植物土壤营养与根际营养
植物生长根系结构与土壤环境的关系
植物生长根系结构与土壤环境的关系植物的生长离不开根系结构的支撑和土壤环境的提供。
根系结构是植物体的重要组成部分，对植物的生长发育、养分吸收和水分吸收具有重要影响。
同时，土壤环境中的水分、养分和氧气等因素也会对根系结构产生直接或间接影响。
本文将就植物生长根系结构与土壤环境的关系进行论述。
1. 根系结构对土壤环境的适应根系结构是植物适应土壤环境的重要方式之一。
不同类型的植物根系结构形态各异，具有适应不同土壤环境条件的特点。
以根系形态分类，常见的有顶生根、侧生根和呼吸根等。
顶生根适应生长在腐殖质富集的表层土壤中，可有效吸收水分和养分。
侧生根分布广泛，有利于吸收更多的水分和养分，适应于土壤中或土壤下层富含养分的环境。
呼吸根常见于生长在水浸土壤中的植物，可提供氧气，并以氧气通过根系进入植物体内。
另外，根系的生物量和根系表面积与水分和养分吸收密切相关。
在干旱地区，植物的根系生物量和根系表面积相对较大，以增强吸水能力；而在养分丰富的土壤中，植物的根系生物量和根系表面积相对较小，以减少养分的过量吸收。
综上所述，根系结构具有适应土壤环境的特点，通过形态和生物量的调节，使植物能从土壤中获取适量的水分和养分。
2. 土壤环境对根系结构的影响土壤环境的物理性质、化学性质和生物性质会显著影响根系结构的发育和分布。
在物理性质方面，土壤质地和土壤密度对根系的穿透性和扩展性有重要影响。
质地疏松的土壤有利于根系的生长和发育，使植物根系更容易穿透土壤，吸收水分和养分。
而土壤密度较高的土壤会限制根系的生长空间，阻碍其发育。
土壤化学性质中的养分含量和土壤pH值也对根系结构产生影响。
营养丰富的土壤有利于根系的生长和扩展，而养分贫瘠的土壤则会限制根系的发育。
土壤pH值对养分的有效性有一定影响，过酸或过碱的土壤会降低根系对养分的吸收能力。
土壤中的生物性质对根系结构的影响主要体现在根际微生物的存在和活动。
根际微生物与植物根系共生，在一定程度上促进了根系的发育和生长。
关于根际营养的高影响因子文章-概述说明以及解释
关于根际营养的高影响因子文章-概述说明以及解释1.引言1.1 概述根际营养是植物学领域中的一个重要概念，指的是植物根系周围土壤中的营养物质与根系之间的相互作用过程。
这种相互作用对于植物的生长发育和健康非常关键，因为根际营养能够直接影响植物对水分、矿物元素和其他必需物质的吸收和利用能力。
过去，研究者们主要关注植物根系与土壤中营养元素的静态交互，即根际营养的物质平衡。
然而，随着对植物生长机理的深入了解和现代技术的迅猛发展，研究者们开始意识到根际营养的动态过程对于植物生长和发育的影响更加重要。
因此，根际营养的研究已经逐渐从传统的营养元素平衡转向了更加深入的分子水平的研究。
根际营养的研究不仅对于农业生产具有重要的意义，同时也对植物学、生态学等领域的研究产生了广泛的影响。
随着人类对土地的过度利用和环境污染的不断加重，根际营养研究也成为了保护生态系统和可持续发展的重要课题。
本文旨在系统地总结根际营养的影响因子，并展望未来的研究方向。
在下文中，将会详细介绍根际营养的定义、重要性以及影响根际营养的多种因素。
希望通过本文的阐述，读者能够对根际营养的重要性有更深入的认识，并为未来的根际营养研究提供可行的方向和思路。
1.2 文章结构文章结构部分：本文主要由引言、正文和结论三个部分组成。
引言部分包括概述、文章结构和目的三个小节。
在概述部分，我们将简要介绍根际营养的概念以及其在植物生长和发育中的重要性。
接下来的文章结构部分将详细说明本文的章节组成和各个章节的内容。
最后，我们将在目的部分列出本文的研究目的和意义。
正文部分将包括根际营养的定义和根际营养的重要性两个小节。
在根际营养的定义部分，我们将详细解释根际营养的概念、机制和相关的营养元素。
通过对根际营养的定义进行阐述，我们可以更好地理解根际营养在植物生长和发育中的功能。
在根际营养的重要性部分，我们将系统地介绍根际营养对植物的影响，包括对植物生长、产量和质量的影响，以及对植物抗逆性和环境适应性的作用。
田间作物根系生长与土壤相互作用
田间作物根系生长与土壤相互作用作为农业生产的重要组成部分，田间作物的根系生长对于植物的营养吸收和生物学功能具有关键性的作用。
同时，根系生长也受到土壤环境的影响，土壤中的养分含量、水分状况以及微生物活动等因素都会对根系的发育产生影响。
本文将就田间作物根系生长与土壤相互作用的主要内容进行探讨。
一、根系对土壤的影响1. 水分调节植物的根系可以通过吸收土壤中的水分来满足植物的水分需求，同时也具有调节土壤水分的功能。
当土壤中的水分过剩时，植物的根系可以通过吸收和蒸腾的方式将多余的水分排出体外，防止植物根系过多暴露在湿润环境中的状况，避免根系窒息。
而在土壤水分供应不足时，植物根系可以释放出一些物质，如根系分泌物和根际土壤中的黏土胶体，来提高土壤水分保持能力，从而保护作物根系免受干旱的损害。
2. 养分吸收根系是植物吸收养分的重要器官，其根系的生长状况直接影响着作物对土壤中养分元素的吸收能力。
作物根系通过形成根毛和根尖分泌物等方式增加吸收面积，同时根系与土壤颗粒接触的面积也影响着养分的吸收效果。
而土壤中的养分含量和养分形态的不同也会影响着植物根系对于养分的吸收选择性。
例如，铁锈土中的氧化铁会显著影响铁的吸收，而土壤中的钙离子过多则会阻碍铁、锌、铜等微量元素的吸收。
3. 病虫害抵抗根系不仅可以为植物提供营养物质，还具有一定的抗病虫害能力。
通过根系形成的根际土壤微环境和根系分泌物，可以抑制一些土壤传播的病原体和寄生虫的生长和繁殖，减少病虫害的发生。
此外，根系与土壤中的一些有益微生物（如根际菌群）相互作用，也能提高作物的免疫力。
二、土壤对根系的影响1. 土壤物理性质土壤的物理性质直接影响着根系的生长和发育。
土壤的质地、结构和容重等因素都会对根系的穿透性和生长空间产生影响。
例如，粘土质的土壤具有较高的含水量和吸水性，但排水性较差，会限制根系的发育；而砂质土壤则具有较好的透气性和排水性，但保水能力有限，也会影响根系的正常生长。
第二章 植物土壤营养与根际营养
2、低分子有机溶质
根系分泌物的主要组分时糖、有机酸、 氨基酸和酚类化合物。其中主要是糖和 有机酸。 有机酸在活化土壤养分方面有重要意 义。如难溶性磷矿物、铁、锰化合物的 溶解等；
• When grown under P deficient conditions, some species can form ―proteoid roots‖ – clusters of short rootlets on main root axes. These rootlets secrete organic anions (citrate, malate) and acidify the rhizosphere to increase the availability of P. They also secrete water at night thus enhancing the diffusion of P to the root surface.
