Корневые системы трав
У многолетних трав сенокосов и пастбищ выделяют два основных типа корневой системы — стержневую и мочковатую.
Стержневая корневая система состоит из хорошо развитого главного корня и образующихся на нем боковых корней; главный корень развивается из зародышевого корешка. Она формируется у многих растений из групп бобовых и разнотравья (клевер луговой и гибридный, люцерна посевная, лядвенец рогатый, клевер горный, козлобородник луговой, одуванчик лекарственный, тмин обыкновенный).
Мочковатая корневая система характеризуется тем, что зародышевые корни быстро отмирают и на органах стеблевого происхождения развиваются придаточные корни. Эта система развивается у растений из групп злаков и осок. Придаточные корни у них образуются на подземных узлах надземных побегов, на узлах корневищ и ползучих надземных побегов.
В группах бобовых и разнотравья также много корневищных и столонообразующих растений с мочковатой корневой системой (клевер ползучий, лапчатка гусиная, лютик ползучий, чай луговой, клевер средний, горошек мышиный, горошек заборный, тысячелистник обыкновенный и др.
). К типу мочковатой относится и корневая система многих растений, не имеющих корневищ и ползучих побегов (василек луговой, лютик едкий, кульбаба осенняя и др.).
У некоторых растений, называемых кистекорневыми, придаточные корни образуются на коротких, иногда утолщенных корневищах (купальница обыкновенная, подорожник большой, калужница болотная и др.). У таких растений бывает не более одного-двух побегов.
В течение вегетационного периода отмечают периоды интенсивного образования корней, по времени совпадающие с периодами интенсивного побегообразования, поскольку каждый вновь появляющийся побег формирует свою корневую систему. После гибели побега его корневая система некоторое время функционирует. Данные о продолжительности этого периода противоречивы, имеются указания на то, что она живет до следующего года. Боковые корни главных и придаточных корней живут в течение 2…3 мес. Наиболее быстро обновляются корни трав в поверхностных, часто высыхающих горизонтах почвы.
В поверхностных слоях почвы, особенно у растений с мочковатой корневой системой, располагается основная масса корней.
У злаков в слое 0…20 см залегает 70 % и более массы корневой системы, причем из этого количества наибольшая часть приходится на слой 0…10 см.
На кормовых угодьях масса корней трав в почве обычно возрастает в первые 4…5 лет жизни травостоя, а затем стабилизируется на определенном уровне. На естественных кормовых угодьях сырая масса корней составляет на 1 га 5…20 т, сухая их масса достигает 5…6,5 т/га. Она превышает массу надземных органов в 2…10 раз. Особенно большой она бывает при недостаточной обеспеченности почвы водой и элементами минерального питания.
Верхний, густо пронизанный корнями и подземными органами растений стеблевого происхождения слой почвы называют дерниной. Чем больше объем корней и подземных органов в почве, тем значительнее задернение почвы. Задернение учитывают при организации использования травостоя (допустимые нагрузки ходовых частей машин, копыт животных), при обработке почвы (сопротивление рабочим органам почвообрабатывающих машин, скорость разложения органического вещества в почве).
По количеству корней на единице площади вертикального среза дернины судят о ее рыхлости или густоте, по способности противостоять вытаптыванию и продавливанию — о крепости (слабости), по прочности на разрыв — о связности.
Что важно знать о корнях растений?
- Анатомия корня
- Типы корневых систем
- Поглотительная функция корней
- Транспортировка воды
- Союз мицелия гриба с корневой системой растения
- Роль микроорганизмов
- Маленький секрет большого урожая
Питательные вещества растение получает из почвы или питательного раствора. Они поступают в растительный организм с водой, которую активно поглощает корневая система. Помимо транспортировки воды, корни выполняют и другие функции: укрепление в почве и субстрате, синтез гормонов и органических соединений, хранение запаса питательных веществ.
Анатомия корня
Чтобы лучше разобраться с функциями корней, нужно понять их анатомию. Корень делится на несколько зон. Внешний слой – корневой чехлик, который защищает точки роста. Над ним располагается зона деления. Она состоит из множества клеток, заполненных цитоплазмой, которые очень быстро делятся. Далее идет зона растяжения, где молодые клетки вытягиваются и напитываются водой. За зоной растяжения следует область корневых волосков. По мере старения клеток волоски исчезают, оболочки грубеют, образуется так называемая опробковевшая зона. Корневые волоски растение продуцирует в течение всей своей жизни. Большую часть воды поглощают зоны растяжения и корневые волоски, однако небольшую роль в этом процессе играет и опробковевшая область корня.
