Особенности строения корня и основные типы корневых систем растений

Корень растения как подземный вегетативный орган

Что такое корень растения?

Определение 1

Корень — вегетативный орган, находящийся под землей, который отличается радиальной симметрией, неограниченным верхушечным ростом в длину и активным ветвлением.

Разветвление корня в стороны образуется эндогенно — из внутренних тканей растения. Точку роста или конус роста корня покрывает специальный корневой чехлик. Особенность корня в том, что у него нет листьев и почек, размещенных в определенном порядке.

Возникновение корня у растений произошло в то время, когда они перешли на сушу. При этом корень появился позже стебля и листьев. Первые настоящие корни сформировались у плаунов. Наивысшая дифференциация и специализация корня произошла уже у семенных растений.

Типы корней по происхождению

В зависимости от происхождения, выделяют:

• главный корень. Он формируется из зародышевого корешка семени;
• придаточные корни. Они появляются на стебле растения, листьях и различных их видоизменениях;
• боковые корни. Определить, что перед вами именно этот вид корня растения просто: боковой корень отходит от главного или дополнительных корней.

Главный корень растения появляется из зародышевого корня, который, в свою очередь, возникает в результате прорастания семени.

Определение 2

Корневая шейка — часть между главным корнем и стеблем.

За счет разветвлений главного корня появляются боковые корешки.

Придаточные корни не развиваются из корня. Как правило, они образуются из другой части растения и способствуют увеличению объема корневой системы. В случаях, когда у растения отсутствуют главный и боковые корни, придаточные их заменяют.

Придаточные корни образуются несколькими способами:

• из нижней части стебля у однодольных растений;
• в результате окучивания растений из части стебля, оказавшейся присыпанной землей. Так происходит с капустой и картофелем;
• на подземных стеблях или корневищах многолетних трав;
• из донца на луковицах;
• на листьях в случаях вегетативного размножения. Такой вариант можно наблюдать у фиалок и бегоний.

Если сравнивать поверхность корня и поверхность надземной части, то у многих растений первая будет заметно больше.

Пример 1

К примеру, озимая рожь имеет поверхность корня, которая в 130 раз длиннее поверхности части, находящейся над землей.

У пустынных растений корни могут углубляться более чем на 20 метров.

Каждый вид растения отличается индивидуальной глубиной проникновения корней, степенью ветвления и глубиной ветвления корней. Все это зависит, в первую очередь, от внешних условий.

Типы корневых систем

Определение 3

Корневая система — совокупность всех корней, присутствующих у одного растения.

Типы корневой системы делятся по происхождению. Бывают:

1. Стержневая или система главного корня. В ней можно легко определить главный корень — по размеру, развитию корня и направлению роста корня по вертикали. Такая система встречается практически у всех двудольных растений.
2. Мочковатая или система придаточных корней растения. Такая система отличается быстрым отмиранием главного корня. В некоторых случаях он вообще не отличается от придаточных корней. Мочковатая система характерна для однодольных растений, а также отдельных двудольных (лютиковые, подорожники).
3. Смешанная корневая система. Главный корень здесь развит хорошо. Придаточные корни также присутствуют. Такую систему корней можно наблюдать у капусты, помидоров, подсолнуха.

Встречается также разделение корневой системы по характеру распределения основной массы корней в почве. Выделяют:

• поверхностную корневую систему. Здесь корни находятся близко к поверхности почвы. К примеру, у ели или тюльпана;
• глубинную корневую систему. Развитие корней происходит в глубину;
• универсальную корневую систему. Развитие корней осуществляется и в ширину, и в глубину равномерно. Наблюдается у картофеля и пшеницы.

Зоны корня

Если двигаться по корню снизу вверх, то он состоит из:

• корневого чехлика;
• зоны деления клеток или конуса нарастания;
• зоны растяжения клеток;
• зоны всасывания или зоны корневых волосков;
• зоны боковых корней или проводящей зоны.

Определение 4

Корневой чехлик — специальное образование, прикрывающее растущую верхушку корня наподобие колпачка, защищающее корень от повреждений твердыми элементами грунта, обеспечивающее движение корня в грунте за счет слизи и постоянного отделения клеток внешнего слоя.

Период времени от образования клетки чехлика до ее отмирания у каждого вида растения свой, но обычно — от 4 до 9 дней.

Замечание 1

У отдельных растений корневого чехлика нет. К примеру, у ряски вместо него имеется специальный кармашек, который защищает корень от вымывающего действия воды.

За корневым чехликом находится конус нарастания корня или зона деления клеток. Она образуется с помощью клеток с тонкими стенками, плотно сомкнутыми между собой и делящимися без остановки.

За зоной деления располагается зона растяжения клеток. Здесь они вытягиваются и получают постоянную форму. Клетки удлиняются, и корень растет в длину. Зона деления и зона растяжения формируют зону роста корня.

