2. Виды корней, типы корневых систем и видоизменения корня. Функции корня. Внутреннее строение корня.
Корень является осевым органом, обладает положительным геотропизмом, неограниченным ростом и выполняет следующие функции:
— закрепляет растение в почве;
— поглощает воду и растворы минеральных солей и проводит их в надземные органы;
— служит депо запасных питательных веществ (свекла, морковь);
— синтезирует биологически активные вещества (гормоны, алкалоиды, витамины, аминокислоты);
— выделяет в почву различные кислоты (угольную, яблочную);
— осуществляет симбиоз с другими организмами;
— является органом вегетативного размножения. Количество корней у одного растения может быть очень большим, сотни, тысячи, а иногда и несколько миллионов. Степень их развития зависит от условий окружающей среды. Совокупность всех корней одного растения называется корневой системой. Ее составляют разновидности корней: главный, боковые и придаточные.
Главный корень развивается из корешка зародыша при прорастании семени. Боковые корни являются разветвлениями главного или придаточных корней. Придаточные корни образуются на стеблях, у некоторых растений на листьях (на этом свойстве основано размножение черенка ми; окучивание картофеля способствует развитию придаточных корней).
Корневая система, в которой хорошо выражен главный корень, называется стержневой.
Она характерна для большинства двудольных растений (щавель, подсолнечник, клевер). Если зародышевый корешок рано отмирает или рост его приостанавливается, а корневая система состоит из массы придаточных и боковых корней, она носит название мочковатой. Мочковатая корневая система характерна для однодольных и травянистых двудольных растений (хлебные злаки, лук, чеснок, тюльпан).
Размеры корневой системы у разных растений различны. Корни яблони проникают в почву на глубину 3-4 м, а в стороны от ствола — до 15 м, у клевера и пшеницы на глубину до 2 м; у растений водоемов они располагаются близко к поверхности почвы.
У некоторых растений развиваются надземные корни следующих типов:
— воздушные орхидеи) — образуются на стеблях свисают вниз;
— ходульные, (мангровые растения тропиков)- отходят от ствола, достигают Поверхности, почвы и внедряются в нее;
— дыхательные (болотные растения тропиков) — поднимаются над поверхностью болота и обеспечивают дыхание растений;
— корни-подпорки (у болотных растений).
По форме корни довольно однообразны: цилиндрические (хрен), конические (одуванчик) или нитевидные (пшеница, подорожник). Внутреннее строение можно рассмотреть на продольном и поперечном срезах корня.
На продольном срезе растущего корня можно выделить следующие зоны: зону деления клеток, зону роста, зону всасывания и зону проведения. Любой корень — главный, боковой или придаточный — растет своей верхушкой, где находится образовательная, ткань (верхушечная меристела), клетки которой интенсивно делятся. Зона деления (конус нарастания) с мелкими тонкостенными заполненными цитоплазмой клетками прикрыта корневым чехликом (длиной около 1 мм). Его клетки выполняют защитную функцию, выделяют слизь, которая облегчает продвижение корня в почве, и определяют направление роста корня (положительный геотропизм). Клетки корневого -чехлика недолговечны. Они быстро отмирают, слущиваются и постоянно заменяются новыми. Перестав делиться, клетки зоны деления вытягиваются вдоль оси корня и увеличиваются: в размерах. Они составляют следующую зону — зону растяжения, или роста. На расстоянии 2-3 мм от кончика корня находится зона всасывания, или зона корневых волосков. Корневые волоски хорошо заметны невооруженным глазом у некоторых проростков (горох, пшеница), имеют вид легкого пушка. Они образуются из клеток первичной покровной ткани корня (эпиблемы). Корневой волосок представляет собой выпячивание (до 10 мм длиной) клетки кожицы корня. Он покрыт клеточной оболочкой, под которой находятся цитоплазма, ядро, лейкопласты, вакуоль с клеточным соком, митохондрии. Корневые волоски живут 10-20 суток, а затем отмирают. По мере роста корня образуются новые корневые волоски. Проникая между частицами почвы, они всасывают воду и растворенные в ней минеральные вещества. За зоной всасывания следует зона проведения, по клеткам которой вода с минеральными солями передвигается к стеблю. В этой зоне начинается ветвление главного корня и появление боковых корней.
На поперечном срезе молодого корня определяется первичное его строение: наружный слой — покровно-всасывающая ткань (ризодерма, эпиблема), средний — первичная кора, в центре — осевой цилиндр, или стела. Эпиблема корня – кожица с корневыми волосками — выполняет как покровную функцию, так и функцию всасывания воды и минеральных веществ из почвы.
