РАСТЕНИЯ В СИСТЕМЕ ОРГАНИЗМОВ. Растения система

Проводящая система растений

Проводящая система растений включает в себя такие понятия, как поступление, движение воды в растениях и испарение ее.

Проводящая система растений

Передвигается вода в растениях по клеткам коровой паренхимы до центрального цилиндра корня, затем по проводящей системе до листовой паренхимы и, наконец, по клеткам листовой паренхимы. На первом участке пути вода передвигается осмотически благодаря повышению сосущей силы клеток корня.

Этот отрезок пути очень небольшой (доли миллиметра), но передвижение воды по этому участку очень затруднено, так как воде приходится преодолевать сопротивление слоев живой протоплазмы. Это сопротивление примерно равно 1 атм на 1 мм пути, поэтому передвижение воды по живым клеткам на более значительные расстояния не обеспечивало бы потребности растения в воде.

Действительно, растения, у которых не развита проводящая система, например мхи, (подробнее: Как образуется болото) имеют незначительные размеры и приспособлены к жизни только во влажных условиях. У наземных растений в процессе эволюции образовалась проводящая ткань, которая устанавливает сообщение между всасывающими воду корнями и испаряющими воду листьями.

Проводящая воду ткань

Проводящая воду ткань состоит из сосудов, или трахей, и трахеидов; она начинается в центральном цилиндре корня, проходит через весь корень и стебель и заканчивается в виде тончайших разветвлений — жилок, пронизывающих всю листовую паренхиму.

Сосуды представляют собой мертвые трубки, образовавшиеся из живых клеток. В сосудах сохраняются поперечные перегородки на разном расстоянии (от нескольких миллиметров до метра в зависимости от вида растения) одна от другой.

Исчезновение перегородок даже на небольшом расстоянии в тысячи раз ускоряет передвижение воды. Трахеиды это длинные мертвые клетки с заостренными концами. При образовании сосудов и трахеид происходит утолщение и одревеснение их оболочек, вследствие чего они не сдавливаются под давлением окружающих их живых паренхимных клеток.

Одревеснение, однако, никогда не бывает сплошным: на стенке сосудов остаются тонкие места — поры, по которым вода может перемещаться не только вверх по сосудам, но и в радиальном направлении.

Подъем воды по сосудам

Подъем воды по сосудам можно доказать следующим опытом. Если у срезанной и поставленной в воду ветки снять кольцо коры выше уровня воды, листья ее не завянут, так как сосуды расположены в древесине.

Движение воды по сосудам чаще всего направлено снизу вверх и называется поэтому восходящим током.

Последний отрезок пути водного тока по листовой паренхиме идет по живым клеткам. Вода передвигается осмотическим путем по клеткам мезофилла листа до последних клеток, граничащих с межклеточниками. Этот отрезок пути, так же как и первый, очень короткий.

Если срезанную ветку растения герметически закрепить в стеклянной трубке, заполненной водой, и нижний конец ее опустить в сосуд со ртутью, то при испарении веткой воды ртуть в трубке будет подниматься.

Из этого опыта ясно, что передвижение воды по растению обусловлено главным образом транспирацией, (подробнее: Транспирация у растений), а не только корневым давлением.

При испарении воды с поверхности листьев в клетках возникает сосущая сила. Величина ее тем больше, чем меньше воды остается в клетках листа. Эта возникающая сосущая сила поддерживает постоянное передвижение воды в растении.

Силы, приводящие воду в движение

Таким образом, силы, приводящие воду в движение, находятся по концам проводящей системы: нагнетающий воду корень, работа которого получила название нижнего концевого двигателя, и сила присасывания воды листьями — верхний концевой двигатель.

Оба двигателя действуют в одном направлении и могут заменять и дополнять друг друга. Во время сильной инсоляции летом и при, засухе водоснабжение растения идет за счет присасывающего действия транспирации.

Корневое давление

Когда же почва богата водой, а воздух водяными парами, подъем воды обеспечивается силой корневого давления, (подробнее: Корни обеспечивают растение водой). Следовательно, в зависимости от условий внешней среды главная роль принадлежит то одному, то другому концевому двигателю.

Водные нити не рвутся под влиянием своей тяжести, несмотря на то, что при сильной транспирации они находятся в состоянии натяжения. Это объясняется силой сцепления молекул воды, достигающей 300—350 атм, а так как в сосудах нет воздуха, то целостность водного тока не прерывается.

Скорость водного тока

Скорость водного тока зависит от строения проводящих воду элементов. Вода быстрее передвигается по сосудам, причем скорость движения ее зависит от диаметра сосудов: чем он меньше, тем медленнее будет передвигаться вода.

Движение воды в растениях происходит благодаря работе двух концевых двигателей, верхнего и нижнего, и сил сцепления, обеспечивающих целостность водных нитей.

libtime.ru

История систематики растений: искусственные системы

История систематики растений: искусственные системы

К концу XVI столетия ботаника настолько изнемогала под бременем быстро растущего груза фактов, что уже не могла продолжать развиваться как просто описательная отрасль знания. Требовались новые подходы к обозрению и оценке разнообразия. И в практическом, и в философском плане важнейшей задачей стала разработка классификации растений, которая позволяла бы ориентироваться в их многообразии. Как отклик на эту потребность появились первые системы растительного царства. Они были, конечно, искусственными, и иными быть не могли. Ботаника вообще рассматривалась как "часть науки о природе, с помощью которой искуснейшим образом и с наименьшими усилиями познаются и удерживаются в памяти растения" (Бургав), - другие задачи перед ней не ставились. Системы были в той или иной степени иерархическими, но иерархия выстраивалась интуитивно, поскольку еще не было разработано понятие о таксономических категориях и не существовало четкого представления о рангах таксонов. Разные ботаники по своему вкусу совершенно произвольно выбирали для объединения растений в группы различные отдельно взятые признаки. Значение признаков оценивалось субъективно. Поэтому есть системы, в которых на первом плане - строение венчика, есть построенные прежде всего на признаках плодов и семян, есть такие, где используется в первую очередь строение чашечки, и т.д. Почти всегда эти особенности цветка и плода так или иначе сочетаются с "жизненными формами" в духе Теофраста. Позднее Линней называл таких систематиков соответственно короллистами, фруктистами, калицистами, а тех, кто исходил из внешнего облика растений, - физиогномистами.

Период искусственных систем открывает итальянский ботаник А.Чезальпино (1519-1603). В его главном сочинении "16 книг о растениях" (1583) изложена принципиально новая система, основанная на дедуктивном подходе Аристотеля, т.е. на разбиении множества по пути от общего к частному, и на знании огромного фактического материала из области морфологии растений.