Зона всасывания или зона корневых волосков находится выше зоны роста. Длина таких волосков составляет 1,5-2 см. Здесь клетки внешнего слоя корня формируют множество одноклеточных выростов — корневых волосков. Строение корневых волосков способствует поглощению ими воды и растворенных в ней солей из почвы. Таким образом, поглощающая поверхность корней увеличивается в несколько раз. Корешок густо покрыт корневыми волосками.

Пример 2

Корень яблони имеет на 1 мм. своей поверхности примерно 300 корневых волосков, кукуруза — больше 400.

Корневые волоски разные по длине и могут быть как 0,05 мм. так и 10 мм. Продолжительность жизни корневых волосков яблони составляет от 10 до 20 дней. После этого они отмирают и соскабливаются. Зона корневых волосков смещается, потому что корень растет, а вместо отмерших волосков образуются новые.

Проводящая зона находится выше зоны всасывания. Здесь нет корневых волосков, зато есть боковые корни, за счет которых растение держится в почве.

Сосуды и ситовидные трубки на этом участке используются для движения по ним воды и растворенных в ней минеральных солей к надземным органам растения. Органические вещества, питающие клетки корня, перемещаются вниз.

Строение корня

Внутреннее строение корня в зоне всасывания одинаковое вне зависимости от вида растения.

Разговор о строении корня растения нужно начинать с эпиблемы.

Замечание 2

Эпиблема или покровная ткань включает один шар живых тонкостенных плотно сомкнутых клеток, способных формировать корневые волоски.

Под эпиблемой находится первичная кора. Она включает 3 слоя:

1. Экзодерму. Это внешний слой строения корня, образованный несколькими слоями многоугольных и плотно прилегающих клеток. Позже эти клетки выполняют защитную функцию.
2. Мезодерма. Средний слой образуют живые клетки паренхимы — в них происходит накапливание питательных веществ. Также в этих клетках осуществляется синтез отдельных органических соединений, после чего они доставляются в ткани. Наличие межклетников обеспечивает процесс газообмена. В первичной коре мезодерме отводится наибольшее место.
3. Эндодерма. Внутренний слой составляют одного ряда клетки. После отмирания, они становятся водонепроницаемыми. Поэтому раствор минеральных солей, находящийся в почве, достигает центра корня только через тонкостенные живые пропускные клетки.

Под эндодермой располагается центральный цилиндр.

Определение 5

Перицикл — внешний слой цилиндра или образующая ткань, из которой формируются боковые корни.

Поэтому перицикл часто называют корнетворным слоем.

Живая паренхимная ткань размещается посреди центрального цилиндра. В нее углублен проводящий пучок и механические элементы.

Так выглядит корень по строению внутреннему и внешнему:

Особенности роста корня

Строение корневой системы тесно связано с ростом корня. Рост, в свою очередь, зависит от множества факторов: степени плодородности, влажности, температуры, воздухопроницаемости почвы.

Если почва уплотненная или слишком влажная, то корень будет расти медленно. То же самое происходит и в случаях, когда почва недостаточно влажная.

Интенсивное развитие корневой системы будет наблюдаться при температуре, подходящей конкретному виду растения. Если температурные показатели немного снижаются, то корни будут расти лучше, а при повышении температуры лучше растут органы растения, находящиеся над землей.

Плодородие почвы также влияет на рост и развитие корней. Если почва низкоплодородная, то корни будут развиваться хорошо, а если высокоплодородная — не очень. Во втором случае хорошо себя будет чувствовать надземная часть растения.

Замечание 3

При внесении в почву фосфорных удобрений корни будет расти лучше.

Интенсивность фотосинтеза — еще один фактор, определяющий рост корней. При регулярном скашивании надземной части корни растут медленнее — соответственно, их масса уменьшается.

При обильном урожае также замедляется рост корней, а при удалении соцветий — активизируется.

Корень

Историческое развитие корня

Филогенетически корень возник позже стебля и листа — в связи с переходом растений к жизни на суше и вероятно, произошёл от корнеподобных подземных веточек. У корня нет ни листьев, ни в определённом порядке расположенных почек. Для него характерен верхушечный рост в длину, боковые разветвления его возникают из внутренних тканей, точка роста покрыта корневым чехликом. Корневая система формируется на протяжении всей жизни растительного организма. Иногда корень может служить местом отложения в запас питательных веществ. В таком случае он видоизменяется.

Виды корней

Главный корень образуется из зародышевого корешка при прорастании семени. От него отходят боковые корни.

Придаточные корни развиваются на стеблях и листьях.

Боковые корни представляют собой ответвления любых корней.

Каждый корень (главный, боковые, придаточные) обладает способностью к ветвлению, что значительно увеличивает поверхность корневой системы, а это способствует лучшему укреплению растения в почве и улучшению его питания.

