根际指受植物根系的影响,在物理、化学和生物学特性上不同于远离根表土体的微域土壤空间。根际环境从构成来说,包括根际土壤中的气相、液相和固相;从组分来说,包括非生物因子和生物因子。
无土栽培技术在园艺产业中广泛应用,包括基质栽培和无基质栽培,后者即水培。在无土栽培条件下,植物根系仍然对根表周围的微域空间产生影响。由于营养液的流动性,根际与非根际之间的环境差异有所缩小,但是根面仍然维持明显的根际效应,尤其是在生物学特性方面。
果树根系在生长发育过程中能够向根际土壤释放各种根系沉积物。根系沉积物可以分为根系分泌物、根系渗出物、根系黏液,以及根细胞的分解物与脱落物,其中根系分泌物主要是碳水化合物、有机酸、氨基酸、酶和其他化合物。这些化合物对根际环境中的许多特性产生重要影响,这些受到影响的土壤特性反过来又会影响根系的生长发育。这个过程被称为根系与根际环境的互作,即根际互作。
从果树栽培的角度看,研究根际环境至少有三个方面的意义:促进根系养分吸收、减轻土传病害、刺激根系生长。①在养分胁迫条件下,果树根系中有机酸的合成和分泌增加,进而活化根际土壤中无效态养分,促进根系的养分吸收,缓解果树的养分胁迫。②土传病害是果树生产中常见的根系病害,而果树根系分泌物中的某些次生代谢产物对土传病害的病原菌具有抑制作用,例如,苹果根系分泌物中含有苯甲酸、芸香苷、根皮苷、根皮素等酚类化合物,能够抑制多种土传病害,可增加苹果根系的抗病性。③根系分泌物对根系生长的刺激效应通常是间接的,通过能够分泌植物激素、促进植物生长的根际微生物来实现。另外,果树生产中常见的重茬障碍在很大程度上也与根际环境的变化有关,如根系分泌的自毒物质的积累。根系分泌物还能直接或间接地影响土壤团聚体的形成和维持。
果园土壤改良是实现果树可持续生产的重要保障,其本质就是改善果树的根际环境。果园土壤改良(如施用有机肥、生草制、接种有益微生物等)可以增加土壤有机质含量,提高土壤微生物活性,改善土壤团粒结构,促进土壤养分循环,为果树根系的生长发育提供良好的根际环境;反过来,良好的根际环境有助于根系和树体生长,进而促进根系活性,进一步改善根际环境,形成良性循环。因此,对果树根际环境进行科学合理的调控,是实现果树可持续生产的基础。