Виноград и ассоциация джентльменов. Корневая система растений

Корневая система

Функции корневой системы многосторонни: придание растениям устойчивого положения в почве, снабжение различных органов водой и растворёнными в ней минеральными веществами, обеспечение активных корней органическими соединениями, синтезируемыми листьями, быть хранилищем запасных питательных веществ в период относительного покоя, а у некоторых растений (вишни, айвы, фундука, малины и др.) служить целям размножения.

В корнях образуются сложные органические соединения (сахара, аминокислоты), часть из которых выделяется в почву, способствуя накоплению вокруг корней микроорганизмов, которые вместе с выделяемы – ми веществами растворяют и переводят труднодоступные для растений в легкоусвояемые питательные вещества.

Однако было бы ошибкой рассматривать функцию корневой системы в отрыве от надземной части. Например, доставка воды к точкам роста зависит не только от всасывающей силы корней, но и от способности почвы отдавать воду, от проводящей способности растений и транспирации листьев. Нельзя правильно понимать вопросы снабжения надземной части водой, если упускать из виду хотя бы один из этих факторов. Но в целях успешного запоминания морфологии корневой системы изучать её лучше в отрыве от надземной части.

Корневые системы по происхождению делят на два типа: семенные и вегетативные. Семенные корневые системы имеют растения, выросшие из семян или привитые на семенные подвои. Они образуются из первичных корешков зародыша семени и отличаются наличием главного корня, который нередко у древесных растений бывает стержневым (груша, черешня, орех грецкий и др.). Стержневой корень проникает в почву и обеспечивает растение водой в период засушливой погоды.

Вегетативные (придаточные, адвентивные) корневые системы бывают у растений, выросших из укоренённых черенков, корневых отпрысков или привитых на отводочные подвои. В этом случае корни возникают из корневых зачатков перицикла стеблей или корней и называются придаточными.

Корни различают по толщине, длине, разветвлённости и по характеру размещения в почве. В последнем случае корни бывают горизонтального, наклонного и вертикального направления.

Корни горизонтального направления расположены примерно параллельно поверхности почвы с отклонением от вертикали на 70-90°. Глубина их залегания зависит от породы, подвоя, сорта, почвы и влагообеспеченности. У вишни, сливы, персика и абрикоса они залегают в почве мельче, чем у яблони, груши, черешни и др., а у земляники, малины, смородины и крыжовника мельче, чем у косточковых пород. В поверхностных слоях почвы активно протекают микробиологические процессы, что обусловливает накопление нужных для растения питательных веществ.

Корни наклонного направления растут с отклонением от вертикали на 30-70°. Они проникают в более глубокие почвенные слои, охватывают большие объемы почвы и обеспечивают растения водой и элементами питания.

Корни вертикального направления могут быть любого происхождения и возраста, расположены в почвогрунте отвесно с отклонением от вертикали до 30°. Они придают растениям механическую устойчивость и поглощают воду и элементы питания из нижних слоев почвы и подпочвы. Глубина их проникновения у семечковых 6-10 м и более, у косточковых – 3-6 м и у ягодных культур – 1-2 м.

Корни по толщине, длине и разветвлённости делят на следующие типы:

ü  Скелетные – самые длинные и толстые (до 10 см в диаметре) корни нулевого и первого порядков ветвления;

ü  Полускелетные – короче и тоньше первых, обычно это корни второго и третьего порядков ветвления;

ü  Обрастающие – тонкие (до 1-3 мм) и короткие (от долей миллиметра до нескольких см), чаще четвёртого и последующих порядков ветвления. Их называют ещё мочками, нередко это проводящие, но в массе поглощающие корни. Основная их часть у древесных плодовых растений расположена в слое почвы от 10 до 100 см, у ягодных – до 20-30 см.

     Обрастающие корни делят на следующие типы:

       Ростовые (осевые) обеспечивают продвижение корней в новые участки почвы и поглощение воды и растворённых в ней веществ. Они первичного строения, белого цвета, длинные и более толстые, чем всасывающие корни, возникающие на них. Ростовые корни на конце имеют корневой чехлик, прикрывающий точку роста (конус нарастания), за которой следует зона роста, а затем зона поглощения (всасывания), где имеется очень много корневых волосков из клеток эпидермиса. Корневые волоски увеличивают поглощающую поверхность корневой системы плодовых растений в 2-10 раз. Ростовые корни со временем переходят во вторичное строение и становятся проводящими.

       Поглощающие корни (всасывающие) – первичного строения, белого или светло-жёлтого цвета, прозрачные, хрупкие и мелкие (от 0,1 до 4 мм длиной и 0,3 – 3 мм толщиной). Поглощают из почвы воду и минеральные вещества и отличаются высокой физиологической активностью. Они самые многочисленные (от десятков тысяч до миллионов) и недолговечные (живут от нескольких дней до нескольких недель). Отмирают, не переходя во вторичное строение. На них образуется микориза – это почвенные грибы очень полезные для растений.

       Переходные корни являются частью всасывающих или реже ростовых корней, сохранивших первичное строение, но изменивших окраску от светло-серой до буровато-фиолетовой. Первые из них отмирают, а вторые переходят во вторичное строение и становятся проводящими корнями.