Типы корневых систем

Различают два основных типа корневых систем: стержневая, имеющая хорошо развитый главный корень, и мочковатая. Мочковатая корневая система состоит из большого числа придаточных корней, одинаковых по величине. Вся масса корней состоит из боковых или придаточных корешков и имеет вид мочки.

Сильно разветвлённая корневая система образует огромную поглощающую поверхность. Например,

• общая длина корней озимой ржи достигает 600 км;
• длина корневых волосков — 10 000 км;
• общая поверхность корней — 200 м².

Это во много раз превышает площадь надземной массы.

Если у растения хорошо выражен главный корень и развиваются придаточные корни, то формируется корневая система смешанного типа (капуста, помидор).

Внешнее строение корня. Внутреннее строение корня

Зоны корня

Корневой чехлик

Корень растёт в длину своей верхушкой, где находятся молодые клетки образовательной ткани. Растущая часть покрыта корневым чехликом, защищающим кончик корня от повреждений, и облегчает продвижение корня в почве во время роста. Последняя функция осуществляется благодаря свойству внешних стенок корневого чехлика покрываться слизью, что уменьшает трение между корнем и частичками почвы. Могут даже раздвигать частички почвы. Клетки корневого чехлика живые, часто содержат зёрна крахмала. Клетки чехлика постоянно обновляются за счёт деления. Участвует в положительных геотропических реакциях (направление роста корня к центру Земли).

Клетки зоны деления активно делятся, протяженность этой зоны у разных видов и у разных корней одного и того же растения неодинакова.

За зоной деления расположена зона растяжения (зона роста). Протяжённость этой зоны не превышает нескольких миллиметров.

По мере завершения линейного роста наступает третий этап формирования корня — его дифференциация, образуется зона дифференциации и специализации клеток (или зона корневых волосков и всасывания). В этой зоне уже различают наружный слой эпиблемы (ризодермы) с корневыми волосками, слой первичной коры и центральный цилиндр.

Строение корневого волоска

Корневые волоски — это сильно удлинённые выросты наружных клеток, покрывающих корень. Количество корневых волосков очень велико (на 1 мм² от 200 до 300 волосков). Их длина достигает 10 мм. Формируются волоски очень быстро (у молодых сеянцев яблони за 30-40 часов). Корневые волоски недолговечны. Они отмирают через 10-20 дней, а на молодой части корня отрастают новые. Это обеспечивает освоение корнем новых почвенных горизонтов. Корень непрерывно растёт, образуя всё новые и новые участки корневых волосков. Волоски могут не только поглощать готовые растворы веществ, но и способствовать растворению некоторых веществ почвы, а затем всасывать их. Участок корня, где корневые волоски отмерли, некоторое время способен всасывать воду, но затем покрывается пробкой и теряет эту способность.

Оболочка волоска очень тонкая, что облегчает поглощение питательных веществ. Почти всю клетку волоска занимает вакуоль, окружённая тонким слоем цитоплазмы. Ядро находится в верхней части клетки. Вокруг клетки образуется слизистый чехол, который содействует склеиванию корневых волосков с частицами почвы, что улучшает их контакт и повышает гидрофильность системы. Поглощению способствует выделение корневыми волосками кислот (угольной, яблочной, лимонной), которые растворяют минеральные соли.

Корневые волоски играют и механическую роль — они служат опорой верхушке корня, которая проходит между частичками почвы.

Под микроскопом на поперечном срезе корня в зоне всасывания видно его строение на клеточном и тканевом уровнях. На поверхности корня — ризодерма, под ней — кора. Наружный слой коры — экзодерма, вовнутрь от неё — основная паренхима. Её тонкостенные живые клетки выполняют запасающую функцию, проводят растворы питательных веществ в радиальном направлении — от всасывающей ткани к сосудам древесины. В них же происходит синтез ряда жизненно важных для растения органических веществ. Внутренний слой коры — эндодерма. Растворы питательных веществ, поступающие из коры в центральный цилиндр через клетки эндодермы, проходят только через протопласт клеток.

Кора окружает центральный цилиндр корня. Она граничит со слоем клеток, долго сохраняющих способность к делению. Это перицикл. Клетки перицикла дают начало боковым корням, придаточным почкам и вторичным образовательным тканям. Вовнутрь от перицикла, в центре корня, находятся проводящие ткани: луб и древесина. Вместе они образуют радиальный проводящий пучок.

Проводящая система корня проводит воду и минеральные вещества из корня в стебель (восходящий ток) и органические вещества из стебля в корень (нисходящий ток). Состоит она из сосудисто-волокнистых пучков. Основными слагаемыми частями пучка являются участки флоэмы (по ним вещества передвигаются к корню) и ксилемы (по которым вещества передвигаются от корня). Основные проводящие элементы флоэмы — ситовидные трубки, ксилемы — трахеи (сосуды) и трахеиды.

