维管植物体地下的营养器官。它的主要机能是从土壤中吸收植物所需的水分和养分，并使植物固定在土壤中，还能合成某些激素等重要物质。根系的结构和性状与植株吸收养分和水分有密切关系，根系对植物地上部的生长发育起着至关重要的作用。

一株植物的总体根称为根系。植物的种类很多，根系的形态也是多种多样，通常可区分为直根系和须根系两种类型（图1）。

直根系

主根发达粗壮，向下垂直生长，在主根的四周产生较细的多级侧根。主根和侧根区分明显，通常双子叶植物具有这种根系。这类根由于形成层的活动，主根不断变粗。许多植物的主根可占根系重量的一半；而主根的表面积仅占根系表面积很少一部分。

须根系

主根出生后不久即停止生长或生长缓慢，而在茎基部的节上产生许多粗细相似的不定根，细长如须。通常单子叶植物具有这类根系。在这些不定根上一般可再长出几级分支侧根，但有些植物例外，如葱、韭、蒜等没有次级侧根。

从根尖端向上依次可分为根冠、分生组织、伸长区、根毛区和成熟区。

图1 根系的类型

根冠

由薄壁细胞组成，其外围的细胞排列较疏松，并有粘液。生长在土壤中的根，根冠细胞不断脱落，经常处于更新状态。主要功能是保护根尖的生长点，并有润滑作用。

分生组织

位于根冠后面，长度约1～2毫米。这部分组织的细胞致密，具有很大的细胞核和浓密的原生质，细胞可不断分裂，逐渐形成新细胞。这一部位在生理上最为活跃，也是根系消耗氧气和水分的主要部位。

伸长区

在分生组织之后，长度约2～5毫米，是由分生区产生的新细胞发展而成。其细胞内存在大的液泡，使细胞体积增大，通常长度大于宽度的伸长，因而根可以在土壤中不断延伸，成为根尖深入土层的主要动力。

根毛区

处于伸长区之上，全长可从几毫米到几厘米。这部分细胞不再增加，但最外层细胞向外突出，形成根毛。其长度约为0.5～1.0毫米，平均直径约10微米。细胞质紧贴细胞壁，中央为一大液泡，细胞核多位于根毛的前端。根毛的数目很多，一株小麦根毛的总长度约达10公里。根毛的形成，大大增加了根的吸收面积。因此，根毛在养分吸收上，尤其是对在土壤中移动性小的磷、钾和一些微量元素的吸收更为重要。根毛数量受环境条件的影响很大，在渍水条件下，根毛一般很少；当土壤干旱或植物体缺水时，首先引起根毛萎蔫、甚至枯死，从而影响植物对养分的吸收。根毛的生存时间很短，通常只有数天到10余天。随着根的生长，根毛不断死亡而更新。

根毛区除了形成根毛外，组织内部已进行分化。表皮以内为皮层细胞，由多层细胞组成，细胞排列疏松，细胞间隙互相贯通，有一定的通气和物质流通作用。这层细胞内是贮藏营养物质的场所。皮层的内沿有一层排列紧密整齐的细胞，称为内皮层。它的侧壁和上下壁局部增厚并木栓化，呈带状环绕细胞，为溶质和水分进入中柱的屏障。少数双子叶植物的根，其内皮层的细胞壁增厚并木质化，即在原有的基础上覆盖一层木质让纤维层形成厚壁。然而，它们在正对着木质部的细胞壁仍保持薄壁状态，这种细胞称为通道细胞。

内皮层以内的组织称为中柱，包括中柱鞘，木质部和韧皮部组成的维管束和薄壁细胞。其中，中柱鞘位于中柱的最外层，由一层或几层薄壁细胞组成。细胞排列紧密并有分裂能力，条件适宜时能分裂产生侧根、不定芽及形成层等。维管束位于中柱鞘内，包括初生木质部和初生韧皮部。它们的功能，前者是向上运输水分和盐分，后者则主要是向下运输有机物质。在初生木质部和初生韧皮部之间常有几列薄壁细胞。在双子叶植物的根中，这些薄壁细胞能恢复分裂能力，成为形成层的一部分，产生次生构造。但单子叶植物根中没有形成层在中柱中央存在未分化的薄壁细胞称为髓，在发育后期，髓细胞可变为厚壁组织，有加强中柱的支持与固定的作用。

成熟区

表层和皮层细胞受到微生物的侵染，以及根分泌物中溶酶的作用，部分组织受到破坏，致使土壤颗粒和微生物侵入皮层细胞以内。这时的内皮层实际起着表皮层的作用，直接受土壤环境的影响。

植物根系的形态特征，首先取决于植物的遗传性，在此基础上还受到土壤物理、让学和生物环境条件的影响。

养分供应

充足的养分通常会促使根系发育良好。其中磷、钾的影响最为明显（图2）。在一侧施肥的试验中，有磷、钾肥的一边，豌豆的二级侧根明显增加；而无磷、钾肥的一边，不仅根系稀疏，而且几乎无二级侧根发育。一般养分对根重量的影响不如对根表面积增加的影响显著。

图2 豌豆根系在不同磷、钾肥条件下的生长状况左侧：施用磷、钾肥 右侧：未施用

机械阻力

固体介质（土壤）中的根通常受到挤压，因为根的直径一般大于介质的孔隙，这种外部的压力可能产生的最大值为9×10⁵～13×10⁵帕。根系的伸长率随机械阻力的增加而减小，根系直径增大，从而影响根系的形态和生长。

氧气浓度

一般认为固相介质的气相含氧量不低于10%，根的生长将不受影响。当氧分压降低到3×10³帕和1×10³帕时，棉花和大豆根的生长速率平均降低至对照的50%和10%。从根放入纯氧中2～3分钟便停止生长的现象表明，过高的氧浓度同样不利于根生长。

此外，温度、水分、光照、有毒物质或气体等均对根的形态和生长产生影响。