探索神秘的根际(集根栽培技术理论一)

t8731977

        果园种植很有趣，果农给果园施几十公斤肥料，就拿走几千公斤果实。。。作为果农的你，是否担心土壤因此贫瘠而不断地加大肥料投入，然后又不断地听说。。。化肥用多了伤地，有机肥又太贵，然后不断地计算投入产出比，明年又会担心亏损，总感觉果业很快就没有前景了。。。
        植物是自养生物，植物在同化无机碳合物的同时，把太阳能转变为化学能，储存在所形成的有机化合物中。国外科学家曾经用盆栽柳树的实验，证明柳树生长所需的主要物质不是来自土壤，而是来自光合作用，水与空气中的二氧化碳！！！（植物通过激发叶绿体，捕捉空气里的二氧化碳，同化成碳水化合物并释放氧气），所以，可以很肯定地告诉你，别担心！！！
        那么，既然植物生长的主要物质来自光合作用与水及空气，是否我们就不用考虑土壤了呢？
答案是否定的！！！        土壤的定义，其本质属性是能为植物提供养分，即植物营养功能，它是果树最基本生存条件之一，可以说，土壤决定了果树生死与发育生产。
        土壤瘠薄干旱，土层浅等现象普遍存在于我国果园中。将果园土壤进行全园改良，并供给足够的肥水是不现实的，此外，充足供应肥水还会使根系生长冗余，营养分配不合理（种果对水肥精准控制的要求比种菜高，不合理的水肥供应会产生枝叶旺长，花芽分化不良，花而不实，实而无质等等一系列问题，这也是种果技术要求比种菜高的主要原因），因此我们必须重新分析如何高效高效用肥，高效养土的细节，最终达到以最小代价获取最大经济回报的种植诉求！！！