      Проводящие корни отличаются от прочих окраской (красной, жёлтой, коричневой), имеют вторичное строение. Они проводят воду и растворённые в ней элементы питания. Бывают разной толщины (от 3 мм до 10 см) и длины (от 1,5 см до 10 м), превращаются в скелетные и полускелетные. Служат вместилищем запасных питательных веществ, придают растениям устойчивое положение в почве и являются местом синтеза многих соединений.

sadovnikonline.ru

Какие растения имеют мочковатую корневую систему

Корень необходим для любого растения. Он обеспечивает надежное механическое удерживание в почве, то есть является якорем. Это важный орган, который впитывает в себя воду и минеральные вещества и снабжает ими растение. От него зависит жизнь и развитие живого организма. Существует несколько типов подземной части представителей царства флоры, среди которых можно выделить мочковатую корневую систему. Каковы ее особенности, какие растения ее обладают?

Что из себя представляет корневая система

Растения с мочковатой корневой системой

Особенность корневой системы у деревьев

Деревья со смешанным типом корневой системы

Глубина залегания

Диаметр корневой системы

Так как обычно двудольные растения обладают стержневой корневой системой, а однодольные – мочковатой, то, зная признаки каждого типа, можно понять, какие растения имеют мочковатую корневую систему, а какие - стержневую. Но в обоих случаях встречаются исключения. Кроме того, существуют растения с измененными корнями, например, клубни у картофеля.

www.nastroy.net

Корень и корневая система - - Статьи

22.12.13

КОРЕНЬ И КОРНЕВАЯ СИСТЕМА

Корень – один из основных органов листостебельных растений.

Он выполняет следующие функции:

1. Всасывает из почвы воду и растворенные в ней минеральные соли, а также воздух. Функцию всасывания выполняют, главным образом, корневые волоски.

2. В корне происходит первичное превращение ряда поглощенных веществ.

3. Корень служит своего рода нагнетающим насосом, помогающим транспортировать питательные вещества вверх по стеблю, листьям и репродуктивным органам.

5. Служит для закрепления растения в почве.

6. В корнях откладываются в запас питательные вещества, необходимые для вегетативного размножения растений.

7. У некоторых растений взаимодействие с почвенными микроорганизмами происходит путем образования микоризы, или клубеньков.

9. Из придаточных почек образуются побеги – корневые отпрыски, с помощью которых происходит вегетативное размножение корнеотпрысковых растений.

10. Воздушные придаточные корни служат для опоры, питания и снабжения воздухом подземных органов.

11. Корни ряда растений-паразитов (гаустории) выполняют функцию всасывания питательных веществ из тела растения-хозяина.

У большинства растений корень – осевой орган, часто цилиндрической формы, с радиальной симметрией. Корень характеризуется геотропизмом. Рост осуществляется за счет деления клеток верхушечной меристемы, покрытой корневым чехликом. В отличие от стеблей, на никогда не образуются листья. Как и стебель, корень ветвится, образуя корневую систему, но ветвление его является эндогенным (т.е., из внутренних тканей).

Совокупность корней одного растения называется корневой системой.

СТРОЕНИЕ КОРНЕЙ И КОРНЕВЫХ СИСТЕМ

Кончик корня покрыт корневым чехликом, защищающим его от механических повреждений при проникновении в почву. Взамен изнашивающихся, постепенно слущивающихся наружных клеток, изнутри нарастают новые, их заменяющие. Под корневым чехликом можно различить зоны роста, всасывания и проведения.

Зона роста состоит из подзон деления, растяжения и дифференциации клеток. В последней подзоне меристематические клетки образуют клетки постоянных тканей, формирующие различные слои. Наружный слой (дерматоген) образует кожицу – эпиблему корня. Находящаяся под ним периблема служит для формирования коры корня, клетки центральной части – плеромы – образуют центральный цилиндр.

Сразу за молодой растущей частью располагается зона всасывания с многочисленными корневыми волосками. Новые корневые волоски непрерывно появляются вблизи кончика корня взамен отмирающих, находящихся в более удаленной от кончика корня части. Плотно соприкасаясь с частицами почвы, корневые волоски выделяют вещества, способствующие растворению минеральных солей и лучшему их поглощению.

Выше находится зона проведения, служащая для проведения веществ в надземные части растения.

Эта зона характеризуется образованием боковых корней.

У двудольных растений зародышевый корешок вырастает в главный стержневой корень, который образует боковые корни первого, второго, третьего и последующих порядков. В результате создается сильно разветвленная стержневая корневая система.

У многих растений верхние части корней сильно утолщаются и служат вместилищем запасных питательных веществ. Это, например, корнеплоды моркови, свеклы, редьки, репы.

У однодольных растений главный корень рано прекращает рост, образуется большое количество корней, отходящих от нижней части стебля растения, в результате образуется мочковатая корневая система.

У некоторых растений корни могут появляться на стеблях и листьях. Такие корни называются придаточными, они усиливают фиксацию растений в почве, заметно увеличивают корневую систему. Это свойство растений используется на практике при окучивании картофеля, кукурузы, томатов.

В поперечном сечении корень первичного строения состоит из наружного слоя эпиблемы, несущей корневые волоски, находящейся под ней коры корня, и внутренней части – центрального цилиндра.

Кора корня состоит из живых клеток. Наружный слой (экзодерма) состоит из плотно расположенных клеток. Под ней находятся также живые клетки мезодермы. Ближе к центру, с внутренней стороны коры, расположена эндодерма, состоящая из клеток с сильно утолщенными радиальными и внутренними стенками, которые древеснеют и пробковеют, а клетки отмирают.

Отдельные клетки с тонкими оболочками сохраняют живое содержимое, это пропускные клетки, через которые вещества поступают из коры в центральный цилиндр и обратно.