Процессы жизнедеятельности корня

Транспорт воды в корне

Всасывание воды корневыми волосками из почвенного питательного раствора и проведение её в радиальном направлении по клеткам первичной коры через пропускные клетки в эндодерме к ксилеме радиального проводящего пучка. Интенсивность поглощения воды корневыми волосками называется сосущей силой (S), она равна разнице между осмотическим (P) и тургорным (T) давлением: S=P-T.

Когда осмотическое давление равно тургорному (P=T), то S=0, вода перестаёт поступать в клетку корневого волоска. Если концентрация веществ почвенного питательного раствора будет выше, чем внутри клетки, то вода будет выходить из клеток и наступит плазмолиз — растения завянут. Такое явление наблюдается в условиях сухости почвы, а также при неумеренном внесении минеральных удобрений. Внутри клеток корня сосущая сила корня возрастает от ризодермы по направлению к центральному цилиндру, поэтому вода движется по градиенту концентрации (т. е. из места с большей её концентрацией в место с меньшей концентрацией) и создаёт корневое давление, которое поднимает столбик воды по сосудам ксилемы, образуя восходящий ток. Это можно обнаружить на весенних безлистных стволах, когда собирают «сок», или на срезанных пнях. Истекание воды из древесины, свежих пней, листьев, называется «плачем» растений. Когда распускаются листья, то они тоже создают сосущую силу и притягивают воду к себе — образуется непрерывный столбик воды в каждом сосуде — капиллярное натяжение. Корневое давление является нижним двигателем водного тока, а сосущая сила листьев — верхним. Подтвердить это можно с помощью несложных опытов.

Всасывание воды корнями

Цель: выяснить основную функцию корня.

Что делаем: растение, выращенное на влажных опилках, отряхнём его корневую систему и опустим в стакан с водой его корни. Поверх воды для защиты её от испарения нальём тонкий слой растительного масла и отметим уровень.

Что наблюдаем: через день-два вода в ёмкости опустилась ниже отметки.

Результат: следовательно, корни всосали воду и подали её наверх к листьям.

Можно ещё проделать один опыт, доказывающий всасывание питательных веществ корнем.

Что делаем: срежем у растения стебель оставив пенёк высотой 2-3 см. На пенёк наденем резиновую трубку длиной 3 см, а на верхний конец наденем изогнутую стеклянную трубку высотой 20-25 см.

Что наблюдаем: вода в стеклянной трубке поднимается, и вытекает наружу.

Результат: это доказывает, что воду из почвы корень всасывает в стебель.

А влияет ли температура воды на интенсивность всасывания корнем воды?

Цель: выяснить, как температура влияет на работу корня.

Что делаем: один стакан должен быть с тёплой водой (+17-18ºС), а другой с холодной (+1-2ºС).

Что наблюдаем: в первом случае вода выделяется обильно, во втором — мало, или совсем приостанавливается.

Результат: это является доказательством того, что температура сильно влияет на работу корня.

Тёплая вода активно поглощается корнями. Корневое давление повышается.

Холодная вода плохо поглощается корнями. В этом случае корневое давление падает.

Минеральное питание

Физиологическая роль минеральных веществ очень велика. Они являются основой для синтеза органических соединений, а также факторами, которые изменяют физическое состояние коллоидов, т.е. непосредственно влияют на обмен веществ и строение протопласта; выполняют функцию катализаторов биохимических реакций; воздействуют на тургор клетки и проницаемость протоплазмы; являются центрами электрических и радиоактивных явлений в растительных организмах.

Установлено, что нормальное развитие растений возможно только при наличии в питательном растворе трёх неметаллов — азота, фосфора и серы и — и четырёх металлов — калия, магния, кальция и железа. Каждый из этих элементов имеет индивидуальное значение и не может быть заменён другим. Это макроэлементы, их концентрация в растении составляет 10^-2–10%. Для нормального развития растений нужны микроэлементы, концентрация которых в клетке составляет 10^-5–10^-3%. Это бор, кобальт, медь, цинк, марганец, молибден др. Все эти элементы есть в почве, но иногда в недостаточном количестве. Поэтому в почву вносят минеральные и органические удобрения.

Растение нормально растёт и развивается в том случае, если в окружающей корни среде будут содержаться все необходимые питательные вещества. Такой средой для большинства растений является почва.

Дыхание корней

Для нормального роста и развития растения необходимо чтобы к корню поступал свежий воздух. Проверим, так ли это?

Цель: нужен ли воздух корню?

Что делаем: возьмём два одинаковых сосуда с водой. В каждый сосуд поместим развивающие проростки. Воду в одном из сосудов каждый день насыщаем воздухом с помощью пульверизатора. На поверхность воды во втором сосуде нальём тонкий слой растительного масла, так как оно задерживает поступление воздуха в воду.