Первичная кора состоит из экзодермы, мезодермы и эндодермы. Клетки экзодермы расположены плотно, в несколько рядов. Их оболочки пропитаны суберином и лигнином и непроницаемы для воды и газов. Вода и минеральные вещества проходят по пропускным клеткам с тонкими целлюлозными стенками, которые расположены под корневыми волосками. Мезодерма — это паренхима первичной коры. Ее клетки живые; они выполняют запасающую функцию и проводят воду и минеральные соли от корневых волосков в центральный осевой цилиндр. Эндодерма — это второй слой коры из клеток, расположенных в один ряд. Их стенки могут быть утолщенными или тонкими.
Наружный слой стелы (центрального осевого цилиндра) состоит из клеток перицикла (образовательная ткань, зачатки боковых корней и придаточных почек). В стеле элементы первичной флоэмы чередуются с лучами первичной ксилемы.
У споровых и растений класса Однодольные первичная структура корня сохраняется в течение всей жизни, у голосеменных и двудольных — до появления камбия и начала утолщения корня.
Вторичное строение корня формируется с появлением прослоек камбия из тонкостенных клеток паренхимы центрального цилиндра под участками первичной флоэмы. К центру камбий откладывает клетки вторичной ксилемы (древесины), а к периферии — элементы вторичной флоэмы (луб). В перицикле появляется на пробковый камбий (феллоген), который наружу откладывает клетки вторичной покровной ткани — пробки. Пробка изолирует первичную кору от проводящих тканей, она отмирает и сбрасывается. Корень вторичного строения содержит пробку и вторичную кору, камбий и ксилему с сердцевинными лучами.
Для нормального роста корня необходимо обеспечение его растворами минеральных веществ и в достаточном количестве — водой. Почва должна быть взрыхленной, чтобы в нее свободно поступал воздух, обеспечивая дыхание корней, и достаточно теплой.
Поступление раствора минеральных веществ в корневой волосок происходит благодаря разности их концентраций в клеточном соке и в почве (посредством диффузии и активного транспорта). Далее эти растворы продвигаются по паренхиме от клеток с меньшей сосущей силой к клеткам с большей сосущей силой. Величина сосущей силы определяется разностью осмотического и тургорного давления. Различие в концентрации солей создает осмотическое давление, которое обусловливает диффузию веществ через клеточную оболочку. Тургорное давление — это давление, которое оказывает живое содержимое клетки на ее оболочку. Движение раствора минеральных солей от корня вверх по сосудам обеспечивается корневым давлением, которое с силой выталкивает раствор из клеток корня в сосуды, и испарением воды листьями.
Растения в теплицах можно выращивать без почвы, на водной среде, содержащей все необходимые им элементы. Такой способ получил название гидропоники. Существует также способ аэропоники — воздушной культуры, когда корневая система находится в воздухе и периодически опрыскивается питательным раствором.
Источник
1. Корень
Корни всасывают из почвы воду с растворёнными минеральными солями и обеспечивают ими все органы растения.
Главный корень образуется из зародышевого корешка и появляется первым из семени при его прорастании.
Придаточными называют корни, которые появляются на стеблях, листьях, клубнях, луковицах, корневищах.
Совокупность всех корней растения составляет его корневую систему. В зависимости от того, какие корни в неё входят, различают \(2\) типа корневых систем:
Стержневая корневая система состоит из одного главного и множества боковых корней. Такая корневая система имеется у одуванчика, щавеля, моркови, свёклы и др.
Мочковатая корневая система образована придаточными и боковыми корнями примерно одинаковых размеров. В такой корневой системе главный корень не развит или отмирает. Мочковатая корневая система имеется у ржи, кукурузы, лука, подорожника и др.
На самом кончике корешка находится корневой чехлик . Он состоит из клеток покровной ткани и защищает самую уязвимую часть корня от механических повреждений. Клетки корневого чехлика живут недолго, они постоянно слущиваются и разрушаются.
Под корневым чехликом расположены клетки образовательной ткани (конус нарастания). Там происходит непрерывное деление клеток. Поэтому этот участок корня называется зоной деления .
За зоной деления находится зона роста (растяжения) . Здесь молодые клетки вытягиваются, в результате чего растут в длину и обеспечивают удлинение корня.
За зоной роста находится зона всасывания , в которой происходит поглощение воды и минеральных веществ корневыми волосками .
Большое количество корневых волосков увеличивает поверхность всасывания. Корневые волоски непосредственно соприкасаются с почвой и поглощают воду и растворённые в ней минеральные вещества. Поэтому при пересадке растений корни надо беречь и перемещать с наиболее возможным количеством окружающей их почвы.
Источник