Наружная часть центрального цилиндра представлена слоем живых клеток (перицикл), из них образуются боковые корешки. Эта ткань относится к образовательной.

Внутри находится несколько участков древесины (ксилемы). Они состоят из сосудов и трахеид, между ними находятся участки луба (флоэма) с ситовидными трубками. Такое строение корня называется первичным, у однодольных растений оно сохраняется в течение всей жизни.

В зоне проведения корней у двудольных и голосеменных растений происходят вторичные изменения, в результате корень приобретает вторичное строение.

Между элементами ксилемы и флоэмы закладывается полоска камбия, который, огибая ксилемные участки, соединяется в сплошное кольцо. Образовавшийся камбий откладывает внутрь элементы вторичной ксилемы, и наружу вторичную флоэму, благодаря чему первичные элементы ксилемы и флоэмы все больше отодвигаются друг от друга. Местами эти кольца прерываются сердцевинными лучами, образованными радиально расположенными клетками основной ткани.

Одновременно происходят изменения и на периферии центрального цилиндра: начинают делиться клетки перицикла. Откладываясь внутрь корня, они образуют феллодерму, которая становится вторичной корой. С наружной же стороны образуется пробка. Первичная кора, под которой происходят эти изменения, отмирает и постепенно слущивается с корня.

Такое строение характерно для травянистых двудольных и древесных растений. Только в корнях у деревьев в разросшейся древесине наблюдаются годичные кольца, а с периферии корень часто покрыт коркой.

Своеобразное строение имеют корнеплоды – утолщенные мясистые корни двудольных растений, в которых откладывается большое количество органических веществ (крахмал, сахара, инулин и др.). У редьки большую часть корнеплода занимает вторичная ксилема с живыми клетками, в которых и накапливаются запасные вещества.

У моркови, наоборот, запасные вещества откладываются преимущественно во вторичной коре и вторичной флоэме. Древесина у нее развита слабо и образует внутреннюю желтоватую часть корня.

У свеклы в центре корня находятся первичные и вторичные элементы ксилемы и флоэмы. Основную массу его составляет вторичная кора, в которой имеются дополнительные камбиальные кольца. Из них образуются клетки основной ткани вторичной коры, которая сильно разрастается, а также многочисленные дополнительные открытые коллатеральные проводящие пучки.

Снаружи корнеплоды покрыты тонким слоем пробки.

В корнях бобовых растений (горох, бобы, фасоль) образуются небольшие вздутия – клубеньки, в которых развиваются клубеньковые бактерии, способные усваивать азот воздуха. Значительная часть поглощенного азота накапливается в корнях, и после их перегнивания почва обогащается азотом.

У многих растений молодые корешки бывают оплетены в виде чехла гифами грибов, выполняющими роль корневых волосков. Часто грибные нити проникают в клетки коры корней. Такой симбиоз в первом случае называется эктотрофной микоризой, во втором случае – эндотрофной. Благодаря микоризе, растения получают из почвы воду с растворенными в ней минеральными веществами.

Поглощение из почвы воды с растворенными в ней минеральными веществами, осуществляемое через корни – сложный физиологический процесс, который зависит от состояния клеток кожицы и корневых волосков, от интенсивности дыхания клеток, и других явлений. Большую роль в этом процессе играют внешние условия (почва, ее увлажненность, температура и другие факторы), в одних случаях способствуя поступлению воды в растения, в других замедляя его.

www.rusbotanik.ru

Корневая система различных растений

При моделировании композиций из растений, необходимо учитывать их возможные максимальные размеры. Так, кустарникам и деревьям свойственно разрастаться, увеличиваться в размерах и набирать массу. При этом немаловажное значение имеет знание основных видов корневищ растений. Так, корневая система представляет собой своеобразную крону под землей. У одних растений она - пирамидальной формы, а у других – шаровидной.

Корни различных растений не должны слишком перекрывать друг друга, срастаться или переплетаться. Недопустимо, чтобы они конкурировали за питание и воду, а при своем росте могли натыкаться на различные препятствия, представленные коммуникациями или фундаментом.

Корневая система по форме не всегда является зеркальным отражением формы кроны. Так, ошибочное мнение, что у растения со сбалансированной и ровной кроной такие же корни. Иногда они не могут выходить за пределы проекции верхней части растения (примером служит вишня войлочная), а иногда при раскидистых ветвях растение имеет стержневой корень. Существуют виды растений, у которых крона имеет колонновидную форму, а корневая система растений - поверхностная.

Кроме того, корневая система некоторых растений имеет свойство меняться с их возрастом. Например, робиния псевдоакация в молодом возрасте имеет мочковатую систему корней, а в зрелом возрасте – поверхностную. Немаловажное значение имеют почвенно-экологические условия: например, корневая система сосны обыкновенной имеет глубокую стержневую форму, а при произрастании во влажных тяжелых почвах – мочковатую.

Формировка корневища растений проводится аналогично формировке их наземной части. В основном, такие операции осуществляют в питомниках. Процедура следующая: раз в 5 лет, в зависимости от вида, растения подлежат «перевалке». Другими словами, их выкапывают и формируют одновременно и наземную, и подземную части. Обрезанные корни начинают ветвиться и, таким образом, получается мочковатая форма. Именно она достаточно удобна при посадке или транспортировке. Ее легко размещать с хорошим расправлением в посадочной яме. А вот в случае стержневой формы, такой корень ни сгибать, ни скручивать нельзя.