Что наблюдаем: через некоторое время растение во втором сосуде перестанет расти, зачахнет, и в конце концов погибнет.

Результат: гибель растения наступает из-за недостатка воздуха, необходимого для дыхания корня.

Видоизменения корней

У некоторых растений в корнях откладываются запасные питательные вещества. В них накапливаются углеводы, минеральные соли, витамины и другие вещества. Такие корни сильно разрастаются в толщину и приобретают необычный внешний вид. В формировании корнеплодов участвуют и корень, и стебель.

Корнеплоды

Если запасные вещества накапливаются в главном корне и в основании стебля главного побега, образуются корнеплоды (морковь). Растения, образующие корнеплоды, в основном двулетники. В первый год жизни они не цветут и накапливают в корнеплодах много питательных веществ. На второй — они быстро зацветают, используя накопленные питательные вещества и образуют плоды и семена.

Корневые клубни

У георгина запасные вещества накапливаются в придаточных корнях, образуя корневые клубни.

Бактериальные клубеньки

Своеобразно изменены боковые корни у клевера, люпина, люцерны. В молодых боковых корешках поселяются бактерии, что способствует усвоению газообразного азота почвенного воздуха. Такие корни приобретают вид клубеньков. Благодаря этим бактериям эти растения способны жить на бедных азотом почвах и делать их более плодородными.

Ходульные

У пандуса, произрастающего в приливно-отливной зоне, развиваются ходульные корни. Они высоко над водой удерживают на зыбком илистом грунте крупные облиственные побеги.

Воздушные

У тропических растений, живущих на ветвях деревьев, развиваются воздушные корни. Они часто встречаются у орхидей, бромелиевых, у некоторых папоротников. Воздушные корни свободно висят в воздухе, не достигая земли и поглощая попадающую на них влагу от дождя или росы.

Втягивающие

У луковичных и клубнелуковичных растений, например у крокусов, среди многочисленных нитевидных корней имеется несколько более толстых, так называемых втягивающих, корней. Сокращаясь, такие корни втягивают клубнелуковицу глубже в почву.

Столбовидные

У фикуса развиваются столбовидные надземные корни, или корни-подпорки.

Почва как среда обитания корней

Почва для растений является средой, из которой оно получает воду и элементы питания. Количество минеральных веществ в почве зависит от специфических особенностей материнской горной породы, деятельности организмов, от жизнедеятельности самих растений, от типа почвы.

Почвенные частицы конкурируют с корнями за влагу, удерживая её своей поверхностью. Это так называемая связанная вода, которая подразделяется на гигроскопическую и плёночную. Удерживается она силами молекулярного притяжения. Доступная растению влага представлена капиллярной водой, которая сосредоточена в мелких порах почвы.

Между влагой и воздушной фазой почвы складываются антагонистические отношения. Чем больше в почве крупных пор, тем лучше газовый режим этих почв, тем меньше влаги удерживает почва. Наиболее благоприятный водно-воздушный режим поддерживается в структурных почвах, где вода и воздух находятся одновременно и не мешают друг другу — вода заполняет капилляры внутри структурных агрегатов, а воздух — крупные поры между ними.

Характер взаимодействия растения и почвы в значительной степени связан с поглотительной способностью почвы — способностью удерживать или связывать химические соединения.

Микрофлора почвы разлагает органические вещества до более простых соединений, участвует в формировании структуры почвы. Характер этих процессов зависит от типа почвы, химического состава растительных остатков, физиологических свойств микроорганизмов и других факторов. В формировании структуры почвы принимают участие почвенные животные: кольчатые черви, личинки насекомых и др.

В результате совокупности биологических и химических процессов в почве образуется сложный комплекс органических веществ, который объединяют термином «гумус».

Метод водных культур

В каких солях нуждается растение, и какое влияние оказывают они на рост и развитие его, было установлено на опыте с водными культурами. Метод водных культур — это выращивание растений не в почве, а в водном растворе минеральных солей. В зависимости от поставленной цели в опыте можно исключить отдельную соль из раствора, уменьшить или увеличить ее содержание. Было выяснено, что удобрения, содержащие азот, способствуют росту растений, содержащие фосфор — скорейшему созреванию плодов, а содержащие калий — быстрейшему оттоку органических веществ от листьев к корням. В связи с этим содержащие азот удобрения рекомендуется вносить перед посевом или в первой половине лета, содержащие фосфор и калий — во второй половине лета.

С помощью метода водных культур удалось установить не только потребность растения в макроэлементах, но и выяснить роль различных микроэлементов.

В настоящее время известны случаи, когда выращивают растения методами гидропоники и аэропоники.

Гидропоника — выращивание растений в сосудах, заполненных гравием. Питательный раствор, содержащий необходимые элементы, подаётся в сосуды снизу.

