根系是园林植物的重要器官。土壤管理、灌水和施肥等重要的管理,都是为了创造促进根系生长发育的良好条件,以增强根系代谢活力,调节植株上下部平衡、协调生长。园林植物的根系是其整体赖以生存的基础。
根系来源如图1-29所示。
根系的类型如图1-30所示。
(1)主根 种子萌发时,胚根最先突破种皮,向下生长而形成的根称为主根。主根生长很快,一般垂直插入土壤,成为早期吸收水肥和固着的器官。
图1-29 根系来源
(2)侧根 当主根继续发育,到达一定长度后,便从根内分化产生出与主根有一定角度,沿地表方向生长的分支,称为侧根。侧根与主根共同承担固着、吸收及贮藏功能,统称骨干根。
(3)须根 侧根上形成的细小根称为须根。按其功能与结构不同又分为4类:
1)生长根,为根系向土壤深处延伸及向远处扩展部分,一般为白色,具吸收功能。
图1-30 根系的类型
2)吸收根,主要功能是吸收以及将吸收的物质转化为有机物并运输到地上部,正常吸收根多为白色。
3)过渡根,主要由吸收根转化而来。
4)输导根,主要起运送各种营养物质和输导水分作用的根。
一些园林植物主根伸出不久即停止生长,或主根存活时间很短,而自茎基的数节上生长出长短相近、粗细相似的须根。这种主根生长较弱,主要根群为须根的根系称为须根系。如禾本科草坪草等均为须根系。
园林植物的侧根除从幼根轴上产生以外,还可由茎(枝)、叶、胚轴上产生,由此形成的根叫不定根。很多园林植物具有产生不定根和芽的潜在性能,可采用植物生长调节剂处理,辅之以配套栽培管理措施,以促进不定根形成,从而快速无性繁殖优良种苗。
园林植物的根系除起固定植株、吸收水肥、合成与运输等功能外,还以不同形态起着贮藏营养与繁殖作用。根的变态主要有3类,如图1-31所示。
图1-31 根的变态
根际是指与根系紧密结合的土壤或岩屑质粒的实际表面,与生长根紧密相接,其内含有根系溢泌物、土壤微生物和脱落的根细胞,以毫米计的微域环境。其中存在于根际中的土壤微生物的活动通过影响养分的有效性、养分的吸收和利用以及调节物质的平衡,而构成了根际效应的重要组成成分。土壤中有些微生物能进入到根的组织中,与根共生,形成共生现象。
同真菌共生的根称为菌根。若菌丝不侵入细胞内,只在皮层细胞间隙中的菌根为外生菌根,如山毛榉、松等树木的根;菌丝侵入细胞内部的菌根为内生菌根;介于两者间的菌根为内外兼生菌根。柑橘、李等多数果树和杜鹃、鸢尾等多为内生菌根,而草莓则为内外兼生菌根。
由于菌根的形成,扩大了园林植物根系的吸收范围,增强了根系吸收养分的能力,从而促进了地上部光合产物的提高和生理生化代谢的进行。这在土壤贫瘠和干旱地区,保持植物正常的水分代谢和养分吸收,提高园林植物抗逆性具有重要作用。
根瘤是由于细菌侵入根部组织所致,这种细菌称为根瘤菌。豌豆、蚕豆等各种豆科植物的根系均与根瘤菌共生,从而形成其显著特点。通常豆科蔬菜能分泌物质以吸引根瘤菌向其根部移动,当根瘤菌与根毛接触时,便由根毛处进入根组织,根瘤菌在根皮层中繁殖,从而刺激皮层细胞分裂,形成很多微小的细胞,导致根组织膨大突起而形成根瘤。这样豆类蔬菜与根瘤菌共同生活,一方面根瘤菌从植物体内获得能量进行生长发育;另一方面根瘤菌所固定的氮素又为植物所利用。因此,创造根瘤菌所需生活条件,促进根瘤菌活动对植物生长发育具有重要作用。
根沿土壤表层方向平行伸长,分布的范围受园林植物种类、育苗移栽与否、土壤条件及其他环境影响。根系一般都分布到树冠投影范围以外,一些根系强大的树种甚至超出4~6倍。
园林植物地上部和地下部相接处的部分为根颈。根颈以下向土壤深处下扎的根称为垂直根。垂直根在土壤中的分布深度与园林植物的根系特性、土壤质地、肥力水平及水分状况等有关。
根系开始生长时期比地上部分早,结束生长时期比地上部分迟。在植物周年生长过程中,根系的生长与地上部分高径生长之间呈交替进行,主要依靠树体贮藏的营养物质。根系第二次生长高峰在秋季,地上部分缓慢生长后期。根系生长高峰出现次数,依树种、年龄、树体营养状况、外界环境条件等不同而不同。外部环境中的温度、水分与根系生长关系密切。土壤温度变化较气温稳定,所以根系生长开始早,结束较迟。一般土壤含水量达田间最大持水量的60% ~80%时最适宜根系生长。
园林植物的根系受植物种类、品种、环境条件及栽培技术等影响,其生长动态常表现出明显的周期性,主要有生命周期性、年生长周期性和昼夜周期性。
对于1年生草本花卉,从种子到种子的生长发育过程即完成了一个生命周期。根系的生长从初生根伸长到水平根衰老,最后垂直根衰老死亡,完成其生命周期。果树是多年生以无性繁殖为主的植株,不同于1年生植物。一般状况下幼树先长垂直根,树冠达一定大小的成年树,水平根迅速向外伸展,至树冠最大时,根系也相应分布最广。当外围枝叶开始枯衰,树冠缩小时,根系生长也减弱,且水平根先衰老,最后垂直根衰老死亡。
在全年各生长季节不同器官的生长发育会交错重叠进行,各时期有旺盛生长中心,从而出现高峰和低谷。年生长周期变化与园林植物自身特点及环境条件变化密切相关,其中自然环境因子中尤以土温对根系生长周期性变化影响最大。一般多年生植物根系在冬季基本不生长。而从春季至秋末根系生长出现周期性变化,生长曲线呈双峰曲线或三峰曲线。不同生长季节均能创造适宜的温度条件,其根系生长动态主要受自身遗传因子影响而呈现规律性的变化。
各种生物居住的环境总是白天温度高些,晚上温度低些,植物的生活也适应了这种昼热夜凉的环境。一般情况下,绝大多数的园林植物根系夜间生长量均大于白天,这与夜间由地上部转移至地下部的光合产物多有关。在植物允许的昼夜温差范围内,提高昼夜温差,降低夜间呼吸消耗,能有效地促进根系生长。
断根后长出新根的能力称为根的再生力。根的再生力首先与园林植物种类有关;其次不同季节,不同生态条件,同种园林植物根的再生力差异也很大。一般春季发生的新根数目多,而在秋季新根生长能力强,根系生长量大,因此春、秋季节适宜果树、花卉苗木出圃和定植。生态条件中土壤质地及土壤通透性对根的再生力影响最大,土壤孔隙度在40%时根的再生力最强。此外,植株生育状态对根的再生力也有很大影响,顶芽饱满、生长健壮的枝条对根的再生有显著的促进作用。