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植物的下半身(1)

作者:周妙妃

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只看到植物的上半身?

许久以前,有个初识的朋友来访,相聚之后,我的菜圃和花园激起她种花的意念,想跟我要几棵草花回去种。我拿把铲子给她,大方的说随她自由挖取,那时我并不知道我们对植物的认知不同。

我们到了花园,她拿着铲子在花圃边蹲了下来,当时的景象让我印象深刻,至今难忘。在花圃前蹲下后,她的动作非常敏捷,手握着铲子,在植株下刚刚和土接触的位置,铲面朝上几乎和土表平行,右手稍为拉开借力,然后就平平地用力往前送出,利落地把数棵植株和土壤切断分离…。我抑制住惊吓与尖叫,心想那些草花没了根怎么活呢,赶紧镇定的跟她说带点土比较好。她头也没抬,“喔”的一声,又拿起铲子,快速地又切断了几棵,这次切在土下约3公分的位置,好一点了,但还是不够。我想她大概不知道植物还有下半身,植物根部事关重大吧……。

我说我多挖几棵给妳……。接过铲子,草花不大,我在植株外围,绕着植株周边铲土,铲子约呈60度角度,深深的插入土中大约十来公分深,把植株周边的土壤切断,再用铲子把整个土团挖出,尽量保留土团的完整。如此移植,植物搬到新家后大概都可存活。更理想的,新家已经挖好土团一样大小的坑洞,并且已灌过水让坑洞的土壤湿透。带着土团的植株毫无耽搁,尽早送到新家,尽早放入坑洞,马上用小而慢但够多的水浇透,连续浇水三天。那么连植株都不知道它已经搬新家了,两三天就恢复原来活力继续生长。但是再大一点的灌木、果树、庭园树、行道树,就不那么简单了。移植要看季节,要事先把植物准备好,要在适当季节气候下搬迁……。

我在澳洲看到他们种植树木,不管是行道树还是公园植栽,都是从小树苗种起,不是移植大树。比较起来,小苗的根系完整,两、三年就长成大树,而且强壮健康。移植的大树呢,失去了大半的根部等于去掉了半条命,种下时根部没有被拉开伸展,也没有把移植的新家准备好,甚至连包裹根部的绳索布袋都没拆除,只是挖个洞,把植株塞进去,再把植株绑在支柱上勒住固定。于是这些可怜无辜的大树耗尽树皮储存的养份,要两年才长出足够的根支持生长,再两年根部才够强壮足以支撑树体(如果幸运没被台风吹倒的话),然后才能拆掉支柱独立生长(如果还没被勒死之前,施工人员还记得来拆除的话)。

那惊吓让我知道大部分的人看植物只看到植物的上半身。上半身有枝条、有叶、有花果,下半身在地底下看不到,挖下去查看,也只看到和土壤结合的断根,要了解植物的地下部份实在不容易。

我对植物根部的了解也很片段:看看书,移植植物时看看纠结的根,再用没多大用处的大脑胡乱想象一下,说实在的,土壤里的世界实在跟外太空、跟海洋一样高深莫测。很多书都说植物根部就是植物地上部的倒影;说根部是植物吸收水份和营养的器官;施肥和浇水,要浇在滴水圈的位置(下雨时,树冠最外围雨水滴落地面的地方);说根部可以深达数公尺,四周遍及树冠之外。

之后,陆陆续续阅读了许多有关根的资料,发觉植物地底下的部分跟植物地上部分相比,质量体积更大,占地更广,生态的贡献更是不相上下。植株地上部和地下部息息相关,然而我们只忙着培育地上部,只求地上部繁茂健壮,好供我们取用,和提供生态功能;却不去培育地下部,让植物的地下部更繁茂,更能往上养育健康的地上部,并发挥它们在土壤里的生态功能。

那么,植物根部在地底下的秘密生活是何模样?如能一窥究竟,相信我们耕种的知识将会更上一层楼。

根部的领域范围

首先,看看一些根部的研究数据:

一种圆柏属树木,根可长达60公尺。叫三齿蒿的灌木,根可长达9公尺。小小像草花的豆科苜蓿,根部可深达30公分至390公分,看土壤的状况。一个小黄瓜种子发芽,土壤松软肥沃时,主根可深达10公尺,每天长3公分。这是根部可深入地底的惊人数据。

根部扩展的范围呢?