Чезальпино использовал 4 категории жизненных форм Теофраста, но объединил их в 2: древесные (деревья и кустарники) и травянистые (полукустарники и травы). В пределах этих групп он выделил 15 классов (которые, правда, классами не названы: здесь тоже не растения делятся на таксоны , а книги на главы). Важным признаком Чезальпино считает положение "души", которая, по его мнению, должна быть у растений скрыта в сердцевине, и "сердца" - в семени (он полагает, что оно находится в месте отхождения семядолей от гипокотиля ). Далее используется число семян в плоде, строение перикарпия и отчасти соцветия . В итоге получаются такие, например, характеристики "классов":

1.Деревянистые. Сердце у верхушки семени. Семена чаще одиночные ( Quercus , Tilia , Laurus , Pranus и др.).

3.Травянистые. С единичными семенами. Семя в плоде одно ( Valeriana , Urtica , Gramineae и др.).

4.Травянистые. С одиночными сочными плодами. Многочисленные семена в плоде с мясистым вместилищем - перикарпием ( Cucurbitaceae , Solanaceae , Asparagus , Arum и др.).

6. Семена парные (конечно, не семена, а мерикарпии ), под каждым цветком соединены вместе, так что перед созреванием выглядят как целое. Сердце в верхней части, направленной к цветку (в нижней завязи анатропные висячие семязачатки ). Цветки в зонтиках ( Umbelliferae ).

10. Семена четверные, 4 голых семени расположены вместе (плод, распадающийся на 4 односемянные части) ( Boraginaceae , Labiatae ).

13. Семена многочисленные; цветок общий (цветок с апокарпным гинецеем ). Сердце внутри общего неразделенного цветка, помещается ниже плодов ( Ranunculus , Alisma и др.).

Приведенные примеры показывают, что большинство групп Чезальпино совершенно искусственно, но в некоторых случаях он интуитивно нащупывает действительно существенные особенности строения и довольно удачно очерчивает объем, например зонтичных или бурачниковых вместе с губоцветными. Но, как правило, взято слишком мало признаков без оценки их относительной значимости, и система оказалась классификацией не столько растений, сколько признаков и их вариаций.

Те же особенности свойственны и более поздним системам, созданным в XVII в. Так, английский ботаник Р.Морисон (1680), призывавший классифицировать растения "по виду", т.е. по совокупности признаков, не смог выполнить эту задачу и остался на уровне своего дня. Например, из 18 классов его системы 4-й - Herbaceae Scandentes - Травянистые лазящие - объединил совершенно разнородные группы вроде Cucurbitaceae , Convolvulaceae и многие другие. В 7-й класс - Herbaceae Tricapsulares - включены самые разнообразные растения с плодом - трехгнездной коробочкой, а в 14-й - Herbaceae Galeatae - все растения с двугубыми цветками. Вместе с тем Морисон сумел выделить и некоторые довольно естественные группы - Siliquosae (стручковые) , Leguminosae (бобовые) и особенно Umbelliferae (зонтичные) . Свое имя он прославил превосходной работой по зонтичным - это была первая, как мы бы сказали сейчас, монография отдельного таксона растений.

П.Герман (1687) использовал в своей системе признак "голосемянности" и "покрытосемянности", но отнюдь не в современном их значении. "Голосеменными" он называл растения, у которых сухие плоды или их части имитируют семена, а "покрытосеменными" - такие, у которых более-менее многочисленные семена скрыты в отчетливых общих вместилищах - коробочках, бобах, стручках, яблоках, ягодах и т.д. Поэтому среди 25 классов системы у него фигурируют, например:

2.Травы голосеменные. Compositae (т.е. сложноцветные с плодом - семянкой).

3.Травы голосеменные двусеменные. Stellatae (т.е. мареновые, плод у которых распадается на 2 односеменных мерикарпия, а листья "звездчатые" - мутовчатые ).

4.Травы голосеменные двусеменные. Umbellatae (т.е. растения с таким же плодом, но соцветием в форме зонтика - зонтичные).

14.Травы покрытосеменные с плодом стручком.

17.Травы покрытосеменные с мясистыми плодами ягодами и т.д.

Очень механистична система "короллиста" А.К.Ривинуса (1690), основанная на признаках симметрии цветка и числа лепестков. Схема ее такова:

1.Цветки правильные однолепестные. (В современном понимании - спайнолепестные, у которых венчик опадает как один лепесток).

2.Цветки правильные, двулепестные и т.д.

7.Цветки правильные, многолепестные.

8.Цветки сложные из цветочков правильных.

9.Цветки сложные из цветочков правильных и неправильных.

10.Цветки сложные из цветочков неправильных.

(Здесь имеются в виду, конечно, соцветия типа корзинок сложноцветных).

11.Цветки неправильные однолепестные и т.д.

17.Цветки неправильные многолепестные.

В 18-м классе, как и в других системах, смешаны тайнобрачные и растения с цветками "неполными, несовершенными".

Эта же линия получила развития у французского ботаника Турнефора (1656-1708). Ему принадлежит несколько выдающихся заслуг: установление четкой системы соподчиненности таксономических категорий и глубокая проработка понятия о роде; описание более 1000 новых видов и составление четких диагнозов примерно 700 родов, снабженных точными аналитическими рисунками; создание удобной, хотя и совершенно искусственной, системы, которая получила в свое время широкое распространение. Турнефор сохраняет деление на деревянистые (деревья и кустарники) и травянистые (травы и полукустарники) растения и выделяет 22 класса по строению венчика и отчасти плода. И среди деревянистых, и среди травянистых фигурируют однолепестные (спайнолепестные) и многолепестные, с цветками правильными и неправильными; "сложными" цветками названы соцветия типа корзинок сложноцветных.

Сильное влияние на развитие систематики оказали труды выдающегося английского естествоиспытателя Дж.Рея (1627-1705), одного из основоположников учения о виде. Система Рея, с одной стороны, продолжает традиции его предшественников, а с другой - представляет собой большой шаг вперед, в сторону принципов естественной классификации. Рей ориентируется на общее внешнее сходство растений, которое определяется, конечно, совокупностью признаков, но для выделения и характеристики классов использует лишь какие-то отдельные особенности, которые кажутся ему более существенными для той или иной группы. Поэтому у него, в отличие, например, от Ривинуса, не прослеживается по всей системе один и тот же признак, а каждый класс характеризуется своими специфическими признаками - строением то соцветия, то плода, то венчика и т.д.