3.机械阻力 土壤紧实时，其容重增大且大空隙数 量减少。当容重大于1.3～1.4时，对根系 伸长有抑制作用。粘质土壤容重在1.5～ 1.6，轻质土壤在1.7～1.8时，作物根系就 很难扎入。 紧实土壤对根系伸展的抑制作用除 了机械阻抗的缘故外，还有土水势、通 气性和植物毒素积累等因素。
表2-1 机械阻抗对大麦种子根和初级侧根发 展及扩展的影响
表2-2 不同浓度对大麦吸收磷的影响（R.S.Russel and R.P.Martin）
溶液中磷浓度 （P. PPm） 5.1 1.6 0.51 0.16 0.051* 0.016 0.0051 0.0016
植株32P含量 ㎎/植株 0.573 0.161 0.0573 0.01676 0.0048 0.00137 0.000434 0.000120
植物的养分与根际生态调节
基因组学技术：用 于研究植物养分吸 收和根际生态调节 相关的基因功能
代谢组学技术：用 于分析植物在养分 胁迫下的代谢产物 变化
蛋白质组学技术： 用于研究植物根际 分泌物对土壤微生 物的影响
分子生物学技术：用 于克隆和鉴定与植物 养分吸收和根际生态 调节相关的基因
优点：能够定量分析植物养分与根 际生态之间的关系，提供较为准确 的数据支持。
根际有机物：植 物根系分泌的有 机物质，对根际 微生物的生长和 繁殖起到促进作 用。
根际pH值：植物 根系通过分泌酸 碱物质来调节根 际pH值，从而影 响根际生态系统 的组成和功能。
细菌：分解有机 物，提供营养物 质
真菌：与植物形 成共生关系，促 进植物生长
放线菌：产生抗 菌物质，抑制病 原菌的生长
术推广
植物养分与根际生态调节在应对全 球变化中的重要性
实际应用与推广前景
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未来研究方向与技术发展
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政策与资金支持
汇报人：XX
微生物与植物之间的互 利共生关系：在根际生 态系统中，植物和微生 物相互依存，形成了一 种互利共生的关系。
促进养分吸收：通过增加土壤微生物活性，提高植物对养分的吸收效率。 增强抗逆性：通过改善土壤环境，增强植物对干旱、盐碱等逆境的抗性。 促进根系发育：通过调节土壤中的激素等化学物质，促进植物根系的发育。 提高产量与品质：通过优化土壤环境，提高植物的产量和品质。
土壤取样分析：对土壤中的养分含量进行测定，了解土壤养分状况。
植物组织分析：通过分析植物组织中的养分含量，了解植物对养分的吸收和利用情况。
根际微生物分析：研究植物根际微生物的种类、数量和活性，了解根际生态系统中养分转化和利用 的过程。
植物营养与施肥名词解释
一、名词解释1、作物营养最大效率期：指营养物质能产生最大效率的时期。
2、最小养分定律：植物产量的高低决定于最小的养分因子。
3、离子间的拮抗作用：是指在溶液中某一离子的存在能抑制另一离子吸收的现象4、离子间的协助作用：某一离子的存在能促进另一离子的吸收的现象。
5、土壤供氮能力：指当季作物种植时土壤中已积累的氮和在作物生长期内土壤所矿化释放的氮量总和。
6、土壤缓效钾：被粘土矿物固定的非交换性的钾。
7、根际：是指作物根系对土壤理化、生物性质能产生显著影响的那部分特殊的“根区域”通常指根表周围1-4mm土壤。
8、闭蓄态磷：被铁铝胶膜包闭的磷酸盐。
9、作物营养临界期：指营养元素过多或过少甚至营养元素间不平衡，对植物生长发育产生明显不良影响的时间。
10、土壤养分强度因素：存在土壤溶液中有效养分的浓度，是根系可以直接吸收利用的养分。
11、根外营养：除了根系以外，植物地上部分（茎、叶片、幼果等器官）也可以吸收少量矿质元素，这个过程称为根外营养。
12、归还学说：只有用矿质肥料讲植物吸收的矿质养分归还给土壤，就能保住土壤的肥力。
13、生理酸性肥料：凡是施入土壤经作物吸收后，呈现酸性反应的肥料，叫生理酸性肥料。
14、植物营养学：是研究植物体与环境之间营养物质和能量的交换过程，及营养物质的运输和能量的转化过程的科学。
15、施肥学：将肥料施于土壤或植物，以提高作物产量、品质，并保持和增进土壤肥力的农业措施。
16、肥料：直接或间接供给植物所需养分，改善土壤性质，以提高作物产量和改善作物品质的物质，都可以称作肥料。
17、报酬递减定律：从一定土地上所得报酬随着向该土地投入的劳动和资本量的增大而有所增加，但随着投入的单位劳动和资本量的增加，报酬的增加却在逐渐减少。
（亦即最初的劳动和投资所得到的报酬最高，以后递增的单位投资和劳力所得报酬是渐次递减的。
）18、矿质营养学说：腐殖质是在地球上有了植物才出现的，而不是在植物出现以前，因此植物的原始养分只能是矿物质。
植物与根际微生物的相互作用
植物与根际微生物的相互作用植物与根际微生物之间存在着紧密的相互作用关系。
根际微生物是指生活在植物根系周围的微小生物群体，包括细菌、真菌和线虫等。
这些微生物通过与植物根系的相互作用，对植物的生长发育和健康起着重要的影响。
一、根际微生物对植物生长的促进作用根际微生物通过多种途径促进植物生长。
首先，它们可以合成一些有益物质，例如生长激素和氨基酸等，对植物的生长具有促进作用。
其次，根际微生物还可以分解土壤中的有机物，释放出一些营养元素，为植物吸收提供便利。
此外，根际微生物还能够抑制植物病原菌的生长，保护植物的健康。
二、植物对根际微生物的选择性作用植物对根际微生物的选择性作用是指植物通过根分泌物的组成和特性，选择性地吸引有益微生物，排斥有害微生物。
根分泌物主要包含一些有机物质，例如糖类、氨基酸和有机酸等。