Последний тип свойственен тем видам, которые произрастают на песчаных почвах, где грунтовые воды находятся очень глубоко. Также такие растения обладают высокой устойчивостью к ветру. Именно поэтому можем наблюдать, как мачтовые сосны стоят «как солдатики» на песчаных буграх, а лесные ели, имеющие парусную крону и поверхностные корни, ветер валит достаточно легко.

Корневая система работает также в качестве водяных насосов. Однако это совсем не означает, что она должна находиться глубоко в земле и доставать до самых водоносных слоев. В случае близкого нахождения воды форма корневища может быть либо мочковатой, либо поверхностной. Примером служит береза в зрелом возрасте, имеющая корневую систему среднего типа (между поверхностной и мочковатой), а с помощью ее подземной системы выкачивается из грунта до 200 литров воды. Однако при всей своей «ненасытности» данное растение имеет немаловажное значение для болотистой местности.

Необходимо тщательно подходить к вопросу о месте посадки растения. Правило достаточно простое: растения со стержневой системой нетерпимы к высокому уровню воды, а с мочковатой и поверхностной обладают относительной терпимостью к воде.

Еще одной проблемой может быть высаживание растения вблизи сооружений и построек. В случае наличия поверхностной системы существует вероятность натыкания растения на фундамент, а стрежневой и мочковатой – на находящиеся в земле коммуникации. Именно для этого и служат определенные нормы, которые помогают избегать возникновения подобных ситуаций.

fb.ru

Корневая система - Выращивание растений на гидропонике.

Корень — основной орган высшего растения. В зависимости от типа растения корневая система может быть разной длины. Независимо от физического размера растения, корни выполняют три основные функции:

1 — поглощение воды и питательных веществ, 2 — хранение «строительных материалов» растения, 3 — физическая поддержка растения над землей.

Через корень растения поглощают из почвы воду, ионы минеральных солей, которые взаимодействуют с притекающими из листьев продуктами фотосинтеза, образуя ряд органических соединений — продуктов первичного и вторичного метаболизма. Под действием корневого давления и транспирации ионы и органические молекулы передвигаются по сосудам ксилемы в стебель и листья. В корнях осуществляется также биосинтез ряда вторичных метаболитов, в частности алкалоидов. Отсюда же из корня движутся некоторые гормоны (особенно цитокинины и гиббереллины), синтезированные в меристематических зонах корней и необходимые для роста и развития надземных частей растений.

Помимо главнейших, корень нередко приобретает и другие функции, так как способен к метаморфозам. Иногда корень выполняет роль дыхательного органа, взаимодействует с корнями других растений, микроорганизмами и грибами, находящимися в почве.

Корень — осевой орган, имеющий более или менее цилиндрическую форму и обладающий радиальной симметрией. Он способен к росту до тех пор, пока сохраняется апикальная (верхушечная) меристема. Морфологически корень отличается от побега тем, что на нем никогда не возникают листья, а апикальная меристема покрыта так называемым корневым чехликом. Подобно побегу, корень способен к ветвлению. В результате образуется корневая система, под которой понимают совокупность корней одного растения.

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.

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

Корень, как и побег, обладает неограниченным ростом. Растет он меристематической верхушкой, которая защищена корневым чехликом.

Зоны молодого корня. Различные части корня выполняют неодинаковые функции и характеризуются определенными морфологическими особенностями. Эти части получили название зон (см.рисунок). Кончик корня снаружи всегда прикрыт корневым чехликом, защищающим апикальную меристему. Клетки корневого чехлика продуцируют слизь, покрывающую поверхность молодого корня. Благодаря слизи снижается трение о субстрат, и его частицы легко прилипают к корневым окончаниям и корневым волоскам. Корневой чехлик выполняет и другую важную функцию, контролируя, в частности, реакцию корня на гравитацию (положительный геотропизм).

Под чехликом располагается зона деления, представленная меристематической верхушкой корня, его апексом. В результате активности апикальной меристемы формируются все прочие зоны и ткани корня. Делящиеся клетки сосредоточены в зоне деления, имеющей размеры около 1 мм. Эта часть молодого корня заметно отличается от прочих зон своей желтой окраской.

Вслед за зоной деления располагается зона растяжения (роста). Она также невелика по протяженности (несколько миллиметров), выделяется светлой окраской и как бы прозрачна. Клетки этой зоны практически не делятся, но способны растягиваться в продольном направлении, проталкивая корневое окончание в глубь субстрата. Они характеризуются высоким тургором, что способствует активному раздвиганию частиц почвы. В пределах зоны роста происходит дифференциация первичных проводящих тканей.

Окончание зоны роста заметно по появлению на эпиблеме многочисленных корневых волосков. Корневые волоски располагаются в зоне всасывания, функция которой понятна из ее названия. На корне она занимает участок от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. В отличие от зоны роста участки этой зоны уже не смещаются относительно частиц субстрата.

Основную массу воды и растворов солей молодые корни усваивают в зоне всасывания с помощью корневых волосков.

Выше зоны всасывания, там, где исчезают корневые волоски, начинается зона проведения. Строение этой зоны на разных ее участках неодинаково. По этой части корня вода и растворы солей, поглощенные корневыми волосками, транспортируются в вышележащие органы растения.

Гидропоника — наука о здоровых корнях! Впитывание воды и питание происходит только через кончик корня, с помощью крошечных корневых волосков. Эти корневые волоски очень нежные и как правило отмирают при росте корней вглубь среды. Метод, с помощью которого корни впитывают воду и питательные вещества называется диффузией. В этом процессе, вода и кислород попадают в структуру корня через мембраны в стенках клеток растений. Интересным моментом является то, что диффузия на самом деле происходит на ионном уровне, т.е. происходит обмен питательными элементами с помощью заряженных частиц.

