Корневая система растений

Подобно побегу , корень способен к ветвлению. В результате образуется корневая система, под которой понимают совокупность корней одного растения. Характер корневой системы определяется соотношением роста главного, боковых и придаточных корней.

Первый корень семенного растения развивается из зародышевого корешка . Он называется главным. У двудольных и голосеменных от главного корня отходят боковые корни первого порядка, в свою очередь дающие начало боковым корням второго порядка и т.д. В результате формируется стержневая или ее разновидность — ветвистая корневая система. Все боковые корни семенных растений закладываются эндогенно, т.е. внутри корня предшествующего порядка, и развиваются из перицикла . У однодольных зародышевый корешок живет относительно короткое время, в силу чего главный корень не развивается. Вместо него при основании побега образуются так называемые придаточные корни (придаточные корни могут возникать также на листьях), более или менее сходные между собой по размерам.

Они, в свою очередь, могут давать боковые корни. Корневая система, сформированная подобным образом, получила название мочковатой. Придаточные корни также закладываются эндогенно.

У многих двудольных главный корень также нередко отмирает и заменяется системой придаточных корней, отходящих от корневища.

У высших споровых растений — плаунов , хвощей , папоротников — главный корень вообще не образуется и с самого начала формируются только придаточные корни.

Помимо общеизвестного деления на стержневую и мочковатую корневые системы, возможна и более универсальная классификация. Она основана главным образом на разнообразии возникновения придаточных корней. В этой системе классификации прежде всего следует выделить первично-гоморизную корневую систему высших споровых растений ( плаунов , хвощей , папоротников ). У этих растений зародышевый корешок отсутствует и вся корневая система изначально формируется только из стеблеродных (т.

е. образующихся из стеблей ) придаточных корней.

Корневая система, составленная главным, боковыми и придаточными корнями любого типа (стеблеродными, корнеродными), получила название аллоризной.

У многих покрытосеменных главный корень проростка отмирает довольно скоро или вообще не развивается, и тогда вся система оказывается составленной только придаточными корнями. Кроме однодольных , это отмечено у многих двудольных с преимущественно вегетативным размножением ( земляника , картофель , мать-и-мачеха ). Подобную корневую систему называют вторично-гоморизной.

Стержневая корневая система проникает в почву обычно глубже, чем мочковатая, однако поверхностное заложение последней и «цепкость», с которой она оплетает прилегающие частицы грунта, делают растения с такими корнями особенно ценными для создания дернового покрова, предупреждающего эрозию почвы.

Ветвление корня, ведущее к образованию корневой системы, осуществляется у большинства высших растений иным путем, чем ветвлением побега . Оно чаще всего боковое, т.е. новые корни закладываются на некотором расстоянии от апекса (верхушки) и образуются эндогенно, возникая во внутренних тканях материнского корня за счет активности перицикла . Это имеет приспособительное значение, поскольку верхушечное ветвление затруднило бы продвижение корня в почве. Общая длина корней в корневой системе одного растения может достигать десятков и даже тысяч километров. В естественных условиях рост и ветвление корней помимо наследственных факторов ограничены влиянием корней других растений. Молодые корни легко отмирают и заменяются новыми.

Степень развития корневой системы зависит от среды обитания. В лесной зоне на подзолистых, плохо аэрируемых почвах корневая система на 90% сосредоточена в поверхностном слое (10-15 см). Здесь находится основная масса так называемых «питающих корней». В зоне полупустынь и пустынь у одних растений (ряд видов полыни ) корневые системы поверхностные, что связано с приспособлением к использованию ранневесенних осадков или конденсационной влаги, оседающей в ночное время, у других — достигают грунтовых вод на глубине 18-20м ( верблюжья колючка ), у третьих — универсальные, использующие в разное время влагу разных горизонтов ( саксаул ).

