植物土壤营养与根际营养

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1、第二章植物与土壤之间的关系第一节植物根系生长与养分吸收第二节土壤养分有效性与土壤肥力第三节植物根际营养第一节植物根系生长与养分吸收一、作物根系的形成和在土壤中的分布1、根系的形成作物种子萌发后，先伸出幼根，然后再长出幼苗。双子叶植物，如棉花、大豆等的胚根直接生长，形成主根或直根。主根上生出侧根，侧根上再分出次级侧根，这样反复分支，形成一个根体系叫直根系。单子叶植物，如禾本科作物发芽过程中形成不止一条种子根。当幼苗长出后在胚芽鞘节处长出几条次生根（永久根）。次生根和种子根上再产生侧根，侧根再分支，就形成须根系。由于这些根系周围无分生组织，一般只能伸长，不

2、能加粗，所以不能形成明显的主根。2、根系在土壤中的分布禾本科作物的根系最深可达2～2.5米，但是一般耕作层的根量占总根量的60～80%以上。双子叶植物的主根在上部15厘米左右比较粗大。其上着生的侧根向外伸展，到30-40厘米时急占向下生长，最深可达2米，甚至5～10米（苜蓿）。但耕层根量占总根量的80%以上。因此，养分吸收以耕层为主，施肥也应在耕层。二、根系形态指标1、根系长度LA=根系总长度（cm）/土壤表面积（cm2）2、根系直径0.3mm3、根系表面积4、根系密度其中：LV为根系密度，m为3个主平面单位面积上的根轴数5、根毛（长0.1-1.5mm

3、，直径0.005～0.025mm，密度50～5亿个/米2）；根毛对磷的吸收有重要作用。6、根尖数（对Ca2+、Fe2+等养分吸收很重要）Thevolumeofsoilexploitedcanbeincreasedbytheelaborationofroothairs(left),andbysymbioticassociationswithectomycorrhizalfungi(centre)orvesicular-arbuscularmycorrhizae(right).FromMarschner“MineralNutritionofHigherPl

4、ants”2ndEdition,AcademicPress,1995三、影响根系生长的土壤条件1、养分供应土壤养分有效性影响根系的生长和分布。根系生长的趋肥性在施肥点周围或有机肥周围，根系密集，而在养分缺乏的地方根系较少。这就叫根系的趋肥性。FromDrewandSaker(1978)JournalofExperimentalBotany29:435-451FromWattandEvans(1999)PlantPhysiology121:317-323LupinusalbusLupinusangustifoliusCajanuscajanHeliant

5、husannuusTriticumaestivumBrassicanapusGlycinemaxProteoid-rootformersFrom:WattandEvans(1999)PlantPhysiol.121,317-323Ntreatment(mM)DryweightRoot:shootratioShootRoot0.050.80.450.560.53.51.390.405.09.21.820.20Investmentofassimilatesinrootsisincreasedinresponsetonutrientdeficiencies

6、.Thisresultsinanincreaseinroot:shootratio.表2-1磷的供应对羽扇豆（LupinusAlbusL.）的生长与矿质成分的影响（供试土壤为pH8.6的石灰性土壤）（Gardner，1982）普钙施用量（mg/kg土）0334667地上部干重（克）1.932.012.02簇状根（%）462816地上部含磷量（%）0.170.200.223根际土壤水溶性锰（mg/L）18.716.75.3根际土壤水溶性铁（mg/L）1.50.902、土壤通气性和水分氧是根系生长和代谢所必需的。DrewGoss（1973）认为：O2分压达

7、到5kPa可满足根系生长；根呼吸放出的CO2需及时排出土壤水分一般不会成为根系生长的显著因素。但在一定的水势条件下，根系生长较快。土壤水分含量过高、过低不利于旱生植物根系的生长。如土壤水势在1巴时，莴苣、菠菜、和蚕豆较水势为0.1巴时生长更快。当土壤水势大于1巴时，苹果根系不能生长。在一般土壤中，植物根系具有趋水性。当土壤含水量少时，根系向下发展，入土较深；当土壤湿度较大时，根系分布较浅。Scott和Russell（1977）试验表明，播后一个月降雨82mm，播后2个月表土（2.5～12.5cm）的根量是总根量的70%，只有10%的根系分布在22.5c

8、m以下；相反，第二年，播后一个月降雨不足24mm，根系分布的对应值分别是40%和30%。2、土