茶树与根系的关系

一、陆羽眼中的茶树根

根系,高等植物地下部分的统称,而地上部分则称“株”。《说文解字》根、株互训,“根,木株也”“株,木根也”,徐注“入土曰根,在土上者曰株”。陆羽《茶经》注解说:“胡桃与茶,根皆下孕,兆至瓦砾,苗木上抽。”地下部根“下孕”即向下生长,地上部“苗木上抽”即株向上生长。鲁迅说“根本不深,花叶不美”(《野草题辞》),说明“根”对植物的重要性。陆羽在《茶经》中有形象化描述茶树根“根如胡桃”。胡桃,即核桃,树干高大,根深入土可达二三米,茶树根与之相似。

《说文解字》中的根和株

茶树属于深根性植物,株与根对应生长,往往有“树有多高,根有多深”的形象说法。《茶经》说根“兆至瓦砾”,即根的生长可直达土壤底土层。土壤深厚疏松有利于根系的生长,茶园土壤厚度要求超过60cm。

茶树“树有多高,根有多深”标本

唐朝大诗人李白描述茶树根比陆羽还早,他在《仙人掌》茶诗中写到野茶“根柯洒芳津”,反映了茶树根吸收水分的作用。根最主要的生理功能就是吸收土壤中的水分和养分,并将这些物质运输到地上部,供给“株”的生长所需,而株的光合产物又能转运到根部,参与生化物质的合成。茶树根系除了吸收和运输作用外,还有合成某些有机物质的能力,如茶叶特征物质茶氨酸等。

二、茶树根系的形态

茶树根系由主根、侧根、细根和根毛组成,主根由茶子萌发时的胚根生长而成,主根长而粗壮。主根产生的各级大小分支称侧根。主根和一、二级侧根形成根系的骨架,称骨干根,起固定、疏导、贮藏等作用。侧根生细根,幼嫩细根的根尖上密生根毛,茶树要依靠根毛吸收土壤水分与养分。细根逐渐生长,老化增粗,通常将直径1mm以下的细根统称吸收根,其色洁白。直径在1~5mm的称为输导根;直径5mm以上的称为骨干侧根。细根发达、多而且长,地上部枝叶也就繁茂。俗语“根深叶茂”说明的就是这个道理。

种子繁殖的茶树幼年期因主根明显而发达,为直根系。从主根和侧根上分生的根称为定根,而从茎或叶上不定的位置上生长的根就称为不定根。无性繁殖茶苗就是利用插枝基部发生的大量不定根发育繁殖,根系由不定根和侧根组成,没有明显的主根,幼年期即为分枝根系。一般来说,直根系常垂直分布在较深的土层,侧根多水平分布在较浅的土层。

《茶经》说“根皆下孕”指出了根系向下生长的向地性特点。根尖的根冠细胞内含有大量的淀粉体粒子,有感受重力的垂直作用,就表现为向下生长。日本学者研究发现,在无性系茶苗的根冠细胞未观察到淀粉体粒子,根冠细胞对重力不敏感,表现为倾斜重力屈性,因而无性系茶苗根系侧向生长,根系分布较浅。

茶树不同生育时期的根系形态

三、茶树根生长的周期性

茶园管理分为土壤管理和茶树管理,其实就是围绕“根”和“株”的农艺措施。土壤管理为地下部“根”的生长创造有利环境,有松土、灌溉、铺草、施肥等措施;地上部“株”的管理有采摘、修剪等(病虫害防治涉及地上部和地下部)。根与株的生长是相互影响而又相互制约的关系,即“叶靠根养,根靠叶长”。

茶树根系一年都在生长活动中,有一定的周期性,一年中约有三四个较活跃的生育期,而且一个周期内与地上部表现不同步,就是说“根”与“株”的生长和休止在时间上有互相交替的现象。当株生长停止时根生长最活跃,株生长最活跃时根的生长就缓慢。江南茶区,茶树在4~5月新梢生长活跃,根系活动相对缓慢,10月以后,新梢生长开始休止,而根系生长较旺盛。这种发根和发芽的交替现象,是由于株的光合产物主要供应各时期的生长部位。新梢发育时,光合产物向芽梢生长转移,供应株的消耗;新梢生长休止或休眠时,株的生长停止,光合产物对芽的生长不起作用,多余的光合产物就供应根的生长,促进根系的发育。在最寒冷的冬季,根系休眠但不休止,仍然可以观察到细根的生长。秋季根系生长最为强盛,吸收能力最强,这时的施肥才有良好效果。农谚“基肥足,春茶绿”就是这道理。