这些物质可以为有益微生物提供营养，而对有害微生物则起到抑制作用。
通过这种选择性作用，植物能够与有益微生物形成良好的共生关系，提高自身的抗病能力。
三、植物与根际微生物的信息交流植物与根际微生物之间存在着复杂的信号通讯网络。
植物通过根分泌物释放出一些信号物质，吸引根际微生物的定殖。
而根际微生物也会产生一些信号物质，与植物进行信息交流。
这种信息交流可以促使植物调节养分的吸收和利用，提高免疫力。
同时，植物还能够根据微生物释放的信号物质，及时调整自身的生长和发育策略，以适应环境变化。
四、根际微生物在生态系统中的功能根际微生物除了对植物生长有促进作用外，还在土壤生态系统中发挥着重要的功能。
首先，它们参与有机质的分解和养分的循环，促进土壤的肥力。
其次，根际微生物能够稳定土壤结构，防止土壤侵蚀。
此外，它们还能够抑制土壤中的植物病原菌和害虫，维持生态系统的稳定。
总结起来，植物与根际微生物之间的相互作用是一种复杂而密切的关系。
根际微生物通过促进植物生长、提供营养、抑制病原菌等方式，为植物的生长发育和健康提供支持。
植物通过根分泌物的选择性吸引和排斥作用，选择与有益微生物形成共生关系。
植物根际和土壤微生物的功能研究
植物根际和土壤微生物的功能研究土壤微生物和植物根际是土壤生态系统中非常重要的组成部分。
它们对土壤的健康和质量有着深远的影响。
土壤微生物可以分解有机物质，释放营养物质，固定氮气等，而植物根际则可以促进土壤微生物的生长，增加植物对养分的吸收。
因此对这两个生态系统的深入了解和研究至关重要。
植物根际与土壤微生物生长之间的互动关系非常复杂。
植物通过根系分泌的根系物质与微生物形成共生关系。
这种互相合作的关系有助于促进土壤微生物的生物量和微生物群落的多样性，提高植物的生长及其对环境的适应性。
比如在土壤微生物与植物根际的共生中，植物可以分泌促进微生物生长的有机酸，从而促使微生物有效的固定大气氮。
同样，微生物在与植物根际共生的过程中，也会释放出一些物质，比如酶类，可以帮助分解土壤中的有机质，从而使植物得到更多的营养物质。
除此之外，土壤微生物还可以对污染物进行降解。
例如，土壤中存在一些化学物质，如有机氯农药，会对生态环境造成不可逆的负面影响。
但是通过调节土壤中的微生物，可以促进这些化学物质的分解，从而减轻它们对土壤生态环境的影响。
同时，土壤微生物与植物根际也与土壤碳循环密切相关。
土壤微生物可以促进碳固定和蓄积，而植物根际则可以通过吸收二氧化碳促进碳循环。
这种互动关系对于地下碳库的形成和维护具有重要意义。
然而，在现代农业中，土壤生态系统和植物根际生态系统却面临着很多挑战。
例如，常见的农业生产模式和加工方式会导致土壤中的有机质流失过快，这样就会破坏土壤微生物与植物根际之间的微生物生态平衡。
此外，化肥与农药等的过度使用也会造成土壤微生物的破坏和减少，从而导致生态系统破坏和产出的损失。
因此，为了促进土壤生态系统和植物根际微生物的发展，我们需要进行更深入的研究，保护并加强土壤微生物和植物根际的生态平衡。
一些提高土壤质量，增强微生物生物量和多样性的土壤管理措施也应得到更多的研究和应用。
比如有机肥料、天然堆肥和农业生态环境地理信息等方面加强推广可以有效地提高土壤生态系统的健康和质量。
土壤生物学第三节根系分泌物与根际营养
(二) 根系分泌物对养分释放的影响
根系分泌物中低分子有机酸可溶解和活化一些难溶性矿物，尤其 是在活化土壤中难溶性磷方面有重要作用 水稻根系在缺铁条件下能分泌麦根酸，对Fe 具有溶解螯合作用 。 玉米、小麦与花生间作能明显促进花生的铁营养：间作花生新叶活 性铁、叶绿素含量、花生各部位铁含量和吸收量明显高于单作
第四节 重金属胁迫下根际效应
根际环境特别是重金属胁迫下的根际环境与土体存 在着显著的差异。而根际环境中的这些物理、化学、生 物学特性将直接影响到重金属的固定和活化状态，从而 关系到重金属在土壤一植物中的迁移转化行为
一、重金属胁迫条件下的根系分泌物
如在铝胁迫条件下，耐铝作物根际有机酸的积累增加，以缓解铝的毒害 Hue等以棉花为指示作物进行解毒实验，认为有机酸的解毒能力与 OH/COOH在主碳链上的相对位置有关；并将有机酸分为三种类型：柠檬酸 为强解毒型，苹果酸为中解毒型，乙酸、乳酸为弱解毒型 但近来也有相反的结论认为根系低分子的有机酸对重金属具有增溶的作 用，从而增强了重金属在作物中的富集 一些根系分泌物(主要是高分子凝胶物质)能对重金属产生吸附、络合作 用，从而使其固定，减轻生物毒性，被认为是重金属向根系迁移的“过滤器” 研究表明，重金属的胁迫使得根系游离脯氨酸的分泌量增加，并认为这 是重金属根际解毒的机制之一
实验采集典型农区的土壤进行盆栽实验，研 究根际与非根际土壤中磷形态的差异、磷形态与作 物磷营养的关系。分析不同磷效率基因型作物的根 系形态及生理特征在不同供磷水平条件下的适应性 变化，研究不同基因型作物吸收利用土壤中磷的机 理。 研究土壤——植物根际养分状况及利用机理， 提高土壤中磷的生物有效性，使土壤中潜在的难溶 性磷库活化，提高磷肥的利用率，对促进农业生产 的持续、高效发展和陆地生态系统的良性循环具有 重要意义。
根际效应与土壤养分的相互关系
根际效应与土壤养分的相互关系
根际效应和土壤养分之间有着密切的相互关系。
根际效应指的是植物根部周围的微生
物群落对植物的生长发育及其与环境的相互作用所产生的影响。
在根际中，微生物与土壤养分之间存在着复杂的相互关系。
首先，通过微生物的活动，它们可代谢土壤中的有机物质，将其分解为更易于被吸收的无机养分。
这些营养物质对植
物的生长十分重要。
例如，一些细菌可将氮气固定，制造出植物所需的氮素，而其他微生