Истиной является то, что растения могут усваивать только неорганические химические элементы, не важно, что является их источником. Другими словами, в процессе питания, растения не могут поглощать органику, не расщепленные на элементарные химические элементы и не имеет значения, откуда они появились. Так как гидропонные системы значительно стерильнее, чем смешанные органические среды для выращивания, то гидропонные системы сами по себе являются превосходной средой для выращивания. Однако не забывайте первый принцип гидропоники: GIGO — вложишь мусор, мусор получишь, что посеешь, то и пожнешь!

Гидропоника хороша, если применяется качественное питание для растений.

Очень важен для здоровых корней кислород . Кислород впитывается корнями, перерабатывается при росте и потом корни возвращают углекислый газ. Отсутствие кислорода в зоне корней вызывает удушье, из-за которого корневая зона повреждается и это влияет на все растение в целом. Застой воды в корневой зоне также вызывает удушье корней, в дополнение к корневой гнили. Как только корни растения погибают или становятся дегидратированными, смерть всего организма становится неизбежной.

Многочисленные исследования показали, что оксигенация (аэрирование, насыщение кислородом) корневой зоны является главным условием при реализации растением потенциала роста. По-сути, методика под названием «Аэропоника» является продолжением улучшений методов выращивания, основанных на гидропонике.

Растения, выращиваемые аэропонически, имеют корни, которые фактически находятся в воздушной среде! Аэропоника учит нас тому, что растения могут нормально расти, даже если его корни находятся на свету, но при условии 100% относительной влажности.

Однако, воздействие света приводит к появлению водорослей. Водоросли появляются в виде зеленой или коричневой слизи на корнях, стенках контейнера и в трубах. Некоторые исследования показали, что растения страдают, когда их корни подвергаются воздействию света, однако это, вероятнее всего, объясняется воздействием на корни появляющихся водорослей. Водоросли являются конкурентом для растений как за воду и питание, так и за кислород. Чтобы предохранить себя от этой неприятности рекомендуется использовать непрозрачные контейнеры, трубы и резервуары для любых гидропонических систем. Темные цвета, такие как темно-зеленый, темно-синий и черный лучше всего при защите от прямого света.

Также следует помнить, что корни растения очень нежные и их очень легко можно повредить, даже дотронувшись рукой. На каком-то этапе вам необходимо будет пересадить вашу рассаду или черенки в ваш гидропонный сад. Будьте очень терпеливы и нежны, корни всегда должны быть увлажнены. Возможно корни при росте могут начать препятствовать нормальному омыванию или дренажу в системе, у вас не будет других вариантов, кроме как поправить их положение — вы можете их случайно повредить, если не будете осторожны.

Крайне важно постоянно поддерживать достаточную влажность корневой системы растения. Низкая влажность может вызвать пересыхание и гибель корней будет неизбежна. Также помните, что нельзя оставлять корни погруженными в стоячую воду, так как они могут погибнуть от недостатка кислорода. Гибель корня можно увидеть, если он высох, сморщен, иногда начинается гниль. Если корни растения погибнут, шанса вернуть их к жизни уже не будет. Если повреждение корней серьезное, вы рискуете потерять урожай.

Источник: Яковлев Г.П., Аверьянов Л.В. БОТАНИКА ДЛЯ УЧИТЕЛЯ, ч. 1 и How-To Hydroponics, Keith Roberto, 2003, перевод orgail

gidroponika.com

Корневая система плодовых растений

Корневая система играет важнейшую роль в жизни растения. Она служит для закрепления и удержания растения в почве, для поглощения из почвы воды и растворенных в ней минеральных веществ и проведения их в надземную часть, а также для отложения запаса органических веществ, как поступающих в корневую систе­му из надземной части, так и образующихся в самих корнях.

От состояния и жизнедеятельности последних зависит состояние растения в целом, его долговечность и способность приносить высокие устойчивые урожаи.

Корневая система состоит из скелетных и обрастающих корней.

Скелетные корни — самые крупные. Они составляют как бы остов корневой системы. Эти корни не обладают самостоятельной всасывающей силой и выполняют лишь роль хранилища запасных питательных веществ и проводника этих веществ в надземную часть растения.

На скелетных корнях расположены обрастающие корни со всеми их мельчайшими разветвлениями. Самые молодые корешки последних порядков ветвления играют активную роль в добывании пищи для растения.

Они поглощают почвенную влагу и раство­ренные в ней минеральные вещества (азотистые, калийные, фосфорные и другие соединения). Рас­тущие кончики (точки роста) молодых корешков защищены чехликами, с помощью кото­рых нежные окончания корешков прокладывают себе путь в почве между твердыми ее частицами.

Это свое назначение чехлики выполняют тем легче, чем лучше условия для продвижения корешков. Продвигаясь в очень плотной почве, корешки лишь с трудом пробиваются через ее уплотненные частицы. Это уменьшает скорость роста корней. Если плотность почвы превышает известный предел, рост корешка может вовсе прекратиться.

Однако не всегда и в рыхлой почве корешкам удается выполнить свое назначение. Если в рыхлой почве ощущается недостаток питательных веществ, то корешки, быстро продвигаясь, образуют длинные тяжи, слабо покрытые корневыми мочками.

Опытом установлено, что процессы корнеобразования проте­кают нормально лишь в тех случаях, когда корни находят для себя благоприятные условия — рыхлую, питательную и влаж­ную почву. Из этого не трудно понять, какое важное значение имеет правильный уход за почвой, систематическое повышение ее плодородия.

