茶树根系root system of tea tree

茶树的营养器官之一， 由胚根发育而来的体轴的地下部分，是构成茶树整体的重要部分。根系分布于地下，主要功能是把茶树固定于土壤和支持地上部， 并从土壤中吸收水分和溶于水中的无机养料， 贮藏生命活动所形成的营养物质。
根的生长特性、分布规律、生长活动是制订茶园管理技术措施的重要依据。
根系生长特性 茶树根系由主根、侧根、细根和根毛组成， 主根由种子的胚根发育而成，它垂直向下伸入土中，生长时其生长点细胞向外形成根冠组织，向内形成伸长组织， 使根尖在土壤内伸展。茶树根尖每生长一个时期之后要休眠，休眠之后再生长。主根能不断深入土层， 侧根也不断发生， 即由主根上分生侧根和细根，细根上生出根毛， 使主轴形成分枝。主根粗壮， 其加粗生长和伸长生长是交替进行的， 当主根伸长受阻或被切断时， 它的部分侧根和细根就能迅速地向土壤深处伸展， 以代替主根作用。幼苗期、幼年期的茶树根系， 为明显的直根系， 主根发达， 侧根不多。在2足龄以前主根长度常超过地上部枝干的高度，3年生以后侧根开始向四周发展，至成年期， 根系逐渐由直根系类型变为分枝根系类型， 衰老期后， 形成新根能力迅速衰退， 根系由外向内逐步死亡， 仅留下骨干根， 保持分枝根系类型的骨架， 在根颈部及其蘖头基部发生大量细根， 形成不定根层。
茶树的侧根在主根上呈螺旋状排列， 侧根数目和木质部角的数目有关。侧根在垂直根上的螺旋状排列有不匀称的现象， 即在螺旋周的轮次之间有一定的距离， 致使侧根分布成为层状结构。一般根系深度分布在1米左右，可分为3～4层。3年生茶树根系就有两层侧根， 第一层侧根分布于离地面12～18厘米处， 不甚发达；第二层侧根一般分布于离地面20～25厘米处，而且外围的吸收根生长极为旺盛，厚度为10厘米或更厚。
茶根的再生能力极强， 对于衰老树的复壮， 不仅可以通过地上部树冠的改造， 而且也可通过深耕， 促使根系的更新，从而达到茶树复壮。茶根被切断后，首先是切口愈合， 然后再从切口处发生新根， 形成新的根系。
茶树根系的生长有向水、向肥和向阻力最小的方向伸长的特性。在株与株、丛与丛之间， 为了充分利用土壤中的水分和养料， 其侧根的着生有镶嵌或连生现象。有的茶树根颈部自然地靠接在一起。
根系内部结构 茶树胚根的横切面上，可分为表皮原、皮层原、中柱原三个组成部分。胚根形态形成与其内部分化过程有密切联系，胚根生长区（生长锥）为分生组织， 伸长区为分生组织过度而成， 引长的薄壁细胞， 根毛区的表皮细胞则分化为许多根毛， 表皮下分化成皮层， 再下为中柱(图1)。茶树根系中柱的主要特征是木质部角并不向中央会合，髓十分发达。由于这个特点，使茶树主根可发育成肉质根的形态，以致幼苗期主根可起到贮藏器官的作用。侧根是内起源的，发生在维管束与木质部角处， 胚根内木质部角的数目与茶树品种有关，有6个、8个、12个的不同，木质部角多的胚根是茶树优良品种特征之一。茶根的中柱鞘在生长过程中转变为次生分生组织，而出现形成层，木栓形成层、侧根等。茶树侧根从中柱鞘新生细胞向外突出(图2), 形成侧根生长锥， 穿过皮层而生。形成层由木质部束和韧皮部束之间不分化的薄壁细胞转变，由形成层形成次生构造， 根因而加粗。形成层的不断向外分裂而生的次生韧皮部， 向内分裂出现次生木质部， 同时又形成以辐射方式分布于木质部和韧皮部的射线(图3)。随着地上部分的生长发育， 需要根系提供更多的水分和养分，使根系中柱鞘细胞继续分裂，形成木栓形成层， 向外分裂成为较厚的木栓层， 向内分裂形成1～2层薄壁细胞为栓内层。三者组成的周皮，在茶苗根部未出现，后随树龄增长而出现并渐次加厚，周皮形成后， 根的外面组织全部枯死。木栓层细胞壁栓质化， 排列紧密， 无细胞间隙， 不透水、气， 可防水分散失和病虫入侵。髓的大薄壁细胞， 其功能是贮藏养分， 在幼年期特别发达， 随树龄增长， 次生木质部充满了髓， 髓细胞壁加厚， 使茶树根部的支持作用不断得到加强。射线细胞有横卧、直立两种、是茶根中一些可塑性物质在半径方向转移的途径， 茶根射线随树龄增长， 由单列到多列。

