土壤提供了支持根生長的物理空間及各種資源，而水、營養及空氣等對于根的生長有很大的影響。土壤孔隙大小及分布、質地、結構、溫度、通氣及含水量會影響這些因子的存儲及運輸至根的能力及根的生長。根的伸長受到土壤剖面特性的影響很大，當土壤根壓超過土壤機械阻抗時，根才能夠伸長，在土壤剖面若有硬磐層將會限制根的生長。借助耕產雖可松弛土壤粒子及破壞團粒而改變土壤的物理特性使根有伸展的空間，然而若過度使用重機械來耕犁、收獲以及其他栽植工作將使得土壤中的孔隙受到壓實，反而不利根的伸長，有機質不但能供應植物的營養，對于改善有利根生長的土壤環境亦公不可沒。因此，為了使作物根有一個良好的生長環境，我們首先便要來了解一些會影響作物根發育的土壤物理特性，并進而改善之。

影響作物根生長的土壤物理特性及其改善方法：

一、總體密度
　　所謂總體密度，其意義為一定容積水重之比。除了天然形成的硬磐外，其他如家畜之踐踏、車輪以及犁土之機械效應等均會使總體密度增加，當總體密度增加時，總孔隙度會降低。總體密度與孔隙會因耕犁、交通或有機質的加入而改變，一般未經土壤耕犁的表土較耕犁表土有較高的總體密度，交通頻繁又比交通頻繁處土壤的總體密度要高。總體密度同時會因季節性改變而改變，此部分原因是由于冰凍幾溶解、降雨壓力、生物活性等的改變所造成，總體密度的變化會造成土壤質地、結構、有機質含量等的改變。
　　土壤有機質亦會影響根的總體密度，森林表土因有植物的殘體覆蓋在表面，因此比在底土有較低的總體密度。若土壤總體密度太高會限制根的生長。美國學者Rosolem 及Takahashi(一九九六)發現當磚紅壤的總體密度從1.06Mgm^-3增加到1.45Mgm^-3及1.69Mgm^-3時，大豆的根生長會降低10%及50%。Foil及Ralston(一九六七)發現當總體密度大于1.02Mgm^-3時，根的生長受到嚴重限制，Shieraw及Alston(一九八四)觀察土壤總體密度等于或大于1.2Mgm^-3時,玉米種苗根的生長會降低。當土壤總體密度增加，玉米種苗根長度會降低及根直徑會增加，Sainju及Good(一九九三)發現在根長密度及土壤總體密度間有負的相關而在根長密度及孔隙間則呈正相關。防止土壤總體密度增加的方法首先應減少耕犁次數，另外應在土壤干濕程度適宜時來犁田，以免過濕時耕耕犁土壤易被壓實，而收獲后植物的殘體應盡量留在田間以增加有機質含量。

二、土壤通氣性與含水量
　　土壤孔隙充滿著水分與空氣，土壤通氣性與含水量有密切關聯，孔隙中空氣與水分的比例會影響植物根系的活性。由于排水不良、浸水及機械壓實會妨礙土壤的通氣性因而限制根的生長發育，為了達到施肥及病蟲害的防治，往往因反復踐踏用地或者大量施用肥料及灌溉的結果，雖然解決了養分及水分的問題但是通氣性卻也成了產量的最大限制因子，根系常受限于土壤剖面深層，那是因為深層的通氣性逐漸減低，通氣不良常會減少水分吸收引起植株早期凋萎，并會減低根對水分的通透性，另外土壤通氣不足，易引起壓氣狀態，導致有毒物質產生引起根生長不良。土壤含有超過10%的孔隙被空氣所占據，以維持通氣性。空氣不足將限制根的生長強度，Cardner及Danielson(一九六四)發現棉花根對土壤的穿透率與通氣孔隙百分率間具有高的相關性(r=0.998)，而氧氣擴散速率(ODR)較氧的濃度對于根增長具敏感性，當土壤的ODR降到58Mgm-2s^-1以下時，根生長會受到限制。
　　土壤水分含量太高易導致壓氣狀態，而一些移動性差的養分例如磷，其擴散速率往往取決于水分的多少。干旱情況會導致根穿透較深層的土壤并且在底土比在表上有較高的根分布。美國學者Kalisz(一九八七)、Darker及Van Lear(一九九六)認為植物生長在干旱的及半干旱位置比在濕潤地區有較高根密度，然而，土壤太過干旱反而會增加機械阻抗并限制根的生長。改善土壤通氣性及含水狀況之方式為適度排水，施肥及田間工作時應避免土壤的過度壓實，適度耕犁以使土壤空氣與大氣有對流機會。

三、溫度
　　土壤溫度會因土壤顏色、土壤粒子表面粗糙度、殘體及土壤含水量而有所變化，它會影響根的生殖、根增長速率及側根生成速率，美國學者Box(一九九六)認為在低溫時，根尖的生長乃往水平方向發展，然而當溫度上升，根則會往垂直向下方向生長，各種植物的根對上溫均有其生長適溫，例如冬麥和春麥根系生長最適溫度在12～18℃之間，棉花及玉米根系生長在24℃最好，甘薯根約在土溫18.5℃時生長最好，蘋果的根則在土溫約21℃時生長最好，另外土溫對于根的型態及營養的吸收方面軍均有明顯的影響，維持土壤地溫的方式可以覆蓋作物以緩和小氣候及地溫之變化，另外作物殘株之覆蓋亦可調節地溫，而有機質因有較深顏色易于吸熱，可提高地溫，有助早春耕作作物。

四、有機質
　　有機質除了可供應營養于植物，也同時可改進土壤物理狀況。它可降低總體密度，改善土壤團粒及水的入滲速率，并增加水容量。土壤含有多量的有機質較不易于被壓實。Urger及Kaspar(一九九四)發現土壤有機質會造成蚯蚓的活動；當有機質適當時，蚯蚓甚至會掘洞到深度二公尺深，因此在壓縮土壤內形成大孔洞，蚯蚓挖上可增加水的移動及根的穿透，在某一土壤剖面若含有較高的有機質累積將比其他剖面具有較高的根密度。為維持土壤有機質含量，首先應增加土壤有機質的含量，首先應增加土壤有機質的含量，這可以增加土壤有機質并減少土壤養分的流失；同時應避免同一田間連作，最好采用豆科與非豆科綠肥的輪作制度；而耕犁次數若太頻繁將加速有機質的消耗，因此應減少耕犁次數，為減少表七有機質的沖刷流失，田間進行覆蓋不失為一良策。
　　以上即為影響根生長的一些物理性質，若能針對這些特性做改善，創造一個良好的土壤環境，則有助于根的生長發育，影響根生長發育的因子當然不只包括物理因子，尚需配合一些營養方面的管理，在妥善做好土壤環境的改良及肥培管理方式后，才能使作物根生長發育良好，植株也才有健康的樹勢。