Чтобы дать представление о механизме деятельности молодых активных корней, следует указать еще на одну важную деталь их строения. Несколько выше чехлика корешок покрыт множеством мельчайших, не видимых простым глазом корневых волосков, кото­рых на корнях взрослого дерева насчитывается десятки миллионов.

Эти волоски и молодые корешки, на которых они расположены, являются тем основным сосущим аппаратом корневой системы, который обеспечивает рост самой корневой системы и играет перво­степенную роль в жизни растения в целом. Корневые волоски вы­деляют наружу органические кислоты и другие соединения, способ­ные растворять питательные вещества почвы, соприкасающиеся с волосками.

С помощью этих корневых выделений растворяются и становятся доступными те из необходимых растению веществ, которые не раст­воримы в почвенной воде. Кроме того, корневые выделения соз­дают вокруг корней благоприятную среду для деятельности микроорганизмов, способствующих поступлению питательных веществ в растение.

Корневые волоски недолговечны. По мере удлинения корешка на нем постоянно образуются новые волоски, а старые постепенно отмирают. Те части корня, на которых волоски отмирают, покры­ваются пробковой тканью и теряют способность растворять мине­ральные вещества почвы и всасывать их.

Корни разрастаются в стороны значительно быстрее, чем крона дерева. Поперечник корневой системы в 1,5—2 раза больше поперечника кроны, а по объему корневая система превышает кро­ну в 4—5 раз.

Глубина залегания корней зависит от разных условий: от по­родных свойств растений, их возраста, структуры и питательного режима почвы, строения подпочвы и других ее особенностей. Спе­циальные исследования, проведенные научно-исследовательскими учреждениями, показали, что главная масса жизнедеятельных корней у различных плодовых растений достигает, примерно, сле­дующей глубины: у яблони и груши — 80 см, у вишни, сливы и черешни — 50 см, у малины, смородины и крыжовника — 30 см, у земляники — 15 см.

Чем лучше структура почвы и чем богаче почва питательными веществами, тем лучше развивается у плодовых растений корневая система и ее наиболее ценная всасывающая часть. Лучше всего развиваются корни на глубоких питательных почвах, хорошо обес­печенных воздухом, теплом и влагой.

Плодовые растения имеют два периода активного роста корней: весенний и осенний. В остальное время года корни растут слабее, а при неблагоприятных условиях (засуха, высокая температура почвы и др.) полностью прекращают рост. Ввиду того, что весной надземная часть дерева (крона) начинает вегетацию не только за счет тех запасных питательных веществ, которые она сама накопила, но и за счет запасных веществ, накопленных осенью корневой системой, очень важно в осенний период создать благоприятные условия для роста корней.

Чем тщательнее будут выполняться осенние работы в саду, тем лучше будет проходить весной вегетация дерева и, следова­тельно, выше будет его урожайность.

Зная особенности строения и жизнедеятельности корневой системы плодовых — растений, садовод сможет понять важность содержания почвы в рыхлом, средневлажном состоянии. Ему не трудно будет правильно определить сроки внесения и глубину заделки удобрений, что имеет решающее значение в садо­водстве.

От состояния корневой системы непосредственно зависит жизнь надземной части растения. Плодовые растения с мощной корневой системой имеют лучший вид, большие размеры кроны, обильнее и более регулярно плодоносят.

vinogradportal.ru

Корневая система растений

Корневая система растений и ее поглотительная способность

Мощность корневой системы, ее строение и характер распределения в почве у разных видов растений резко различаются. Для примера достаточно сравнить известные всем слаборазвитые корешки салата с корневой системой капусты, картофеля или томатов, сопоставить объемы почвы, которые охватывают корни таких корнеплодов, как редис и сахарная свекла. Активная часть корней, благодаря которой происходит поглощение элементов минерального питания из почвы, представлена молодыми растущими корешками. По мере нарастания каждого отдельного корешка верхняя его часть утолщается, покрывается снаружи опробковевшей тканью и теряет способность к поглощению питательных веществ. Рост корня происходит у самого его кончика, защищенного корневым чехликом. В непосредственной близости к окончанию корешков располагается зона делящихся меристематических клеток. Выше ее находится зона растяжения, в которой наряду с увеличением объема клеток и образованием в них центральной вакуоли начинается дифференциация тканей с формированием флоэмы — нисходящей части сосудисто-проводящей системы растений, по которой происходит передвижение органически веществ из надземных органов в корень. На расстоянии 1—3 мм от кончика растущего корня находится зона образования корневых волосков.

Корень дерева

В этой зоне завершается формирование и восходящей части проводящей системы — ксилемы, по которой осуществляется передвижение воды (а также части поглощенных ионов и синтезированных в корнях органических соединений) от корня в надземную часть растений. Корневые волоски представляют собой топкие выросты наружных клеток с диаметром 5—72 мкм и длиной от 80 до 1500 мкм. Число корневых волосков достигает несколько сотен на каждый миллиметр поверхности корня в этой зоне. За счет образования корневых волосков резко, в десятки раз, возрастает деятельная, способная к поглощению питательных веществ поверхность корневой системы, находящаяся в контакте с почвой. Влияние корневой системы распространяется на большой объем почвы благодаря постоянному росту корней и возобновлению корневых волосков. Старые корневые волоски (продолжительность жизни каждого корневого волоска составляет несколько суток) отмирают, а новые непрерывно образуются уже на других участках растущего корешка. На том участке корня, где корневые волоски отмерли, кожица пробковеет, поступление воды и поглощение питательных веществ из почвы через нее ограничивается. Скорость роста корней у однолетних полевых культур может достигать 1 см в сутки.