Аэропоника — это воздушная культура растений. При этом способе корневая система находится в воздухе и автоматически (несколько раз в течение часа) опрыскивается слабым раствором питательных солей.

* * *

Корневая система растений — определение, типы, части и функции

Оставить комментарий / Наука / Автор Суприя Н

Корневая система остается подземной или подземной почвенной в случае сосудистых растений. Таким образом, он обеспечивает прочность и устойчивость растущей системы побегов к неблагоприятным условиям.

Некоторые деревья (например, баньян, бонсай и т. д.) имеют корневую систему над землей относится к надземным корням. В отличие от стеблей, корни представляют собой неравномерно разветвленные структуры без узлов и междоузлий.

У таких растений, как мхи и печеночники, отсутствует корневая система. Клеточные процессы, такие как фотосинтез, помогают в функционировании и метаболизме корневой системы. В корневой системе отсутствуют устьиц , которые имеются в листьях и стеблях.

Корневая система состоит из наперстковидного корневого чехлика и нитевидного корневые волоски . В этом контексте мы узнаем определение, типы, характеристики, части и функции корневой системы у растений.

Содержание: Корневая система растений

1. 1. Определение корневой системы
   2. Типы рута
   3. Характеристики
   4. Части корня
   5. Пять функций корня

Корневая система относится к разветвленным структурам, существующим под землей или над землей. Корень состоит из твердого корневого чехлика, первичной корневой меристемы и корневых волосков. Рост корневой системы зависит от состава почвы, типа почвы, вида растений и условий роста. Корни представляют собой сложные структуры, общий сухой вес которых может превышать общий вес тела растения. Семя сначала развивает корешок или первичный корень  а позже образует вторичные, третичные и т. д. корни.

Типы корней

Корни бывают следующих типов:

1. Стержневая корневая система : Стержневой корень представляет собой первичную корневую систему, состоящую из боковых разветвленных корней с тонкими корешками.
   Пример: морковь, репа и т. д.
2. Мочковатая корневая система : Представляет собой большой корень одинакового размера, который начинается от основания стебля, замещая первичный корень. Мочковатые корни имеют кустистый вид и состоят из тонких корневых волокон.
   Пример: пшеница, рис, кукуруза и т. д.
3. Придаточная корневая система : Массивный рост корня происходит из любой части тела растения, кроме главного корня.
   Пример: Баньян, Монстера и т.д.

Характеристики

Корневая система обладает следующими ключевыми характеристиками:

1. Корни в основном расположены под землей по отношению к оси растения.
2. Корневая система это:
   • Положительно геотропический.
   • Отрицательно фототропный
   • Положительно гидротропный.
3. Корень включает одноклеточные структуры или корневые волоски, которые поглощают воду из почвы.
4. В корневой системе отсутствует кутикула или восковой налет, окружающий эпидермис листа.
5. В корневой системе отсутствуют хлорофилл и устьица.
6. В отличие от стеблей не имеет узлов и междоузлий.
7. Иногда корень подвергается структурной модификации для выполнения таких функций, как хранение, дыхание, физическая поддержка и т. д.

Части корня

Структура корня обычно состоит из трех частей:

Корневой чехлик : Он находится на кончике корневой системы и имеет вид наперстка. Корневой чехлик представляет собой многоклеточную структуру из , расположенную проксимальнее первичной меристемы. Он также выделяет слизь , которая действует как смазывающий агент. Слизь, выделяемая корневым чехликом, защищает корневую систему от высыхания. Немногие водные растения, такие как Pistia, Ecchornia и др., имеют корневой карман вместо корневого чехлика.

Корневая меристема : находится на 1 мм выше корневого чехлика и относится к « Зоне меристематической активности ». Эта область содержит клетки небольшого размера, тонкостенную и плотную протоплазму. Здесь клетки подвергаются повторным клеточным делениям. «Зона удлинения » относится к области, где некоторые клетки быстро увеличиваются в размерах, расположенной проксимальнее меристематической зоны. Клетки в зоне растяжения увеличивают длину корня.

Корневые волоски : Клетки в зоне удлинения подвергаются размножению и дифференцировке для развития зрелых клеток. Зрелые клетки проксимальнее области удлинения составляют область созревания . Эпидермальные клетки зоны созревания дают начало тонким нитевидным корневым волоскам. Корневые волоски выполняют функциональную роль в поглощении воды и минеральных веществ из почвы.

Пять функций корня

Корни выполняют пять различных функций у растений:

Крепление и физическая поддержка : Корневая система прикрепляет тело растения или систему побегов к почве. Корни под землей помогают поддерживать позу растения , оказывая физическую поддержку. Стержневые корни обеспечивают лучшее прикрепление растения к почве и делают растение устойчивым к опрокидыванию во время шторма.