Упорно следуя Теофрасту и Чезальпино, Рей делит растения на деревья и травы, но характеристики этих групп необычны: Plantae gemmiferae (растения, несущие почки) и Plantae gemmis carentes (растения, лишенные почек или обходящиеся без почек). Очевидно, Рей прекрасно знал, что у многолетних трав тоже есть зимующие почки. Скорее всего он имеет в виду почки, прикрытые, как правило, плотными почечными чешуями, расположенные на одревесневших побегах и возвышающиеся над снеговым покровом. И деревья, и травы (точнее, "травы совершенные", т.е. цветковые растения) разделены на двусемядольные и односемядольные: Рею, по-видимому, впервые удалось убедительно показать различия между этими группами. Из 33 классов системы многие, конечно, чисто искусственны, но некоторые оказались довольно естественными: например, Umbellatae (зонтичные), Asperifoliae (жестколистные, т.е. бурачниковые), Verticillatae (мутовчатые, т.е. губоцветные) и др.

Ссылки:

medbiol.ru

РАСТЕНИЯ В СИСТЕМЕ ОРГАНИЗМОВ

СИСТЕМАТИКА И ЕЕ ЗАДАЧИ

        Классификацией организмов и выяснением их эволюционных взаимоотношений занимается особая ветвь биологии, называемая систематикой. Некоторые биологи называют систематику наукой о многообразии (многообразии организмов). В самом деле, если бы органический мир был представлен совершенно одинаковыми существами, то не было бы предмета для систематики, ибо не было бы разнообразия. В действительности мир живых существ удивительно разнообразен и, по самым скромным подсчетам, насчитывает более 1 млн. видов животных (по мнению некоторых зоологов, даже значительно больше 2 млн.) и, по-видимому, не менее 350 тыс. видов растений (некоторые ботаники доводят эту цифру до полмиллиона). Изучить все это многообразие организмов призвана систематика, занимающая в силу этого совершенно особое положение в системе биологических наук. Ее основной задачей продолжает оставаться классификация этого многообразия, т. е. создание определенной упорядоченной его системы. Еще Линней писал: «Ариадниной нитью ботаники является система. Без нее — хаос».

        Первоначально перед систематикой стояла лишь задача создания удобной для обозрения и пользования классификации, которая носила совершенно искусственный характер. Искусственность классификации выражалась в том, что она основывалась на небольшом количестве произвольно взятых признаков. В результате этого растения и животные подразделялись на группы, в которых оказывались вместе совершенно не родственные между собой организмы. Наивысшего своего развития искусственная систематика достигла в XVIII в., когда была разработана весьма удобная в практическом отношении система (система Линнея). Система эта давала возможность быстро определить названия растений и легко найти в ней место для новых видов и родов.

        С развитием морфологии растений искусственная систематика растений уступила свое место «естественной», основанной на совокупности признаков. Первая «естественная система» была создана в 1789 г. Однако «естественная систематика» не была еще естественной в современном смысле, так как она не была еще эволюционной. Авторы естественных систем продолжали верить в постоянство видов. В естественных системах растения объединялись на основании «сродства», или «родства», под которым понималось, однако, не родство по происхождению, а лишь внешнее и часто поверхностное сходство. В естественных системах соединяются такие растения, которые обнаруживают наибольшее внешнее сходство между собой. В результате естественная систематика часто объединяла аналогичные эволюционные стадии или сходные верхушки разных филогенетических ветвей, т. е. она строила свои рубежи поперек течения эволюции. Тем не менее многие построения естественной систематики предвосхитили выводы эволюционной систематики.

        После торжества эволюционной идеи в биологии естественная систематика стала постепенно уступать свое место эволюционной, или филогенетической, систематике. Начался новый этап в ее развитии. Употреблявшийся и ранее термин «родство» получил новое значение, и перед систематикой возникли новые цели. Основной задачей систематики является теперь построение такой системы классификации, которая отражала бы родственные, т. е. эволюцион-* ные, взаимоотношения между организмами.

        Современная систематика развивается в тесной связи с другими биологическими науками и широко пользуется как их фактическим Материалом и идеями, так и методами исследования, в том числе экспериментальными.

ТАКСОНОМИЧЕСКИЕ КАТЕГОРИИ

        Систематика выработала свою систему понятий и символов, свой язык, служащий для классификации организмов. Любая система классификации является неизбежно системой иерархически соподчиненных единиц. Такая система взаимоподчиненных групп является единственным логически возможным средством расположения организмов в определенной упорядоченной системе. Поэтому каждая система классификации независимо от того, является она искусственной, естественной или эволюционной, подразделяется на определенные, соподчиненные друг другу систематические категории, или единицы. Таковы вид, род, семейство, порядок и т. д. Для обозначения систематических единиц любого ранга на Международном ботаническом конгрессе в 1950 г. был принят термин «таксон» (ед. ч. taxon, мн. ч. taxa).

        Все растительное царство, представляющее собой таксон высшей категории, охватывается системой таксонов, расположенных в порядке иерархии. Благодаря этому систематические категории выполняют свою функцию сведения существующего в природе многообразия форм в стройную систему. Но они могут выполнить эту функцию лишь при условии, чтобы классификация была достаточно удобной. Это требование удобства, бывшее руководящим принципом при построении искусственных систем классификации, отнюдь не утратило своего значения и в построениях эволюционной систематики. Но в то время как искусственная систематика преследовала исключительно практические цели, пытаясь создать порядок из беспорядка, задача эволюционной систематики гораздо сложнее: она должна стремиться к созданию такой системы' классификации, которая отражала бы отношения, объективно существующие в природе, но таким образом, чтобы классификация была достаточно практичной. Для этого она должна пользоваться некоторым оптимальным числом соподчиненных систематических категорий, которое не должно быть ни слишком большим, ни слишком малым. Это количество систематических категорий бо лее или менее определилось, и большинство их общепринято.