По некоторым сведениям рекордная глубина «погружения» корней — 120 м. У пустынного кустарника просописа сережкоцветного, или мескита (Prosopis juliflora) , из семейства бобовых корни достигают 53 м глубины (США, штат Аризона). Для сравнения укажем, что корневая система кукурузы заходит на глубину около 1,5 м и примерно на 1 м во все стороны от растения.

Ссылки:

• Специализация и метаморфоз корней растений
• Сосудистая растительность: главный фактор, изменивший экологию суши
• Корень растения: общие сведения
• КОРЕНЬ И КОРНЕВАЯ СИСТЕМА РАСТЕНИЯ

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.

* * *

9.14: Корни — Биология LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

6646

Теперь это серьезные корни. Но что такое корни?

Существуют стержневые и мочковатые корни, первичные и вторичные корни. И они, кажется, всегда знают, в какую сторону расти. Корни – это особые органы растений. Как и почему?

Корни

Растения имеют специальные органы, которые помогают им выживать и размножаться в самых разнообразных средах обитания. К основным органам большинства растений относятся корни, стебли и листья.

Корни являются важными органами всех сосудистых растений. Большинство сосудистых растений имеют два типа корней: первичных корня , которые растут вниз, и вторичные корни , которые разветвляются в стороны. Вместе все корни растения составляют корневую систему .

Корневые системы

Существует два основных типа корневых систем растений: стержневые корневые системы и мочковатые корневые системы. Оба проиллюстрированы на рисунке ниже.

• Системы со стержневыми корнями имеют один толстый первичный корень, называемый стержневым корнем , с более мелкими вторичными корнями, растущими по бокам. Стержневой корень может проникать на глубину до 60 метров (почти 200 футов) под поверхность земли. Он может проникать в очень глубокие источники воды и хранить много пищи, чтобы помочь растению пережить засуху и другие экстремальные условия окружающей среды. Стержневой корень также очень надежно закрепляет растение в земле.
• Мочковатые корневые системы имеют много мелких ветвящихся корней, называемых мочковатыми корнями , но не имеют большого главного корня. Огромное количество нитевидных корней увеличивает площадь поверхности для поглощения воды и минералов, но волокнистые корни менее надежно закрепляют растение.

Одуванчики имеют стержневую корневую систему; злаки имеют мочковатую корневую систему.

Структуры и функции корня

Как показано на рисунке ниже, верхушка корня называется корневой чехол . Он состоит из специализированных клеток, помогающих регулировать первичный рост корня на кончике. Над корневым чехликом находится первичная меристема, где происходит рост в длину.

Корень – сложный орган, состоящий из нескольких типов тканей. Какова функция каждого типа ткани?

Выше меристемы остальная часть корня покрыта одним слоем эпидермальных клеток. Эти клетки могут иметь корневых волоска , которые увеличивают площадь поверхности для поглощения воды и минералов из почвы. Под эпидермисом находится основная ткань, которая может быть заполнена накопленным крахмалом. Пучки сосудистых тканей образуют центр корня. Восковые слои делают сосудистые ткани водонепроницаемыми, поэтому они не протекают, что делает их более эффективными для переноса жидкости. Вторичная меристема располагается внутри и вокруг сосудистых тканей. Здесь происходит увеличение толщины.

Структура корней помогает им выполнять свои основные функции. Что делают корни? У них есть три основные задачи: поглощать воду и минералы, закреплять и поддерживать растение и хранить пищу.

1. Поглощение воды и минералов: Тонкостенные клетки эпидермиса и корневые волоски хорошо подходят для поглощения воды и растворенных минералов из почвы. Корни многих растений также имеют микоризные отношения с грибами для большей абсорбции.
2. Закрепление и поддержка растения: Корневая система помогает закрепить растения к земле, позволяя растениям расти в высоту, не опрокидываясь. Прочное покрытие может заменить эпидермис в старых корнях, сделав их похожими на веревки и даже прочнее. Как показано на Рисунок ниже: некоторые корни имеют необычную специализацию для закрепления растений.
3. Сохранение пищи: У многих растений наземные ткани в корнях хранят пищу, произведенную листьями в процессе фотосинтеза. Лапчатка, показанная на рис. ниже, хранит пищу в своих корнях на зиму.

