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06 第五章 果树的根系.ppt

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本课件系统讲述果树根系:根与根系的概念、根系的七大功能、实生根系茎源根系与根蘖根系三大类型,主根侧根须根与根颈的组成结构;根系的分布与生命周期、年生长周期、昼夜周期及再生力,以及遗传、激素、有机营养与土壤通气、水分、温度、pH 等影响因子和菌根与根系管理措施。

第五章章节标题页,列出根系功能、类型、组成结构、生长发育、影响因子、菌根与根系管理七节内容
根与根系概念页,说明根的来源、功能与生长特性,根系分直根系与须根系两大类型
荔枝直根系形态图片,展示山地栽培条件下主根明显、垂直向下延伸的直根系特征
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第1页:第五章果树的根系

第五章 果树的根系

  • 5.1 根系的功能
  • 5.2 根系的类型
  • 5.3 根系的组成与结构
  • 5.4 根系的生长发育
  • 5.5 影响根系生长发育的因子
  • 5.6 根的共生作用与菌根
  • 5.7 根系的管理

第2页:根与根系的概念

根
来源为种子或根、茎、叶;具有一定的功能、生长特性和生活习性。
根系
植株个体所有根的统称,分为直根系和须根系。

第3页:荔枝的直根系

直根系示例:荔枝的直根系(山地根系)。

本页为根系实物照片,图中标注需对照原图补充。

第4页:菠萝的须根系

须根系示例:菠萝的须根系。

本页为根系实物照片,图中标注需对照原图补充。

第5页:香蕉的须根系

须根系示例:香蕉的须根系。

本页为根系实物照片,图中标注需对照原图补充。

第6页:

第7页:根系的七大功能

5.1 根系的功能

  • 固着
  • 吸收
  • 输导
  • 贮藏
  • 合成转化
  • 繁殖
  • 改良土壤

第8页:实生根系

5.2 根系的类型——(1)实生根系(seedling root system)

  • 由种子胚根发育而成的根系。
  • 主根发达,生活力强。
  • 种子繁殖后代多为实生根系。
  • 见于果树嫁接树、实生树等。

第9页:油梨苗的实生根系

实生根系示例:油梨苗的实生根系。

本页为根系实物照片,图中标注需对照原图补充。

第10页:茎源根系

(2)茎源根系(cutting root system)

  • 利用植物营养器官的再生能力,由茎段产生不定根而形成的根系。
  • 无主根,常为浅根,生活力较弱。
  • 属于茎扦插植株的根系。

第11页:油梨苗的茎源根系

茎源根系示例:油梨苗的茎源根系。

本页为根系实物照片,图中标注需对照原图补充。

第12页:根蘖根系

(3)根蘖根系(layering root system)

  • 利用植物营养器官的再生能力,由根段产生不定芽与不定根形成的根系。
  • 见于枣、山楂、番石榴等果树。

第13页:根蘖根系图示

根蘖根系示例图示。

本页为根系实物照片,图中标注需对照原图补充。

第14页:主根、侧根与须根

5.3 根系的组成与结构

主根(tap main root)
来自胚根,粗大,直立向下,多为一条,部分有分支。
侧根(lateral root)
根系的各级分支,分为一、二、三等不同等级;数量众多的侧根与主根构成植株的骨干根。
须根(fibrous root)
各级侧根长出的、直径一般小于 2.5 mm 的小根。

第15页:根颈的特点

根颈
果树地上部和地下部的交界处。

根颈是树体营养物质交流的必经通道;处于土壤和大气交界之处,对环境变化反应敏感;代谢特别旺盛,对透气性要求较高。

第16页:骨干根与须根的关系

主根
由种子胚根发育而来。
侧根
着生在主根上的各级粗大根系分枝。主根和侧根统称为骨干根,行使固地和贮藏等功能。
须根
侧根上形成的较细(一般直径小于 2.5 毫米)的根。

第17页:苹果须根的类型与功能

苹果须根的结构

苹果须根各类型根的形态特征与功能
类型形态特征寿命主要功能
吸收根白色,长度小于 2 厘米,直径 0.3–1.0 毫米7–25 天行使吸收、合成功能,并与菌根共生
生长根白色,长度 2–25 厘米,直径 0.3–2.1 毫米较长行使扩大根系、吸收、合成等功能
过渡根淡黄或黄褐色,由吸收根或生长根演化而成大部分死亡,小部分转化成输导根过渡转化(吸收根、生长根、过渡根无次生结构,又称初生根)
输导根(一年生)当年由生长根发展而成多数自疏死亡,少数形成多年生输导根输导水分、矿质养分、有机养分并贮藏营养;具次生结构,又称次生根
输导根(多年生)由一年生输导根发展而来多数自疏死亡,少数形成骨干根输导与贮藏,并进一步构成骨干根