我们最熟悉的萝卜,根部可以覆盖2.8立方公尺的土壤,约25单轮推车的土,总重量约7.5公吨。一棵皇帝豆可以覆盖6立方公尺,覆盖的土壤是16公吨。一棵像稻米,都是禾本科,长得草模草样的裸麦,根部加起来共可伸展600公里。植物根部的质量可能5倍于地上部分,至少有一半以上的植物质量是在地底下。

以上的数据是怎么来的?科学讲证据,眼见为凭,是用显影剂让根吸收后遍及整株植物再照相吗,不太可能挖到地底下去看吧?

结果…

科学家们真的是穷极无聊,真的有群研究土壤和植物的傻子农业专家们挖了坑,再像考古学家一样,整日待在坑道里,一寸寸的把土拨开,追踪根的分布情形。研究根部的坑道会挖在距离植株30公分左右的地方,视根部的深度和广度,挖出的坑道长200~400公分,宽80~120公分,深200~300公分,人可以站在里面工作,也可把拨下的土运出来。有了这些傻劲的英雄们,我们对植物在地底下的吃喝拉撒睡才有了更明确的认识。

伟大的 Dr.JohnWeaver 在1920s,1930s年代就开始如此精密记录并绘画植物根部。终其一生,他几乎独力的绘制了一千棵植物,主要是美国中西部的大草原植物和蔬菜,出版了14本书。后来各国,尤其德国和匈牙利,也有许多如此的根部研究,记录的植物包括树木,果树,灌木,杂草,蔬菜…等等。有位W.W.Yocum 在一九三○出版了一本书,详细记录了土表覆盖物,包括干草、覆地植物、绿肥、厚纸板等等对土壤和根部的影响。他的研究详尽珍贵,不只记录覆盖物如何让植物长得更茂盛,甚至每小时的土壤温度变化都记录下来…。

有兴趣大家可买书来看,它让我对根部的认识真是大开眼界,受益良多。其中有许多根部的绘图,揭露了不少地底下的秘密。

〈大草原植物的根部〉

美国中西部大草原是干燥的,有许多大型动物生活其中。

适应那种环境的植物都耐旱、耐践踏、耐草食动物的嚼食,它们的适应方式是在地下长着健康的根丛。有一棵大戟,上可长至90公分高,根部达150公分深。一棵鼠尾草,根部深达120公分,超过50%的根部是在40~50公分内。

适应干旱的其中一个方法是把所有的根部都尽量靠近土表,有棵多年生的醡浆草只有9公分高,根部达24公分深,分布广及240公分,在植株周边铺成一片地下毯子,加大了雨水吸收的面积。

多年生能固氮的苜蓿是当地的原生植物,根深可到240公分,是极佳的绿肥作物和动物草料。它有根瘤大都长在浅土层,富含由空气固定的氮肥,当采割、动物咀嚼、干旱或季节转换时,细根会部份死亡腐化,氮肥以及由深层吸收的营养会释出到土壤里,增加土壤的肥沃。

燕麦和大麦、稻米都是禾本科植物,长得都像草,追踪根部之后,发现燕麦的根丛非常浓密,大麦根部则少而深。种植采收后让根部留在土里腐化,可增加土壤的有机质和养份,让土壤松软、肥沃、保水、排水。许多杂草的根部也是同样情形,季节的转换和适度的砍伐将可增加土壤的有机质和养份,只要好好利用杂草就足以保护土壤防晒、防风、防雨及肥沃土壤。休耕时养育土壤,除了撒播豆科绿肥种子,也可加上禾本科的种子,让养份更多样化,或者让杂草生长,定期割断,就地腐化,是省钱又省工夫的养地法。

〈蔬菜的根部〉

在蔬菜方面…

南瓜的根部大部分生长在地下深30公分内,由上空往下看,一棵南瓜根部所到之处有6公尺×6公尺,共分布36平方公尺的范围。

洋葱和蒜头的根不在浅土层,是呈发散状往地底下长,可深至70公分。因此浇水要够深,在地面铲除杂草时可不用担心伤到根。

玉米的记录很多,每棵都不同,有长得浅而密的;也有浅层长得不多而深度超过100公分的,跟土壤状况有关。但全都是大部分根部长在地下30公分内。

可以看出 Dr.Weaver 为什么伟大的,他绘出了一棵10岁的辣根(山葵,芥末),植株地上部份才150公分高,根部深达420公分,分布150公分宽,光看植物的地上部份,真无法想象它的下半身长什么样子。