物则可帮助植物吸收磷、钾等营养元素。
还有些微生物则可直接为植物提供营养物质。
例如，植物与菌根真菌形成共生关系，
真菌可为植物提供大量的水分和矿物质。
另外，在根际中还有无数的微生物，如放线菌、
链霉菌等，它们通过合成一些生长激素，可以促进植物的生长发育，缩短植物的生长周期，提高作物的产量。
除此之外，微生物还能够帮助植物抵御有害物质，如病原体、寄生虫、重金属等。
一
些活性炭、菌剂等也常常被用来预防和治疗一些生物胁迫。
总的来说，根际效应与土壤养分之间的相互关系非常紧密，它们共同决定了植物生长
的速率和产量。
如果能够利用好这些微生物，以提高土壤质量和营养水平，并优化土壤微
生物组成，也将对植物的生长产生更加积极的作用。
植物根系结构与土壤养分吸收的关系
植物根系结构与土壤养分吸收的关系植物根系结构是植物的基础性特征之一，它直接影响着植物对土壤养分的吸收能力。
植物通过根系结构的分布、形态和生理特性来适应不同的土壤条件和养分供应。
根系结构的不同可导致植物对土壤养分的吸收方式和效率的差异。
本文旨在探讨植物根系结构与土壤养分吸收的关系。
首先，植物根系结构的分布对土壤养分吸收有着直接影响。
一般而言，根系主要分为顶芽根和侧芽根两类。
顶芽根主要生长在土壤表层，通过发达的根毛吸收表层土壤养分。
而侧芽根则向深层土壤生长，以获取更深层土壤中的养分。
因此，当土壤表层养分丰富时，顶芽根的密度和长度会增加，以增强对表层养分的吸收；而当土壤表层养分不足时，植物会通过侧芽根向深层土壤发展，以获取更丰富的养分资源。
其次，植物根系的形态特征也对土壤养分吸收产生影响。
植物根系的形态特征包括根长、根粗、根须密度等。
根长的增加可扩大植物对土壤体积的探测范围，从而更高效地吸收土壤养分。
根粗的增大能增强根系的强度和稳定性，使植物更好地固定在土壤中，从而稳定吸收养分。
根须密度的增加可增加土壤中吸收养分的根毛数量，提高对养分的吸收速率。
因此，根系形态特征的合理调节和优化可以提高植物对土壤养分的吸收能力。
进一步地，植物根系的生理特性对土壤养分吸收起着重要作用。
植物通过分泌根系分泌物和与土壤微生物的共生关系来增强对土壤养分的吸收。
根系分泌物包括有机酸、酶、植物生长调节物质等，它们能够溶解土壤养分、降低土壤pH值、解除土壤锁定状态，从而促进养分的释放和吸收。
同时，植物与土壤微生物的共生关系也能够提高土壤养分的有效性。
例如，植物根系与根际土壤中的固氮菌形成共生关系，能够将空气中的氮气固定为植物可利用形态的氮化合物，满足植物对氮元素的需求。
最后，植物根系结构还与土壤中不同养分元素的吸收有关。
不同养分元素在土壤中的形态和分布不同，它们与植物根系结构之间存在着特定的关系。
例如，植物对于氮元素的吸收主要依赖于顶芽根，因为氮元素主要分布在土壤表层。
植物根系与根际微生物共生
植物根系与根际微生物共生植物根系与根际微生物之间的共生关系是生态系统中一种重要的相互作用，对于植物的生长发育、营养吸收、抗逆性等方面起着至关重要的作用。
根系与根际微生物之间的互动不仅能够促进植物的生长，还可以维持土壤生态系统的平衡，提高土壤的肥力和健康。
本文将从植物根系与根际微生物的共生关系、共生机制以及在生态系统中的作用等方面展开探讨。
一、植物根系与根际微生物的共生关系植物根系与根际微生物之间的共生关系是一种相互依存、互利共生的关系。
植物通过根系分泌物质，为根际微生物提供生长和繁殖的营养物质和生存空间，同时根际微生物也通过与植物根系的互动，促进植物的生长和发育，提高植物的抗逆性和适应性。
根际微生物可以分解土壤中的有机物质，释放出植物所需的养分，促进植物的吸收和利用；同时，根际微生物还可以抑制土壤病原微生物的生长，保护植物根系免受病害侵害。
二、植物根系与根际微生物的共生机制1. 营养物质交换：植物通过根系分泌的根际物质，如根际酸、激素等，可以促进有益微生物的生长和繁殖，同时吸引有益微生物向根际聚集。
根际微生物分解土壤中的有机物质，释放出植物所需的养分，为植物提供营养物质。
2. 生长调节：根际微生物可以通过产生植物生长素、氮素、磷素等物质，调节植物的生长和发育。
有些根际微生物还可以促进植物的根系生长，增加根系的吸收面积，提高植物对养分的吸收效率。
3. 抗逆性提高：根际微生物可以通过诱导植物产生抗性蛋白、激素等物质，提高植物的抗逆性，增强植物对逆境的适应能力。
同时，根际微生物还可以抑制土壤病原微生物的生长，保护植物免受病害侵害。
三、植物根系与根际微生物在生态系统中的作用1. 促进土壤肥力：植物根系与根际微生物的共生关系可以促进土壤中有机物质的分解和养分的释放，提高土壤的肥力。
根际微生物可以将有机物质分解为植物易吸收的无机养分，为植物提供养分来源。
2. 维持土壤生态平衡：根际微生物可以抑制土壤中的病原微生物和有害微生物的生长，保护植物根系免受病害侵害。
玉米根际微生物和土壤微生物群落对植物生长和营养吸收的影响
玉米根际微生物和土壤微生物群落对植物生长和营养吸收的影响土壤微生物是一种重要的生态系统组成部分，它们参与了大量的生物地球化学过程，包括能量和物质循环。
另一方面，微生物还能调控植物的生长和营养吸收，是土壤健康和农业生产中不可或缺的因素。
玉米作为我国主要的农业作物之一，其根际和土壤微生物群落的研究一直备受关注。
根际微生物是指在植物根系附近的微生物，包括细菌和真菌等多种微生物生物群落。
它们通过与植物根系的互作协同，调控着植物的生长和抗病性等方面。
根际微生物通过分泌一系列的生物物质，如植物生长激素和抗生素等，与植物根系形成共生关系，也能分解有机物质，促进土壤肥力的提高。
因此，根际微生物对植物生长和土壤健康的作用非常显著。