Корни мангровых деревьев похожи на ходули, позволяющие мангровым деревьям подниматься высоко над водой. Ствол и листья находятся над водой даже во время прилива. Лапчатка использует запасенную за зиму пищу для выращивания цветов ранней весной.

Рост корней

Корни имеют первичные и вторичные меристемы для роста в длину и ширину. По мере того, как корни становятся длиннее, они всегда врастают в землю. Даже если вы перевернете растение вверх дном, его корни будут пытаться расти вниз. Откуда корни «знают», в какую сторону расти? Как они могут отличить низ от верха? Специализированные клетки корневых чехликов способны обнаруживать гравитацию. Клетки направляют меристему на кончиках корней вниз к центру Земли. Это вообще адаптивно для наземных растений. Можете ли вы объяснить, почему?

Чем толще корни, тем больше они не могут поглощать воду и минеральные вещества. Тем не менее, они могут быть еще лучше при транспортировке жидкостей, закреплении растения и хранении пищи (см. Рисунок ниже).

Вторичный рост корней сладкого картофеля обеспечивает больше места для хранения продуктов. Корни хранят сахар от фотосинтеза в виде крахмала. Какие еще крахмалистые корни едят люди?

Резюме

• Корни поглощают воду и минералы и транспортируют их к стеблям. Они также закрепляют и поддерживают растения и хранят пищу.
• Корневая система состоит из первичных и вторичных корней.
• Каждый корень состоит из кожной, грунтовой и сосудистой тканей.
• Корни растут в длину и ширину из первичной и вторичной меристемы.

Обзор

1. Что такое корневые волоски? Какова их роль?
2. Определите три основные функции корней.
3. Сравните стержневую корневую систему с мочковатой корневой системой.
4. Объясните, как корни «знают», в какую сторону им расти.

---

Эта страница под названием 9.14: Roots распространяется под лицензией CK-12 и была создана, изменена и/или курирована Фондом CK-12 с использованием исходного контента, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

ЛИЦЕНЗИЯ ПОД

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Автор

   Фонд СК-12

   Лицензия

   СК-12

   Программа OER или Publisher

   СК-12

   Показать оглавление

   нет

2. Теги

   1. источник@http://www. ck12.org/book/CK-12-Biology-Concepts

3.3 Корни – наука о растениях

К концу этого урока вы сможете:

• Находить и определять характеристики первичного корня, боковых или вторичных корней и корневых волосков.
• Различают два основных типа корневых систем и то, как они развиваются.

 

Общепринято считать, что корни — это части растения, находящиеся в почве. Хотя это обычно верно, есть исключения, как и в случае с представлением о том, что все побеги находятся над землей. Чтобы распознать корни, мы посмотрим не только на то, находятся они в почве или нет.

Виды корней растений. Гордон Джонсон с Pixabay. Лицензия Pixabay

В отличие от стеблей и ветвей, корни не имеют структуры узла/междоузлия. Здесь нет ни узлов, ни междоузлий, ни листьев, ни ответвлений от обычных пятен, как у стеблей и ветвей. У корней есть структуры, но, в отличие от стеблей и ветвей, эти структуры возникают из корня неравномерно в зависимости от того, где они необходимы, и в некоторой степени в соответствии с унаследованными тенденциями, а не возникают в определенных зонах, как листья, ветви и соцветия. выходят из узлов на стебле.

Посмотрите это видео, чтобы кратко ознакомиться с корнями.

 

Назначение корней

Анкоридж

Корни удерживают растение привязанным к почве в определенном месте. Это «крепление» не только облегчает выполнение других функций растения, но и приносит пользу почве. Обширная корневая система помогает удерживать почву на месте, что снижает вероятность ее эрозии ветром или дождем. Там, где есть корни, почва, как правило, задерживается. Корней нет, и почва легко смывается или сдувается ветром. С другой стороны, если условия плохие, растение не может вырвать корни и переместиться в другое место, где перспективы роста лучше.

