根是植物的營養(yǎng)器官，負責吸收土壤里面的水分、無機鹽及可溶性小分子有機質，輸導到莖來為植物儲藏養(yǎng)分。大多數(shù)陸生植物的根是由種子內部的胚根突破種皮而形成的，稱為主根或直根，由主根生成的各級分支都形成側根。植物根系的發(fā)育情況影響著植物整體的生長發(fā)育、蔬菜和果實的質量與產量，因此植物根系的研究是十分重要的。

影響植物根系生長的因素有很多，其中大多數(shù)學者在土壤環(huán)境中營養(yǎng)缺乏、酸堿度、旱澇程度等方面研究較多。

土壤環(huán)境中的礦物質元素對于植物的生長發(fā)育至關重要，根系從土壤中獲取這些營養(yǎng)物質，植物的根通過形成一個根系系統(tǒng)來應對營養(yǎng)的不足或營養(yǎng)過剩的情況，從而進行更大范圍的探索獲得需要的營養(yǎng)成分。氨基酸和蛋白質的中心元素-氮，對植物根系的發(fā)育和生長也具有較大的影響。氮主要以銨鹽或者硝酸鹽的形式被根系吸收，銨用來抑制植物根系的伸長和向心作用，硝酸鹽則主要起到刺激根伸長的作用。在土壤缺氮的區(qū)域中，根系通過激活激活硝酸鹽轉運體的生長素轉運功能而受到抑制，從而阻礙側根原基中的生長素的累積。在擬南芥中，硫、鎂和鐵的缺乏導致側根密度降低，而鉀、鈣、鋅、錳和硼的缺乏導致側根密度增加。除缺鋅根外，側根密度增加，初生根生長受到抑制;因此，側根在多大程度上受到營養(yǎng)缺乏的有效誘導并不總是很清楚。錳過量對植物生長素的生物合成和PIN4、PIN7的表達有負面影響，可能與側根密度降低有關。同樣，過量的鐵會抑制PIN2并對側根的形成產生負面影響同時會誘導AUX1來觸發(fā)根的伸長。

土壤中的水分含量對植物來說是非常重要的，根系可根據(jù)土壤水分狀況作 出適應性反應，適應性程度取決于植物的種類、發(fā)育階段、土壤條件和大氣蒸發(fā)力。土壤水分過多或過少，都會改變植物根系大小、數(shù)量及分布、從而影響到冠層生長發(fā)育和籽粒產量。普遍性結論認為，水分過少，根系到處延伸，追逐水源，根、冠間競爭碳水化合物，為避免水分脅迫，促進根系生長，同化物分配到根系較多，冠部則受到水分限制，生長不旺，使得根冠比增大。 反之，水分過多， 土壤通氣狀況較差，根系生長發(fā)育受到抑制，同化物用于冠部較多，使得根冠比降低。根冠比與土壤含水量呈顯著負相關，根系生長、分布狀況充分反映出作物所具備的趨利避害功能。根系分布也會據(jù)土壤水分供應狀況作出相應調整，若土壤干旱而深層仍有可利用水分，根系偏重于垂向伸展，根系分布一般深密，上層水分如充足，根系即向水平方向發(fā)展，根淺而分布廣。

   研究植物根系分布特征的方法主要是用水洗去根系周圍的土壤，然后測量根系體積、長度和根系干質量等參數(shù),這種方法可以定量分析根系的物理參數(shù)。凡耕科技的FG-RIAS根系分析儀是一套用于洗根后的根系分析系統(tǒng)，利用高質量圖形掃描儀獲取高分辨率植物根系彩色圖像或黑白圖像，該掃描儀在掃描面板下方和上蓋中安裝有專門的雙光源照明系統(tǒng)，并且在掃面板上預留了雙光源校準區(qū)域，可以分析根系長度、直徑、面積、體積、根尖記數(shù)等，功能強大，操作簡單，軟件可分析植物根系的形態(tài)，色彩、分級伸展分析及根系的整體結構分布等等。廣泛運用于根系形態(tài)和構造研究。