茶树新梢与根系生长相关性示意图

四、茶树根系生育的相关特性

茶树根喜氮耐氮。氮是茶树主要营养元素,是合成一些特征成分的来源。茶树根系吸收施肥的铵态氮主要以谷氨酞胺、精氨酸、茶氨酸形态存在,其中谷氨酞胺与精氨酸能很快转移到地上部,而根中贮藏以茶氨酸为主。茶氨酸是茶树的特征成分,由于其前体乙胺在茶根中合成,所以茶氨酸只能在根部合成。

茶树根喜酸耐酸。茶树根中含有丰富的有机酸,如柠檬酸、苹果酸等,而无机酸盐类含量很低,这种茶树根液对酸性的缓冲能力强,而对碱性的缓冲能力相对较弱。这是茶树喜酸的原因之一。茶树根在酸性土壤中还有利于磷的吸收和利用,此外酸性土壤有利于吸收根菌根菌的共生,分解根系无法吸收的物质,使之被根系吸收,并能分解土壤中有害的有毒物质。

茶树根喜湿怕涝。唐末韩谔就已经认识到茶树“水浸根必死”,他在《四时纂要》说种茶宜山中坡地,“若于平地,即须于两畔深开沟垄泄水,水浸根必死”。

茶树根有趋肥性特点。新发展茶园在种植前要深翻改土,重施底肥,就是引导幼苗根系快速向下生长,提高茶苗成活率,达到“根深叶茂”效果。

茶树根是贮藏养分的仓库。茶树根内糖和氨基酸的合成相互消长。茶树根系活动旺盛时,消耗大于积累,根部的可溶性糖类含量下降,秋季根系生长最活跃,可溶性糖类含量也就最低,当根系活动缓慢时,根部的可溶性糖类含量增加,即根内可溶性糖类和生育负相关;氨基酸则相反,根系活动旺盛时,氨基酸含量增加,并且生长越旺盛含量增加越明显,反之氨基酸含量则下降,即氨基酸和根系生育正相关。根内糖类和氨基酸代谢,含量变化互为消长呈负相关,和地上部的碳氮代谢相互抑制的情况是一致的。另外还发现,根内可溶性糖类含量在年周期内比株内含量一直高很多,冬季尤其明显,这也表明根是重要的贮藏养分的器官。冬季茶树根与株处于休眠状态,根内可溶性糖类含量最高。中药房有常见的中药“老茶树根”,老中医要在冬季挖取就是因为贮藏养分丰富。

茶树根的再生能力很强。茶园深耕切断衰老茶根,能促进新根的再生。宋代王禹偁在《茶园十二韵》有“芽新撑老叶,土软迸新根”就是描述松土促进茶树新根的生长。日本学者试验还证实,断根有利于提高茶叶中的二甲硫成分(这种增加比修剪更为明显),从而提高茶叶的香气品质。

茶树根系生长的适宜地温是10~30℃。扦插发根的最适气温在20~30℃,选择春插和秋插,温度适宜,有利于快速生根成活。

古人认为茶树不可移栽,是由于种子繁殖主根明显,移栽时容易破坏根系,又不重视施肥,茶树就难以成活、成园。陆羽在《茶经》中说种茶“凡艺而不实,植而罕茂”。这里的“艺”即种植,“实”即种子,他认为不用种子直播而采用移栽的茶园很难茂盛。明代陈耀文更武断,茶树“移植不可复生”(《中天记》)。宋代的苏东坡就成功地移植了茶树,他看到松林间有一棵野生茶树“松间旅生茶”,便在春雨后移栽,“移栽白鹤岭,土软春雨后”,因为连续阴天就成活了,“弥旬得连阴,似许晚遂茂”(《种茶》)。

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