影響根系吸收的環境因素

2020-12-22 珍佰農

植物吸收養分有兩張嘴——根系與葉片,其中大部分的養分靠根系來吸收,所以根系的生長環境對植物來說至關重要,那麼影響根系活動的外界環境因素有哪些呢,本文將為您一一道來。

非生物因素:

一、 光和熱。控制這兩個因素的外界條件主要是太陽。

光照通過影響植物葉片的光合作用而對某些酶的活性、氣孔的開閉和蒸騰強度等產生影響,最終影響到根系對礦質養分的吸收。而光照對蒸騰作用的影響又是其中最重要的部分:在一定限度內,光照強度越強,蒸騰作用越強,越能促進根對水分的吸收以及水分、無機鹽在導管中的運輸。

溫度則通過調控植物的呼吸作用來影響根系活動:根系生長在土壤中,一般在10~30℃範圍內,根系活力增強,對養分的吸收量也隨之增加。小於2℃時,根系代謝減緩,停止生長,從而減少對養分的吸收;大於40℃時,植物細胞內多種酶鈍化,減少了可結合養分離子載體的數量,並且增大細胞膜透性,增加了礦質養分的被動溢泌。

二、水和氣。

水分和空氣共同填充了土壤50%的體積,是影響根系發育的兩個重要因素,同時它們之間又是一對矛盾體,屬於「此消彼長」的關係,灌水時,土壤中的氣體進入大氣;排水時,大氣中的氣體進入土壤。

水分影響礦質養分的溶解度及遷移速率;影響有機養分的轉化,從而影響有效養分的數量。當土壤水分過多時,易促使根系木栓化和發生自疏,抑制根系的呼吸作用,造成停長或腐爛死亡,同時還會擠出土壤氧氣,導致根系缺氧死亡。

土壤適宜的水分含量是保持在田間持水量的60-80%左右。判斷土壤水分是否合適,可以用小鏟子將根系周圍的土壤挖開,用手抓取一些土壤在手中捏起,能捏成團且能拍散,則水分合適;如果能捏成團拍不散,則水分超標;如果不能捏成團,則缺水。

土壤空氣中的氧氣含量大於15%時,根長色淺,毛細根豐富,吸收力強;土壤中氧氣含量小於10%時,根系發育受阻,根短色暗;當土壤空氣中氧氣含量小於5%時,根系停止生長,且容易腐爛。

三、酸鹼性。

土壤偏酸性或偏鹼性,都會有不同程度地降低土壤養分的有效性,難以形成良好的土壤結構,嚴重抑制土壤微生物的活動,同時也可能造成重金屬中毒,從而影響各種作物生長發育。

當土壤溶液鹼性高時,磷、鐵、銅、鋅、硼、錳的有效性降低,鈣、鎂的溶解度降低,能利用的營養元素減少;當土壤溶液酸性高時,雖能各種金屬離子的溶解度增大,有利於根系吸收,但卻易被雨水淋失,所以酸性土壤中往往缺乏鉀、鈣、鎂、磷等元素。另一方面,溶液的酸鹼度能影響細胞膜電荷性質,改變質膜對礦質元素的透性。組成細胞質的蛋白質是兩性電解質,在弱酸性環境中,胺基酸帶正電荷,易吸附外部溶液中的陰離子;在弱鹼性環境中胺基酸帶負電荷,易吸附外部溶液中的陽離子,不同酸鹼度的土壤影響了根系對離子的選擇性。

四、養分有效性。

有效養分是指在植物生長過程中,根系能夠接觸到,並以能夠吸收的形態存在的養分。植物的有效養分不但在化學形態上,而且在空間上都應該對植物有效的:

空間有效養分:到達根系表面能被植物直接吸收利用的養分。

化學形態有效養分:是指土壤中存在的以可溶性的離子態、簡單分子態、易分解態和交換吸附態等形式存在的礦質養分。

五、離子互作。

土壤中存在的金屬離子之間有兩種互作方式:拮抗和協同。

拮抗作用:養分離子間的拮抗作用是指在土壤溶液中某種養分離子的存在,能抑制植物對另一種或多種養分離子的吸收。

協同作用:養分離子的協同作用是指某種養分離子的存在,能促進根系對另一些養分離子的吸收。

根系對養分的吸收,在一定程度上受土壤中存在的離子種類所制約,合理利用離子間的互作,能極大提高肥料利用率,達到事半功倍的效果。

生物因素:

六、根際微生物。

根表1-4mm的範圍稱作根際,其間的微生物稱作根際微生物。根際微生物在土壤內進行生命活動的過程中,會產生大量生理活性物質,這些物質在與植物根系接觸後,能調節作物的新陳代謝,刺激作物的生長。此外,微生物還能分解土壤被固定的礦質營養,且能將無效有機質變為有效成分被作物吸收,根際微生物分解有機物的作用強度遠遠超過非根際微生物。

枯草芽孢桿菌可以增加作物抗逆性、固氮;巨大芽孢桿菌可以解磷(磷細菌),具有很好的降解土壤中有機磷的功效;膠凍樣芽孢桿菌能夠解鉀,從土壤中釋放出可溶磷鉀元素及鈣、硫、鎂、鐵、鋅、鉬、錳等中微量元素。

七、菌根。

菌根是土壤真菌與植物根系建立共生關系所形成的共生體,菌根真菌無法進行光合作用,只能從植物體內獲取碳水化合物,但同時,作為回報,菌根真菌能幫助植物吸收土壤中的營養元素和水分,並分泌激素調控植物的生長和發育。菌絲的生長、延展增加了根系與土壤的接觸位點,同時根外菌絲數量、長度的增加,擴大了根際分布範圍,減少了礦質元素的遷移距離,增加吸收面積、菌根真菌還能促進植物根系對N、P、K、Cu、Zn等元素的吸收、提高宿主根系對根部浸染病菌的抵抗能力。

這種契約般的關係經歷了無數的挑戰和自然選擇的打磨,已然變得牢不可破。對於植物而言,有的甚至已經離不開菌根真菌,比如很多蘭科植物,如果沒有菌根真菌,是不能正常生長發育的。

維持根系正常生理活動是一個複雜的過程,需要各種因素協調作用,根系只有處在合適的環境條件中,才能長勢健壯,細胞充滿活力,為地上部提供更多的水分和養分。

濟農大嘴根可以改善根際土壤環境,增加土壤團粒結構使土壤蓬鬆、提高土壤緩衝能力、保水保肥,為根系生長提供有利的條件。同時腐植酸和磷元素可以促進根尖分生組織的生長與分化,刺激根系生長,並使根系得到持久養護。

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