根系生理
植物根系生物学的研究进展
植物根系生物学的研究进展植物根系是植物的重要器官之一，对于植物的生长、营养吸收和环境适应起着至关重要的作用。
近年来，随着科学技术的不断发展和研究方法的不断创新，植物根系生物学的研究取得了一系列重要进展。
本文将从根系形态、生理功能以及基因调控等方面介绍植物根系生物学的最新研究成果。
一、根系形态的研究进展根系形态对植物的生长、稳定和营养吸收能力具有重要影响。
传统的研究方法主要依赖于手工测量和观察，但这种方法耗时费力且无法获取全面准确的数据。
近年来，随着三维成像技术的发展，研究者们可以更加准确地描述和分析根系的形态特征。
例如，基于X射线断层扫描技术（X-ray computed tomography，CT）和核磁共振成像技术（magnetic resonance imaging，MRI），研究者们可以获得根系的三维结构，进而分析根系的形态参数如长度、体积、分枝角度等。
此外，还有一些自动化的图像处理工具和算法应用于根系形态的分析，大大提高了测量效率和准确度。
二、根系生理功能的研究进展根系不仅是植物吸收水分和养分的器官，还参与了植物对环境的感知和适应。
近年来，研究者们通过测定根系的生理指标和代谢产物来揭示根系的功能。
例如，根系的渗透调节机制对于植物在不同土壤水分条件下的水分平衡至关重要。
研究者发现，植物根系中的渗透调节物质（如脯氨酸和可溶性糖）在根系水分调节中起着关键作用。
此外，根系还参与植物的营养吸收和物质转运等过程。
通过研究植物根系与土壤微生物共生关系，研究者们发现根系分泌的有机物质可以促进土壤微生物的生长和活动，从而提高植物对养分的吸收效率。
三、根系生长调控的研究进展根系的生长调控是植物长期适应环境的结果，也是植物发育和形态变化的基础。
近年来，研究者们通过逆向遗传学、表观遗传学以及转录组学等研究方法，揭示了许多控制根系生长的关键因子和信号通路。
例如，植物激素（如生长素、赤霉素、脱落酸等）在根系发育中发挥着重要作用。
植物根的结构
均较原生木质部略早。伸长区中许多细胞同时迅速伸长，成为根尖 深入土层的主要推动力。
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根尖分生区和 伸长区
多原型的根中，则多正对原生韧皮部发生。
当侧根发生时，中柱鞘相应部位细胞
首先进行切向分裂，增加细胞层数，继而进行 各个方向的分裂，产生一团新细胞，形成侧 根原基(lateral root primordium)，其顶
端逐渐分化为生长点和根冠。最后侧根原基的 生长点细胞进一步分裂、生长和分化，穿过母 根的皮层，伸出表皮，成为侧根。
少数双子叶植物的根，没有次生生长，其内皮层细胞的细胞壁常在原有的凯氏
带基础上再行增厚，径向壁和内切向壁再度加厚，而外切向壁是薄的，有少数正对原生木
质部的内皮层细胞保持薄壁的状态。这种薄壁的细胞称为通道细胞。它们是皮层与中
柱之间物质转移的途径。
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凯 氏 带
凯氏带
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单子叶植物根的结构
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单子叶植物根的结构
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（三）侧根的发生
侧根起源于根毛区内中柱鞘的一定部 位。由于发生于根的内部组织，因此，它 的起源称为内起源。
