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徐伟忠3周前
不定根:植物适应水湿环境的“专属根系” 植物的根系主要分为两类:一类是源于胚胎的胚生根,构成陆生植物根系的基础;另一类是不定根,它们不按常规时序生长,常出现在茎、叶等非正常位置,是植物应对特殊环境的“再生利器”。 不定根的形成极具针对性,当植物遭遇机械创伤或水分厌氧胁迫时,会在受伤部位或水陆交界处快速萌发大量不定根,这是植物固有的生态适应本能。在从水生到陆生的进化历程中,根系形态随水环境变化发生了巨大转变:水生环境中,植物无需复杂根系就能便捷获取水肥,因此进化出须状不定根;而干旱环境下,植物则形成了多级分枝、根毛发达的胚根根系。 水湿环境是不定根的“宜居地”。水环境或高湿环境中,水肥分布均匀,植物无需耗费能量构建复杂的根系网络,而是以“放射爆炸式”的基生分根模式,在根茎或枝干部位形成大量不定根,高效完成营养与水分吸收。像水生植物、湿生植物、沼生植物等,大多依赖不定根作为主要吸收器官;就连生长在水边的红树林,也通过呼吸根、水生根等不定根类型,适应特殊的潮间带环境。 环境的均一性是不定根形态一致的关键。气雾或水环境中,植物根系各部位受到的刺激、水肥条件完全相同,就像光照均匀时枝叶生长一致一样,会形成形态和结构统一的须状不定根。而土壤环境中,基质不均、机械阻力不等,会抑制部分根原基发育,导致根系分布复杂、形态各异,形成多级分枝的构型。 即便原本长有陆生根的植物,置于水湿环境中后,也会启动根系重构,发育出须状不定根,形成定根与不定根并存的特殊构型。不定根作为水湿环境特有的根系类型,是植物与环境协同进化的产物,既彰显了植物强大的生态适应性,也为水生诱变、水培栽培等技术提供了重要的生物学基础。#徐伟忠
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徐伟忠5天前
蒸腾作用与蒸腾系数:气雾栽培的水肥调控密码 蒸腾作用与蒸腾系数:气雾栽培的水肥调控密码 在气雾栽培体系中,植物根系被包裹在密闭气雾环境中持续接受雾化营养液供给,而植株地上部分则处于常规空气环境,蒸腾作用仍是地上部分水分散失的核心过程,蒸腾系数也因此成为根系气雾供液的精准调控依据,二者共同决定了气雾栽培的水肥利用效率。 蒸腾作用指植物地上部以水蒸气形式向外界散失水分的过程,即便根系能持续获取雾化水分,作物地上部分的蒸腾耗水量仍十分可观。它的核心作用有二:一是产生的蒸腾拉力,是驱动雾化营养液中矿质元素从根系向上运输的主要动力,根系在气雾中直接接触养分,蒸腾拉力能让养分更高效地输送至茎叶;二是冷却效应,每克水汽化需吸收500cal以上热量,可让植株在夏季强光下保持适温,避免地上部分因过热受损。 气雾栽培作物的蒸腾部位随生长阶段变化:幼苗期地上部全表面均可蒸腾,此时需提高根系气雾供液的频率,保障水分快速补给;成株后茎枝木栓化,仅皮孔蒸腾(占比0.2%),可适当降低供液频率。成株期主要靠叶片蒸腾,分为角质层与气孔蒸腾——地上部分处于常规空气环境,角质层厚度与土壤栽培相近,而蔬菜的气孔蒸腾仍占总失水量的80%—90%。同时,温室的温度、空气湿度、通风风速、光照强度等,会直接影响地上部分的蒸腾强度,进而决定根系气雾供液的调控方向。 蒸腾系数(每生产1g干物质的蒸腾失水量)是量化作物需水的核心指标,C₄植物(玉米、高粱等)蒸腾系数250—400,远低于C₃植物(水稻、小麦等)的500—900。在气雾栽培中,用目标产量乘以蒸腾系数,可精准估算地上部分的总蒸腾失水量,再结合气雾栽培的水分利用效率(远高于土壤栽培),能确定根系雾化营养液的供给量与喷雾频率;搭配表观吸收成分配成浓度(n/w值),还能同步调配营养液的养分配比,实现“按蒸腾定水、按水定肥”的精准管理。 这一科学调控方式,让气雾栽培在节水节肥的同时,精准匹配作物地上蒸腾与根系供水的需求,成为现代农业高效生产的重要模式。#徐伟忠
