一.根系的两大功能

 总所周知，根系是植物主要的养分水分吸收器官，但根系还有一个十分重要的功能，并不为大家熟知：根系还是“制造”多种植物生长必须物质的“生化工厂”。植物生长必须的许多微量活性物质，是由根系这个“生化工厂”制造的。自产自用，“自己动手，丰衣足食”。

 根系“生化工厂”能合成的物质种类很多，如植物激素，维生素，生物碱，氨基酸等；在遭遇病原菌等有害生物入侵攻击时，还能紧急合成与有害生物作战的化学武器“植保素”。根系条数，长度，粗细度，分布范围，代谢活力等，不仅决定着植物对土壤中养分水分的吸收能力，还决定着根系“生化工厂”能否正常生产，“产品”的数量和质量能否满足植物生长和抗病抗逆的需要量。

 根系“生化工厂”的产品，维持着植物的正常生长与健康。

 促进根系生长，保护根系健康，尽可能增加根系生物量，根系分布范围，提高根系活力，将根系吸收功能和“生化工厂”的“制造”功能，以及根系生理潜力发挥到最大限度，是从事植物生产的首要任务之一。“照顾”好根系，农作物健康高产优质的基础就牢固了。

 按照形成方式、时间和部位，将植物根系分为定根和不定根。定根，指种子萌发时在胚根上固定形成的主根和侧根，以及侧根上的多级分支。不定根，指在植物胚轴、茎、叶及老根不确定位置上随机萌发的根系。禾本科植物种子萌发时形成的主根为定根，寿命很短，胚轴或茎上萌生的不定根才是主根消亡后接替主根，承担根系功能，在植物一生中履行根系“职责”的“可靠接班人”。

 根系是植物的“肠胃”，是“制造”植物生长必须物质的自营“生化工厂”。根系的强壮与否决定着植物是否健康及生长是否旺盛，也决定着农作物的产量与品质。

 万丈高楼从地基开始，地基不稳，楼就建不起来；即使勉强建起来，一遇风吹草动，就会顷刻倒塌。

 根系也如此。根系发育不好，数量少，活力差，植物无法正常生长，再好的肥料及其他营养物质，植物也吸收不了；水分供应再充足，植物也利用不了，只能白白浪费，农作物高产优质高效就无从谈起。

 健康的土壤微生物区系，丰富的植物营养，加上适宜的水热气条件，根系就能正常生长，发育良好。

 在此基础上，是否还有更好的方法，能让根系更好生长，能刺激“唤醒”处于“休眠”状态的不定根萌发，增加根系条数？

二.放线菌促进植物定根生长

 一次偶然的机会，我们发现了放线菌能强烈刺激辣椒根系生长。

 2002年，有一天，我的硕士研究生涂璇（三峡大学副教授）在进行放线菌防治辣椒疫霉的生物试验时，看到一个非常有趣的现象：放线菌活菌对辣椒根系生长有显著促进作用。 

图1.放线菌促进辣椒根系上定根生长

  当盆栽试验结束，洗净辣椒根系上附着的土壤，在观察施入土壤的放线菌活菌对辣椒根系的影响时，发现接菌处理与对照的辣椒根系差异极大：在每公斤基质中加入1.5克放线菌活菌剂处理中，辣椒根系洁白，主根上的侧根密度很大，侧根长；而未加放线菌的对照，辣椒主根上的侧根密度小，侧根很短，呈深色；接辣椒疫霉病原菌的根系，主根与侧根均变黑，侧根很少（图1）。

 图1左下角培养皿内的健康根系为未用放线菌的对照根系，照片右侧两个培养皿内均为施用放线菌的根系。辣椒主根上的侧根属于定根。图1显示，放线菌活菌对辣椒定根长度、直径及生化活力增加有显著促进作用，也能增加定根密度（或称为条数）。

  根系洁白，表明根系代谢活力与吸收能力均很强，对土壤养分水分“食欲旺盛”，根内生化合成反应强烈；根系颜色愈深，结果相反。

三.放线菌能激活植物不定根萌发生长

 不定根是否萌发生长，与植物的生理生化状态及根系所处土壤环境有关。当植物不需要更多根系，或根系所处环境条件不适宜时，不定根处于“休眠”状态。研究发现，从外源向土壤中接入放线菌活菌，能将植物根上的不定根从“休眠”状态“唤醒”，促使不定根萌发生长，使根条数增加，根系生物量增加，根系分布范围扩大，根系“生化工厂”的产能增大，促进整个植株快速健康生长，进而提高绿色植物的光合产物总量，提高农作物的产量和品质。我们的已有研究发现，放线菌能激活多种作物的不定根萌发。

 1.激活西瓜不定根

 2008年的试验发现，放线菌活菌对西瓜不定根萌发有显著激活作用。当时，在杨陵附近的日光温室中，农户种植的吊蔓西瓜大量死亡。农户找到我们，希望能解决这个问题。当时，在我们对放线菌功能的已有知识范围内，放线菌活菌只有预防作用，一旦作物发病，因作用慢，治疗作用不理想。就直接告诉瓜农，我们的菌剂解决不了这个问题。瓜农当时也没有更好的办法，就说“死马当活马医”吧。