二原型的根中，侧根发生于原生木质部 与原生韧皮部之间或正对原生木质部的地方； 三原型、四原型的根，正对原生木质部发生；在
原生木质部的束数是相对稳定的。如油菜、烟草、马铃薯、萝卜、番茄的主根有二束原生木质部，称
为二原型(diarch)；豌豆、紫云英的主根为三原型(triarch)；棉花、花生、向日葵、南瓜的主根为 四原型(tetrarch)；梨、苹果为五原型(pentarch)；茶树因品种不同而有5束、6束、8束和12束。
植物根系生长
植物根系生长植物的根系是植物体的重要组成部分，它扎根于土壤中，为植物提供吸收水分、养分和支撑身体的功能。
植物的根系生长是一个复杂而精密的过程，涉及到多种生理和生物化学机制。
本文将从植物根系的结构、生长过程以及影响根系生长的因素等方面进行探讨。
一、植物根系的结构植物的根系主要由根尖、根毛、侧根和根茎等部分组成。
根尖是根系的生长点，负责向土壤深处延伸，吸收水分和养分。
根毛则是根系表面的细小突起，增加了根系与土壤的接触面积，有利于吸收水分和养分。
侧根是从主根发出的分支，可以增加根系的吸收范围。
根茎则连接着地上部分的茎和叶，起到传递养分和支撑植物体的作用。
二、植物根系的生长过程植物的根系生长主要包括细胞分裂、细胞伸长和分化等过程。
根尖是根系生长的中心，根尖细胞会不断进行有丝分裂，产生新的细胞。
这些新生的细胞会向根尖的两侧不断伸长，推动根系向土壤深处延伸。
同时，这些细胞还会逐渐分化为不同类型的细胞，如表皮细胞、木质部细胞等，完成吸收养分和传递养分的功能。
三、影响植物根系生长的因素1.土壤条件：土壤的质地、通气性、水分和养分含量等都会影响植物根系的生长。
良好的土壤条件有利于根系的生长和发育。
2.光照条件：光照是植物进行光合作用的重要条件，也会影响根系的生长。
充足的光照有利于植物根系的生长。
3.温度条件：适宜的温度有利于植物体内生理代谢的进行，也会促进根系的生长。
4.植物内部激素：植物体内的激素如生长素、赤霉素等会调控植物的生长发育，影响根系的生长速度和方向。
5.机械性刺激：外界的机械性刺激如风力、土壤松紧度等也会对根系的生长产生影响。
四、植物根系的适应性植物的根系具有很强的适应性，可以根据外界环境的变化做出相应的调整。
在干旱条件下，植物的根系会向更深处延伸，以寻找更多的水分和养分；在水浸条件下，根系则会增加气孔以提高氧气的吸收。
植物的根系适应性的强弱直接影响着植物的生长和发育。
总结：植物的根系生长是一个复杂而精密的过程，受到多种因素的影响。
林木的根系生态与根系生物学
林木的根系生态与根系生物学林木的根系生态和根系生物学是生态学和植物学中研究的重要内容。
林木的根系是维持树木生长和发展的基础，也是其与周围环境进行物质和能量交换的重要器官。
本文将探讨林木的根系生态和根系生物学的相关研究内容，以及它们在林业管理和生态保护中的重要意义。
一、根系结构与功能根系是树木生物体的一部分，包括主根、侧根以及根的细支。
林木的根系结构具有很强的适应性，它能够根据土壤条件的不同形成不同类型的根系。
主根是根系的主干，能够负责向下生长、吸收水分和养分。
侧根则是从主根上生长出来的，能够扩大吸收面积和增加物质吸收量。
根的细支与细胞根毛则是起到吸收水分和养分的重要角色。
二、根系与生态系统1.水分与养分吸收根系是植物从土壤中吸收水分和养分的重要途径。
通过根系的吸收作用，树木能够从土壤中获取所需的水分和养分，并进行光合作用和其他代谢活动。
不同类型的根系结构和形态适应了不同的土壤条件，从而实现了树木对环境的适应与生存。