        Как гласит статья 2 Международного кодекса ботанической номенклатуры, «каждое растение рассматривается как принадлежащее к ряду таксонов последовательно соподчиненных рангов, среди которых основным является ранг вида (species)*. Вид представляет собой важнейшую таксономическую категорию не только для систематики, но и для всей биологии вообще. Каждое растение, с которым имеет дело исследователь, должно быть определено с точностью до вида, а во многих случаях даже точнее. Не меньшая точность требуется при хозяйственном или медицинском использовании растений, например в лесном хозяйстве и при сборе лекарственных растений. К сожалению, вид, как, впрочем, и все другие таксономические категории, с трудом поддается сколько-нибудь точному логическому определению. Очень трудно, в частности, дать такое определение вида, которое одинаково хорошо подходило как к растениям, размножающимся половым путем, так и к растениям, размножающимся бесполым путем. В одном случае вид представляет собой систему популяций, а в другом случае он есть система клонов. Но в обоих случаях вид характеризуется некоторой целостностью и определенной биологической обособленностью от других видов. Целостность видов выражается в том, что входящие в их состав клоны или популяции связаны между собой переходами. Как бы ни была велика внутривидовая изменчивость и как бы резко не различались крайние формы, при наличии достаточного материала всегда можно расположить представителей вида таким образом, что они составят непрерывный ряд форм. Обособленность же вида заключена в том, что даже группа близких видов представляет собой прерывистый, дискретный комплекс, где, как правило, нет переходных форм.

        Виды различаются также условиями их существования, а в случае видов, размножающихся половым путем, также барьерами изоляции, препятствующими скрещиванию. Поэтому если внутри такого вида скрещивания происходят обычно свободно, то между видами они обычно затруднены или полностью отсутствуют.

        Каждый вид относится к какому-нибудь роду (ед. ч. genus, мн. ч. genera). Род представляет собой собирательную таксономическую категорию, состоящую из видов, тесно связанных между собой родственными отношениями. Хотя род представляет собой дискретный комплекс видов, эта дискретность не столь велика, чтобы затемнить родовую общность. В то же время роды отделены друг от друга явно выраженным разрывом. Если бы степень различий между видами была совершенно одинакова, т. е. если бы можно было изобразить виды в виде точек, находящихся на одинаковых расстояниях друг от друга, то систематик не имел бы возможности объединить их в различные роды. В действительности эти точки образуют определенные сгущения, внутри которых филогенетические связи теснее, чем связи между разными сгущениями. Такие сгущения и будут соответствовать таксономическому понятию рода. Другими словами, род, как и вид, соответствует отношениям, реально существующим в природе. Считается, что разрывы между родами должны быть обратно пропорциональны их размерам. Род может состоять иэ многих видов (политипные роды), нескольких видов (олиготипные роды) или только из одного вида (монотипные роды). Род может делиться, в свою очередь, на подроды, а последние могут состоять из секций.

        Категория рода отличается от всех прочих категорий более высокого ранга тем, что его название входит в названия всех относящихся к нему видов. Название вида представляет собой бинарную, или, точнее, биноминальную, комбинацию, состоящую из двух слов (биномен) — названия рода в сопровождении видового эпитета. Если название рода употребляется без видового эпитета, то это обычно означает, что имеется в виду род в целом, примеры: Rosa (роза или шиповник), Salix (ива), Triticum (пшеница). Если речь идет о данном конкретном виде, то после названия рода ставится видовой эпитет, примеры: Rosa canina (роза собачья), Salix саргеа (ива козья), Triticum aestivum (пшеница мягкая). Эти два слова— родовое название и видовой эпитет—несут различные и в то же время взаимно дополняющие функции: в то время как родовое название указывает на существование группы родственных видов, видовой эпитет указывает на самостоятельность и особенность (специфичность) данного вида.

        Подобно тому как родственные виды объединяются в роды, родственные роды объединяются в семейства (ед. ч. familia, мн. ч. familiae).

        Семейство определяют как систематическую категорию, включающую один род или группу родов, имеющих общее происхождение и отделенных от других семейств ясно выраженным разрывом. Предполагается, что величина разрыва должна быть обратно пропорциональна величине семейства. Категория семейства является наименьшей среди высших таксономических категорий, но в то же время и наиболее употребительной, а в практическом отношении наиболее важной из них. Название семейства образуется путем присоединения суффикса -асеае к основе названия одного из входящих в него родов, например: Lycopodiaceae (плауновые) от Lycopodium, Ranunculaceae (лютиковые) от Ranunculus, Salicaceae (ивовые) от Salix.

        Высшими таксономическими категориями являются порядок, класс, отдел и царство. Разрывы между высшими категориями, подобно разрывам между родами и семействами, должны быть обратно пропорциональны размерам групп. Но так как степени разрыва между высшими категориями определить еще труднее, чем между низшими, то, чем выше таксономическая категория, тем, вообще говоря, менее объективный характер носит ее установление. Относительно наиболее объективный характер носит установление видов.

        Порядок (ед. ч. ordo, мн. ч. ordines) является одной из важнейших таксономических категорий в иерархическом ряду рангов. Благодаря порядкам можно сгруппировать семейства в определенной, упорядоченной системе. Порядки объединяют одно или несколько филогенетически тесно связанных семейств, что делает всю систему более обозримой и легче запоминаемой. Благодаря наблюдающейся в настоящее время тенденции к дроблению семейств на более мелкие таксономическое значение категории порядка возрастает. Резко возросло число семейств моховидных, папоротников, хвойных и, особенно, цветковых растений. В.сущности, многие современные порядки соответствуют по объему семействам прошлого столетия. Без категории порядка многочисленные семейства, особенно у цветковых растений, были бы практически чрезвычайно трудно обозримы. Название порядка происходит от названия одного из его семейств и несет окончание -ales. Для цветковых растений, число порядков которых также в последнее время сильно возросло, иногда употребляется еще категория надпорядка, объединяющая группу родственных порядков. Многие из этих надпорядков соответствуют порядкам старых авторов.

        Следующей категорией в нашей таксономической иерархии является класс (ед. ч. classis, мн. ч. classes). Классы различаются между собой значительно более резко, чем порядки. Число классов поэтому небольшое. На'звания классов лучше всего производить от родового названия, желательно от такого, от которого производится название одного из порядков. Для высших растений наиболее принятым окончанием для названий классов является -opsida, для водорослей (включая цианеи) -phyceae, а для грибов -mycetes. Крупные и достаточно дифференцированные классы могут подразделяться на подклассы.

        Классы объединяются в отделы (divisionis), которые различаются между собой наиболее фундаментальными особенностями, касающимися основных особенностей их организации и развития. Отделы соответствуют главным ветвям филогенетического древа растительного мира. Число отделов невелико. В то время как число видов растений исчисляется сотня ми тысяч, число родов — десятками тысяч, число семейств — сотнями, число классов — десятками, число отделов гораздо меньше. Названия отделов водорослей и высших растений оканчиваются на -phyta, а грибов — на -mycota. Отделами являются, например, Chlorophyta (зеленые водоросли), Phaeophyta (бурые водоросли), Bryophyta (моховидные), Lycopodiophyta (плауновидные) и пр. Низшие растения объединяются в подцарство Thallobionta, а высшие — в подцарство Embryobionta (иногда их называют Cormobionta или Telomobionta). Высшей таксономической категорией является царство. Растительное царство было названо Линнеем Vegetabilia (иногда его называют Plantae). (Чаще низшие растения называют Thallophyta, а высшие — Cormophyta, но совпадение окончаний в названиях отделов и подцарств нежелательно.)

