通過刺槐根系研究土壤水分與植物根系的關(guān)系
2022年09月16日 13:26:31
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根據(jù)土壤水分速測儀的檢測可以發(fā)現(xiàn)，根系從每條根的根尖吸收水分，根毛區(qū)以上的部分其根毛已不復(fù)存在。當(dāng)根毛長到一定時間后就枯死，表皮毀壞、脫落，這時皮層的外層細胞(外皮層)的細胞壁發(fā)生栓質(zhì)化代替表皮產(chǎn)生保護作用。外皮層是單層細胞，它排列整齊，沒有細胞間隙，由于細胞壁中又加入了栓質(zhì)(脂類物質(zhì))，使細胞壁不能透水。因此，根毛區(qū)以上的根系沒有吸水功能，根毛區(qū)是根尖吸水的主要部位。根系的吸水可分為主動吸水和被動吸水，主動吸水根壓是主動吸水的動力。根壓就是由于根系的生理活動使液流沿根部上升的壓力。目前對于主動吸水的機理還未*清楚，但滲透作用是起著重要的作用的。(2)被動吸水由于枝葉的蒸騰作用所產(chǎn)生的蒸騰拉力，是根系被動吸水的動力。蒸騰作用是指植物體內(nèi)的水分以氣體狀態(tài)散失到體外的現(xiàn)象。蒸騰作用主要通過葉片的氣孔進行。在陸生植物中，其體內(nèi)的水分只有一小部分用于代謝活動，絕大部分都是通過蒸騰作用散失到體外。過度的蒸騰會使植物體內(nèi)水分缺。葉片蒸騰時，氣孔下腔附近的細胞失水使水勢下降，它便從鄰近細胞吸水，通過質(zhì)外體、導(dǎo)管、最后根部從土壤中吸水。蒸騰越強、失水就越多，水勢越低、蒸騰拉力就越大。水分在植物體內(nèi)上升，必須使導(dǎo)管內(nèi)形成一個連續(xù)不斷的水柱。由于水分子間的內(nèi)聚力和水分子與導(dǎo)管壁的附著力，遠大于水柱本身的張力從而保證了導(dǎo)管內(nèi)水柱的連續(xù)性使水分不斷上升。被動吸水的原動力來自蒸騰拉力，所以稱為被動吸水。土溫高蒸騰作用較小時，根壓是水分上升的主要動力。在植物生長的旺盛時期，蒸騰強度較大時則以蒸騰拉力的被動吸水為主。
根系是植被吸水的重要器官。各種植被的根系在土壤中分布的深度和廣度是不同的。一般說來，直根系入土較深，須根系入士較淺。如棉花植株(直根系)的主根約3米左右，而洋蔥(須根系)的根入土僅約0. 5m，水稻的為0. 6~0. 9m，小麥的較深也只有2m左右(主要分布在耕作層內(nèi))。生長在干旱沙漠的駱駝刺的根系竟達20m使這種植物能從很深底土層中吸收水分。
根系分布的深淺除決定于植被的種類外，還與根系生長的環(huán)境條件有關(guān)。生長在水分比較充足地方的柳樹，其主根生長較慢，側(cè)根則向?qū)捥帞U展，形成明顯的淺根系統(tǒng)。但把柳樹移置于較干燥的環(huán)境中，側(cè)根就向深處發(fā)展。由此可見，在不同的生長條件下，根能產(chǎn)生一定的適應(yīng)性以保持植物體的正常生長。此外，人為條件的影響如深耕、灌溉、施肥等也同樣能引起根系的變化。栽培作物(玉米、高梁、棉花等)苗期的土壤干燥可使根系下扎，后期再灌水，植物獲得壯大的根系而產(chǎn)量高。土壤水分是制約根系生長的環(huán)境因素之一，當(dāng)土壤可利用水分下降時，短期內(nèi)根毛增多，然后停止生長，并開始自疏死亡。當(dāng)土壤水分過多，則影響土壤透氣性，根系處于厭氧環(huán)境，引起生理干旱，嚴重時也造成根系死亡。
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