Поддержка

Корни, особенно те, которые мы рассмотрим ниже, обеспечивают основу для вертикального роста.

Поглощение

Корни — это структура растения, которая поглощает воду и растворимые питательные вещества.

Симбиотическое взаимодействие с другими организмами

Корни растений из таксономического семейства Fabaceae, которые обычно называют бобовыми и включают такие растения, как горох, фасоль, клевер и рожковое дерево, могут образовывать симбиотические отношения с бактериями Rhizobia. Это приводит к фиксации азота, что позволяет преобразовывать азот из атмосферы в соединения азота, которые растение может использовать для производства белков и других молекул строительных блоков. Для фиксации азота ризобиям требуется растение-хозяин; они не могут самостоятельно фиксировать азот. Эти бактерии фиксируют азот после того, как обосновались внутри корневых клубеньков растений семейства Fabaceae.

Корни также образуют ассоциации с микоризными грибами. В отличие от бактерий Rhizobia, которые симбиотически взаимодействуют только с узким кругом растений, Mycorrhizae (mycorrhizae — множественное число слова mycorhiza) — это грибы, которые растут вместе с корнями широкого круга растений — возможно, большинства растений. Микориза помогает усваивать фосфор из почвы и делает его доступным для корней растений. Микориза также может усиливать поглощение воды.

Посмотрите это видео о симбиотических отношениях между корнями и почвенными организмами.

 

Хранение питательных веществ

Корни некоторых растений могут набухать и накапливать высокоэнергетические соединения, такие как крахмал и сахар. Примеры включают морковь, свеклу, сладкий картофель, но не белый картофель. Корни также хранят некоторое количество белка и других питательных веществ, но основное внимание обычно уделяется высокоэнергетическим углеводам.

 

• Какие внешние признаки четко отличают корни от стеблей?
• Каким целям служат корни помимо поглощения воды и питательных веществ?
• Назовите два примера живых организмов, симбиотически взаимодействующих с корнями? Чем они отличаются с точки зрения растений, которые они заражают, и преимуществ, которые они приносят?

Зародыш семени арахиса. Изображение предоставлено: Tom Michaels

Корень растения берет начало в зародыше, образованном внутри семени. Часть зародыша, представляющая собой корневую ткань, называется (обратите внимание на написание). На кончике или вершине корешка находится область быстрого деления и роста клеток, называемая апикальной меристемой 9.0035 (можно вспомнить, что у побегов тоже есть апикальная меристема). В результате быстрого деления клеток апикальной меристемы корешок прорастает в почву. Корень, образующийся из зародышевого корешка, называется корень. На этом наброске половины семени арахиса показан корешок, который является частью зародыша внутри семени. Перышко — зародышевый побег.

Вскоре после прорастания и укоренения проростка у растений обычно развивается один из двух типов корневой системы: стержневой или .

«Файл:Tap and волокнистый корень.jpg» Кассандры Гонсалес лицензируется в соответствии с CC BY-SA 4.0

. Посмотрите это видео, чтобы увидеть различия между стержневыми и волокнистыми корнями.

 

Системы стержневых корней

Стержневой корень стойкий, что означает, что он сохраняется на протяжении всей жизни растения; его также определяют как сильный первичный корень, растущий вниз в почву. Этот отвод или первичный корень является центральной осью, от которой ответвляются неравномерные ответвления в зависимости от наличия высококачественной почвы — почвы с достаточной влажностью, питательными веществами и благоприятной структурой почвы (надлежащая агрегация частиц и поровое пространство, способствующее газообмену и удержание влаги).

Одуванчик является примером растения со стержневым корнем. Обратите внимание на стержневой корень и множество мелких вторичных корней. Science and Plants for Schools, CC BY-NC-SA 2.0

Боковые или вторичные корни обычно растут относительно параллельно поверхности почвы, в то время как первичный или стержневой корень растет перпендикулярно поверхности почвы. Третичные корни ответвляются от вторичных корней, опять же в ответ на доступность питательных веществ и влаги.