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徐伟忠3周前
生态适应性:植物水生诱变的核心密码 生物界普遍存在着生态适应性——所有生物都会随环境变化调整自身生理形态,以此适应新环境,这也是物种进化与生物多样性形成的基础。在众多环境因子中,水分是塑造植物生态类型的关键,水生植物、陆生植物、沙漠植物的分化,皆与水分条件密切相关。 植物的生态适应性,本质是面对环境变化时的“自组织调整”。当遭遇气候、土壤等环境变动时,植物会启动特定基因,构建对应的生理生化代谢系统,确保物种生存与繁衍。这种适应性分为两种:长期持续的环境刺激会形成可遗传的适应性,推动新物种诞生;而偶然的环境变化仅会引发当代植物的生理或形态改变,无法遗传。无论哪种情况,都需要达到一定程度的环境胁迫刺激,才能触发适应性的“质的飞跃”。 这一自然规律早已被科研与生产领域运用,从传统的引种驯化、抗性诱导,到现代的人工环境模拟、组织细胞诱选,技术手段不断升级,大幅缩短了植物适应性的诱导周期。其中,水生诱导技术就是生态适应性的典型应用——通过人工模拟水环境,胁迫植物启动潜藏的水生基因,促使其在生理、生化与形态上发生改变,最终实现陆生植物向水生植物的转变。 这项技术的实践,既印证了达尔文进化论的渐变理论,也让人们见识到植物强大的生态自适应潜能。它表明,除了自然环境,人工环境更是推动植物适应性形成的便捷路径。利用生态适应性,我们可以打破植物固有的生长局限,让原本怕水的陆生植物适应水生环境,为农业生产、花卉培育开辟更多可能性,彰显了人与自然和谐共生、主动利用自然规律的智慧。#徐伟忠
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徐伟忠4天前
植物根系与根际微生物的“共生密码” 植物根系与根际微生物共处生长基质中,形成相互联系、相互制约的关系:根系会影响根际微生物的数量、组成与活性,而微生物也会从有利和不利两方面反作用于植物,其中根系分泌物是维系二者互动的关键纽带。 根系在整个生长周期中持续向外分泌有机、无机物质,这一过程被称为根际沉淀,其产生的碳水化合物、有机酸、氨基酸等有机化合物,以及钙、钾、磷等无机化合物,是根际微生物的核心营养和能量来源。据研究,植物光合产物的28%~59%会转移至地下部,其中4%~70%通过分泌进入根际,直接推动了根际微生物(尤其是细菌)数量的大幅提升,也让根表、根际的微生物活性远高于非根际区域。且离根越远,根系分泌物越少,微生物可利用的能源物质随之减少,其活性也呈现从根际向非根际明显递减的趋势。 根系分泌物的影响还体现在微生物群落的分化上。分泌物的种类、总量差异是植物营养基因型差异的重要体现,不同植物的分泌物如同“微生物筛选剂”:比如油菜主要分泌柠檬酸和苹果酸,青葙偏好分泌草酸,不同的分泌物会培育出独特的根际微生物区系,甚至能筛选出特定种、属的微生物,进而影响它们的生理特性。同时,根系分泌物还能调节植物对矿质营养的吸收效率,增强植物应对环境胁迫的抗性,最终维持根际微环境的微生物活性,而这一过程也会受植物年龄、种类及营养状况的影响。#徐伟忠