第18页:根系的水平分布与垂直分布

5.4 根系的生长发育——5.4.1 根系的分布

(1)水平分布
水平生长与分布的根,主要是侧根部分;集中分布于 10–40 cm 土层;根系范围多为树冠的 2–3 倍、最宽可达 8–10 倍;滴水线附近的吸收根最集中、最活跃;60% 以上的根系分布在树冠内。
(2)垂直分布
垂直生长与分布的根,主要是主根或假主根;分布于 0–100 cm 土层,深的可达 4–8 m。

第19页:根系集中分布层

多数果树根系的水平分布约 60% 分布在树冠正投影内;根系集中分布层在距地表 10–40 厘米处,由于该层土壤养分、通气、水分含量等适中,根系在这一土层中大量发生。

第20页:根系的生命周期

5.4.2 根系的生长周期——(1)生命周期

幼树期
垂直根生长旺盛。
结果初期
水平根生长加快。
盛果期
根系分布范围达到最大。
结果后期
根系向心更新开始。
衰老期
根系范围收缩直至死亡。

繁育种苗后各种根系发生,进入定植阶段。

第21页:根系的年生长周期

(2)年生长周期

  • 根系生长在一年中有一次或多次高峰,且高峰的出现一般与地上部生长高峰相间出现。
  • 根系生长在年周期中无自然休眠,冬季低温和干旱易引起被迫休眠。
  • 根系的年生长周期规律受树种、树龄和地上部生长发育的影响。

第22页:根系的昼夜周期

(3)昼夜周期

  • 一般夜间生长较快(与夜间转移到根部的有机产物多有关)。
  • 设施栽培中,在合理范围内适当降低夜温,有利根系生长。

第23页:根的再生力

5.4.3 根的再生力(root regeneration ability):断根后长出新根的能力。

  • 春秋季适合根系生长,宜苗木出圃和定植。
  • 再生力的强弱与种类、季节、环境条件、管理、生长调节剂等有关。
  • 生产中的应用:根系更新复壮(大树换冠)、定植时根系保护、中耕施肥、大树移栽(预先断根法之缩根围陀)等。

第24页:影响根系生长发育的因子

5.5 影响根系生长发育的因子

内部因素
遗传因素、内源激素、有机营养。
外部因素
土壤温度、土壤养分、土壤 pH、根系的相互作用、土壤三相组成、土壤通气性、土壤水分、土壤质粒。

第25页:不同砧木沙田柚根系比较

5.5.1 遗传因素

下表为 4 年生不同砧木沙田柚的根系、树高比较。同一品种不同砧木的根系生长量及分布不同。

原页表格数字存在严重粘连,无法安全切分确认各列数值(如总根量、根径小于 2 mm 与大于 2 mm 的根量、各土层根量比例、树高与冠幅),本页暂不还原为数据表,需对照原课件图片人工录入。已可确认的结论性信息:酸柚砧与枳砧相比,根量、树高、冠幅均存在显著差异。

第26页:不同树种盛果期根系分布比较

不同种类型盛果期果树在壤土中的根系分布比较(不同树种的根系分布不同)。

不同树种盛果期果树在壤土中的根系分布比较
树种水平分布垂直分布
柑桔类2–3 倍(树冠倍数)1.5 m
香蕉1–3 m1.5 m
菠萝1 m20 cm
荔枝1–2 倍(树冠倍数)5 m
龙眼1–3 倍(树冠倍数)2–3 m
芒果1 倍左右(树冠倍数)4–6 m
枣3–6 倍(树冠倍数)3–4 m
梨2 倍左右(树冠倍数)0.2–0.4 倍(树高倍数)

第27页:内源激素与根系分化

5.5.2 内源激素

  • IAA(吲哚乙酸)、CTK(细胞分裂素)类内源激素对于果树的新根发生必不可少,一般认为取决于二者含量的比值。
  • 当 CTK/IAA 值较高时,利于地上部的分化;当 CTK/IAA 较低时,利于根系的分化。

第28页:有机营养与根系生长

5.5.3 有机营养

  • 果树的光合产物超过 50% 用于根系的生长,有机营养(含贮藏营养)不足,不利于根系的生长。
  • 开花座果和果实生长发育消耗大,不利于根系生长。
  • 地上部营养生长旺盛,不利于根系生长。

第29页:不同营养类型树的根系特征与管理

不同营养类型树的根系特征及管理措施
树体类型根系特征管理措施
弱树吸收根密度小,分布集中;3–5 mm 根集中分布在树干外围,根系再生力强,生长根/吸收根比值小根系修剪;深翻扩穴;重施肥水;诱导产生强大根系
旺树吸收根数量略多于弱树,生长根数量与丰产稳产树差异明显;生长根/吸收根比值大环剥、环割等;抑制粗根生长
丰产稳产树吸收根数量多,分布较均匀保持生长与结果的平衡