Поглощение и проводимость : Корни способствуют поглощению воды и проведению растворенных в почве минералов и питательных веществ к телу растения. Корневые волоски представляют собой тонкие структуры, существующие в непосредственной близости от земли и поглощают питательные вещества из почвы.

корневые волоски поглощают питательные вещества и проводят их к системе побегов через ксилему посредством капиллярного действия. Следовательно, корневая система обеспечивает питание растения для роста или развития. Кроме того, мочковатые корни более эффективно поглощают питательные вещества глубоко в почве.

Хранение пищевых продуктов : Корневая система также действует как орган хранения растения, который в основном хранит воду и углеводы. Растение готовит пищу во время фотосинтеза и сохраняет ее в специализированных частях растения, таких как листья, стебли и корни. Стержневые корни более эффективны в поглощении пищи, чем волокнистые корни.

Роль в фотосинтезе : Корни играют важную роль в процессе фотосинтеза. Растение получает воду из корневой системы и выделяет лишнюю воду через устьица за счет транспирации. По мере выхода паров воды из устьиц CO ₂ поступает в растительную клетку, необходимую для фотосинтеза.

Экологические функции : Корни являются частью почвенной экологии, способствуя агрегации почвы и защищая растение от переноса ветром или водой.

Корни – Биология

Форма растений и физиология

OpenStaxCollege

[латексная страница]

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Определять два типа корневых систем
• Опишите три зоны кончика корня и суммируйте роль каждой зоны в росте корня
• Опишите структуру корня
• Перечислите и опишите примеры модифицированных корней

Корни семенных растений выполняют три основные функции: закрепляют растение в почве, поглощают воду и минералы и транспортируют их вверх, а также сохраняют продукты фотосинтеза. Некоторые корни модифицированы для поглощения влаги и газообмена. Большинство корней находятся под землей. Однако некоторые растения имеют и придаточные корни, которые выходят из побега над землей.

Корневые системы в основном бывают двух типов ([ссылка]). У двудольных корневая система стержневая, а у однодольных корневая система мочковатая. Стержневая корневая система имеет главный корень, который растет вертикально вниз и от которого отходит множество более мелких боковых корней. Одуванчики — хороший пример; их стержневые корни обычно обрываются при попытке вырвать эти сорняки, и они могут отрастить новый побег из оставшегося корня). Стержневая корневая система глубоко проникает в почву. Напротив, мочковатая корневая система расположена ближе к поверхности почвы и образует густую сеть корней, которая также помогает предотвратить эрозию почвы (хорошим примером являются газонные травы, а также пшеница, рис и кукуруза). Некоторые растения имеют сочетание стержневых и мочковатых корней. Растения, произрастающие в засушливых районах, часто имеют глубокую корневую систему, в то время как растения, растущие в районах с большим количеством воды, скорее всего, имеют более мелкую корневую систему.

(а) Стержневые корневые системы имеют главный корень, растущий вниз, а (б) мочковатые корневые системы состоят из множества мелких корней. (кредит b: модификация работы Austen Squarepants/Flickr)

Рост корней начинается с прорастания семян. Когда зародыш растения выходит из семени, корешок зародыша образует корневую систему. Кончик корня защищен корневым чехликом, структурой, исключительной для корней и непохожей на любую другую структуру растений. Корневой чехлик постоянно заменяется, потому что он легко повреждается, когда корень проталкивается через почву. Кончик корня можно разделить на три зоны: зону клеточного деления, зону удлинения и зону созревания и дифференцировки ([ссылка]). Зона деления клеток находится ближе всего к кончику корня; она состоит из активно делящихся клеток меристемы корня. Зона удлинения — это место, где новообразованные клетки увеличиваются в длину, тем самым удлиняя корень. Начиная с первого корневого волоска, начинается зона созревания клеток, где клетки корня начинают дифференцироваться в особые типы клеток. Все три зоны находятся примерно в первом сантиметре от кончика корня.

На продольном срезе корня видны зоны клеточного деления, удлинения и созревания. Деление клеток происходит в апикальной меристеме.

Корень имеет внешний слой клеток, называемый эпидермисом, который окружает участки основной ткани и сосудистой ткани. Эпидермис обеспечивает защиту и помогает впитыванию. Корневые волоски, являющиеся продолжением эпидермальных клеток корня, увеличивают площадь поверхности корня, в значительной степени способствуя поглощению воды и минералов.

Внутри корня основная ткань образует две области: кору и сердцевину ([ссылка]). По сравнению со стеблями, корни имеют много коры и мало сердцевины. Обе области включают клетки, хранящие продукты фотосинтеза. Кора находится между эпидермисом и сосудистой тканью, тогда как сердцевина лежит между сосудистой тканью и центром корня.