2.土壤固定与防护根系的生长和扩张对土壤的固定和防护起到了关键作用。
根系能够渗透入土壤深层，通过强化土壤结构和增强土壤的固结性能，减少喀斯特地区等易发生坍塌和滑坡的地质灾害。
此外，根系还能够抵御风蚀、土壤侵蚀和水土流失等问题，起到保护土壤的作用。
3.物质循环与能量平衡根系通过吸收和释放物质，参与了生态系统中的物质循环和能量平衡。
树木的根系通过水的吸收和蒸腾作用，参与了地下水循环和大气水循环。
此外，根系对土壤中有机质的分解和矿物质的转化也具有重要的功能。
它们可以将有机质分解为氮、磷、钾等元素，促进土壤肥力的提高。
三、根系生物学的研究方法根系生物学的研究离不开现代科学和技术的发展。
目前，根系生物学的研究方法主要包括以下几个方面：1. 根系形态学研究：通过野外观察和实验室技术手段，对不同树种的根系形态进行描述和比较。
包括根长、根径、分枝情况以及根毛的形态特征。
2. 根系解剖学研究：通过切片、染色和显微技术，对根系的内部结构和组织解剖进行观察和研究。
第二章植物根系生理4-6节
第四节植物根系对水分的吸收正常生长的植物需水量很大，植物每形成1g干物质大约需要消耗200~1000g的水分。
植物的幼叶和根含水量高达90%左右，成熟组织含水量减少，如茎的含水量为30~40%，成熟的种子含水量只有10%左右，由此可见，凡是生命活动旺盛的部分，水分含量都较高。
一、根系吸水过程水在植物体内的运动可分为三个主要步骤：水由根际环境进入根皮层组织，并向木质部导管传送；水由根向叶输送；在叶片中水以气体分子形态释放到大气中。
根系对水的吸收，主要依靠毛管作用和渗透作用。
根细胞的细胞壁呈多孔结构，这些微孔直径通常小于10nm，从而具有毛细管作用而吸收介质中的水分。
由于毛管水势小于土壤水势，所以土壤水分通过根细胞壁的毛细管作用可直接进入根系组织。
水分由皮层组织进入木质部导管有两条途径，即质外体途径和共质体途径。
靠近根尖部位，由于内皮层细胞尚未形成凯氏带，所以质外体途径畅通；在根成熟区，由于凯氏带形成以及木栓质不断增厚，阻止了水分通过质外体途径进入木质部，共质体途径就成了水分向心运输的主要方式。
根细胞水分共质体运输的第一个步骤是水分进入细胞内，这个步骤的推动力是渗透作用。
细胞膜起着半透膜的功能，由于细胞的代谢活动，细胞内具渗透活性的溶质增加，渗透势降低，细胞水势随之降低，从而推动水分进入细胞内。
这一过程与根系代谢密切相关。
低温缺氧、有毒物质等抑制代谢的因素存在，将会降低根对水分的吸收。
水分由根细胞进入木质部导管的机理，目前仍不完全清楚。
一般认为，主要依赖于渗透作用，即离子由木质部薄壁细胞主动分泌入木质部导管，使导管内水势下降，水分随之流入导管中，这就是根压的成因。
在幼小植物中，根压强烈，足以使水从叶尖泌出，这叫吐水。
如叶尖出现水珠，说明根部水分状态良好。
但只靠根压作用，不能作远距离输水。
二、蒸腾作用和蒸腾系数水分从植物的地上部以水蒸气状态向外界散失的过程称为蒸腾作用。
蒸腾系数，即植物在一定生长时期内的蒸腾失水量与其干物质积累量的比值，通常用每产生1g干物质所需散失的水量g数表示。
植物根系生理和生态学研究
植物根系生理和生态学研究植物根系是支撑和供给植物生长的重要器官，因此，根系是探究植物生长和适应环境变化的关键点。
零星的研究材料、技术手段、仪器设备和研究方法的限制皆加大了植物根系研究的难度。
为了进一步探究植物根系的基础特征和生态学功能，近年来研究者在植物根系的形态、结构、生理和生态学特征方面做了大量的研究。
植物根系的生理和生态学研究，不仅深刻地揭示了植物对环境的适应策略，而且对于建立生态系统保护与可持续利用模式，更是有重要的指导意义。