(一）土壤与根系


1认识土壤
        看到这个小标题，大家可能会发自内心地轻笑，一辈子就与土地打交道，这有啥的！！！用得了你说吗？但我必须要说，你们真的不清楚土壤的真实特点！
        土壤的好坏，在于有机质含量，这个大家都有共识，但土壤有机质来自哪里？是不是拼命地增施有机肥，加大有机质投放，就可以改变土壤呢？事实并不这样简单！！！（否则中国就没有沙漠了，南方生产有机肥，运到沙漠就改造完所有沙漠了），有机质或者有机肥，它必须经过植物吸收与再释放，才能达到提高土壤有机质含量的目标，使得土壤适宜高等级的果树生长！（这个与日本人到中国种有机苹果，先养草几年，以草根分泌物与残体提高土壤有机质含量后，再种高品质苹果是一样道理的，土壤有机质含量与土壤有机质掺入量是两种完全不同的概念）
        土壤里的有机质，很大一部分来自根系分泌物，这也是沙漠沙地种植后有机质提升的主要原因，而种植时施用有机质的主要作用，是为根际菌群提供繁殖环境，增加土壤营养活性为目的（你施用的有机肥，不是给果树吃的，而是用来喂养细菌的，没有想到吧？）。土壤的定义，其本质属性是能为植物提供养分，即植物营养功能，土壤微生物在土壤为植物提供养分过程中起着关键作用。据粗略估计，在养分贫瘠的自然土壤上，至少2万个植物种类的生存离不开土壤微生物，约72%植物离不开菌根真菌，约25%植物离不开固氮菌。土壤微生物是陆地生态系统植物多样性和生产力的重要驱动者，地上部植物生长和地下微生物之间有着密切联系。可以想象，假如没有土壤微生物，很多自然土壤可能会是“不毛之地”。
2植物根系吸收养分的特性
        植物根系吸收养分的形态有气态、离子钛和分子态。气态养分包括CO2、O2和水汽等。主要通过扩散作用进入植物体内，也可由叶片气孔由细胞间隙进入叶内。水溶性离子态养分是植物根系吸收养分的主要形态，矿物质养分和氮素几乎都是以离子形态被吸收。植物根系也吸收少量分子态有机养分，主要是一些小分子有机物。土壤中被吸收的有机分子种类不多，而且不如离子态养分易于进入植物体，大多有机物都经过微生物分解，转变离子态养分后，才能大量被植物吸收利用。（这里通俗地说，就是有机物要被果树吸收，必须先通过细菌吸收分解，然后产生的氨基酸，多糖等等。。。才能让果树直接吸收，就与人不能直接吃草，但用草先喂养牛羊鸡鸭鱼等等，最终获得高效齐全的营养是同样道理！！！）
3根系分泌物
        根系分泌物是植物根系释放到周围环境中的类复杂化合物的混合物，包括碳水化合物、有机酸、氨基酸及黄酮等约200余种物质。主要从根冠和外皮层细胞中分泌出来,包裹在根尖细胞表面。可以防止幼嫩细胞脱水,同时也起润滑的作用,并且加强了根系与土壤表面的联结,促进根土之间的水分运移和离子交换,降低养分迁移过程的曲折度,完善了根-土-水分体系,有利于植物根系对水分和养分的吸收,另外,在酸性土壤中,根系分泌的胶粘物质能够吸附固定一些重金属元素,如Fe、Al、Mn、Cd等,以减 轻它们对植物的毒害作用。根系分泌物更是根际微生物的能源物质,形成菌根共生共荣的根际优质土壤环境，能有效增加益生菌活性，抑制有害菌的活动（根系会根据自身营养需求与自身健康情况，释出不同成分配比的分泌物，创造适应的生存环境）。
4根际
        根际一般指距根轴表面数毫米范围内的微区域，是土壤-根系-微生物相互作用的活跃区域，在物理、化学和生物学性质上显著不同于土体。根际是植物吸收养分的门户，植物根际促生菌是分布在根际中的一类有益微生物。有别于共生固氮菌和菌根真菌，这类微生物一般不与植物形成共生关系。植物根际促生菌的促生机制已比较清楚，包括：(1)产生激素或信号分子，如生长素、赤霉素、细胞分裂素、挥发性物质、一氧化氮，或者通过ACC脱氨酶，阻止植物乙烯的合成；(2)溶解土壤难溶性磷；(3)产生铁载体，提高土壤铁有效性；(4)非共生固氮；(5)作为“助手细菌”，影响根瘤菌、丛枝菌根真菌与植物的共生；(6)增强植物对病原菌的抗性和忍耐力等。近年来，人们正在把目光转向植物根际促生菌、固氮菌、丛枝菌根真菌的联合接种效应研究。例如，在田间条件下，联合接种菌根真菌和根际促生菌能够显著减少化肥施用量，提高化肥利用率。（活跃就是指在这个区域内，根系活动与细菌活动非常高效，根系分泌物与菌类共同作用下，合成更复杂更高效的各类物质，使土壤里的难溶营养元素活性被激发，本来根系分泌酸单独作用不能分解的难溶养分变成容易被果树轻松吸收的养分，这样就可以提高果树营养的全面性，从而使得果树高产高质）

（二）根系与土壤的互动机制


        根系释放的各种有机物质构成了根分泌物的主要组成部分。研究证明：果树净光合产物的30-60%被分配到根部，其中40%-70%以有机碳的形式被释放到根际中。生长在土壤中的植物，整个生育期释放到根际中的有机碳总量甚至比收获时根中储存的有机碳总量高一倍。 根分泌物是根际微生物的主要碳源和能源，同时也是植物与根际微生物、植物与土壤和环境因素相互作用的信息物质和决定因素。根系分泌物的种类和数量决定了根际生物的种类和数量，某些特定的根系分泌物还能够刺激真菌孢子的萌发，而且还决定着根际有益或有害生物的种群分布。根系释放的有机物质不仅为根际微生物提供了丰富的碳源而且极大地改变了根际微区的物理和化学环境，进而对根系的养分状况产生重大的影响。
        许多高等植物都与一类真菌——菌根菌——共生。这种共生关系是互利双赢的，植物为菌根菌提供食物，即光合作用产生的糖分（碳水化合物），而菌根菌也为植物提供多方面的好处。譬如，它们帮助植物吸收土壤中的营养物质，保护植物根部不受病根菌的侵害，以及改善根部的土壤结构。正是因为菌根菌为植物提供了如此多的益处，它们在植物群落的形成及构成方面具有重要的影响。此外菌根共生实际上也相当于增大根系与土壤的有效接触融合面积（一个根尖与土壤接触面积有限，但当菌根共生发生时，菌丝向外伸展，与土壤融合，实际可活化土壤可以增加百倍甚至于千倍），为果树高效淬取土壤难溶营养元素提供了最优秀的基础。

