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植物的根系是养分和水分主要的吸收器官，它的生长直接影响到植物地上部的生长，如果根系生长不良，就会影响到地上部的生长，而生长不良的地上部又加剧了地下部生长的恶化。
无土栽培的显著优越性之一，就表现在植物的根际环境要比土壤的易于控制。
一、根系的形态和结构
二、根系的功能
无土栽培创造的根系生长环境，如水分、养分和氧气等的供应条件比土壤栽培的要好，这些条件的改善，可促使根系的功能更好地发挥出来。
1.根系的支撑功能
2.根系的吸收功能
是根系最主要的生理功能之一，主要吸收水分、无机盐、简单的小分子有机化合物及气体。
3.根系的输导功能
4.根系的代谢功能：根系可进行许多物质的代谢过程。
5.根系的贮藏功能
6.根系的繁殖功能
土壤栽培中，根系的作用：a.固定植物 b.支撑地上部使之保持直立而正常生长。
无土栽培中，因其栽培方式与土壤栽培不同，根系的支撑功能表现的不尽相同，例如：
水培和喷雾培中，根系的固定和支撑是靠人为的方法来进行的；而在基质栽培中，根系的支撑功能仍与土壤栽培的一样重要。
根系吸收了NO3-_N或NH4-_N以后，有一部分迁移到地上部参与代谢，另一部分在根系内部形成氨基酸等有机氮化合物之后才运输到地上部参与代谢。
根系还能合成对植物生长有很大影响的激素和生物碱，例如植物体内约1/3 GA是在根内合成的；CTK主要是在根尖的分生组织合成的。根系在生长过程中，还会分泌出有机酸等有机化合物，可以在一定程度上溶解介质中难溶性的化合物使之成为植物易于吸收态的，也可以促进根际微生物的生长。
还具有不同程度的氧化和还原能力，可阻止外界有害物质进入体内或使某些元素的有效性增强，如根系可把过量、对植物有害的Fe2+氧化为 Fe3+ , 在铁不足时，根系再还原Fe3+为根系易吸收的Fe2+。
三、根系对淹水的适应性
植物的进化过程是由水生 陆生植物的，其结构也就出现了明显的差异。
根据植物生长的生态环境和根系对淹水的适应性可以分为：
1.水生植物：其根系只起固定植株的作用，吸收功能
靠叶片。
2.沼泽性植物：水稻、蕹菜等体内有输导氧气到根系以
3.半沼泽性植：供根系生长所需的生理途径或通道。
4.旱生植物：不耐水淹。
人们在显微镜下观察以深液流水培和土壤栽培节瓜的根系发现，节瓜（旱生植物）在浸水后根内细胞变大，细胞之间的孔隙增加，植物体内的营养元素含量大大超过了土壤栽培的植株。
其原因是在水培条件下，根系结构产生了适应性的变化。
所以创造条件以确保根系氧气的充足供应，是取得种植成功的关键技术所在。
在水培中作物所需氧气的途径：
1.根系直接吸收溶解在营养液中的氧气
2.依靠裸露于液面的根系直接吸收空气中的氧气
一般，裸露于空气的根系所占比例越大，营养液中的溶解氧含量越高，作物根系的生长越好，反之亦然。
四、影响根系吸水的因素
1.植物的生长状况
2.温度
3.介质中溶质的浓度
4.根系病害
5根系通气状况
6.空气湿度
五、表观吸收成分组成浓度
表观吸收成分组成浓度（n/w)：植物对各种养分的吸收量（n, mmol）和吸收消耗的水量（w,L）的比值，单位为 mmol/L。
植物吸水过程实际上是吸收含有矿物质和其它物质的水溶液的过程。在吸收水分的同时也一并吸收养分离子。
在无土栽培中，植物对水分的吸收和养分的吸收之间是否存在一定的关系呢？
山崎认为正常生长的植株对水分和养分的吸收是同步的，并以此提出了表观吸收成分组成浓度这一概念。
山崎通过每天测定正常生长植株各种营养元素（主要是大量元素）的吸收量（mmol/株·天）和植株的耗水量（L）。可以连续进行一段时间或植物一生中总共吸收了多少养分和水分，然后以此计算n/w。
例如：一株正常生长的番茄一生共吸收消耗了164. 5L水，吸收了1151. 5mmol的氮，则番茄一生对氮吸收的表观吸收成分组成浓度n/w=7mmol/L。
n/w值反映植物吸水与吸肥的关系，即植物吸收一定量的水就相应地吸收一定的营养元素。实际上就是营养液的浓度指标，
山崎利用测定的多种作物的n/w值来确定许多营养液配方，并在生产中证明是可行的。
山崎的配方适于生产的原因：
1.他所测定的 n/w值是以正常的作物的吸收为标准的，因此有一定的代表性
2.植物对养分的吸收有相当大的可变范围
但是，植物对水分和养分的吸收是受到许多内在的或外在的因素的影响，因此，不同生长季节、不同的作物长势及不同的作物品种之间存在着很大的差异。
比如：在南方的低温阴雨的春季，由于空气湿度大，温度低，阳光不足，所以植物吸水要比吸肥滞后；而在夏季和初秋，温度高、空气湿度小、阳光充足，所以植物的蒸腾作用旺盛，此时，植物吸肥要滞后于吸水。