Типы корневых систем
У каждого растения имеется не один корень – множество боковых и придаточных корешков. Основной корень появляется из зародышевого, от него идут боковые, а придаточные появляются из стебля и впитывают влагу из атмосферных осадков.
Полезной находкой для гровера станет текстильный мешок-горшок. С ним создать благоприятные условия для развития мочковатой корневой системы гораздо проще! Основная функция аксессуара – воздушная подрезка лишних корней, которые пробились сквозь ткань.
Почему это важно?
Потому что разные типы корневых систем по-разному приспосабливаются к имеющимся условиям. Мочковатая корневая система в этом вопросе имеет преимущество.
Поглотительная функция корней
И у корневой, и у мочковатой системы главная задача сводится к всасыванию воды с растворенными в ней питательными веществами. Всасывание происходит в зоне корневых волосков, которая не защищена водонепроницаемой корой.
Непрерывное всасывание обеспечивает процесс транспирации. Под ним понимается цикл, при котором растение выделяет влагу через листья и восполняет ее через корни. Транспирация обеспечивает непрерывный ток воды с растворенными солями и предупреждает перегрев флоры.
В некоторых условиях, например при недостаточном поливе или засухе впитывающая способность субстрата выше по сравнению с корневой. Это приводит к тому, что корневая система не всасывает влагу, а отдает.
На сопротивление воды влияет ее температура. Чем холоднее жидкость, тем более вязкой она становится и тем сложнее ее впитывать корням. В результате листья растений становятся вялыми. В запущенных ситуациях появляется гниль и вредоносные грибы.
Рекомендации
- Не стоит поливать растения ледяной водой, используйте воду для полива комнатной температуры;
- Степень увлажненности субстрата должна быть оптимальной. Не следует переувлажнять среду выращивания;
- В излишне рыхлых средах невозможно достичь хорошего контакта с корневыми волосками. В результате поглощение воды усложняется.
Транспортировка воды
Корневая система растения впитывает воду следующим образом. Изначально она попадает в зону проведения, по которой далее питательные вещества разносятся по всем частям растения.
При пересадке насаждений или переносе из одной среды в другую, корни не только должны адаптироваться к новым условиям, но и обеспечить поставку воды. В связи с этим, применение стимуляторов корнеобразования может помочь зеленому питомцу скорее отрастить корневые волоски, восстановить функции питания и транспорта.
Союз мицелия гриба с корневой системой растения
Эволюция привела к тому, что корни отдельных растений начали выполнять ранее несвойственные им функции. Отдельные насаждения вступили во взаимовыгодные симбиозы. Один из таких – взаимодействие корневой системы и грибов. Подобная ассоциация носит название микориза. Она имеет несколько разновидностей, при которых гифы гриба оплетают поверхность и даже находятся непосредственно в самом корне.
Польза микоризы заключается в том, что всасывающая способность насаждений возрастает. Улучшается усвояемость воды, а вместе с ней и питательных элементов. Кроме того, микориза выделяет специфические ферменты, которые расщепляют отмершие частицы, превращая их в полезные для культур вещества.
В результате зеленые насаждения быстрее растут, дают крупные соцветия и крепкие плоды, их сопротивляемость стрессам становится выше. Грибы также защищают от фитофтороза и некоторых других заболеваний. Все, что берут взамен – растворимые углеводы.
Микоризное партнерство может состояться только при определенных обстоятельствах. Это температура среды не ниже 18 С, наличие влаги и растворимых фосфатов до 8 %, недоступность ультрафиолетовых лучей
Можно самостоятельно принять меры по созданию полезного союза. Для этой цели существует микориза Funky-Fungi от B.A.C. Продукт уникален тем, что в его состав входит 4 типа грибов, которые проникают даже в труднодоступные участки корня, обеспечивая максимальную эффективность симбиоза. Препарат рекомендуется использовать при выращивании в субстратах и в любых почвосмесях.
Роль микроорганизмов
Большую роль в функционировании корневой системы играют бактерии. В естественных условиях они тесно переплетаются с высшими растениями.
Бактерии участвуют в разложении сложных элементов, расщепляя их до тех, что легко усваиваются насаждениями.
Чтобы воссоздать процессы, которые естественным образом происходят в природе, при выращивании на биопонике (гидропоника с применением органических удобрений), необходимо применять комплекс микроорганизмов Bioponic Mix, благодаря которым сложные соединения расщепляются в более доступную для растений форму. При внесении микроорганизмов в емкости с питательным раствором рекомендуется установить Фильтр для воды Biofiltre GHE.
