根域限制技术

1) 以肥控生长发育
2) 以水控生长发育
肥料须溶解于水中 才有效，水分的状 况影响肥料的有效 性，水与肥可以通 过计算机系统控制 植物的生长发育
3) “草与木互变”
4) 实现有机栽培
抑制新梢生长使树体矮小便 于管理，同时改变光合产物 分配，花芽增加，产量提高。 有望实现 “草地果园”。
5) 实现灌水和施肥自动化
1.2 根域限制方式
①垄式(Raised bed)
指在地面上铺垫微孔无纺布或微微隆起 (防止积水)的塑料膜后，再在其上堆积富含 有机质的营养土呈土垄或土堆栽植园艺植物。 土垄四周曝露在空气中，底面又有隔离 膜，根系只能在垄内生长。 操作简便，适合冬季无土壤结冻的温暖地域 应用，但夏季土壤水分、温度不是太稳定。
根 域限制
水养富贵竹
相关知识的回顾与问题
树体控制：物理、化学和生物方 法如修剪、生长调节剂和嫁接等
环境控制：大棚、温室等设施； 无土栽培；根域限制
重力
光合作用的光 光形态建成的光 温度 风 乙烯 病原体 光周期 湿度 草食动物
寄生虫 土壤微生物 有毒物质 矿质营养 土壤质地 水分状况
影响植物生长发育的各外部因素
6．水分管理 限制后根系不能再从广泛的土壤层 吸收水分和养分，必须及时补给水分。
思考题
1 依据自己实践经验，就根域限制栽培的应用前景谈 谈自己的看法 2 依据你所学的植物生理学、生态学、土壤学和植物 学等知识，根域限制机理还可以从哪些方面来讨论？ 3 从前面分析看，根域限制效果与机理有一定的相关 性，请依据植物生长发育的相关性，根系养分吸收与 生长相关性,激素变化与生长的相关性对其进行分析
此外还有：
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养分、水分限制； 地下水位限制； 利用化学药剂（Cu2+）; 利用培养基质如pH、容重、营养液成分; 通过地上部分（与地下部分的相关性）; 增加植株密度; 利用植物的相生、相克。
根域限制技术分类（类型）示意图
1.3 根域限制栽培优点、应用前景
根系分布己知，有的放矢施肥， 避免肥效后延对生长和果实品 质不良影响。
树体营养方面：根域限制树的根系对氮素的 吸收能力降低。
树干切断实验：切断树干后树液 量少、树液氮素浓度低得到判断。 根系活力实验：
“15N” 示踪显示，细根氮素营养向粗根移动 不活跃，从根往地上部输送的氮素量明显减少。
新梢的茎和叶分析实验：根域限制后 树木比没有限制新梢氮素浓度低，生 长不活跃，新梢和叶片就小型化
植物根系8大功能： 固着、支持、吸收、输导、 合成、储藏、繁殖、观赏
补充内容：根域限制 目的：了解设施栽培新的研究领域，为 水、肥精确利用、品质优良为特点的设施 栽培和大田生产奠定理论和实践基础 根域限制 根域无限制
为什么要进行根域限制？
是否可相互转化？ 什么目标？如何达到？
什么标准？机理如何？
1 根域限制概念、方式与应用
1.1 根域限制(Rooting-zone restriction, Root confinement) 利用一些物理或生态的方法将果树的根域范 围控制在一定的容积内，通过空间和水分、养 分的变化控制根系的生长来调节地上部的营养 生长和生殖生长过程的一种新型的栽培技术。 相对应的是根系自然生长的根域无限制和枝 系的限制
实践基础: 20世纪80年代，从盆栽植物生 长受到抑制的传统园艺艺术中受到启示，开 始根域限制栽培方式探索
理论基础: 冗余理论（盛承发，1990） （分子、生理、器官、种群水平）。
研究现状与趋势：
在葡萄、桃、柑橘、苹果、樱桃、柿、 无花果、果菜类和木本花卉等进行了初步 研究。
在营养生长、提高产量和果实品质诸方 面都取得肯定的结果。
3 根域限制的效果
限制根系无序生长，对营养生长、结实和 品质都有直接影响。 (一)营养生长
1.新梢：新梢生长受到显著抑制，抑制效果和 根域容积成比例，根域越小抑制效果越强。 2.主干：同新梢一样，主干增粗会随根域容积 的减小而下降
根域限制对巨峰葡萄干茎生长影响
根域限制对巨峰葡萄新稍生长影响
3.叶片：对单叶面积没有显著影响（因树种 而异，如苹果、梨树与枣树），但提高单位 横截面积和树冠的体积、产量。
与垄式、箱筐式相比，坑式根域的水分、 温度变幅小，果实品质进一步改善，节约 灌溉用水，在冬季寒冷北方可应用。
近年来，在美、澳等国推广的部分根域 干燥技术(Partial root-zone drying)也是根 域限制栽培的一种简易的形式。
应该注意： 1 分类方式的标准 2 不同分类方式的组合利用 3 隔离层（限制材料）种类、 表面结构、斑块分布等
4.根系：根系形态发生变化，粗根减少，分 支增加，细根多且长，表面积、体积也相应 增加。
根域限制下巨峰葡萄的根系形态差异