ЗНАЧЕНИЕ СИСТЕМАТИКИ

        Еще сравнительно недавно среди многих, если не большей части, биологов было распространено мнение о систематике как о «старомодной», отсталой науке, которая нужна главным образом для чисто служебной, а потому второстепенной функции определения и хранения музейных коллекций. Исторически это мнение о систематике восходит еще к прошлому веку, когда систематика не достигла достаточно высокого развития, а эволюционные идеи только начинали проникать в нее. Но современную систематику уже больше нельзя рассматривать как чисто описательную науку, занятую простой каталогизацией фактов. В настоящее время систематика развивается в тесной связи с другими биологическими науками, особенно с эволюционной морфологией (включая эмбриологию и гистологию), цитологией, генетикой, биохимией, экологией и биогеографией, все шире пользуется количественными методами обработки материала и автоматизированными системами хранения и поиска информации. Более того, она суммирует и синтезирует многие результаты других биологических дисциплин и, таким образом, объединяет огромное разнообразие знаний. Этот синтез достигается в эволюционной системе организмов па всех таксономических уровнях, начиная от видового уровня и кончая уровнем царств. Поэтому систематика есть одновременно и фундамент и венец биологии, ее начало и конец.

        Без систематики мы никогда не поймем жизни в ее изумительном разнообразии, возникшем в результате долгой эволюции. В связи с этим уместно повторить слова известного зоолога Э. Майра, который говорит, что «систематика есть одна из самых важных и необходимых, одна из самых активных и волнующих и одна из самых благодарных ветвей биологической науки. Я не знаю ни одного другого предмета, который учил бы нас большему о мире, в котором мы живем».

        Значение систематики как фундаментальной и одновременно синтетической науки начинает сознаваться все более широкими кругами биологов и даже представителями других наук, особенно связанных с изучением экосистем. В наши дни трудно представить серьезное исследование экосистем без солидной систематической базы. Эта тесная связь экологических и систематических исследований все чаще подчеркивается в современной экологической литературе. Особенно важна для экологии внутривидовая систематика. Не менее важно значение систематики для теории эволюции, биогеографии, палеонтологии, само существование которых немыслимо без систематики, а также для генетики, сравнительной и эволюционной биохимии, физиологии, анатомии и морфологии. Из недр систематики выросла популяционная генетика, и не случайно ее создатель С. С. Четвериков был первоначально систематиком—специалистом по чешуекрылым. С другой стороны, представители молекулярной биологии все глубже проникаются идеей необходимости знания филогении организмов для понимания эволюции макромолекул. Становится все более очевидным, что значение систематики выходит далеко за рамки ее чисто служебной функции — точного определения биологических объектов, подлежащих изучению или практическому использованию.

        В связи с усовершенствованием методов систематики за последнее время еще более возросло чисто прикладное ее значение в сельском и лесном хозяйстве, в защите растений, в ветеринарии и медицине, в разработке научных основ разумного использования природных ресурсов и особенно в охране наиболее интересных и ценных, редких и исчезающих видов организмов. Нельзя не упомянуть также культурное значение систематики, глубокое интеллектуальное и эстетическое наслаждение, которое она способна доставить не только профессионалу, но и многочисленным любителям живой природы.

МЕТОДЫ СИСТЕМАТИКИ

        Систематик имеет дело прежде всего со структурами, т. е. с морфологией в широком смысле этого слова (включая изучение ультраструктур). Поэтому для нее первостепенное значение имеют орудия и методы сравнительного изучения формы и внутреннего строения (анатомии) как ныне живущих, так и вымерших растений. Широко известно, какое значение для систематики имеет микроскопическая техника, применение которой позволяет использовать данные о строении тончайших деталей внешней и внутренней морфологии организмов. В последние десятилетия особое значение для систематики приобрели данные сравнительной цитологии, причем строение не только хромосом, но и других клеточных структур. Данные сравнительной цитологии используются на всех таксономических уровнях и для решения самых разных систематических задач. Особенно большое значение они приобретают для построения общей системы организмов. Наблюдается определенная тенденция к расширению и углублению этих исследований, особенно в связи с расцветом электронной микроскопии. Применение электронного микроскопа позволяет еще более широко использовать для систематики данные морфологии спор и пыльцевых зерен, чем это было возможно раньше, когда исследователи пользовались только световым микроскопом.

        Благодаря развитию электронной микроскопии возникла возможность изучения таких субмикроскопических структур (ультраструктур), о которых нельзя было мечтать в эпоху светового микроскопа. Нет сомнений, что уже в ближайшие годы электронный микроскоп станет одним из основных инструментов, используемых систематиком.

        В систематику все шире внедряются генетические и экологические методы, и для решения многих вопросов систематику все чаще приходится экспериментировать — выращивать близкие виды в сходных условиях среды, скрещивать их между собой и пр.

        Исключительно большое значение приобретает применение методов сравнительной биохимии растений. Для систематики имеет определенное значение изучение таких вторичных продуктов обмена веществ, как алкалоиды, флавопоиды, гликозиды, терпепоиды и пр. Но гораздо важнее для систематики сравнительное изучение первичной структуры белков, т. е. изучение порядка чередования аминокислот в белковой молекуле. Сравнительное изучение аминокислотной последовательности в белковых молекулах открывает широкие возможности перед систематикой. Очень перспективным направлением является также сравнительное изучение первичной структуры самого генетического материала, т. е. нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Изучение нуклеиновых кислот служит одним из наиболее прямых и объективных методов установления степени родства между систематическими группами. Для этого используется как определение нуклеотидного состава (нуклеотидной последовательности) ДНК, так и еще более перспективный метод искусственной «гибридизации ДНК» in vitro, выделенных из разных организмов.