（三）根系与土壤环境的耦合效率


        在我国的种植经验里，实施的是深翻地广施肥方式，使得根系广泛分布在田间的各个角落，各毛细根之间基本上是孤立独处的，根据根际学说，每个根尖，其高效吸收范围非常小，只在1~10mm之间，同时，它还要与周边复杂的生物与非生物环境作艰苦的斗争，（病菌侵害，霉菌繁殖，害虫噬咬，干旱使细嫩细胞脱水，重金属污染等等。。。）可以说，根系每向土壤深处前进一毫米，都是付出极高代价的！所以我们可以看到，在一些土壤环境不理想的情况下，小老树，枯死树非常常见，这都与根系生长过程中，光合同化物收支失衡息息相关。。。
根系，是果树之根本，是果树丰产的基础，它在生产中，有两个作用非常重要，一是吸收营养，二是储蓄能量，是植物与环境抗争的缓冲器，传统种植中，断根的做法，实际上是这两种功能的重大损失！（当然，我并不是完全否定断根在实际生产中的操作意义，只是提个醒，每次这样做都存在重大损失，如果可以选择，能少断就更理想，由于根系在传统种植方式中，其分布并不规律，在水肥条件好的区域会发育得更充分，当你断根时，刚好将这部分最强根系隔断致死，但又难以察觉，来年果实载荷过重，就可能引起死树或衰弱）
为了避免上述情况，我强烈推荐改变种植模式，选择集根栽培！！！
使用集根栽培，利用灌溉设施将肥水（必须充分稀释，以避免烧根）从树干与树根结合处以低流量缓缓注入，借助根土间的空隙通道，以及主干，主根，侧根，须根之间的联系，将水肥少量且高频次（无降雨情况下每周至少一次）供应至树干底部。果树主根与侧根表面的感知细胞发现树干底部形成水肥富集区，就会活跃起来，发育出密集且高效的毛细根。对于远离主干的果树根系，则不进行浇灌与肥料供应，任其自然老化退化。
        第一,可以改变根尖孤立无援的状态，由于富集区域内根系密集，各毛细根根系分泌物中的粘胶物质交融在一起共同作用，使土壤团粒形成一个很大范围的有机整体，在这个有机整体内，土壤孔性与结构非常稳定，土壤水肥气热可以在内部高速运转（就如通高速交通枢纽一般，繁忙有序），可以让根系呼吸，吸收营养变得更轻松高效。
        第二，在这个有机整体内，微生物得到一个优秀的气热环境，同时高度集中的毛细根所释放的的根系分泌物，富含充足的活性有机质（根系分泌物来源自光合同化物），为根际微生物提供充足的碳源，大幅提高微生物的繁殖率，微生物种群也由于此有机整体内优秀的内部环境，得到品种多样化与总量倍增化发展，形成一个类似与人类社会分工的复杂结构，这些分工不同，性能各异的微生物，分泌出不同强度的复杂生物酸，使土壤里原来不容易被植物直接吸收的复杂化合类营养元素分解成可高效吸收的微小单位质元素，从而保证果树获取充足而且丰富的生长营养，提高果树产量的同时，由于各类不同元素矿质因子（硒，硅，硼等等。。。）的加入，风味得到极大的提升！(这里，有人会有疑问，根系分泌物是果树释放出来的物质，吐出去的东西还会吃回去吗？？？答案是肯定的，只是过程有些曲折，根系分泌物是化合状态物质，它必须被细菌吸收后，再分解成氨基酸，糖等等，才能再次被根系重新吸收利用，前面我们提起过，果树净光合产物的28-60%被分配到根部，其中70%以有机碳的形式被释放到根际中，所以根系分泌物实际上是一个巨大的有机物宝库，只是平常人们没有意识到这个，在不正确的耕作与灌溉方式的影响下，没有充分利用好这个资源，为什么沙漠沙地在长草之后，再去评测土壤有机质会得到很大提高？其中原因就是草根分泌物与细菌共同作用之下，土壤有机质会明显提高，而纯粹的堆积有机肥，没有水与植物根系分泌物及细菌的参与，提高土壤有机质只能是一句空话！！！）。
