观点,敬请指正。这里是生态循环实践者,感谢