Маленький секрет большого урожая
Выращивание в субстратах, грунте и на гидропонике имеет свои преимущества и недостатки. Наблюдение за состоянием корневой системы растения проще осуществлять в гидропонике. Также есть и преимущество у культивирования традиционным методом – почва является естественной средой, которая имеет способность к саморегулированию, тогда как при гидропонном методе выращивания человек должен постоянно контролировать показатели EC и pH.
Полезной находкой для гровера станет текстильный мешок-горшок. С ним создать благоприятные условия для развития мочковатой корневой системы гораздо проще! Основная функция аксессуара – воздушная подрезка лишних корней, которые пробились сквозь ткань. Это важно, потому что разные типы корневых систем по-разному приспосабливаются к имеющимся условиям. Мочковатая система в этом вопросе имеет преимущество. Если растение растет в закрытом грунте, корни могут путаться, а направление их роста меняться в хаотичном порядке. Это приводит к сдавливанию корневища, из-за чего нарушается всасывание воды и поступление питательных веществ.
Мешок-горшок обеспечивает достаточное вентилирование и защиту от УФ-лучей. Он также впитывает излишнюю влагу, поэтому корни не загнивают. Уникальный материал на основе полиэфирного волокна делает изделие очень прочным. Его можно использовать повторно множество раз. Горшок не боится щелочи, грибка, удобрений, плесени и кислот.
Больше полезных аксессуаров и препаратов вы найдете в нашем интернет-магазине “АгроДом”.
корней | Биология для специальностей II
Результаты обучения
- Определить два типа корневых систем
Корни семенных растений выполняют три основные функции: закрепляют растение в почве, поглощают воду и минералы и транспортируют их вверх, а также хранят продукты фотосинтеза. Некоторые корни модифицированы для поглощения влаги и газообмена. Большинство корней находятся под землей. Некоторые растения, однако, имеют также придаточных корней , которые выходят над землей из побега.
Типы корневых систем
Корневые системы в основном бывают двух типов (рис. 1). 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.
Рис. 1. (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 и анатомия корня
Рис.
2. Продольный вид корня показывает зоны клеточного деления, удлинения и созревания. Деление клеток происходит в апикальной меристеме.
Рост корней начинается с прорастания семян. Когда зародыш растения выходит из семени, корешок зародыша образует корневую систему. Кончик корня защищен корневым чехликом , структурой, эксклюзивной для корней и не похожей ни на одну 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 (рис. 2). 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.
Корень имеет внешний слой клеток, называемый эпидермисом, который окружает участки основной ткани и сосудистой ткани. Эпидермис обеспечивает защиту и помогает впитыванию. Корневые волоски , являющиеся отростками эпидермальных клеток корня, увеличивают площадь поверхности корня, в значительной степени способствуя поглощению воды и минералов.
Рисунок 3. 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)
Внутри корня основная ткань образует две области: кору и сердцевину (рис.
3). 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.
Сосудистая ткань в корне расположена во внутренней части корня, которая называется стела (рис. 4). Слой клеток, известный как эндодерма отделяет стелу от основной ткани в наружной 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 полоска Каспари , заставляет воду и растворенные вещества пересекать плазматические мембраны энтодермальных клеток вместо того, чтобы 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 — 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.
Рис. 4. 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.
Основные модификации
Рисунок 5. Многие овощи представляют собой модифицированные корни.
Корневые структуры могут быть модифицированы 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 (рис.
5).
Эпифитные корни позволяют растению расти на другом растении. Например, эпифитные корни орхидей развивают губчатую ткань для поглощения влаги. Баньяновое дерево ( Ficus sp.) начинается как эпифит, прорастающий в ветвях дерева-хозяина; воздушные корни развиваются из ветвей и в конечном итоге достигают земли, обеспечивая дополнительную поддержку (рис. 6). У сосны ( Pandanus sp.), похожего на пальму дерева, растущего на песчаных тропических почвах, из узлов развиваются надземные опорные корни, обеспечивающие дополнительную поддержку.
Рис. 6. 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 а: модификация работы «psyberartist»/Flickr; кредит б: модификация работы Дэвида Эйхоффа)
Практические вопросы
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?
Показать ответ
Что может случиться с корнем, если перицикл исчезнет?
Показать ответ
Попробуйте
Внесите свой вклад!
У вас есть идеи по улучшению этого контента? Мы будем признательны за ваш вклад.
Улучшить эту страницуПодробнее
Определение > Мочковатая корневая система
- www.futura-sciences.us
- Устойчивое развитие
Афишер плюс теги
Ключевые слова |
- Ботаника,
- Устойчивое развитие,
- Ботаника
Мочковатая корневая система характеризуется развитием множества придаточных корней одинакового размера, которые могут быть больше, чем стержневой корень, образованный корешком.