一、植物根系对环境的感应与生理响应植物根系不仅是吸收水分和养分的场所，同时也是与外界环境进行交互的关键点。
在复杂的土壤环境中，根系能够感应到并对许多因素进行生理响应，如土壤含水率、膨胀性、养分含量、生物和非生物胁迫等。
1、水分胁迫由于全球气候变化的加剧，干旱和水logging等问题不断加剧，如何评估植物对于水分胁迫的响应机制，是当前植物应用生态学的热点和难点。
实验证明，根系是植物响应水分胁迫的第一道生理防线，根系对于水分的感应可以通过根毛发展、根毛表面润湿、游离水分吸收等途径完成，而在吸收过程中根系内部会发生代谢限制和调控网络的建立。
研究者发现，植物通过生物化学、生理学和分子生物学的手段，利用抗氧化酶、蛋白酶、热休克蛋白等防御系统来适应和缓解水分胁迫，以确保根系的正常吸收和生长。
2、胁迫响应根系是植物在生物和非生物胁迫下的响应场所，胁迫会导致植物代谢过程的紊乱和细胞死亡，从而影响植物的生长和发育。
植物通过在根系生理和神经系统方面的变化来适应这些胁迫。
例如，植物可以通过改变细胞壁的结构和成分、菌根共生、比例和活性来抵御。
此外，植物内部调节系统中的激素信号传递，也与其胁迫响应密切相关，并通过影响细胞内钙离子浓度等来适应其环境。
二、植物根系的生态学功能根系不仅是植物的开端，而且是植物与外部环境进行交互的关键点。
作为生态系统的组成部分，植物根系的功能与其动态范围具有高度协调性和可塑性，如寻找水源、贡献有机质、提供供给环境稳定性等具有显著的生态学意义。
根系发达机理
根系发达机理
根系发达的机理涉及多个方面，包括形态结构、分生组织和生理调节等。
下面是一些常见的根系发达机理。
1. 形态结构：根系发达通常表现为根的数量多、长度长、分支多。
这主要是由于根的原基细胞发育后分化成形态各异的根器官，不断生长分枝。
2. 分生组织：根的分生组织包括根尖的分生锥和原基细胞。
分生锥是根尖区域的细胞群，具有不断分裂和分化的能力，直接导致根的持续生长。
而原基细胞则是分生锥的母细胞，通过细胞分裂形成新的分生锥。
3. 生理调节：根系发达还与植物内外环境的生理调节密切相关。
例如，根系生长的速度和方向受到植物激素的调控，如生长素促进根的生长，而乙烯和脱落酸则抑制根的生长。
此外，根系对土壤中的水分、养分等环境因素的感知和响应也能促进根的发育。
4. 水分吸收：根系发达也与水分吸收有关。
植物通过根毛吸收土壤中的水分和养分，并通过根的结构和组织调节水分的吸收和传输。
发达的根系可以增加根毛的表面积，提高水分吸收效率。
5. 维持植物稳定：根系发达有助于植物在土壤中建立稳定的立体结构，增强植物对风、水和土壤侵蚀等环境变化的抵抗能力。
总的来说，根系发达的机理主要是通过根的形态结构、分生组织和生理调节等多方面的作用，有助于提高根的吸收效率、增强植物对外部环境的适应能力，并确保植物在土壤中的稳定生长。
农作物的根系生理与根际微生物研究
农作物的根系生理与根际微生物研究根系是农作物的重要组成部分，直接影响着作物的生长发育和产量。
而根际微生物是指生活在根系周围土壤中的微生物群落，与根系紧密互动，对作物生长起到重要的调控作用。
本文将探讨农作物的根系生理以及根际微生物的研究进展，以期提高农作物的产量和健康。
一、根系生理作为植物的重要器官，根系对水分吸收、养分摄取以及固定植物于土壤中起着关键作用。
根系生理研究旨在深入了解植物根系的结构、发育和功能，并探索其在逆境条件下的应对机制。
1. 根系结构与分布根系结构包括主根和侧根，主根通常负责深入土壤吸取水分和养分，而侧根则广泛分布在主根周围，增加吸收面积。
研究表明，根系的形态和分布特征受遗传和环境因素的共同调控。