土壤微生物群落中包括了广泛的微生物多样性，包括细菌、真菌、放线菌和原生生物等。
它们参与了许多土壤过程，如有机质分解、养分循环、锁定和释放等，其中一部分微生物也可与植物根系共生。
土壤微生物的丰富性和多样性直接影响着土壤生态系统的稳定性和健康状态。
因此，研究土壤微生物群落的结构与功能，对于维护土壤健康和促进农作物生产具有重要意义。
作为一种主要农作物，在玉米的种植中，土壤微生物和根际微生物的作用不可忽视。
如何通过促进微生物的生长和活动，提高玉米的生长质量，是研究人员一直在努力探索的问题。
在目前的研究中，发现了若干种微生物对玉米生长和养分吸收的促进效果。
一方面，一些特定的根际微生物，例如大肠杆菌、链霉菌等，能够分泌相关生长激素，如IAA等，直接促进玉米的生长发育和养分吸收。
另外一些微生物如枯草芽孢杆菌等可释放诸如氨基酸和芳香族化合物等形式的活化根际多样化物，这些化合物有助于提高玉米植株的吸收和利用能力。
另一方面，种植过程中的泥壳菌等土壤微生物，也能够对提高玉米生长和养分吸收起到积极影响。
这类微生物能够分泌一种叫做菌胞提取物的物质，含有丰富的氨基酸、酶和多糖等，可加速根系强化和新根生长，并使得植物吸收更多的养分。
植物土壤营养与根际营养
微量元素缺乏症状
铁缺乏症状
植物叶片出现黄化或白化 现象，尤其是新生叶片， 生长受阻。
锌缺乏症状
植物叶片狭小、簇生，果 实和种子产量和品质下降。
硼缺乏症状
植物叶片卷曲、变厚、粗 糙，花粉发育不良，落花 落果严重。
营养过剩症状及防治措施
氮过剩症状
植物过度生长，茎叶繁茂，易倒 伏，病虫害增多。防治措施：合
04
有机质是土壤中有机化合物的总称，包括腐殖质、动 植物残体等，它们是植物所需养分的储备库。
02
植物根际营养
根际的概念与特点
根际的概念
根际是指植物根系周围的微域环 境，包括土壤颗粒、微生物、根 分泌物等。
根际的特点
根际是植物与土壤之间的界面， 具有较高的养分和微生物活性， 对植物的生长和发育具有重要影 响。
理施肥，控制氮肥用量。
磷过剩症状
土壤硬化、板结，植物生长受阻。 防治措施：适量施用磷肥，增加土 壤通透性。
钾过剩症状
土壤盐分积累，影响植物吸收其他 营养元素。防治措施：合理搭配其 他肥料，避免过量施用钾肥。
05
土壤改良与植物营养管理
土壤改良的方法与技术
土壤耕作
通过耕作、松土、翻土等方式改 善土壤结构，增加土壤通透性， 促进土壤微生物活动和养分释放。
新型肥料与施肥技术的综合效益评价
为了更好地推广和应用新型肥料与施肥技术，需要对其综合效益进行全面评价。这包括经 济效益、环境效益和社会效益等方面，以评估其对农业可持续发展的贡献。
植物营养与全球气候变化的关系研究
气候变化对植物营养吸收和利用的影响
全球气候变化对植物生长和营养吸收产生重要影响。未来研究可以深入探讨气候 变化对植物营养吸收和利用的影响机制，以及如何应对气候变化对植物营养带来 的挑战。
植物的根系与土壤相互作用
植物的根系与土壤相互作用植物的根系与土壤之间存在着密切的相互作用关系。
作为植物的重要器官之一，根系在土壤中扎根、吸收水分和养分的过程中，与土壤发生着多种复杂的生物、物理和化学交互作用。
本文将从根系形态特征、根系对土壤的改良作用和根系对土壤环境的调节作用三个方面进行论述。
一、根系形态特征根系是植物的地下器官，具有多样的形态特征。
一般而言，形态特征决定了根系的功能和适应能力。
植物的根系形态可以分为主根和侧根两部分。
主根是由胚芽的主要发育点发展而来的，它是根系的中心支柱，负责向下扎根，并与土壤深入交流。
侧根则从主根旁边分出，具有增加根系表面积和吸收养分的功能。
根系形态的差异不仅与植物的种类有关，也受到土壤类型和环境条件的影响。
二、根系对土壤的改良作用植物的根系对土壤有着重要的改良作用。
首先，根系通过根毛吸附土壤颗粒和有机质，使土壤变得疏松，并形成较大的颗粒间隙，增加土壤的透气性和保水性。
同时，根系能够分泌有机酸、碱性物质和根际气味物质等，促进土壤中矿质养分的释放和转化，提高土壤肥力。
此外，根系的生长和分泌物还能够促进土壤微生物的繁殖和活动，进一步增加土壤肥力和有机质含量。
三、根系对土壤环境的调节作用根系对土壤环境有着重要的调节作用。
首先，根系通过担负植物体与土壤之间的物质交换任务，调节水分和养分的平衡。
当土壤中水分过多时，根系通过吸收和蒸腾作用将多余的水分排出；而当土壤中水分不足时，根系则能够从土壤深处吸收水分，保持植物的正常生长。
此外，根系还能够通过调节氧气、二氧化碳和温度等要素的含量和分布，影响土壤中的呼吸、酶活性和微生物群落结构等关键过程，进一步改善土壤环境和增强土壤生态功能。
总结起来，植物的根系与土壤之间存在着紧密的相互作用。
通过根系的生长和分泌物，植物能够改良土壤结构、提高土壤肥力，并通过根系的调节作用，维持土壤中水分和养分的平衡，调控土壤环境的稳定性。
深入研究植物的根系与土壤相互作用的机制，对于提高植物生长的效率、改善土壤质量和保护环境具有重要的意义。
植物根际生物对土壤养分利用效率的影响研究
植物根际生物对土壤养分利用效率的影响研究植物是地球上最重要的生物之一，它们能够通过光合作用从空气中吸收二氧化碳，形成有机物质，并将部分碳固定在土壤中。
然而，植物的生长需要养分的补给，而其中最重要的来源便是土壤。
土壤中的养分必须被植物吸收后才能发挥作用，而植物的根际生物则起到了很大的作用。
根际生物是指生活在土壤中，与植物的根部紧密接触的微生物、真菌和其他生物。
这些根际生物与植物之间形成了一种共生关系，它们与植物交换营养物质，使植物能够更加有效地吸收土壤中的养分。
除此之外，根际生物还能帮助植物对抗病原体和其他外部环境压力，提高植物的抗逆性和耐受性。