        Как для построения классификации растений, так и для более удобного и быстрого пользования уже разработанной классификации постоянно прибегают к музейным коллекциям, каталогам, индексам, перфокартам и пр. Однако с быстрым ростом объема информации возникает острая необходимость в автоматизации. Поэтому для целей систематики постепенно создаются современные информационные системы. В наше время — время бурного развития молекулярной биологии и комплексного изучения экосистем — особенно остро стоит проблема разработки и внедрения автоматизированной информационной системы с использованием новейших методов обработки данных. Как известно, подготовка любой систематической монографии, определителя или «флоры», кроме интеллектуальной, творческой работы, включает большой объем часто весьма утомительной, технической работы, которая занимает не менее двух третей всего времени. Автоматизация этой рутинной процедуры освобождает время для подлинно творческой работы.

ЧЕТЫРЕ ЦАРСТВА ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА

        Филогенетическая систематика разрабатывается на всех таксономических уровнях, от видового и подвидового до уровня высших таксономических единиц — классов, отделов (типов) и царств. В этой заключительной части главы мы остановимся на макросистеме живых существ, т. е. на самых высших их таксономических единицах — царствах и подцарствах. Вопрос этот чрезвычайно важен для всей биологии в целом и особенно для ботаники в связи с вопросом о систематическом положении бактерий, сине-зеленых водорослей и грибов.

        Со времен Аристотеля биологи делят весь органический мир на растения и животных, получивших в системе Линнея латинские названия Vegetabilia и Animalia. Это традиционное деление сохранилось до наших дней и вошло почти во все учебные пособия по биологии. Между тем уже давно чувствовались недостатки такого деления, которые полностью обнаружились лишь в последние десятилетия.

        Бактерии и сине-зеленые водоросли (цианеи) — две филогенетически родственные группы — резко отличаются от всех остальных живых существ (в том числе от грибов) отсутствием истинного ядра и тем, что ДНК лежит в их клетке свободно, погруженная в так называемую нуклеоплазму, которая не отделена от цитоплазмы ядерной мембраной. У них нет также митохондрий и сложных жгутиков. Жгутики у них (когда они имеются) устроены проще и имеют принципиально иное строение, чем у остальных организмов; их клеточная стенка состоит из гетерополимерного вещества муреина, которое не было обнаружено ни у одной другой группы организмов. Эти организмы называют прокариотами (Ргосагуоta — доядерные). У всех остальных организмов, как одноклеточных, так и многоклеточных, имеется настоящее ядро, окруженное ядерной мембраной и тем самым резко отграниченное от цитоплазмы. Такие организмы называют эукариотами (Eucaryota — ядерные). Кроме ясно дифференцированного ядра и цитоплазмы, у них имеются также митохондрии, а у многих также пластиды и сложные жгутики. Постепенно стало выясняться, что различия между прокариотами и эукариотами гораздо более глубокие и фундаментальные, чем, например, различия между высшими животными и высшими растениями (те и другие—эукариоты).

        Таким образом, в системе организмов прокариоты образуют глубоко своеобразную и резко обособленную группу, которой часто придают ранг царства или даже надцарства. Это деление органического мира на прокариотов и эукариотов мало у кого вызывает возра жения, и разногласия в этом вопросе могут касаться лишь таксономического ранга этих двух групп, что уже менее существенно. Гораздо сложнее обстоит дело с таксономическим подразделением эукариотов.

        Эукариотов чаще всего делят на два царства — животных и растений. С царством животных дело обстоит сравнительно просто, если не считать вопроса о положении отдельных групп жгутиконосцев, в том числе эвгленовых, которых некоторые зоологи продолжают по традиции относить к простейшим животным. Гораздо сложнее обстоит дело с царством растений. Мы уже видели, что из царства растений должны быть исключены все прокариоты, в том числе цианеи (сине-зеленые водоросли), что теперь редко у кого вызывает возражения. Более спорно положение грибов в системе организмов. Хотя в учебниках ботаники грибы все еще относятся по традиции к растениям, еще в первой половине прошлого столетия известный миколог Е. Фриз (микология — наука о грибах) предложил выделить их в отдельное самостоятельное царство грибов, что впоследствии было принято целым рядом крупных ботаников и специалистов-микологов. В настоящее время большинство микологов считает, что происхождение грибов от какой бы то ни было группы растений чрезвычайно мало вероятно. Гораздо более вероятным признается происхождение грибов от исконно гетеротрофных, амебоидных двужгутиковых простейших, о чем писал еще в 1884 г. профессор Петербургского университета X. Гоби. Близость грибов к животным подтверждается современной биохимией: они обнаруживают сходство по многим чертам азотного обмена, первичной структуре цитохромов (железосодержащих протеидов, попеременно окисляющихся и восстанавливающихся в процессе клеточного дыхания) и транспортных РНК.

        Таким образом, мы приходим к выводу, что органический мир состоит из четырех царств, что теперь признается уже многими. Некоторыми современными авторами выделяется еще пятое царство, которое они вслед за Э. Геккелем называют протистами (Protista). Сюда они включают низшие эукариотные организмы — простейшие животные, водоросли и примитивные низшие грибы. Но выделение царства протистов вызывает справедливые возражения многих биологов, поскольку это лишь затрудняет классификацию и создает новые проблемы.

        Различия между надцарствами прокариотных и эукариотных организмов и их подразделениями (царствами и подцарствами) показаны на следующей синоптической (обзорной) таблице.

СИНОПТИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА ВЫСШИХ ТАКСОНОВ

        А. Надцарство Доядерные организмы (Ргоcaryota).

        Настоящее ядро с ядерной мембраной отсутствует, и генетический материал сосредоточен в так называемом нуклеоиде. ДНК образует одну-единственную нить, замкнутую в кольцо (эта нить, называемая генофором, не является еще настоящей хромосомой, которая устроена гораздо сложнее). Типичного полового процесса нет, но обмен генетическим материалом иногда осуществляется во время других процессов, называемых парасексуальными. Центриоли и митотическое веретено отсутствуют, и деление клетки амитотическое. Лишены пластид и митохондрий. Опорным каркасом клеточной стенки служит глюкопептид муреин. Жгутиков нет, или они относительно простые. Многие представители могут фиксировать молекулярный азот. Облигатные и факультативные анаэробы и аэробы. Питание путем всасывания питательных веществ через клеточную стенку, т. е. абсорбтивное (сапротрофное или паразитное) или же автотрофное. Пищевые вакуоли отсутствуют, но нередко имеются газовые вакуоли.

            Царство Дробянки (Mychota).Сюда входит одно царство — Дробянки (Mychota). Название Mychota происходит от слова «михи», обозначающего однородные комочки хроматина, неспособного к митозу. Многие авторы употребляют малоудачное название Моnеrа, предложенное еще Э. Геккелем для якобы безъядерного «рода» Protamoeba, который оказался всего лишь безъядерным фрагментом обыкновенной амебы.