原表丰产稳产树一栏未列管理措施,本表以「—」含义留空处理。

第30页:土壤通气性

5.5.4 土壤三相组成——(1)土壤通气性

土壤通气性
指土壤空气与大气进行交换以及在土体内气体扩散和通气的能力。
  • 一般情况下,果园土壤要求有 10–15% 以上的含 O₂ 量,1% 左右的 CO₂ 含量;当土壤中 CO₂ 浓度达 5% 以上时,多数果树的根系生长受到抑制。
  • 土壤通气性影响土壤的氧化—还原电位,从而影响各种矿质营养在土壤中的存在形态,进而影响对果树的供应。
  • 土壤通气性与土壤有机质降解、土壤微生物活性、根系的呼吸作用等密切相关。

第31页:土壤氧浓度与果树根系的关系

几种果树与土壤空气中氧浓度的关系(%)
树种发生新根枯死正常发育新梢生长受抑制新梢停止生长
苹果65331 左右
梨54221 左右
君迁子43220.5 以下
温州蜜柑431 左右10.5 以下
枳431 以下—约 0.5
葡萄7422约 0.5
桃86232.0 以下

含氧量不足时,根和根际环境中的有害还原物增加,CTK 合成减少,N、P、K、Ca、Mg 吸收量减少,导致根系衰亡、地上部停止生长甚至死亡。土壤通气通过影响根系来影响地上部生长发育。

原文「温洲蜜柑」标准写法为「温州蜜柑」;原页部分数值带「左右」「以下」限定,本表一并保留。

第32页:土壤水分与根系生长

(2)土壤水分

  • 多数果树根系生长的适宜土壤含水量为田间最大持水量的 60%–80%;水分偏低利于吸收根发生,水分充足利于生长根发生。
  • 根系出现干旱反应:先是细胞伸长降低,短期内根毛密度加大,然后停止生长、木栓化,直至死亡,最终达到永久萎蔫点。
  • 土壤水分接近饱和时果树逐渐出现涝害:根系厌氧呼吸,生长变慢、停止,直至变黑褐死亡。

本页原图为土壤含水量与根系反应的关系示意,数值区间按图中刻度整理。

第33页:土壤质粒类型与特性

(3)土壤质粒

各种类型土壤的质粒组成及其主要特性
土壤类型沙粒含量粘粒含量主要特征
沙土>50%—总孔隙度小,透气性好,保水保肥能力差,土易干旱、漏水;热容量小,增温和降温幅度大,「暖性土」
壤土—<30%通透性好,保水保肥性好,养分含量较多,有机质分解快;土性温暖
粘土—>30%总孔隙度大,土壤通透性差,透水性差但保水力强,易积水,湿时泥泞、干时坚硬;矿物质含量高,有机质分解慢,腐殖质多,含 N 量较沙土高;热容量大,昼夜温差小,春季温度上升慢,「凉性土」
砾土——土壤含沙砾为主

土壤质粒是土壤的固相,各种质粒在土壤中所占比例不同形成了不同性质和类型的土壤。不同果树根系生长发育所需要的土壤固相率不同,一般而言约需 40%–50%。

原页沙粒、粘粒两列的数值归属存在排版错位,本表按常规土壤质地分级整理,建议对照原图复核。

第34页:不同土壤类型上的根系特征

不同土壤类型上的土壤中根系特征
土壤类型根系特征分布类型
沙土分布广,根系小,吸收根细、短「疏远型」分布
壤土侧根数量多,分布范围广「匀性」分布
粘土根系分布浅,分根少,密度小,吸收根数量少,分布上呈「单轴延伸」「线型」分布
山地、冲积平原存在隔离层「层性」分布

第35页:土壤温度与根系生长

5.5.5 土壤温度

几种果树根系生长的土壤温度条件(℃)
树种开始生长适宜温度受伤或死亡
菠萝1525–3245
柠檬1124–3145
葡萄214–3044.8
草莓214–3044.4
荔枝—23–26—
龙眼—23–28—

不同树种的最适温不同,温度过高则根系木栓化死亡。多数果树的根系生长最适温度为 20–25 ℃,原产于北方的果树稍低,热带亚热带果树较高。

第36页:土壤养分与根系生长

5.5.6 土壤养分

  • 土壤有机质含量在 0.6%–0.8% 以上时,根系生长良好。
  • 根系在生长过程中 P、Ca、B 必不可少。
  • N 过多抑制根系生长且使生长根的比例增加;NO₃⁻-N 使果树生根细长,侧根分布广;NH₄⁺-N 使果树生根粗而丛生。
  • 土壤盐度 >0.12% 时,多数果树不能生长。