〈食用果树和核果树的根部〉

在果树和核果树方面……。从种子开始种树,要好几年才有果实,但主根发育健全,可深入极深的地底。只有少数树种有主根,且由种子育苗才长,移植、或盆栽培育再种植都会破坏主根,一旦破坏就不会再长出,影响植株的稳定性,以及和深层土壤的关系。

根部的分布都是树高的2~3倍以上。

核果类方面。有一棵板栗树,植株仅130公分高,根有240公分深,分布570公分宽。一棵小榛果树,树高70公分,根90公分深,分布150公分宽。

果树方面。匈牙利的 Tamasi 做了很多详尽的记录。有棵30岁的杏桃树,根深2.4公尺,根的分布有一边伸展出滴水圈12公尺之外。另一棵23岁的杏桃树,如果没有修剪植株可长至7.5公尺高,其根部分布13公尺宽,占地103平方公尺。他发现82.5%的根都分布在地下25~70公分深的位置,25%的根超越滴水圈。

其它的记录。一棵接在矮生根茎的苹果,其根的分布与树高的比例跟没有矮化的苹果树一样。另有苹果树在不同土壤里的根部分布,在沙土比在壤土的分布较广。有棵樱桃树,有一边是黏土,根部的分布明显受到限制。

在一棵核桃树的记录上,根部有91.75%分布在地底25公分内,周围超越滴水圈4倍。聚集在浅土区的原因是因为25公分以下是黏土层,还有铁的分布,不适根部生长。

硬实的黏土,根部会长在浅土,并被迫往上长,那里空气较充足。深度方面:在黏土地,90~95%的根在36公分内,50%吸收根在10~20公分内;在壤土地(含黏土、沙、有机质)90~95%的根在100公分内,50%吸收根在36公分内,根部可较深入地底。分布方面,黏土地的植物根部扩散至滴水圈的5倍以上;壤土地仅扩散2~3倍。

黏土的透气性较差,根部会集中在浅土层往周围扩散,是为了得到氧气、水份和营养。改善黏土可打洞(小型土地用叉子即可),再加有机覆盖物落叶枯草等,让水、空气和有机质进入,一段时日后就可改善。

我们无法对每一寸土壤做分析,只能浇水、施肥和覆盖在植株周围,不止在滴水圈,还要超出一些,范围加大。那里是根丛末端,是根部较活跃,根毛最多,吸收活动最强的地方。

〈高大树种的根部〉

植物的根部发展跟土壤有关,看来大半的植物根部深度多于植物高度,根部分布面积大于树冠面积。那么高大的树木呢,是不是也是这么长的?

德国有两位科学家专门研究树木和灌木。

出人意料的,巨大的红木,没有主根,植株可高至60公尺,但根部颇浅,分布宽度超过树高。它们是靠群聚与宽广的根团稳定生长,对抗强风。

有棵橡树,高6公尺,根深2公尺,分布14.5公尺宽。有一丛桦树,高1.2公尺,根深仅30公分,分布达4.5公尺。有棵花旗杉高13.8公尺,根深2.4公尺,分布20公尺。

有成林的一群白杨树其实是同一棵树,是由漫延的根部随处长出新树苗而形成的。最高的一棵只有70公分高,根有1.7公尺深,散布4.8公尺。大部分的根在地下60公分内。

有棵欧洲赤松,高2.1公尺,主根有3.3公尺,根分布4.2公尺。另一棵瑞士石松,高5.4公尺,根仅0.9公尺深,但分布遍及10.5公尺。

树木的根部不是地上植株的倒影,粗大的根不多。而是由植株向周围生长,大量分散在浅土层,然后有些向下生长并长成粗根。

〈水、阳光和覆盖物对根部的影响〉

降雨量会影响植株高度和根发展的深度和广度:Dr.Weaver 画出了降雨量越少根部越浅。在降雨量48~57毫米下,植株高65公分,根深75公分。降雨量63~72毫米下,植株高95公分,根深135公分。降雨量78~96毫米时,植株高100公分,根深160公分。降雨量够多,土壤深部湿透,根部才长得又深又广。所以每次浇水要够多够深,土壤深处水不易蒸发,可以耐久而节省用水;根部的深度和广度够,对逆境的抵抗力较强。

阳光也影响根的发展。Dr.Weaver 记录了3棵大果栎树苗的根部在三个地方的发展情形:长在空地上的,根部深达150公分;长在橡树林的,阳光只有5~20%,根部仅达45公分;长在菩提树林里的,阳光更少仅1~8%,根部不到30公分。阳光推动植株生长,缺少阳光植株生长受阻,连带根部发展也受阻。