随着环境问题的不断加剧和人类对土壤的不当开发，土壤资源的质量和数量在世界范围内都受到了明显的影响。
为了维护土壤健康，提高土壤利用效率，了解根际生物对土壤养分的利用效率具有极其重要的意义。
目前，关于根际生物对土壤养分利用效率的研究已经有了一些重要进展。
其中，最主要的研究方法是基于对土壤微生物群落结构和功能的深入分析。
这些结构和功能的变化可以直接反映出根际生物对土壤养分利用效率的影响。
近年来，分子生物学技术以及高通量测序技术等新兴技术的出现，极大地促进了根际生物研究的进步。
研究人员可以通过DNA测序和元基因组分析等手段深入地了解土壤微生物的数量、种类和功能。
这些数据可以为根际生物与植物之间共生关系的深入研究提供坚实的基础。
同时，研究人员还可以通过对土壤化学物质的测定，深入研究根际生物与植物之间营养物质的交换情况。
特别是，在液相色谱和气相色谱-质谱联用等分析技术的支持下，研究人员可以更加方便地研究营养物质之间的转化关系，从而更加具体地研究根际生物对土壤养分利用效率的影响。
此外，还有一些实验室和田间试验支持了根际生物对土壤养分利用效率的研究。
通过培养不同微生物，人工构建具有不同根际生物的土壤，研究人员可以更加具体地测定微生物对于植物生长的影响。
在田间实验中，人们可以通过改变土壤养分的供应方式和量，深入研究根际生物对于养分利用效率的影响。
植物根际微生物对土壤养分循环和作物生长的影响研究
植物根际微生物对土壤养分循环和作物生长的影响研究植物根际微生物是指存在于植物根系周围的微生物群体，包括细菌、真菌和放线菌等。
它们与植物根系紧密互动，对土壤养分循环和作物生长有着重要的影响。
本文将探讨植物根际微生物与土壤养分循环的关系以及对作物生长的影响。
一、植物根际微生物与土壤养分循环的互动机制植物根际微生物与土壤养分循环密切相关，两者的互动机制主要包括以下几个方面。
1.1 共生关系植物根际微生物与植物根系之间形成了共生关系。
植物通过根系分泌的有机物质及根际特有的氧浓度、 pH 值等条件，吸引了微生物进入根际环境。
微生物通过分解有机物质，释放出养分供植物吸收，植物则提供微生物所需的有机物质和栖息环境，从而形成了互利共生的关系。
1.2 微生物参与养分循环过程植物根际微生物在土壤中参与了养分循环的各个环节。
例如，某些细菌和真菌可以分解土壤中的有机质，将有机质转化为植物可吸收的无机养分；其他微生物则可以固定氮气，将其转化为植物可利用的氨态氮。
微生物的参与促进了养分的有效循环，有助于提高土壤养分利用效率。
1.3 微生物群落结构与土壤养分循环植物根际微生物群落结构的变化对土壤养分循环有重要影响。
研究发现，不同植物根系选择性地吸引特定的微生物群落，这些微生物与不同的土壤养分循环过程密切相关。
例如，一些细菌可以有效吸收或释放磷、钾等养分，而其他真菌则对有机物质分解有更高效的能力。
因此，植物根际微生物的群落结构对土壤养分循环的效率和方向起着关键作用。
二、植物根际微生物对作物生长的影响植物根际微生物对作物生长的影响可以从多个方面来考虑。
2.1 促进养分吸收植物根际微生物通过矿化有机养分、解离磷态和钾态等方式，提高土壤中营养元素的有效性，促进作物根系对养分的吸收。
此外，一些微生物还通过与根系共生形成的菌根结构增加了作物根系的吸收面积，进一步提高了养分吸收效率。
2.2 抗病害作用某些植物根际微生物具有拮抗病原微生物的能力，可以通过产生抗菌物质、竞争营养源或占据菌位等方式，抑制病原微生物的侵染，从而减轻作物病害发生的程度。
植物根系在土壤中的作用
植物根系在土壤中的作用植物的根系在土壤中承担着丰富的功能和作用。
它们不仅提供了植物所需的水分和营养物质，还对土壤的结构和稳定性产生着重要影响。
以下将分别介绍植物根系在土壤中的水分吸收、养分吸收、土壤保持和土壤改良等多个方面的作用。
水分吸收植物需要吸收土壤中的水分来维持自身的生长和代谢活动。
根系通过细小的根毛吸收土壤中的水分，然后通过根部的传导组织将水分输送到植物体内。
根系中的根毛具有较大的表面积，增加了植物对水分的吸收能力。
同时，根毛也能在土壤中形成一种毛细管作用，帮助水分向上输送。
通过大量的细小根毛和复杂的根系结构，植物能够更有效地吸收土壤中的水分，保证其正常的生长和发育。
养分吸收除了水分，植物还需要吸收土壤中的营养物质来满足其生长需求。
植物的根系通过根毛吸收土壤中的矿质元素，包括氮、磷、钾等重要养分。
根系表面的毛细胞和根毛发达的生长形态，提高了植物对养分的吸收能力。
植物根系还可以分泌根际物质，与土壤微生物相互作用，促进养分的释放和转化，提供给植物对营养元素的吸收。
土壤保持植物的根系可以在土壤中起到保持作用，防止土壤的侵蚀和流失。
根系通过根的生长、分支和死亡等过程，形成了丰富的根系网，牢固地固定在土壤中。
这种根系网能够增加土壤的稳定性，减缓水流速度，降低雨水对土壤的冲击力，防止土壤流失。
尤其对于坡地和沙漠地区，在保持土壤水分和防止水土流失方面具有重要的作用。
土壤改良植物的根系还可以对土壤进行改良和修复。
根系能够改善土壤的物理性质，如增加土壤的透气性、保水性和保肥性。
植物的根系在生长过程中会释放有机物质和根际物质，促进土壤微生物的繁殖和活动，提高土壤肥力。
根系还能通过调节根际酸碱度和离子平衡，改善土壤的化学性质，降低土壤中的盐分和毒物含量。
一些特定的植物根系，如豆科植物的瘤根、禾本科植物的根状茎等，还能与土壤中的氮结合，固定大量氮素，起到土壤改良的作用。
综上所述，植物的根系在土壤中扮演着重要的角色。
植物根际微生物对土壤养分循环的影响研究
植物根际微生物对土壤养分循环的影响研究植物根际微生物是生活在植物根部周围的微小生物群体，包括细菌、真菌以及古菌等。