2. 水分吸收与传输根系是植物吸收水分和矿质养分的重要器官。
水分通过根毛吸收，随后通过根的细胞间隙和木质部向上运输到地上部分。
根系结构的合理配置和增加根毛等对提高水分吸收效率具有重要意义。
3. 养分摄取与转运农作物根系通过根尖部位的离子吸收和转运系统，摄取土壤中的养分。
不同作物对不同营养元素的吸收有差异，对养分的高效利用可提高作物的抗逆性和素质。
二、根际微生物根际微生物是生活在根系周围土壤中的微生物群落，与根系形成共生关系，对植物的健康和生长起到关键作用。
根际微生物的研究旨在深入了解微生物对根系的促生、防病和解毒等作用机制，并为农作物的生产提供科学依据。
1. 根际微生物种类与功能根际微生物包括细菌、真菌、放线菌等，它们通过与根系的互作，能够提供植物所需的养分、增强植物的抵抗力、抑制植物病原微生物的生长等。
此外，根际微生物还可参与土壤养分循环和有机质降解等重要生态过程。
2. 根际微生物与植物互作根际微生物和植物根系之间存在复杂的相互作用关系。
植物通过分泌物质来吸引有益微生物和抑制植物病原微生物的生长，而有益微生物则通过分解有机质、溶解无机磷等方式促进植物的生长。
3. 聚合物和代谢产物的作用根际微生物通过分泌聚合物和代谢产物等物质，为植物提供养分和生长因子，进一步促进植物根系的发育和生长。
根的结构
不定根(adventitious root)和须根系 2. 不定根(adventitious root)和须根系 (fibrous root system) 由植物的茎、叶、老根等处形成的根叫不定根。 由植物的茎、 老根等处形成的根叫不定根。 须根系主要是由茎基部产生的不定根组成的根系。 须根系主要是由茎基部产生的不定根组成的根系。 它的主根生长缓慢或停止生长。 如水稻，小麦， 它的主根生长缓慢或停止生长。 如水稻，小麦， 玉米等。 玉米等。
成熟区（ zone） 4. 成熟区（maturation zone） 根毛区表面密被根毛， 增大了根的吸收面积， 根毛区表面密被根毛 ， 增大了根的吸收面积 ， 是根吸收水和无机盐的主要部位。 是根吸收水和无机盐的主要部位。 位置: 紧接着伸长区，表皮常着生根毛； 位置: 紧接着伸长区，表皮常着生根毛； 特点: 各种细胞已停止生长并分化成熟； 特点: 各种细胞已停止生长并分化成熟； 根毛: 表皮细胞外壁延伸而成，呈管状； 根毛: 表皮细胞外壁延伸而成，呈管状； 作用: 根的吸收。 作用: 根的吸收。
在单盐培养液中加入少量的含其他 金属离子的盐， 金属离子的盐，就能减弱或消除单 盐毒害， 盐毒害，这种离子间相互消除单盐 毒害的现象, 离子对抗。 毒害的现象,称离子对抗。
植物吸收水分和吸收矿质元素离子的比较
水分吸收
原理与过程 区 吸收的动力 别 运载工具
渗透作用 细胞内外溶液的浓 度差； 度差；蒸腾拉力 不需
2、内生菌根 真菌的菌丝， 真菌的菌丝 ， 通过表皮进 入皮层的细胞腔内， 入皮层的细胞腔内，菌丝在细 胞内盘旋扭结。如兰科、桑属、 胞内盘旋扭结。如兰科、桑属、 银杏有这种菌根。 银杏有这种菌根。
3、内外生菌根 植物幼根的表面和生活细 胞内均有真菌的菌丝存在，如 胞内均有真菌的菌丝存在 ， 柳属、苹果等。 柳属、苹果等。
植物的根系生理与土壤养分循环
植物的根系生理与土壤养分循环植物的根系生理与土壤养分循环是植物生长和发育的关键过程。
根系是植物吸收水分和养分的主要器官，通过根系的吸收与释放作用，植物能够维持自身的生命活动。
同时，根系还具有塑造土壤环境、调节土壤养分循环的功能。
本文将探讨植物根系的生理机制和其与土壤养分循环之间的关系。