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#分享植保知识 #创作者中心 #创作灵感 棉花栽培理论错误《棉花顶端优势》。 潘兴华 新疆棉花栽培理论有一个核心理论就是《棉花顶端优势》,首先生物圈植物都有“有条件的顶端优势”,这种现象是,植物顶端具有蒸发水量优势,大家知道植物依赖于蒸腾水量的排空作用来为根系输入水量提供空间,这样顶尖叶片蒸腾水量大,那么根系输入水量也就大。 植物依赖于光合作用,顶端的受光率更高,所以顶端具有光照优势。 植物在群体竞争中千方百计的竞争光照的表现就是往高处延伸。 在植物生理过程中,根系采集水量获得土壤中的水分和氮磷钾等养分传输给叶系,叶系通过光合作用吸收空气中的二氧化碳,并制造成糖分,叶片还需要将氮加工厂氨基酸等养分通过循环机制回流给根系。 这里强调一下植物循环机制是至下而上,至上而下的循环。虽然说根系采集水量会优先供给顶端(蒸发优势和光合作用优势),但是顶端叶片制造养分会优先回流给根系(这是循环机制)。 所以顶端优势还并不代表顶尖具有优先生长的基础,必须要叶片制造养分优先满足现有的叶片、杆子和根系对营养的最低消费以后(才能优先保命),通过基因决策分配给最重要需要资源的部位。 这样我们就清晰的看到棉花顶尖生长必须是棉花营养生长过剩,制造养分富足需要分配给顶尖和根尖满足扩张性发展的需要。 新疆原有棉花栽培理论过度强调棉花顶端优势,认为只要顶尖存在营养会优先供给顶端的错误认知,所以才围绕人工掐顶设计了人工打顶的管理模式,衍生了所谓的化学打顶技术。 可是棉花的生长形态是《环境决策》(基因检测内外环境变量,并根据这些信息,做出决策,通过基因修饰,转录释放激素信号命令自己如何生长去适应环境变量,这是适者生存法则,顶尖生长是营养制造除满足现有组织最低消费以后剩余部分基因参与光照竞争的一种形式)。 《环境决策》是决定棉花生长的核心理论,是推动新疆棉花栽培科学技术的核心基础,新疆是灌区农业,降雨不足以影响棉花生长,我们可以给棉花编辑环境程序,让棉花按照我们想要的目标去生长,实现棉花简化栽培,高产高效栽培提供了全新的理论框架,这就是新疆棉花自然封顶栽培技术。 以上陈述仅代表个人观点 潘兴华 2026年1月7日
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徐伟忠4天前
根际微生物:植物根系的“营养管家”与生长伙伴 根际微生物不仅是植物根系周围的“分解者”,更是助力植物生长的重要“盟友”,其多样的生理功能从养分转化、生长促进到营养调节,全方位参与植物的生长发育过程。 根际微生物能分解动植物残体、难溶性矿物这些植物难以直接吸收的物质,将其转化为有效养分。有机质含量越高,微生物活性越强,分解产生的二氧化碳和氮、磷、钾等无机盐,能直接为植物供能;像有机磷细菌可把磷脂、核酸等有机磷分解为有效磷,无机磷细菌和酸化细菌能释放土壤中难溶性磷,大幅提升磷的利用率,不过这一分解过程会受氮量等环境因子影响,比如高氮基质中微生物更依赖根系分泌物,对原有有机质分解作用会减弱。 植物促生细菌(PGPR)是根际微生物中的“生长助手”,它们能分泌吲哚类、赤霉素类等激素和维生素,直接刺激植物生长,还能合成链霉素等抗生素增强植物的抗病能力。PGPR产生的铁载体能螯合土壤中的铁元素,在缺铁环境中帮助植物抢占铁营养,抑制有害微生物的生长。这类细菌在根系中广泛存在,但实际应用效果不稳定,核心原因是接种的细菌难以在植物根际定殖和持续繁殖,深入研究其作用机理和环境影响因素,成为提升应用效果的关键。 在营养调节与贮藏方面,根际微生物更是植物的“养分库”。干旱等逆境下,植物生长受抑、养分需求降低,微生物会吸收并转化土壤中的营养元素储存起来;当环境恢复、植物恢复生长时,微生物又会将储存的养分释放,且转换效率远高于基质有机质的养分转换,比如微生物细胞释放的氮,是基质有机质释氮效率的5倍。部分固氮微生物还能通过生物固氮为植物补充氮素,高光效的C₄植物能为根际微生物提供更多有机物,更利于这类微生物繁殖,固氮效果也更显著。#徐伟忠
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