一、植物根系发育的环境因素
植物根系形态建成受到自身遗传因素决定外，还与多种环境因素有关，包括物理因素、土壤养分、酸碱度、生物刺激素等。
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土壤物理因素
土壤板结是重要的土壤问题之一。土壤板结会使保水、保肥能力及通透性降低，导致植株根系因缺氧而活力下降，呼吸作用减弱，进而影响其对水分和营养元素的吸收，还可能导致土传病害及缺素症的发生。
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土壤酸碱度
通常，pH6.5~7.5的范围内植物根系可正常健康生长。土壤pH＜6.5时，重金属活跃度升高，对根系产生毒害，抑制根系生长；土壤pH＞7.5时，过度盐离子引起根系渗透胁迫甚至中毒，造成根系抑制、死亡。
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土壤养分
根系具有向肥性，在肥沃土壤或施肥条件下，根系会更发达，毛细根更多，活动时间更长。土壤中的有机质、大量元素和中微量元素都能促进根系生长。
二、改善植物根系生长环境的主要方法
1、土壤团粒结构修复
①土壤深耕：增加耕作层厚度，提高土壤的透气性，促进土壤微生物活动。
②合理灌溉：避免大水漫灌，采用小水勤浇、喷灌或滴灌等方式，减少土壤耕作层的破坏。
③科学施肥：根据土壤养分状况，合理搭配化肥和有机肥，提高肥料的利用率。增施有机肥和微生物菌肥，改善土壤团粒结构，提高土壤蓄肥、保水能力。
④合理轮作：实行合理的轮作制度，如禾本科牧草或豆科作物与粮食作物轮作，有利于土壤团粒结构的形成。
⑤施用土壤结构改良剂：土壤团粒结构改良剂是改善和稳定土壤结构的制剂，可以通过施用这类改良剂来修复土壤团粒结构。
2、土壤酸碱度调理
①施用土壤酸碱调理剂：对于酸性土壤，播种前1-3个月可施加20-25kg/亩石灰调节酸度。对于盐碱土壤，可加入少量硫酸铝、硫酸亚铁、硫磺粉或高活性腐殖酸等。
②使用生物肥料：腐肥中含有较多的腐植酸，能够调整土壤的酸碱度，使之向中性转化。
3、补充有机质和有益微生物
①通过施用堆肥、厩肥、绿肥等增加土壤中的有机质含量。秸秆还田使秸秆在土壤中腐烂分解，也使土壤有机质的重要组成部分。绿肥作物如紫云英、红花草等，枯萎后可释放营养元素补充土壤有机质。
②微生物肥料，含有大量有益微生物，如固氮菌、解磷菌和解钾菌等能够有效增加土壤微生物多样性。
③生物炭具有良好的吸附性能和肥力效应，能够吸附土壤中的营养元素，减少养分流失，提高土壤肥力。同时，生物炭还能为土壤中的有益微生物提供栖息地，促进微生物的繁殖和活动。
4、生物刺激素改善植物对养分的吸收和土壤逆境的耐受性
生物刺激素（Biostimulants）是一类特殊的农业投入品，它们通过非营养性途径对植物生长和发育产生积极影响，包括但不限于增强植物对生物和非生物胁迫的抗性，促进植物对营养的吸收和利用，以及增加植物的生物量和产量。
根系是吸收营养的主要器官，但是目前肥料利用率普遍偏低，通常仅40.2%的养分能够被吸收利用。GFB-生长因子生物诱导剂是一类天然来源的生物刺激素的总称，可通过调动根尖生长素合成和响应，促进主根伸长和须根发育，增加根系比表面积促进营养成分吸收，同时激活养分转运蛋白活性，加快养分在体内的运输和转化。
图1 GFB—生长因子生物诱导剂—作用机理
采用GFB生长因子对玉米种子进行浸种处理后土培萌发，结果显示：GFB浸种玉米萌发率显著高于CK清水对照，发育出更多须根。同时，在萌发后发育中，GFB处理可显著增加玉米根长（18.83%）、株高（23.82%）、根重（42.04%）和株重（42.83%）。
图2 GFB-生长因子生物诱导剂促进玉米萌发及生早期生长
在西瓜苗期叶喷灌根处理3天，GFB生长因子生物诱导剂处理组幼苗根系发育健壮，须根增多，且地上部与清水对照相比叶片更大，更健壮，在后期的伸蔓期调查结果发现，GFB生长因子处理组西瓜藤曼表现出更强的生活力。
图3 GFB-生长因子生物诱导剂促进西瓜幼苗根系发育
植物激素脱落酸（ABA）是逆境条件优先调动的调控激素，植物源STB-抗逆因子生物诱导剂是一类植物次生代谢物，通过外部喷施、灌施等应用方式，可迅速激活植物ABA信号响应通路，进而带动下游一系列逆境适应相关基因、蛋白、次生代谢物的累积，增强植物逆境抗性。维持土壤盐碱、干旱、高温等环境逆境条件下的正常根系生长。
图4 STB—抗逆因子生物诱导剂—作用机理
盐碱土中的盐离子以及不适宜的pH条件严重影响种子萌发。5-7天后CK清水处理组水稻种子萌发率不足20%，而STB-抗逆因子生物诱导剂浸种处理组萌发率可达到83.33%，同时，STB处理组水稻幼苗叶色翠绿，无卷曲干枯现象。试验结果说明STB-抗逆因子生物诱导剂可提升作物在盐碱条件的抗逆性，促进发芽和苗期生长。
图5 STB-抗逆因子生物诱导剂促进种子盐碱地萌发
生物刺激素通过促进植物健康生长和免疫力提升，以达到减少化学农药和肥料施用目的。作物生长各个时期有不同的生长需求，单一生物刺激素技术往往不能满足所有需求，因此多种关键功能生物刺激素技术有机融合，如GFB-促长因子生物诱导剂和STB-抗逆因子生物诱导剂共同形成生物刺激素集成技术，才可能使作物在复杂自然条件下按照我们的“意愿”，健康茁壮成长，实现品质产量双提升。