一、根系结构及生理机制植物的根系是由主根、侧根和细根组成的复杂网络系统。
主根是最早形成的根，起到支撑植物的作用，侧根则从主根上生长出来，增加吸收面积和稳定植物的生长。
细根则是根系中最细小的分支，是植物吸收水分和养分的主要部位。
根系的生理机制包括吸水吸养分、呼吸代谢和分泌物质等过程。
首先，根系通过根毛吸收土壤中的水分和养分。
根毛是细胞伸长增生的产物，具有极高的吸水吸养分能力。
其次，根系通过呼吸作用产生能量，并调节氧气和二氧化碳的交换。
根系的呼吸代谢对植物的能量供应和碳氮平衡具有重要影响。
此外，根系还能分泌有机酸、激素和酶等物质，对土壤养分的溶解、稳定和转化起到促进作用。
二、根系与土壤养分循环根系与土壤养分之间存在着密切的相互作用关系。
植物通过根系吸收土壤中的养分，同时根系的生长和分泌也会对土壤养分循环产生影响。
1. 养分吸收与利用根系通过根毛吸收土壤中的养分，包括氮、磷、钾等多种元素。
养分的吸收与利用是植物生长和发育的基础，也是植物抵抗逆境和提高产量的关键。
植物通过根系调控吸收通道的开闭以及养分的运输和转化，从而实现对土壤养分的选择性吸收和利用。
2. 化学物质的分泌与土壤改良根系分泌的有机酸、激素和酶等物质能够改变土壤环境，并促进土壤养分的溶解、转化和释放。
例如，植物的根系分泌有机酸可以降低土壤的pH值，促进磷的溶解和铝、锰等微量元素的释放。
同时，根系分泌的激素和酶也能够调节土壤中酶活性和微生物生态，进而影响土壤养分的循环和有效性。
3. 根系对土壤结构的调控植物的根系能够改善土壤的结构和通气性，增加土壤的持水保肥能力。
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1.Epidermis 表皮 2.Cortex 皮层 3.Endodermis 内皮层
xylem (xy) 木质部 phloem (ph) 韧皮部
第三节 植物根系功能 Plant Roots Functions
• 吸收功能(核心) • 固定支撑功能 • 合成与分泌功能 • 输导功能 • 贮藏功能 • 繁殖功能 • 呼吸与气体交换功能 • 感应功能 • 攀援功能 • 寄生功能 • 根与菌的共生功能
✓矿质营养的吸收必须依靠呼吸作用所释放 的能量，属于主动吸收过程。
2、根系的固定支持功能
• 在无土栽培中，由于栽培方式的改变，这种功能表现不完 全一样，如水培系统中根的支持作用不大，对植株的固定 和支撑要靠人工措施来实现，而在基质栽培中，根的固定 与在土壤栽培中同样重要。
露兜树
3、根的合成与分泌功能
蒸腾作用的生理意义
The physiological significances of Transpiration
• 首先是提供了一个水分从地下部到地上部上升的垂 直拉力，保证了水分在植株中的运输，为各种生理 代谢的正常进行提供了充足的水分。
• 其次，通过茎叶的蒸腾作用而使得植物在夏季高温 时植株体内及叶表面保持一定的温度，避免或减少 高温的危害。
谢器官，它的生长发育直接影响到地上部茎叶的生长和作
物产量的高低。
– 伤流液测定
– TTC还原染色法（氯化三苯基四氮唑） – 根系吸收面积（甲稀兰作吸附物质）
呼吸代谢途径中 由脱氢酶催化所 脱下来的氢可以 将无色的 TTC还 原为红色、 不溶 性 的甲月替
吸收面积（m2）= (C－Cˊ)×V×1.1
1 mg甲烯蓝成单分子层时所占面积为1.1 m2
1、根系的吸收功能
• 根系的吸收功能： • 根系吸收的物质包括水分、无机盐类的分
子或离子、简单的小分子有机化合物以及 气体等。 • 根系各个部位的吸收能力有较大差异，根 毛区吸收能力最强。 ✓根系对水分的吸收动力是蒸腾拉力和根压。
