根域限制技术

6．水分管理 限制后根系不能再从广泛的土壤层 吸收水分和养分，必须及时补给水分。
思考题
1 依据自己实践经验，就根域限制栽培的应用前景谈 谈自己的看法 2 依据你所学的植物生理学、生态学、土壤学和植物 学等知识，根域限制机理还可以从哪些方面来讨论？ 3 从前面分析看，根域限制效果与机理有一定的相关 性，请依据植物生长发育的相关性，根系养分吸收与 生长相关性,激素变化与生长的相关性对其进行分析
与垄式、箱筐式相比，坑式根域的水分、 温度变幅小，果实品质进一步改善，节约 灌溉用水，在冬季寒冷北方可应用。
近年来，在美、澳等国推广的部分根域 干燥技术(Partial root-zone drying)也是根 域限制栽培的一种简易的形式。
应该注意： 1 分类方式的标准 2 不同分类方式的组合利用 3 隔离层（限制材料）种类、 表面结构、斑块分布等
实践基础: 20世纪80年代，从盆栽植物生 长受到抑制的传统园艺艺术中受到启示，开 始根域限制栽培方式探索
理论基础: 冗余理论（盛承发，1990） （分子、生理、器官、种群水平）。
研究现状与趋势：
在葡萄、桃、柑橘、苹果、樱桃、柿、 无花果、果菜类和木本花卉等进行了初步 研究。
在营养生长、提高产量和果实品质诸方 面都取得肯定的结果。
4.根系：根系形态发生变化，粗根减少，分 支增加，细根多且长，表面积、体积也相应 增加。
根域限制下巨峰葡萄的根系形态差异
(二)生殖生长 1 提高巨峰、先锋等四倍体葡萄花芽量、坐 果率和亩产量。 2 果实膨大正常。
3 增加果皮色素和果汁糖分积累，提高品质
4 亩产量和成熟期，试验结果不同
4 根域限制机理
一般认为,这两种激素支配着葡萄新梢 生长，这种内源激素条件对抑制新梢生长 起着重要作用。
5 根域限制栽培技术要点（以葡萄为例）
（一) 苗木培育：混合物土壤(有机质：土壤＝1:3) ，水肥(含氮60mg/L )，2次/周。8月中下旬，高 度1.5～2.50m时主梢摘心，促进越冬。 （二) 栽植技术 1．根域介质 有机肥：土壤＝ 1：3比例 2．根域容积 适宜根域容积0.05～0.06m3 / m2树冠 投影面积。
植物根系8大功能： 固着、支持、吸收、输导、 合成、储藏、繁殖、观赏
由于根域容积小，施 用有机肥改良土壤成 为可能，有利于实现 真正有机栽培
6) 不受土壤条件限制
在一些地下水位高、 土壤盐渍化严重的地 区，可以利用根域限 制建园，实现高产优 质栽培
着色好、品质佳
增加施肥目的 性、可控性，
景观树木 抚育、移栽
容积小，提高土 壤有机质含量
实现肥水自动 化和定量化
观光、休 闲农业
补充内容：根域限制 目的：了解设施栽培新的研究领域，为 水、肥精确利用、品质优良为特点的设施 栽培和大田生产奠定理论和实践基础 根域限制 根域无限制
为什么要进行根域限制？
是否可相互转化？ 什么目标？如何达到？
什么标准？机理如何？
1 根域限制概念、方式与应用
1.1 根域限制(Rooting-zone restriction, Root confinement) 利用一些物理或生态的方法将果树的根域范 围控制在一定的容积内，通过空间和水分、养 分的变化控制根系的生长来调节地上部的营养 生长和生殖生长过程的一种新型的栽培技术。 相对应的是根系自然生长的根域无限制和枝 系的限制
1.2 根域限制方式
①垄式(Raised bed)
指在地面上铺垫微孔无纺布或微微隆起 (防止积水)的塑料膜后，再在其上堆积富含 有机质的营养土呈土垄或土堆栽植园艺植物。 土垄四周曝露在空气中，底面又有隔离 膜，根系只能在垄内生长。 操作简便，适合冬季无土壤结冻的温暖地域 应用，但夏季土壤水分、温度不是太稳定。
3．根域厚度 根域太厚，上、下层土壤（或基质） 水分差异大，根域太薄则水分变化剧烈，适宜厚 度为30～40 cm。 4．栽植距离 适宜（参考）株距1.8m(或3.6m)， 行距2.5～3m。 5．营养管理 硬核期前每周施两次含氮60mg/L 复合液肥。硬核期至成熟采收，氮素浓度降至 20mg/L，施肥次数和施肥量不变。
②箱筐式(Box, Pot, Container)
指在一定容积的箱筐或盆桶内填充营养 土，植果树等园艺植物于其中。
由于箱筐易于移动，适合在设施栽培 条件下应用。 缺点仍然是根域水分、温度不稳定， 对低温的抵御能力较差。
③坑式(Buried bed): 在地面以下挖出一定容积的坑，坑四壁 及底部铺垫微孔无纺布等可透水但根系不能 穿透的隔膜材料，内填营养土后植于其中。
生长缓和、成 易、投产早、 产量高
楼顶、阳台 等室内绿化
根系密度大、 易调控
不受土壤 条件限制
根域限制的优Baidu Nhomakorabea及应用前景
2 根域限制产生、现状与趋势
产生:
20世纪70年代，推广矮砧密植（苹果等） 技术，“根深树大”传统观念有所改变。
a 在一些树种上尚无优良矮化砧木供使用 b 即使采用矮化砧木，根系仍分布在田间 广阔土壤中，难以适时适量控制肥、水。
3 根域限制的效果
限制根系无序生长，对营养生长、结实和 品质都有直接影响。 (一)营养生长
1.新梢：新梢生长受到显著抑制，抑制效果和 根域容积成比例，根域越小抑制效果越强。 2.主干：同新梢一样，主干增粗会随根域容积 的减小而下降
根域限制对巨峰葡萄干茎生长影响
根域限制对巨峰葡萄新稍生长影响
3.叶片：对单叶面积没有显著影响（因树种 而异，如苹果、梨树与枣树），但提高单位 横截面积和树冠的体积、产量。
此外还有：
1 2 3 4 5 6 7
养分、水分限制； 地下水位限制； 利用化学药剂（Cu2+）; 利用培养基质如pH、容重、营养液成分; 通过地上部分（与地下部分的相关性）; 增加植株密度; 利用植物的相生、相克。
根域限制技术分类（类型）示意图
1.3 根域限制栽培优点、应用前景
根系分布己知，有的放矢施肥， 避免肥效后延对生长和果实品 质不良影响。
1 根域限制技术在园艺产品外观质量和营养 如何发挥作用。
2 在葡萄、桃和柑橘等果树上，探讨当年建 园，次年投产，且稳产、高产的技术。
3 另外，通过盆栽组合构成景观应用于园林 、休闲农业、城市农业、室内植物设计等
4 最佳土壤营养空间及其栽培参数，根冠通 讯在限根中的作用，光合速率变化及同化物分 配及相关机理等。
1) 以肥控生长发育
2) 以水控生长发育
肥料须溶解于水中 才有效，水分的状 况影响肥料的有效 性，水与肥可以通 过计算机系统控制 植物的生长发育
3) “草与木互变”
4) 实现有机栽培
抑制新梢生长使树体矮小便 于管理，同时改变光合产物 分配，花芽增加，产量提高。 有望实现 “草地果园”。
5) 实现灌水和施肥自动化
根域限制树木中氨基酸浓度比没有限制树低，但 硝态氮比例高 氨基酸的组成比例也发生了变化。（谷酰胺、精氨酸和
甘氨酸浓度低，天门冬氨酸和谷氨酸浓度高）
根域限制对葡萄新梢生长抑制不仅是氮素吸收能 力低、输送到地上部的氮素营养减少的原因。另外， 根中氮素代谢变化可能也对生长带来了影响。
激素: 从新梢急速生长的盛花期到果 粒软化期，根、树液以及新梢的茎和叶内 赤霉素活性低，脱落酸浓度高。
树体营养方面：根域限制树的根系对氮素的 吸收能力降低。
树干切断实验：切断树干后树液 量少、树液氮素浓度低得到判断。 根系活力实验：
“15N” 示踪显示，细根氮素营养向粗根移动 不活跃，从根往地上部输送的氮素量明显减少。
新梢的茎和叶分析实验：根域限制后 树木比没有限制新梢氮素浓度低，生 长不活跃，新梢和叶片就小型化
主要参考文献
1 Shengzuo Fang, Baodong Xie. Nitrogen dynamics and mineralization in Degraded agricultural soil mulched with fresh grass. PlantSoil. 2007, 300: 269–280. 2 王世平.不同生态条件下葡萄根域限制栽培模式与管理.中国南方果树. 2006, 35(2):52～55 3 聂俊峰,邹养军,贾志宽.根域限制栽培在果树上应用研究进展.陕西农业科 学,2005,3:114～116· 4 葛均青,于贤昌. 限根程度对黄瓜生长及光合特性的影响. 西北农业学报, 2004,13(4):174- 178 5 盛承发,赵国荣.生态系统反馈形成原因的分析.安徽农业大学学报2004, 31(3):253- 257 6 张荣,孙国钧.冗余概念的界定与冗余产生的生态学机制. 西北植物学报, 2003,23(5):844-851 7 王世平,张才喜,罗菊花. 果树根域限制栽培研究进展.果树学报, 2002, 19(5) :298-301
例如：王世平等研究发现，与对照相比根域限制的
巨峰葡萄树从萌芽到休眠期，无论主干、母枝、新梢、叶 片，还是树液，其氮素含量明显偏低。
进一步研究证实，根域限制后巨峰葡萄根系的水分和 养分的吸收能力下降，单位时间内的营养吸收量低于对照， 树液的N03 和氨基酸浓度明显下降。 产生这种差异的原因可能与根表细胞膜的硝酸盐转运 子、根内硝酸还原酶、亚硝酸还原酶及氨基酸合成过程中 的关键酶的活性或同工酶的变化有关，
根 域限制
水养富贵竹
相关知识的回顾与问题
树体控制：物理、化学和生物方 法如修剪、生长调节剂和嫁接等
环境控制：大棚、温室等设施； 无土栽培；根域限制
重力
光合作用的光 光形态建成的光 温度 风 乙烯 病原体 光周期 湿度 草食动物
寄生虫 土壤微生物 有毒物质 矿质营养 土壤质地 水分状况
影响植物生长发育的各外部因素