在植物根际中，微生物与植物形成了一种密切的关系，通过相互作用，它们对土壤养分循环起着重要的调节作用。
本文将围绕植物根际微生物对土壤养分循环的影响展开研究。
一、植物根际微生物对土壤养分的转化和释放植物根际微生物通过分解有机物质、氮素固定和矿物质溶解等作用，促进了土壤养分的转化和释放。
首先，微生物通过分泌酶类降解有机物质，将复杂的有机质转化为可被植物吸收利用的简单物质，如氨基酸和葡萄糖等。
其次，一些特定的细菌还可以将大气中的氮气转化为植物可利用的铵态氮，提供给植物进行生长发育。
此外，微生物还可以溶解矿物质，将土壤中的矿质元素释放出来，为植物吸收提供便利。
二、植物根际微生物对土壤养分的稳定和保持植物根际微生物通过形成固定结构和黏附作用，稳定和保持了土壤中的养分。
微生物在根际形成生物胶团和生物膜等结构，这些结构能够将土壤颗粒黏合在一起，提高土壤的结构稳定性，减少养分的流失。
同时，微生物的胞外多糖物质也能够与矿物颗粒结合，形成具有吸附能力的团聚体，使得土壤中的养分更加稳定。
三、植物根际微生物的共生关系与土壤养分循环植物根际微生物与植物形成了一种共生关系，它们通过交换物质和信号，促进土壤养分的循环。
一方面，植物通过根系分泌出来的有机物质和氧气等提供给微生物，作为其生长发育所需的能量和呼吸物质。
微生物利用植物提供的物质转化养分，为植物根际提供可供吸收的形态，增加了植物对土壤养分的利用效率。
另一方面，微生物通过根际中分泌的激素、酶类和信号分子等，调节植物的生长和发育，增强植物根系的活性，促进养分吸收和转运。
结论综上所述，植物根际微生物对土壤养分循环具有重要的影响。
它们通过促进养分的转化和释放，增加土壤中的可利用养分；通过形成固定结构和黏附作用，稳定和保持土壤中的养分；通过共生关系和信号交换，促进土壤养分的循环和植物对养分的利用效率。
根际微生物互惠共生模式揭示土壤营养循环机理
根际微生物互惠共生模式揭示土壤营养循环机理土壤是地球生态系统中最为重要的组成部分之一，不仅为植物提供营养和水分，还承担着重要的环境保护和资源利用功能。
土壤中丰富的微生物群落起着至关重要的作用，特别是根际微生物，它们与植物根系形成了一种共生关系，通过互惠共生模式促进着土壤中的营养循环。
根际微生物是指存在于植物根系周围土壤区域的微生物群落。
它们与植物根系之间存在着密切的互动关系，通过释放植物可溶性营养和促进土壤微生物活性，提供植物所需的养分和水分。
同时，植物根系也为根际微生物提供了适宜的生存环境，例如有机质、根系分泌物和生长激素等。
根际微生物与植物根系之间的互惠共生模式为土壤中的营养循环提供了重要的动力。
根际微生物的互惠共生模式体现在多个方面。
首先，根际微生物通过分解有机质释放营养元素，如氮、磷和钾等，使其变为可供植物吸收利用的形态。
植物根系分泌的有机物和激素能够吸引和促进土壤中细菌和真菌等微生物的生长繁殖，有利于营养元素的释放和再循环。
其次，根际微生物可以促进植物根系的吸收能力和养分利用效率。
微生物产生的酶能够降解大分子有机物，将其转化为植物可吸收的小分子有机物。
此外，微生物还能合成和释放植物生长激素，调节植物的生长和发育。
最后，根际微生物还能提高土壤的抗逆性和养分保持能力。
微生物能够分解和转化植物残渣，促进有机质的积累，提高土壤的肥力和水分保持能力。
根际微生物互惠共生模式的实现与微生物的多样性密切相关。
不同类型的根际微生物在土壤中承担着不同的生态功能。
例如，一些微生物能够与植物根系形成固氮共生关系，为植物提供可利用的氮素；另一些微生物则能够分解有机质，促进养分的释放和再循环。
因此，保持土壤中微生物的多样性对于维持根际微生物互惠共生模式至关重要。
过度施用化肥和农药等化学物质会破坏土壤微生物的多样性，导致根际微生物互惠共生模式中的某些环节失衡，进而影响土壤的养分循环和植物的生长发育。
在当今环境保护和可持续发展的背景下，研究根际微生物互惠共生模式对于理解土壤营养循环机理具有重要意义。
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地上部干重（克） 簇状根（%）
地上部含磷量（%） 根际土壤水溶性锰
（mg/L）
根际土壤水溶性铁 （mg/L）
普钙施用量（mg/kg土）
0
334
667
1.93
2.01
2.02
46
28
16
0.17
0.20
0.223
18.7
16.7
5.3
1.5
0.9
0
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2、土壤通气性和水分
• 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。
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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 0.3mm • 3、根系表面积 • 4、根系密度 Lv 2m
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3.机械阻力
土壤紧实时，其容重增大且大空隙数 量减少。当容重大于1.3～1.4时，对根系 伸长有抑制作用。粘质土壤容重在1.5～ 1.6，轻质土壤在1.7～1.8时，作物根系就 很难扎入。
紧实土壤对根系伸展的抑制作用除 了机械阻抗的缘故外，还有土水势、通 气性和植物毒素积累等因素。
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表2-1 机械阻抗对大麦种子根和初级侧根发 展及扩展的影响