✓根系吸收的肥料，都是以无机盐的形态被 植物吸收。
✓水分吸收传导的主要动力是蒸腾拉力，属 于被动吸收过程。
• 第三，有利于植物根系对养分的吸收。 • 第四，利于植物生物合成的物质在体内的进一步分
配。
蒸腾作用的指标
1. 蒸腾速率 （transpiration rate） g.m-2.h-1
又称蒸腾强度或蒸腾率。指植物在单位时间内、单位叶 面积上通过蒸腾作用散失的水量。
2. 蒸腾效率（transpiration ratio） g.kg-1
三、地上部分生长状态及栽培管理对根系生 长的影响
• （一）整枝方式对根系走向的诱导
• （二）摘心和侧枝数量对根系发育的影响
摘心抑制根系生长
• （三）坐果数量与根系生长关系
坐果过程中，根系生长受到抑制；
茄果类生产中常常出现产量波动现象； 疏花疏果；及时采收；培育壮苗；降低夜温，提高根际温 度。
• （四）摘叶对根系的影响
• 生命活动旺盛，水分含量较高
– 幼叶和根含水量90% – 茎 30-40% – 成熟种子10%
植物吸水的过程 The procedure of water absorption
• 水分从介质 植物 环境的过程：
• 1)由介质迁移到根系皮层组织，再运送到木质部 导管；
• 2)由根系木质部导管向地上部运输并分配到各器 官中；
植物每蒸腾1Kg水时所形成的干物质的克数。
3. 蒸腾系数（transpiration coefficient）
又称需水量。指植物每制造1克干物质所水消耗水分的克 数，它是蒸腾效率的倒数。
大多数植物的蒸腾系数在125~1000之间。蒸腾系数越小， 表明该植物利用水分的效率越高。
% (干重)
% (干重)
• 是指根系将其吸收的水分、无机盐类和其它物质 以及根系代谢形成的物质输送到地上部供其生长 所需，同时也可将地上部生产的有机物质运送到 根部。 (双向运输)
• Roots can transport water, inorganic salts and metabolites generated in roots from roots to shoot, at the same time, the organic matters can also transported from shoot to roots.
a.须根系 Fibrous root system
b.直根系 Tap root system
直根系
须根系
• 根系作物根系与作物种类和品种特性有关
– 果菜类蔬菜根系粗、多；叶菜类和根菜类根系小
– 瓜类作物中冬瓜和南瓜根系生长量大，分布广，而黄 瓜根系少，分布浅
– 茄子粗根较多，纵向横向分布广，番茄主根少，细根 多
指因叶片蒸腾作用而产生的使导管中的水分上升 的力量。 蒸腾 叶片水势下降 水分运输 压力梯度
水分在植物体内运输的动力 (水分沿导管上升的机制)
上端原动力 下端原动力 中间原动力 内聚力学说
蒸腾拉力 根压 水分子间的内聚力及导管壁附着力。 认为维持导管中水柱连续不断的原因 是水分子 的内聚力大于水柱的张力。
根系分泌物的作用
➢ 有些可以减少根部与基质的摩擦； ➢ 有些可以溶解介质中的难溶性化合物，促进根对物质
的吸收； ➢ 有些可以抑制其他植物和某些细菌的生长； ➢ 还有些可以促进根际微生物的生长； ➢ 根系有不同程度的氧化还原能力：Fe2+--Fe3+
4、根系的输导功能/Transportation
内皮层内，包括成熟的导管和中柱各部分。
根系吸水的机制
按其吸水动力ห้องสมุดไป่ตู้为
1.主动吸水 2.被动吸水