第37页:土壤pH与果树根系

5.5.7 土壤 pH

几种果树根系生长的 pH 值条件
树种适应范围最适范围
菠萝4.5–6.04.5–5.5
柑桔5.5–7.56.0–6.5
葡萄5.5–8.35.8–7.5
番木瓜6.0–6.5—
荔枝5.0–6.05.0–5.5
龙眼4.6–6.75.4–6.5
芒果5.5–7.55.5–7.0

不同树种适宜栽培的土壤 pH 不同。土壤 pH 值通过影响矿质营养的存在状态、微生物的活动、根系的吸收能力等影响根系的生长发育,是一种间接影响。

第38页:根系的相互作用与忌地现象

5.5.8 根系相互作用

相互抑制
当果树的根系相邻时,它们力避相接。
相互协同
不同种类的根可以相互交织和根系嫁接,养分等可以通过嫁接点相互传播。
果树的忌地现象
在同一园地上连续栽植同一树种,往往表现树生长不正常,如生长慢、结果晚,严重的树体早衰死亡的现象。

第39页:根系相互抑制的原因

根系产生相互抑制的原因

  • 根系对水分和养分的竞争,特别是对氮和磷的竞争;
  • 根系可释放萜类物质或其他根际分泌物;
  • 根系腐烂产生的有毒物质,如根皮甙、核桃酮等;
  • 某些菌根可以释放一些抗菌素。

第40页:共生与菌根的概念

5.6 根的共生作用与菌根

共生
果树学中的共生常指两种生物相互依赖、各自获得一定利益的现象。
菌根
果树根系与土壤中的一些真菌形成的共生体。几乎所有的果树都具有菌根。按照真菌侵入未木栓化皮层的程度,菌根可分为内生菌根、外生菌根和内外生菌根三种类型。

第41页:内生菌根

5.6.1 菌根的类型——内生菌根

真菌的菌丝通过侵入到细胞内部与根系形成的共生体。多数内生菌根的菌丝在细胞中常细密分叉形成丛状结构,称泡囊丛枝;在根系外部有菌丝而没有菌丝束,这种菌根又简称 VAM、VA 或 AM 真菌。多数常绿果树具有内生菌根,如芒果、荔枝等。

本页含野生甜樱桃内生菌根显微图片,图中标注需对照原图补充。

第42页:外生菌根

外生菌根

真菌的菌丝一般只能进入根的皮层的细胞间隙,但不能进入细胞内部,并在根的表面形成粗而短的分枝。多数的木本植物都能形成外生菌根,但以落叶果树为多,如柿、板栗、葡萄等。

第43页:内外兼生菌根及其分布

内外兼生菌根:兼具内生菌根和外生菌根特征的菌根。

  • 菌根类型的分布:从寒带到热带,外生菌根的树种递减,内生菌根树种递增;从高海拔到低海拔地区,外生菌根植物减少,内生菌根植物增加,这与环境变化有关。
  • 菌根多分布在地表 20 cm 的土层中,通常以 26–32 ℃ 的温度条件下生长发育最好。
  • 土壤 pH、各种耕作条件均可影响菌根的生长发育。

第44页:菌根的作用

5.6.2 菌根的作用

  • 扩大根系的吸收范围,增强吸收能力
  • 提高果树的内源激素水平
  • 促进果树的糖代谢
  • 提高果树的抗病力
  • 提高果树的抗逆性

原页设问「菌根在果树生产上有何应用前景」,供课堂讨论。

第45页:根系管理与生命周期

5.7 根系的管理——5.7.1 生命周期

幼树期
深耕、扩穴、增施有机肥,改良土壤,培养强大根群;抑制垂直根:定植时先浅后深、弯根、垫根;诱导水平根:侧施、浅施肥,高墩定植。
结果期
加深加宽耕作层,深施有机肥,增加下层根的发育;合理负载等。
衰老期
更新骨干根;多施有机肥,增加土壤孔度,以促发新根。

第46页:根系管理与年生长周期

5.7.2 年生长周期

春季
灌水、松土、覆盖、防旱、施腐熟有机肥,促发吸收根。
夏季
高温干旱时,松土、灌水、覆盖、降低土温;多雨积涝时,排水松土,降低土壤含水量,提高通气性。
秋季
深耕,施有机肥,促进生长根的发生。

第47页:根系思考讨论题

思考讨论题

  1. 为什么土壤施肥要求考虑施肥的时间、位置、深度?
  2. 从根的角度应该如何做才能提高大树的移栽成活率?
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