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ10
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From Watt and Evans (1999) Plant Physiology 121: 317-323
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Proteoid - root formers
From:Watt and Evans (1999) Plant Physiol. 1编21辑, p3p1t7-323
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From Marschner “Mineral Nutrition of Higher Plants” 2nd Edition, Academic Press, 1995
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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
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Investment of assimilates in roots is increased in response to nutrient deficiencies. This results in an increase in root:shoot ratio.
N treatment (mM)
• 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，不能加粗，所以不能形成明显的主根。
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• 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。
• 氧是根系生长和代谢所必需的。Drew Goss （1973）认为：O2分压达到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。
•
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2、土壤通气性和水分
• 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 22.5cm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%。
Dry weight
Shoot
Root
Root:shoo t ratio
0.05
0.8
0.45
0.56
0.5
3.5
1.39
0.40
5.0
9.2
1.82
0.20
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表 2-1磷的供应对羽扇豆（Lupinus Albus L.）的 生长与矿质成分的影响（供试土壤为pH8.6的石
m m1 m2 m3 3
• 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，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）
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• The volume of soil exploited can be increased by the elaboration of root hairs (left), and by symbiotic associations with ectomycorrhizal fungi (centre) or vesicular-arbuscular mycorrhizae (right).
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。
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Root zone
Basal Middle Apical
Lateral root length (cm)
Uniform Localised
supply
supply
40
14
27
332
18
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From Drew and Saker (1978) Journal of Experimental Botany 29: 435-451
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
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第一节 植物根系生长与养分吸收
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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。