(二)生殖生长 1 提高巨峰、先锋等四倍体葡萄花芽量、坐 果率和亩产量。 2 果实膨大正常。
3 增加果皮色素和果汁糖分积累，提高品质
4 亩产量和成熟期，试验结果不同
4 根域限制机理
1 根域限制技术在园艺产品外观质量和营养 如何发挥作用。
2 在葡萄、桃和柑橘等果树上，探讨当年建 园，次年投产，且稳产、高产的技术。
3 另外，通过盆栽组合构成景观应用于园林 、休闲农业、城市农业、室内植物设计等
4 最佳土壤营养空间及其栽培参数，根冠通 讯在限根中的作用，光合速率变化及同化物分 配及相高
楼顶、阳台 等室内绿化
根系密度大、 易调控
不受土壤 条件限制
根域限制的优点及应用前景
2 根域限制产生、现状与趋势
产生:
20世纪70年代，推广矮砧密植（苹果等） 技术，“根深树大”传统观念有所改变。
a 在一些树种上尚无优良矮化砧木供使用 b 即使采用矮化砧木，根系仍分布在田间 广阔土壤中，难以适时适量控制肥、水。
根域限制树木中氨基酸浓度比没有限制树低，但 硝态氮比例高 氨基酸的组成比例也发生了变化。（谷酰胺、精氨酸和
甘氨酸浓度低，天门冬氨酸和谷氨酸浓度高）
根域限制对葡萄新梢生长抑制不仅是氮素吸收能 力低、输送到地上部的氮素营养减少的原因。另外， 根中氮素代谢变化可能也对生长带来了影响。
激素: 从新梢急速生长的盛花期到果 粒软化期，根、树液以及新梢的茎和叶内 赤霉素活性低，脱落酸浓度高。
一般认为,这两种激素支配着葡萄新梢 生长，这种内源激素条件对抑制新梢生长 起着重要作用。
5 根域限制栽培技术要点（以葡萄为例）
（一) 苗木培育：混合物土壤(有机质：土壤＝1:3) ，水肥(含氮60mg/L )，2次/周。8月中下旬，高 度1.5～2.50m时主梢摘心，促进越冬。 （二) 栽植技术 1．根域介质 有机肥：土壤＝ 1：3比例 2．根域容积 适宜根域容积0.05～0.06m3 / m2树冠 投影面积。
主要参考文献
1 Shengzuo Fang, Baodong Xie. Nitrogen dynamics and mineralization in Degraded agricultural soil mulched with fresh grass. PlantSoil. 2007, 300: 269–280. 2 王世平.不同生态条件下葡萄根域限制栽培模式与管理.中国南方果树. 2006, 35(2):52～55 3 聂俊峰,邹养军,贾志宽.根域限制栽培在果树上应用研究进展.陕西农业科 学,2005,3:114～116· 4 葛均青,于贤昌. 限根程度对黄瓜生长及光合特性的影响. 西北农业学报, 2004,13(4):174- 178 5 盛承发,赵国荣.生态系统反馈形成原因的分析.安徽农业大学学报2004, 31(3):253- 257 6 张荣,孙国钧.冗余概念的界定与冗余产生的生态学机制. 西北植物学报, 2003,23(5):844-851 7 王世平,张才喜,罗菊花. 果树根域限制栽培研究进展.果树学报, 2002, 19(5) :298-301
由于根域容积小，施 用有机肥改良土壤成 为可能，有利于实现 真正有机栽培
6) 不受土壤条件限制
在一些地下水位高、 土壤盐渍化严重的地 区，可以利用根域限 制建园，实现高产优 质栽培
着色好、品质佳
增加施肥目的 性、可控性，
景观树木 抚育、移栽
容积小，提高土 壤有机质含量
实现肥水自动 化和定量化
观光、休 闲农业
②箱筐式(Box, Pot, Container)
指在一定容积的箱筐或盆桶内填充营养 土，植果树等园艺植物于其中。
由于箱筐易于移动，适合在设施栽培 条件下应用。 缺点仍然是根域水分、温度不稳定， 对低温的抵御能力较差。
③坑式(Buried bed): 在地面以下挖出一定容积的坑，坑四壁 及底部铺垫微孔无纺布等可透水但根系不能 穿透的隔膜材料，内填营养土后植于其中。
3．根域厚度 根域太厚，上、下层土壤（或基质） 水分差异大，根域太薄则水分变化剧烈，适宜厚 度为30～40 cm。 4．栽植距离 适宜（参考）株距1.8m(或3.6m)， 行距2.5～3m。 5．营养管理 硬核期前每周施两次含氮60mg/L 复合液肥。硬核期至成熟采收，氮素浓度降至 20mg/L，施肥次数和施肥量不变。
例如：王世平等研究发现，与对照相比根域限制的
巨峰葡萄树从萌芽到休眠期，无论主干、母枝、新梢、叶 片，还是树液，其氮素含量明显偏低。
进一步研究证实，根域限制后巨峰葡萄根系的水分和 养分的吸收能力下降，单位时间内的营养吸收量低于对照， 树液的N03 和氨基酸浓度明显下降。 产生这种差异的原因可能与根表细胞膜的硝酸盐转运 子、根内硝酸还原酶、亚硝酸还原酶及氨基酸合成过程中 的关键酶的活性或同工酶的变化有关，