Окрашивание показывает различные типы клеток на этой световой микрофотографии поперечного среза корня пшеницы ( Triticum ). Клетки склеренхимы экзодермы и клетки ксилемы окрашиваются в красный цвет, а клетки флоэмы — в синий. Другие типы клеток окрашиваются в черный цвет. Стела, или сосудистая ткань, представляет собой область внутри эндодермы (обозначена зеленым кольцом). Корневые волоски видны вне эпидермиса. (кредит: данные масштабной линейки от Мэтта Рассела)

Сосудистая ткань корня располагается во внутренней части корня, называемой стелой ([ссылка]). Слой клеток, известный как эндодерма, отделяет стелу от основной ткани во внешней части корня. Энтодерма присуща только корням и служит контрольным пунктом для материалов, поступающих в сосудистую систему корня. На стенках энтодермальных клеток присутствует воскообразное вещество, называемое суберином. Эта восковидная область, известная как полоса Каспари, заставляет воду и растворенные вещества пересекать плазматические мембраны энтодермальных клеток, а не скользить между клетками. Это гарантирует, что через эндодерму проходят только материалы, необходимые для корня, в то время как токсичные вещества и патогены, как правило, исключаются. Самый наружный клеточный слой сосудистой ткани корня — это перицикл, область, которая может дать начало боковым корням. У корней двудольных ксилема и флоэма стелы расположены попеременно в форме буквы X, тогда как у корней однодольных проводящая ткань располагается кольцом вокруг сердцевины.

У типичных двудольных (слева) сосудистая ткань образует Х-образную форму в центре корня. У типичных однодольных (справа) клетки флоэмы и более крупные клетки ксилемы образуют характерное кольцо вокруг центральной сердцевины.

Корневые структуры могут быть изменены для определенных целей. Например, некоторые корни луковичные и хранят крахмал. Воздушные корни и опорные корни — это две формы надземных корней, которые обеспечивают дополнительную поддержку для закрепления растения. Стержневые корнеплоды, такие как морковь, репа и свекла, являются примерами корнеплодов, модифицированных для хранения пищевых продуктов ([ссылка]).

Многие овощи представляют собой видоизмененные корни.

Эпифитные корни позволяют растению расти на другом растении. Например, эпифитные корни орхидей развивают губчатую ткань для поглощения влаги. Баньян ( Ficus sp.) начинается как эпифит, прорастающий в ветвях дерева-хозяина; воздушные корни развиваются из ветвей и в конечном итоге достигают земли, обеспечивая дополнительную поддержку ([ссылка]). У сосны ( Pandanus sp.), похожего на пальму дерева, растущего на песчаных тропических почвах, из узлов развиваются надземные опорные корни, обеспечивающие дополнительную поддержку.

Баньяновое дерево (а), также известное как инжир-душитель, начинает жизнь как эпифит в дереве-хозяине. Воздушные корни простираются до земли и поддерживают растущее растение, которое в конечном итоге душит дерево-хозяин. У сосны (b) развиваются надземные корни, которые помогают поддерживать растение на песчаных почвах. (кредит a: модификация работы «psyberartist»/Flickr; кредит b: модификация работы Дэвида Эйхоффа)

Корни помогают закрепить растение, поглощают воду и минералы, а также служат местом хранения пищи. Стержневые и мочковатые корни являются двумя основными типами корневых систем. В стержневой корневой системе главный корень растет вертикально вниз с несколькими боковыми корнями. Мочковатые корневые системы возникают у основания стебля, где скопление корней образует густую сеть, более мелкую, чем стержневой корень. Растущий кончик корня защищен корневым чехликом. Кончик корня имеет три основные зоны: зону клеточного деления (клетки активно делятся), зону удлинения (клетки увеличиваются в длину) и зону созревания (клетки дифференцируются, образуя разные типы клеток). Корневая сосудистая ткань проводит воду, минеральные вещества и сахара. В некоторых местообитаниях корни некоторых растений могут видоизменяться, образуя воздушные корни или эпифитные корни.

Корни, которые позволяют растению расти на другом растении, называются ________.

1. эпифитные корни
2. опорные корни
3. придаточные корни
4. воздушные корни

A

________ обеспечивает избирательное поглощение минералов корнями.

1. перицикл
2. эпидермис
3. эндодерма
4. корневой чехол

C

Новообразованные клетки корня начинают формировать различные типы клеток в ________.

1. зона удлинения
2. зона созревания
3. корневая меристема
4. зона клеточного деления

Б

Сравните стержневую корневую систему с мочковатой корневой системой. Для каждого типа назовите растение, которое обеспечивает пищу в рационе человека. Какой тип корневой системы характерен для однодольных растений? Какой тип корневой системы характерен для двудольных растений?

Стержневая корневая система имеет один главный корень, растущий вниз. Мочковатая корневая система образует густую сеть корней, расположенную ближе к поверхности почвы. Примером стержневой корневой системы является морковь. Травы, такие как пшеница, рис и кукуруза, являются примерами мочковатой корневой системы.