Растущие молодые корешки извлекают необходимые ионы из почвенного раствора на расстоянии от себя до 20 мм, а поглощенные почвой ионы —до 2—8 мм. По мере нарастания корня происходит, следовательно, непрерывное пространственное перемещение зоны активного поглощения в почве. При этом наблюдается явление хемотропизма, сущность которого заключается в том, что корневая система растений усиленно растет в направлении расположения доступных питательных веществ (положительный хемотропизм) либо ее рост тормозится в зоне высокой, неблагоприятной для растений концентрации солей (отрицательный хемотропизм). Недостаток элементов питания растений в доступной форме вызывает, как правило, образование относительно большей массы корней, чем при высоком уровне минерального питания. Наиболее интенсивно поглощение ионов осуществляется в зоне образования корневых волосков, и поступившие ионы передвигаются отсюда в надземные органы растений. Необходимо отметить, что корень является не только органом поглощения, но и синтеза отдельных органических соединений, в том числе аминокислот и белков. Последние используются для обеспечения жизнедеятельности и процессов роста самой корневой системы, а также частично транспортируются в надземные органы.

Поглощение питательных веществ растениями через корни

За счет сосущей силы, возникающей при испарении влаги через устьица листьев, и нагнетающего действия корней находящиеся в почвенном растворе ионы минеральных солей вместе стоком воды могут поступать сначала в полые межклетники и поры клеточных оболочек молодых корешков, а затем транспортироваться в надземную часть растений по ксилеме — восходящей части сосудисто-проводящей системы, состоящей из омертвевших клеток без перегородок, лишенных живого содержимого. Однако внутрь живых клеток корня (как и надземных органов), имеющих наружную полупроницаемую цитоплазматическую мембрану, поглощенные и транспортируемые с водой ионы могут проникать «пассивно» — без дополнительной затраты энергии — только по градиенту концентрации — от большей к меньшей за счет процесса диффузии либо при наличии соответствующего электрического потенциала (для катионов — отрицательного, а анионов — положительного) на внутренней поверхности мембраны по отношению к наружному раствору.

В то же время хорошо известно, что концентрация отдельных ионов в клеточном соке, как и в пасоке растений (транспортируемой по ксилеме из корней в надземные органы) чаще всего значительно выше, чем в почвенном растворе. В этом случае поглощение питательных веществ растениями должно происходить против градиента концентрации и невозможно за счет диффузии.

Растения одновременно поглощают как катионы, так и анионы. При этом отдельные ионы поступают в растение совсем в другом соотношении, чем они содержатся в почвенном растворе. Одни ионы поглощаются корнями в большем, другие — в меньшем количестве и с разной скоростью даже при одинаковой их концентрации в окружающем растворе. Совершенно очевидно, что пассивное поглощение, основанное на явлениях диффузии и осмоса, не может иметь существенного значения в питании растений, носящем ярко выраженный избирательный характер.

Красные мангры, Rhizophora sp.

Исследования с применением меченых атомов убедительно показали также, что поглощение питательных веществ и дальнейшее их передвижение в растении происходит со скоростью, которая в сотни раз превышает возможную за счет диффузии и пассивного транспорта по сосудисто-проводящей системе с током воды. Кроме того, не существует прямой зависимости поглощения питательных веществ корнями растений от интенсивности транспирации, от количества поглощенной и испарившейся влаги. Все это подтверждает положение, что поглощение питательных веществ растениями осуществляется не просто путем пассивного всасывания корнями почвенного раствора вместе с содержавшимися в нем солями, а является активным физиологическим процессом, который неразрывно связан с жизнедеятельностью корней и надземных органов растений, с процессами фотосинтеза, дыхания и обмена веществ и обязательно требует затраты энергии.

Схематически процесс поступления элементов питания в корневую систему растений выглядит следующим образом. К внешней поверхности цитоплазматической мембраны корневых волосков и наружных клеток молодых корешков ионы минеральных солей передвигаются из почвенного раствора с током воды и за счет процесса диффузии. Клеточные оболочки имеют довольно крупные поры или каналы и легкопроницаемы для ионов. Более того, целлюлозно-пектиновые стенки обладают высокой сорбирующей способностью. Поэтому в пространстве каналов клеточных оболочек и межклетников не только свободно передвигаются, но и концентрируются ионы из почвенного раствора. Здесь создается как бы своеобразный фонд ионов минеральных солей для последующего поступления внутрь клетки.

Первым этапом поступления является поглощение (адсорбция) ионов на наружной поверхности цитоплазматической мембраны. Она состоит из двух слоев фосфолипидов, между которыми встроены молекулы белков. Благодаря мозаичной структуре отдельные участки цитоплазматической мембраны имеют отрицательные и положительные заряды, за счет которых может происходить одновременно адсорбция необходимых растению катионов и анионов из наружной среды в обмен на другие ионы. Обменным фондом катионов и анионов у растений могут являться ионы Н+ и ОН-, а также Н+ и НСО-3, образующиеся при диссоциации угольной кислоты, выделяемой при дыхании. Адсорбция ионов на поверхности цитоплазматической мембраны носит обменный характер и не требует затраты энергии.