1.主动吸水 （active absorption of water）
由植物根系的生理活动引起的吸水（10-20cm）
主动吸水的动力
证据
根压（root pressure）
伤流（bleeding） 吐水（guttation）
• 根的初生结构包括以下几个部分：
➢ 表皮(epidermis)：根最外面的一层细胞构成。 ➢ 皮层(cortex )：位于表皮内，由薄壁组织构成，具有贮藏有机养分的
功能，可分为外皮层(exodermis)与内皮层(endodermis)。 ➢ 中柱(stele)：皮层以内的部分称为中柱，一般由中柱鞘、木质部和韧皮
• 6、根的繁殖功能：许多植物的根可以产生不定芽，而这 些不定芽可以产生新的植株，如甘薯、大丽花、芍药等。
• 7、根的呼吸功能：根系在生长过程中，要不断呼吸，与 环境进行气体交换。多数情况下植物进行有氧呼吸。榕树、 龟背竹、石斛的气生根较发达，可以弥补基质中氧气的不 足。
• 8、根系的感应功能 • 根系在生长介质中会向营养丰富、水分和
通气性良好的方向延伸
• 9、根系的攀缘功能（攀援根） • 10、根与菌的共生功能 • 11、根系的寄生功能（寄生根）
菟丝子
茎缠绕寄主，并在接触部位 产生吸盘，侵入寄主植物维 管束内吸取水分和养分。
吸盘
菟丝子
Ha: Haustoria （吸器） H: host V: vessel
第四节 根系对水分的吸收
– 地上部分较高的品种根系分布深，地上部分较矮的品 种根系趋向横向分布
• 根系生长深度与作物根系生长方法、栽培方式有 关
二、植物根系与地上部分的关系
• 植物根系生长数量与根系活力直接影响到地上部分的生长 状况。
– 植物根系的发育状况是影响产量的主要因素，同种作物的产量随 着根量的增加而增加。
– 根系矿质营养吸收量和细胞分裂素产生量与产量密切相关。 – 根系的生长状况直接影响叶片的功能和寿命。
• 根系的优劣不仅在于根量有关，还与根系活力有关。
粗根数及S/R值与产量的相关关系
根
系
木
质 部
NP
伤
流
液
中
无
机 养
K Ca
分
含
量
与
产
量 的
Mg Fe
关
系
根
系
木
质 部
CTK GA
伤
流
液
中
激
素
与
产 量
IAA ABA
的
关
系
根系活力
• 根系活力是指根系新陈代谢活动的强弱，是反映根系吸收
功能的一项综合指标。根系作为植物重要的吸收器官和代
• 3)由地上部器官(主要是叶片)以气态水的形式(水 蒸汽)释放到空气中。
根系吸水的部位
根尖端
根冠 包括： 根毛区
伸长区 分生区 吸水能力最强
根毛 基质颗粒
基质水分
根毛区吸水能力最强的原因有三：
1、根毛多，增大吸水面积（5~10倍）
2、根毛外壁，果胶质覆盖，粘性较强 亲水性好
3、根毛区输导组织发达，阻力小， 水分移动速度快
无土栽培与植物根系
Soilless culture and plant root system
植物根系对于无土栽培的重要性
• 无土栽培的特点之一在于采用人工创造的根系环 境代替土壤环境，研究植物的根系生理显得尤为 重要。
• 植物产量的形成，不仅要求地上部分能进行良好 的光合作用和高效的光合产物运转效率，而且要 求地下部分具有良好的吸收与代谢功能，产量与 根系的发育有密切的联系。
5、根系的贮藏功能
• 根系的贮藏功能：可以贮藏许多养分。有的植物 根膨大后可以形成明显的贮藏器官，如萝卜、胡 萝卜、芜菁的主根膨大肉质根，甘薯等是由侧根 膨大形成养分贮存器官。人参、大黄、甘草、何 首乌、百合的根为药材的重要部分。球根花卉的 根部中贮藏了大量营养，可以为植株生长提供充 足的营养。