Стержневая корневая система обеспечивает надежную опору в почве. Если стержневой корень прочно соединен с вертикальным стеблем, он может сопротивляться выкорчевыванию ветром, хлещущим побег, и травоядными, дергающими листья и ветки. И марь, и бархатный лист, изображенные здесь, — высокие прямостоячие растения. Сильный стержневой корень помогает обеспечить подземные рычаги, чтобы удерживать эти растения в вертикальном положении.

Мочковатые корневые системы

Мочковатые корневые системы начинаются так же, как и стержневые корневые системы… с корня, растущего из семени. Однако после периода раннего роста корешок или первичный корень перестает расти (или замедляет свой рост) и начинают формироваться корни из ткани стебля, которая находится под землей, но непосредственно над первичным корнем. Эти корни, выходящие из ткани стебля, представляют собой придаточных корня , что указывает на то, что корни выходят из основного стебля.

 

Красный и белый лук. Элис Хеннеман. СС ПО 2.0

У фасоли есть два типа придаточных корней. Корни, которые выходят из области чуть выше, где заканчивается основной стебель и начинается корень, называются (базальными, потому что они находятся у основания основного стебля). Корни, которые выходят над этими базальными корнями, называются. Как мы увидим в одной из последующих глав, часть стебля, расположенная чуть выше зоны перехода корня в побег, называется гипокотилем . Придаточные корни, образующие мочковатую корневую систему, остаются близко к поверхности почвы. Мочковатая корневая система отлично удерживает почву на месте, потому что она тонкая, обширная и похожа на паутину. Вот почему различные виды трав с мочковатой корневой системой высаживают на участках, подверженных эрозии проточной водой после дождей. Волокнистые корневые системы трав, однажды укоренившись, цепляются за частицы почвы, как паутина очень тонких переплетенных пальцев.

Фото предоставлено Томом Майклсом.

Корневая система фасоли, изображенная выше, росла в течение нескольких недель. Вы можете определить линию почвы на стебле по тому, где окраска стебля переходит от зеленого к кремовому или желтовато-коричневому цвету. Корень не начинается сразу после того, как стебель входит в почву. Вместо этого стебель продолжается под землей примерно на дюйм. Обратите внимание на точку, где ширина стебля резко уменьшается; здесь начинается первичная ткань корня. Опять же, первичный корень восходит непосредственно к корешку, который является частью зародыша в семени. Чуть выше места, где начинается корень, находятся базальные корни, а над ними — корни гипокотиля. Как отмечалось выше, базальные и гипокотильные корни являются придаточными корнями, поскольку они отходят от стебля.

Корневище Echinopogon ovatus. Корни, выходящие из узлов, указывают на то, что корневище представляет собой ткань стебля.

На этом снимке Echinopogon ovatus , известного как ежовая трава в своей родной Австралии, вы можете увидеть корневище или подземный стебель, типичный для раскидистых трав. Обратите внимание на узлы на корневище, которые указывают на то, что это ткань побега, а не ткань корня. Также обратите внимание, что корни, выходящие из этих узлов. Корни придаточные, потому что они возникают из ткани побега, а не из первичного корня (который распадается в начале роста трав). Из этих узлов часто также выходит ткань побегов.

Как стержневые, так и мочковатые корневые системы собирают влагу и питательные вещества. Корневые волоски являются продолжением внешнего слоя клеток (называемого эпидермисом ) молодых корней. Корневые волоски живут всего несколько недель, портятся и затем заменяются свежими корневыми волосками.

Области корня. CNX OpenStax, CC BY 4.0 International

Corn (ниже) представляет собой еще один пример придаточных корней. В этом случае корни образуются из ткани побега над почвой, а затем наклоняются к почве. Это «скоба» или кукурузы. Иногда они достигают земли, а иногда висят в воздухе. Корни, которые достигают почвы, широко разветвляются и важны для поглощения влаги и питательных веществ.

No related posts.