图1 幼根横切面

图2 侧根发生

图3侧根、根毛横切
侧根横切（左）: 1.木栓层 2.木栓形成层 3.栓内层
4. 韧皮部 5. 形成层 6. 多列射线7. 次生木质部 8.初生木质部
根毛横切（右）: 1. 表皮 2. 皮层 3. 内皮层 4. 中柱鞘 5. 维管束

茶树根系的输导组织主要包括韧皮部的筛管和木质部的导管。筛管是锐端细胞， 每个筛管由上下连接的管状细胞组成， 横壁不消失而形成许多筛孔， 筛管之旁有伴胞。韧皮纤维常常木质化， 细胞壁厚， 细胞尖端常插入其他胞间，组合牢固。韧皮部中的圆形、长卵形细胞壁木质化的细胞， 随树龄增长而增多。木质部的导管是由一列纵轴向排列的细胞连接而成。到茶树衰老期可见到根系有一些水平向的横导管节片， 成年期则是倾斜向的。
根系的分布规律 茶树根系的生长与分布， 随着茶树生物学年龄的变化而变化， 幼苗期、幼年期有明显主根，而且垂直分布大于水平分布。在一般情况下，1年生茶树主根长20厘米； 2年生茶树垂直分布深40厘米，水平分布宽度30厘米： 3年生茶树根系垂直分布深55厘米，水平分布宽度60厘米： 4年生茶树根系垂直分布深70厘米， 水平分布宽度60厘米， 这时根幅与冠幅相对称。成年期的茶树， 侧根的数量愈来愈多， 已占根系组成中的主要部分，而且有的侧根变得很粗壮，与主根大小相似， 这时根系垂直分布都在1米以上， 水平分布已交叉密布行间。衰老期的茶树根系分布范围渐缩小， 根系由外至内逐步死亡，这时根幅小于冠幅
茶树吸收根的分布范围， 主要分布在土壤层10 ～30厘米， 吸收根量占总吸收根量的50%。幼年期到成年期吸收根垂直分布集中在20～30厘米， 水平分布集中在20～40厘米， 即由树干附近向行间发展。衰老期茶树吸收根垂直分布集中在10～20厘米， 水平分布集中在10～20厘米， 均呈向内向上减缩， 台刈之后， 吸收根又再次向外向下发展。
茶树根系的分布受生态环境、种植方式、品种类型和栽培措施等的影响而有变化。生长在地下水位较高的土壤里， 茶树主根常因渍水不能正常地向深处生长， 有的甚至引起主根腐烂， 并出现以侧根呈从状分布于土壤表层， 成为丛生根类型。在土层浅薄和有硬盘结构的上壤里， 丛生根系较为普遍，干燥沙质土壤，茶树根系一直保持直根系。生长在坡地的茶树， 吸收根大部分布在上坡一侧； 生长在洼地的茶树， 其主根因积水腐烂， 吸收根分布在表土层；生长在缺乏有机质死黄土里的茶树， 吸收根极不发达， 底土层有硬盘结构的， 根盘节错， 不能伸展； 生长在河谷冲积土的茶树， 主根有达2米以上； 生长在中性或微碱性土壤的茶树根系发育不良， 甚至在幼苗期就出现根系萎缩而死亡。种植方式的不同， 茶树占地范围不一样， 根系生长受到株与株， 丛与丛的限制。丛植的茶树侧根可向丛四周匀称的伸展； 单条植的茶树根系向两侧行间伸展范围较广， 而丛间伸展范围较窄；双条植茶树，根系向大行一侧伸展较好， 而向小行与丛间的伸展就较差。品种不同差异也大， 政和大白茶根系的分布深度比菜茶深18厘米， 侧根分布范围比菜茶大6倍。
此外由于耕作制度、土壤肥力等因素不同， 茶树根系的生育与分布也都表现有一定差异， 所以加强土壤管理是促进根系生育的关键性栽培技术。
根表的微生物和菌根 茶树根系的生育常与菌根共生， 即根表富有微生物并有菌根共生。茶树根表微生物有细菌、真菌和放线菌。根表微生物的数量均有随茶树年龄增加而减少的趋势；同龄茶树根的不同部位上则表现为活力较强、分泌物较多的吸收根表的微生物较多， 而侧根上相对较少。根系的分泌物和脱落物， 是微生物种群优势变化的主要因素。成年茶树根系的活力和代谢机能最强， 因而成年茶树根表上真菌和细菌也最多。茶树根系中有菌根存在， 茶树的菌根可分为内生菌根、外生菌根和外内生菌根。