在覆盖物的研究上。植株周围用干草覆盖约20公分厚,比种绿肥植物或光秃地面,植株高1.1倍。覆盖黑色塑料布可以控制土壤流失、抑制杂草、保湿、保温。最经济、最环保的是定期割草,用于覆盖。用碎木块覆盖,20公分内的浅土层细根增加了30~300%。所以用有机质覆盖有助植株和根部生长。

在树干和根部交界的地方,会有些浮起,叫做根颈或茎基 root flare,大约比120公分处的树干粗要宽3~6倍。不可用土盖住,覆盖时要像甜甜圈空出树干周围,否则树根容易腐烂。

到地底下看了植物的根部后,终于知道,根部可以深入地底数公尺,但有90%分布在地下50公分内,一大半的根丛集中在更浅的10~30公分内。浅土层是植物活动的主要空间,聪明的照顾浅土层,可以让根丛更深、更广、更密、更健康。想当然耳,植株也会更健康、更高、更壮。

参考书目

◎树的秘密生命,彼得.渥雷本,商周出版

◎ Understanding Roots, byRobertKouril

◎ Roots Demystified, byRobertKouril

台湾的行道树常是移植大树,必须勒住几年才能稳住阵角

台湾的行道树常是移植大树,必须勒住几年才能稳住阵角

澳洲的行道树从小树苗种起。周围覆盖碎木块可以保湿,肥沃土壤。支柱位置视风向而定。宽布条温柔稳定地固定住树苗。

澳洲的行道树从小树苗种起。周围覆盖碎木块可以保湿,肥沃土壤。支柱位置视风向而定。宽布条温柔稳定地固定住树苗。

大草原的各种植物,根部深度大多超过植株高度(每一格是30公分)From: Understanding Roots,byR.Kourik

大草原的各种植物,根部深度大多超过植株高度(每一格是30公分)From: Understanding Roots,byR.Kourik

固氮的苜蓿根部像采矿机,可把深层营养带上来(每一格是36公分)From: Understanding Roots,byR.Kourik

固氮的苜蓿根部像采矿机,可把深层营养带上来(每一格是36公分)From: Understanding Roots,byR.Kourik

燕麦茂密的根丛,大多集中在30公分内浅土层(每一格是30公分)From: Understanding Roots,byR.Kourik

燕麦茂密的根丛,大多集中在30公分内浅土层(每一格是30公分)From: Understanding Roots,byR.Kourik

洋葱的根丛往下分散,大多集中在30公分内浅土层(每一格是30公分)From: Understanding Roots,byR.Kourik

洋葱的根丛往下分散,大多集中在30公分内浅土层(每一格是30公分)From: Understanding Roots,byR.Kourik

这棵橡树根深2公尺,没有明显的主根。From: Understanding Roots,byR.Kourik

这棵橡树根深2公尺,没有明显的主根。From: Understanding Roots,byR.Kourik

 核桃树的侧面和鸟瞰图,根部分布是植株高度的2倍,超越滴水圈(下图箭头是树冠范围滴水圈的位置)From: Understanding Roots,byR.Kourik

核桃树的侧面和鸟瞰图,根部分布是植株高度的2倍,超越滴水圈(下图箭头是树冠范围滴水圈的位置)From: Understanding Roots,byR.Kourik

一棵瑞士石松,高5.4公尺,根仅0.9公尺深,但分布遍及10.5公尺。From: Understanding Roots,byR.Kourik

一棵瑞士石松,高5.4公尺,根仅0.9公尺深,但分布遍及10.5公尺。From: Understanding Roots,byR.Kourik

(左>右)降雨量越少根部越浅。所以供水要够多够深,根部的深度和广度较多,对逆境的抵抗力较强。From: Understanding Roots,byR.Kouri

(左>右)降雨量越少根部越浅。所以供水要够多够深,根部的深度和广度较多,对逆境的抵抗力较强。From: Understanding Roots,byR.Kouri

Dr.Weaver记录了3棵大果栎树苗的根部在(左>右)空地、橡树林和菩提树林的发展情形。From: Understanding Roots,byR.Kouri

Dr.Weaver记录了3棵大果栎树苗的根部在(左>右)空地、橡树林和菩提树林的发展情形。From: Understanding Roots,byR.Kouri

文章来源:琉璃光

原文链接:http://www.lapislazuli.org/tw/index.php?p=20160803.html

图片来源:琉璃光、Pixabay

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