                 Подцарство Бактерии (Bacteriobionta). Питание гетеротрофное или автотрофное. Хлорофилл, когда он присутствует, представлен бактериохлорофиллами. Фикоциапин и фикоэритрин отсутствуют. При фотосинтезе не происходит выделения молекулярного кислорода. Часто имеются простые жгутики. Сюда входят бактерии (включая актиномицеты, риккетсии и хламидии), микоплазмы и, возможно, вирусы.

                 Подцарство Цианеи, или Сине-зеленые водоросли (Cyanobionta). Питание автотрофное (фотосинтетическое). Хлорофилл представлен хлорофиллом а. В качестве дополнительных фотосинтезирующих пигментов присутствуют фикоцианин и фикоэритрин, принадлежащие к группе так называемых билипротеинов. При фотосинтезе происходит выделение молекулярного кислорода. Жгутики отсутствуют. Сюда входят цианеи (сине-зеленые водоросли).

        Б. Надцарство Ядерные организмы (Eucaryota).

        Организмы с настоящим ядром, окруженным ядерной мембраной. Генетический материал ядра заключен в хромосомах — очень сложных образованиях, состоящих из нитей ДНК и белков. Есть типичный половой процесс (с чередующимся слияйием ядер и редукционным делением), иногда апомиксис (размножение без оплодотворения, но при наличии половых органов, как, например, партеногенез). Имеются центриоли и митотическое веретено, деление клетки митотическое. Имеются пластиды, митохондрии и хорошо развитая эндоплазматическая мембранная система. Жгутики или реснички, когда они имеются, сложного строения, состоящие из 9 парных (или тройных) трубчатых фибрилл, расположенных по периферии чехла, и 2 одиночных центральных, также трубчатых, фибрилл. Не могут фиксировать атмосферный азот. Аэробы или редко вторичные анаэробы. Питание абсорбтивное (путем всасывания через клеточную стенку), автотрофное или так называемое голозойное, когда пища заглатывается и переваривается внутри организма. Имеются пищевые вакуоли. Сюда входят три царства — животные (Animalia), грибы (Mycetalia) и растения (Vegetabilia).

        В отличие от растений животные и грибы представляют собой гетеротрофные, притом первично гетеротрофные организмы. (Среди растений также встречаются гетеротрофные формы, но во всех случаях гетеротрофность у них вторичная.) Снаружи от плазматической мембраны их клеток нет дополнительной плотной клеточной стенки или она состоит из хитина, редко из целлюлозы. Запасные углеводы обычно в форме гликогена (животного крахмала).

            1. Царство Животные (Animalia). Плотная клеточная стенка обычно отсутствует. Питание преимущественно голозойное, с проглатыванием пищи внутрь животного, но у некоторых представителей оно абсорбтивное. Размножение и расселение без помощи спор (за исключением некоторых простейших из класса Sporozoa). Активно подвижные организмы, иногда прикрепленные (вторичные формы).

            2. Царство Грибы (Mycetalia, Fungi, или Mycota). Плотная клеточная стенка ясно выраженпая (обычно содержит хитин, редко целлюлозная), реже в виде мембраны. Питание обычно абсорбтивное, редко голозойное. Размножение и расселение при помощи спор. Обычно прикрепленные организмы с неограниченным ростом.

                 Подцарство Низшие грибы (Myxobionta). Вегетативная фаза состоит из плазмодия (многоядерной голой подвижной протоплазматической массы, лишенной клеточных стенок) или. псевдоплазмодия (агрегата голых одноядерных амебоидных клеток, сохраняющих свою индивидуальность). Способны как к голозойному, так и абсорбтивному питанию. Жгутиконосные клетки, когда они имеются, обычно несут два неодинаковых по длине жгутика. Споры в спорангии (вместилище спор) обычно многочисленные. Включает отдел Слизевые грибы (Myxomycota).

                 Подцарство Высшие грибы (Mycobionta). Плазмодий или псевдоплаэмодий отсутствует. Вегетативная фаза состоит из нитей (гиф) или клеток с ясно выраженной клеточной стенкой. Питание только абсорбтивное. Жгутиконосные клетки, когда они имеются, с одним или двумя жгутиками, цричем двужгутиковые формы всегда с одним бичевидным и одним перистым жгутиком. Включает отдел Настоящие грибы (Eumycota).

            3. Царство Растения (Vegetabilia, или Plantae). Автотрофные организмы или иногда вторичные гетеротрофы. Клетки с плотной стенкой, состоящей обычпо из целлюлозы, редко из хитина. Запасные вещества откладываются в форме крахмала.

                 Подцарство Багрянки (Rhodobionta). Растения с хлорофиллом а и иногда также с хлорофиллом d, но без хлорофиллов бис. Жгутики отсутствуют. Центриоли отсутствуют или внутриядерные. Имеются дополнительные фотосинтезирующие пигменты — фикоцианин и фикоэритрин (сходство с цианеями). Основными запасными веществами являются хлоридозид (состоит из одной молекулы галактозы и одной молекулы глицерина) и особый крахмал багрянок.

        Все остальные растения с хлорофиллом а и с или а и b, но без хлорофилла d. Жгутики и центриоли имеются или отсутствуют (результат редукции). Билиновые протеины обычно отсутствуют. Запасные вещества различного типа, но не бывают ни флоридозидом, ни крахмалом багрянок.

slovar.wikireading.ru

Корневая система растений: создаем лучшие условия - Good-Tips.Pro

По данным исследований, в условиях средней зоны за вегетационный период у однолетнего сеянца яблони китайской образуется до 40 тысяч корней, имеющих суммарную длину до 230 метров. Однолетние сеянцы яблони лесной и сибирской, груши дикой, вишни и других видов плодовых растений развивали за это время гораздо меньше корней (по длине и количеству), по сравнению с сеянцами яблони китайской.

Длина всех корней взрослого плодового дерева выражается десятками километров, а суммарное количество — миллионами отдельных корешков. Подавляющая часть корней имеет малую длину. Например, по результатам одного из исследований, у яблони корни длиной от долей миллиметра до 5 мм составляют 65,1%, у груши — 43%; корни длиной от 6 до 10 мм — соответственно 18,7 и 23%.