        第三，在这个有机整体内，由于微生物的种群多样化，气热水肥环境又极其优秀，各种知名不知名的细菌与真菌可以很好地繁衍与代传，无论是根系脱落物还是人为地施入有机质，也不管是纤维质还是木质质，只要进入这个有机体，在各类菌群的共同作用下，其分解速度都比自然界其他环境下高出数倍甚至于数百倍，同时又大部分处于根际活跃区，菌群的所有产物，果树都可以直接择优按需吸收，这样，就可以实现果树根系对有机肥与各类营养元素的高效吸收，从而强有力地保障果树高产高质的经济效益。（在这里，顺便为朋友们答个疑问，很多人认为土壤有机质的补充非常困难，用了很多的贵价有机肥，但土壤有机质就是提升缓慢甚至于下降，这个实际上与有机质的活性有关，外施的有机肥，都是以化合物状态存在，必须通过细菌的降解分解为单质元素，才能被果树根系直接吸收，当你施用的有机肥不处于根际环境时，它也会被土壤里的细菌分解，并随着降雨淋溶损失或重新与土壤其他成分元素形成化合物，无法被果树吸收，并不是有机肥性能不达标，更多的是有机肥分解时没有与果树根系发生联系）。
        第四，在这个有机整体内，有益微生物进入植物体内外及土壤中，可释放大量促进植物生长的激素（如吲哚乙酸，赤霉素等），增强根系活力，提高光合作用利用率，增加产量，同时又通过拮抗、竞争及释放大量的抗生素等作用、可抑制植物病原微生物的繁殖，有效地提高作物的抗病抗逆能力。（集根栽培富集的毛细根共同作用，使得内部益生菌生存环境大为改善，土著性的病原微生物或外来的病原菌被抗拒在外围，这样只有最外围的根系要面对相对恶劣的敌对势力，平均下来，每个根尖所要面对的敌人就少了许多，果树生长也就得到非常好的回报，类似于非洲大草原的野生牛羊，集群之后，虽然猛兽众多，但相对损失下降，牛羊群体的繁衍却能够持续与壮大）。
        第五，在这个有机整体内，容易形成菌根共生的理想状态，扩大根系吸收面，增加对原根毛吸收范围外的元素（特别是磷）的吸收能力。菌根真菌菌丝体既向根周土壤扩展，又与寄主植物组织相通，一方面从寄主植物中吸收糖类等有机物质作为自己的营养，另一方面又从土壤中吸收养分、水分供给植物，从而更进一步促进果树的健康平衡生长。
        第六，关于重茬，前茬果树的根系分泌物像根皮苷、苦杏仁苷等，长期积累留存于土壤中，并经土壤微生物分解而产生有毒物质，从而抑制果树的根系呼吸，影响果树的生长发育，所以除了对土壤进行消毒与补充有机肥之外，人们还会使用重茬剂，但重茬剂本身就是微生物与有机质的混合产物。。。所以关键还是在于细菌降解前茬残余！！！前面我们说过，传统种植使根系广泛分布在田间土壤里，当你在这地上重新以传统方式种植时，实际就是将新生果树的根系重新分布到田间，其每个新根都在与前茬果树的根系毒化区域重合，使得新植果树根系发育极其困难！！！所以，重茬剂的有效性是非常不确定的，很多果园在新植果树两至三年后，才发现果树发育不良，但为时已晚，亏损已经成为定局！
        采取集根栽培，毛细根集中发育，根尖抱团发展，微生物种群在毛细根富集区域获得优秀环境，高速繁衍，对毒素有一定的分解作用。它繁殖的越快，分解的毒素物质就越多，这样自毒现象就越轻。而活化养分的微生物，比如说磷细菌、钾细菌、能把土壤当中原来不溶的、对果树无效的磷钾各种微量元素把它活化出来，变成果树可以利用的这种有效的养分，从而提高重茬成功率。
（四）集根栽培的运行机制