 既然如此，我们就在已出现萎蔫症状的西瓜植株一侧用细木棍扎了一个深约15cm左右的小洞，向洞内灌入约5克左右的放线菌粉，然后浇了约200ml水。2周后我们去观察，西瓜已恢复正常生长。为了探究施用放线菌后西瓜萎蔫恢复的原因，我们请求瓜农允许我们挖3株已恢复正常生长的西瓜，观察根系有何变化。由于我们已救活了不少西瓜，瓜农同意了我们的想法。当我们挖出西瓜根系时，惊异的发现，西瓜根系一侧，新根多，另一侧，根系很少或没有根系（图2）。经过仔细分析，新根多的一侧，恰好是我们当初用细木棍扎洞的位置。挖出的3株西瓜，无一例外都呈现出一侧新根显著增多，另一侧新根少或无新根。这一现象说明，放线菌活菌制剂能刺激西瓜主根上的不定根萌发，“唤醒沉睡”中的不定根“起床”工作，从而使已发生萎蔫的西瓜重新“振作”起来，恢复正常生长。

图2.放线菌刺激西瓜主根上的不定根萌发生长 

  2.促进草莓不定根生长

 在盆栽草莓上，我的另一位研究生许英俊也发现同样的情况：施用放线菌活菌后，草莓根系条数明显增加，根系密度显著增大，约为对照的2倍。草莓根系为须根系，须根多产生于草莓新茎上，属于不定根。

图3.促进草莓不定根生长 

  3.激活魔芋球茎上的不定根

 魔芋的经济器官为埋藏在地下的球茎，其中魔芋葡甘聚糖含量很高。魔芋球茎表面通常“光秃秃”，没有根系。但在2010年10月，我们在陕西岚皋县魔芋放线菌试验中发现，施用放线菌肥后，魔芋球茎表面不再“光秃”，上面长出了不少的“头发”（图4），此现象连多年从事魔芋栽培的专家也未见过，无法解释。魔芋不定根着生在球茎与叶柄交界处（图5,6），呈环状分布。图6显示，放线菌能显著增加魔芋不定根数量和直径，不定根多者，叶柄粗，球茎大。

图4.魔芋球茎上的不定根萌发

图5.魔芋球茎上的不定根萌发（D74为娄彻氏放线菌处理）

图6.魔芋球茎上茎-叶交界处形成的大量不定根

图7.魔芋球茎上不定根萌发形成侧根及其上不断形成的新侧根

  4.激活玉米不定根萌发

 用放线菌活菌进行种子包衣，能激活玉米茎基部气生不定根上二级不定根萌发，增加二级不定根条数和直径，使次生不定根颜色更白（图8，9），代谢活力更强。

图8.玉米茎基部气生不定根上萌发的二级不定根

图9.放线菌种子包衣激活玉米气生上不定根萌发生长

  5.激活丹参、人参不定根萌发

 丹参及人参的药用器官为根系。两种药材的重茬土壤障碍均很严重，但从医疗用药安全考虑，不能使用化学农药。放线菌对这两种药用植物的重茬土壤障碍有良好修复作用。在施用过程中，我们意外发现，放线菌活菌施入土壤，对丹参、人参不定根萌发有激活作用，能显著增加吸收根系生物量及在土壤中的分布范围（图10，图11）。

图10.放线菌激活丹参不定根萌发

图11.放线菌激活人参不定根萌发

四.放线菌激活农作物不定根的作用

 植物不定根是植物的潜在资源，其数量有多少，不得而知。不定根通常处于“休眠”状态。当植物生长需要，且根系所处环境适合时，某种未知因子就会“触发”植物不定根萌发的“启动按钮”，激活或“唤醒”不定根萌发，生长，使植物根条数增加，长度增加，直径增加，反复分支的级数增加，代谢活力增强，进而使根系的养分水分吸收功能大幅度增强，使根系“生化工厂”中植物生长所需某些化学物质的合成产能大幅度提高，以充分满足植物生长对各种自备“原料”的需求。如植物生长激素，维生素，生物碱，氨基酸及有机酸。

 对农作物而言，不定根的激活萌发，相当于作物生长关键器官“高产潜能”的激活。放线菌能激活植物不定根，这种特殊功能，对促进农作物根系发育，提高农作物产量及品质，有重要意义。

 肥料，能让农作物的根系生长更好，但不能使根的条数大幅度增加。放线菌能激活农作物不定根萌发，使农作物的“胃肠容积”更大，“进食量”更大，农作物的产量必然更高！

 充分发挥放线菌激活作物不定根萌发的功能，对植物生产有重要意义！

 探明放线菌激活作物不定根萌发的机理，对放线菌激活根系不定根功能的高效利用，提高农作物产量与品质，有重要意义！

                                       薛泉宏于杨陵田园居

                                          2021.3.7