В обмене принимают участие не только ионы почвенного раствора, но и ионы, поглощенные почвенными коллоидами. Вследствие активного поглощения растениями ионов, содержащих необходимые элементы питания, их концентрация в зоне непосредственного контакта с корневыми волосками снижается. Это облегчает вытеснение аналогичных ионов из поглощенного почвой состояния в почвенный раствор (в обмен на другие ионы). Транспорт адсорбированных ионов с наружной стороны цитоплазматической мембраны на внутреннюю против градиента концентрации и против электрического потенциала требует обязательной затраты энергии. Механизм такой «активной» перекачки весьма сложен. Она осуществляется с участием специальных «переносчиков» и так называемых ионных насосов, в функционировании которых важная роль принадлежит белкам, обладающим АТФ-азной активностью. Активный транспорт внутрь клетки через мембрану одних ионов, содержащих необходимые растениям элементы питания, сопряжен с встречным транспортом наружу других ионов, находящихся в клетке в функционально избыточном количестве. Первоначальный этап поглощения питательных веществ растениями из почвенного раствора — адсорбция ионов на поглощающей поверхности корня — постоянно возобновляется, поскольку адсорбированные ионы непрерывно перемещаются внутрь клеток корня. Поступившие в клетку ионы в неизменном виде либо уже в форме транспортных органических соединений, синтезируемых в корнях, передвигаются в надземные органы — стебли и листья, в места наиболее интенсивной их ассимиляции.

Активный транспорт питательных веществ из клетки в клетку осуществляется по плазмодесмам, соединяющим цитоплазму клеток растений в единую систему — так называемый симпласт. При передвижении по симпласту часть ионов и метаболитов может выделяться в межклеточное пространство и передвигаться к местам усвоения пассивно с восходящим током воды по ксилеме. Поглощение корнями и транспорт питательных веществ тесно связаны с процессами обмена веществ и энергии в растительных организмах, с жизнедеятельностью и ростом как надземных органов, так и корней. Процесс дыхания является источником энергии, необходимой для активного поглощения элементов минерального питания. Этим обусловливается тесная связь между интенсивностью поглощения растениями элементов питания и интенсивностью дыхания корней. При ухудшении роста корней и торможении дыхания (при недостатке кислорода в условиях плохой аэрации или избыточном увлажнении почвы) поглощение питательных веществ резко ограничивается. Для нормального роста и дыхания корней необходим постоянный приток к ним энергетического, материала — продуктов фотосинтеза (углеводов и других органических соединений) из надземных органов. При ослаблении фотосинтеза уменьшается образование и передвижение ассимилятов в корни, вследствие чего ухудшается жизнедеятельность и снижается поглощение питательных веществ из почвы.

Жизнедеятельность растений

В процессе жизнедеятельности растений корни выделяют в окружающую среду углекислоту и некоторые органические кислоты, а также ферменты и другие органические вещества. Под влиянием этих выделений, концентрация которых бывает особенно высокой в зоне непосредственного контакта корней с частицами почвы, происходит растворение содержащихся в ней минеральных соединений фосфора, калия и кальция, вытеснение в раствор катионов из поглощенного почвой состояния, высвобождение фосфора из его органических соединений. Питательные вещества наиболее активно усваиваются растениями из той части почвы, которая находится в непосредственном контакте с корнями. Поэтому все мероприятия, способствующие лучшему развитию корней (хорошая обработка почвы, известкование кислых почв и т. д.), обеспечивают и лучшее использование растениями питательных веществ из почвы. Питание растений осуществляется при тесном взаимодействии с окружающей средой, в том числе с огромным количеством разнообразных микроорганизмов, населяющих почву. Количество микроорганизмов особенно велико в ризосфере, т. е. в той части почвы, которая непосредственно соприкасается с поверхностью корней. Используя в качестве источника пищи и энергетического материала корневые выделения, микроорганизмы активно развиваются на корнях и вблизи них и способствуют мобилизации питательных веществ почвы.

Ризосферные и почвенные микроорганизмы играют важную роль в превращении питательных веществ и вносимых в почву удобрений. Микроорганизмы разлагают находящиеся в почве органические вещества и вносимые органические удобрения, в результате чего содержащиеся в них элементы питания переходят в усвояемую для растений минеральную форму. Некоторые микроорганизмы способны разлагать труднорастворимые минеральные соединения фосфора и калия и переводить их в доступную для растений форму. Ряд бактерий, усваивая молекулярный азот воздуха, обогащает почву азотом. С жизнедеятельностью микроорганизмов связано также образование в почве гумуса. При определенных условиях в результате деятельности микроорганизмов питание и рост растений могут ухудшаться. Микроорганизмы, как и растения, потребляют для питания и построения своих тел азот и зольные элементы, т. е, являются конкурентами растений в использовании минеральных веществ. Не все микроорганизмы полезны для растений. Некоторые из них выделяют ядовитые для растений вещества или являются возбудителями различных заболеваний. В почве имеются также микробы, восстанавливающие нитраты до молекулярного азота (денитрификаторы), в результате их деятельности происходят потери азота из почвы в газообразной форме. В связи с этим одна из важных задач земледелия — создание соответствующими приемами агротехники благоприятных условий для развития полезных микроорганизмов и ухудшение условий для развития вредных.

biofile.ru

Смотрите также

• 
  Комнатные растения дримиопсис
• 
  Запасной полисахарид растений
• 
  Фото растение боярышник
• 
  Растения поглощающие формальдегид
• 
  Мухоловка фото растение
• 
  Мухоловка растение фото
• 
  Домашние растения хвойные
• 
  Комнатные растения колокольчик
• 
  Колокольчик комнатные растения
• 
  Комнатных растений список
• 
  Польза комнатных растений