        当你看到这里，可能会说，集根栽培这么神奇，根系分泌物这么强大的补肥作用，是不是种果就不需要再施有机肥了呀？？？
        不，不是这样的，集根栽培实际扮演的是一个集合者与加速器角色，它的运作效率，与根系富集区这一有机整体内的微生物种群，数量息息相关，当不加外源有机质时，它集合并高效运用根系分泌物，滋养微生物，这时，微生物的繁衍将会维持在一个生死交替的代谢平衡状态（类似于人类社会多少粮食决定能养活多少人），但是，如果能适当地加入一些有机质，微生物族群得到更充分与多样化的食物来源，又将进入一个新的繁衍高峰，这种激发作用带来的效果将是几何级的倍增关系，果树可以得到的营养也会更充分更全面！
        集根栽培，思维核心就在于，提升根系分泌物中各类营养的利用率，（果树光合同化物的28%~60%转入地下部，其中的70%通过分泌作用进入土体。。。植物光合同化物可是纯正的活性有机物，这个数量比传统种植施用的有机肥相差多大？？？这个品质又比传统种植施用的有机肥高多少？？？）付出的，不能浪费，必须得在根系活动中翻倍挣回来，然后，我再补充的有机质，总能在这过程中起到一个加速加强的杠杆作用（菌群生成更多土壤酶与氨基酸等等）。有机肥的运用，更多应该关注其运作效率，而不在于其中的量。
        自有的精华不浪费（传统种植对根系分泌物太忽视太浪费），外来的米粮高效使用（后期增施的有机肥），这个才是集根栽培技术真正的目标！
结言
        根系不仅仅是养分水分的吸收器官，而且可以感受土壤的养分状况所产生的化学信号，并将这些信号传递到地上部，从而控制地上部器官的生理活动，如气孔开闭、叶片的扩展、果实的发育等等。因此，建立并保持一个健康的根系，对于地上部茎、叶、果实的正常发育是非常重要的。常规施肥措施虽然能提供给果树养分，但只有根系才“知道”需要什么养分，需要多少，什么时候需要，并主动获助它们。因此，促进根的发育是高效栽培的基础。
        所以，压张灌溉技术衍生出来的集根栽培技术，可以让根系抱团优化，并创造一个优秀的根区土壤环境（人们不必再费力不讨好地大量施用有机肥提高整块土地的有机质含量，富集根区可以轻松达到有机质超高的理想环境），并不需要投入过多的有机肥对全园土壤进行大改造，简单而高效地获得优质水果收益。更多集根栽培，可以浏览我之前在水果邦的帖子
第一篇：重新认识果树第二篇：灌水施肥，你真的做对了吗？第三篇：揭密果树根系的奥妙

三月

顶一个

343427051

顶

mlngx

有些道理，树盘盖草是不是也算集根栽培？

大平

学习收藏了

freewind135

路过支持一下

小山果园

好深奥，好透彻！要顶

贾雨村

不看不知道，看了好深奥。

通因通用

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仙韵果

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好文！学习了。

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王老农22

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李顺铎

顶一个。收藏起来慢慢学。

牧马人

集根可能需要最低容积量。。。。

bluefishjj

仰慕科学家

t8731977

三月 发表于 2018-1-16 16:30
顶一个

谢谢

t8731977

343427051 发表于 2018-1-16 18:59
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谢谢顶帖

t8731977

mlngx 发表于 2018-1-16 22:30
有些道理，树盘盖草是不是也算集根栽培？

树盘盖草是为降温及增加有机质，不属于集根栽培，如果对集根栽培有兴趣，可以翻看我的第一二三篇