Остальные корни имеют длину от 1–2 см до 0,5 м, но их гораздо меньше (у яблони 16,2%). Средняя длина корня у однолетних сеянцев плодовых растений довольно постоянна: у яблони — 6–7 мм, у груши — 8–9, у вишни — 8 мм. У плодоносящих деревьев плодовых растений средняя длина корня в 2 раза меньше (у яблони 3,5 мм), чем у однолетних сеянцев.

В процессе жизни растения у его корневой системы происходит циклическая смена (самоизреживание) отдельных корней. Проведенные исследования позволили установить, что у каждого растения с первых дней и до конца жизни происходит неуклонное и последовательное отмирание концов осевых корней, а также коротких боковых корней сначала на главном корне, затем по мере роста на более длинных корнях последующих порядков ветвления (первом, втором и так далее). Далее наблюдается отмирание целых мочек (сеток) корней и замена их новыми, то есть очищение (оголение) верхних, уже более толстых корней от отдельных более мелких корней и мочек.

На однолетних сеянцах за один сезон могут отмирать десятки тысяч, а у взрослых деревьев — миллионы корней. Это свидетельствует о недолговечности всасывающих корней, которые в зависимости от расположения в корневой системе живут от нескольких дней до месяца и редко дольше.

Отмирание корней (корнепад)

Отмирание корней было названо «корнепадом», одним из ведущих исследователей корневой системы плодовых и ягодных растений, в период СССР, Колесниковым В. А. Это название достаточно прижилось и используется и сейчас. Оно несколько созвучно с явлением листопада у плодовых, ягодных и орехоплодных растений.

У разных видов растений отмирание корней может ускоряться или замедляться в разной степени, в зависимости от условий жизни. В результате отмирания и возобновления корневая система растения непрерывно в течение вегетации и всей жизни продвигается во все новые, неиспользованные слои почвы. Она распространяется от ствола круговыми полосами, отмирая в одном месте и появляясь в другом, и обеспечивает нормальные условия роста и плодоношения растений.

Суммарная масса отмерших в течение года корней выражается десятками килограммов и даже тоннами органических остатков в расчете на гектар, являющихся источниками питания микроорганизмов ризосферы.

В процессе корнепада происходит отмирание не только обрастающих (мелких корней), но и скелетных. Отмирание и возобновление корней, или циклическая смена их, у сеянцев и взрослых плодовых, ягодных и орехоплодных растений представляет естественный процесс в жизненном цикле их развития и свойственно всем древесным и травянистым растениям.

Зависимость от происхождения

Рост и формирование корневой системы в почве зависит от происхождения корней (семенные или вегетативные), вида и сорта растения (привой), природных условий и агротехники. Корневые системы семенного происхождения обычно проникают в почву глубже, чем вегетативного происхождения. Различны типы роста корней в стороны и в глубь почвы, а также их расположение по горизонтали почвы и почвогрунта.

Например, в средней полосе ежегодный прирост корней плодовых растений в сторону от ствола по радиусу составлял около 20–36 см, а в глубину — 17–33 см. Различия значительны, и садовод должен учитывать их при выборе и подготовке почвы под сад и при дальнейшем уходе за корнями и почвой.

Агротехническими приемами, например плантажной обработкой и удобрением, на любой почве, в том числе и на распространенной у нас дерново-подзолистой, можно увеличить массу корней, расположенных ниже пахотного горизонта. Тонкие, обрастающие и всасывающие корни в зависимости от природных условий и агротехники могут расти с ранней весны и до поздней осени, даже после листопада, а затем прекращать рост и отмирать.

В общем, постепенно разрастаясь, корневая система сеянца или саженца, а позднее взрослого плодового, ягодного или орехоплодного растения охватывает огромные объемы почвы и почвогрунта длинными и толстыми тяжами корней, на которых размещены сотни тысяч коротких корешков, а на них десятки миллионов коротких волосков.

Корни горизонтального направления у плодовых пород в северной зоне в массе располагаются на глубине примерно до 30–50 см, в средней — до 50–75 см, у большинства ягодных пород в этих же зонах — на глубине 0–60 см, у карликовых деревьев яблони — на глубине 0–50 см, у стланцевых деревьев яблони и груши — на глубине 0–40 см.

В результате наличия плотных, а местами сцементированных прослоек и погребенных горизонтов в почве корневая система может залегать ярусами. Например, в Среднем Поволжье на дерново-подзолистой почве первый ярус корней яблони залегает на глубине 18 см, второй — 101–140 см. Более тонкие корни в значительном количестве могут встречаться во всех зонах садоводства в поверхностном слое почвы с глубины 3–10 см. У яблони в северной зоне корни чаще размещены глубже 10–20 см от поверхности почвы.

Проведенные исследования показали, что у плодовых растений, начиная со второго года и всю последующую жизнь, диаметр корневой системы в 1,5–2 раза больше диаметра (проекции) кроны. Такое соотношение диаметра крон и корневых систем наблюдается у подавляющего большинства плодовых, ягодных и орехоплодных растений во всех зонах садоводства.

Опыты, проведенные в средней полосе, показали, что у 7-летних деревьев яблони корневая система разрастается в стороны по диаметру на 3,5 м, 14-летних — на 5 м, у 20-летних — на 8–9 м. При этом выявился следующий порядок распределения разных видов плодовых растений по диаметру распространения корневой системы — абрикос, яблоня, груша, слива, вишня.

Корни вертикального направления у разных плодовых, ягодных и орехоплодных растений проникают в северной зоне в большинстве случаев до 1–2 м, в средней — до 2–4 м, а в южной — до 5–10 м. Вглубь корни продвигаются главным образом по ходам землероев, особенно дождевых червей, и по трещинам почвы. На глубину проникновения корней сильное влияние оказывают почвенные условия, привой и подвой.

Так, на дерново-подзолистой почве в Московской области корни яблони проникают на глубину до 3–4 м, груши, сливы и вишни — до 2 м. На этой же почве основная масса вертикальных корней Антоновки обыкновенной на китайке залегает на глубине 1 м, на полукарликовом клоновом подвое — 1,3 м, на яблоне лесной и сеянцах Аниса — 2 м, а на сеянцах Антоновки — на глубине 2,5 м. Количество и длина корней вертикального направления может быть значительным, особенно у плодовых деревьев, выращиваемых в южной зоне. В этой зоне корни даже карликовых клоновых подвоев могут достигать глубины 5 м.

Как правило, чем южнее произрастают садовые растения, тем глубже залегают их корневые системы. Однако и на юге корневые системы могут быть расположены поверхностно. Это наблюдается в случаях близкого залегания грунтовых вод или плотных, а иногда галечных прослоек и сцементированных отложений. В таких случаях данные растения оказываются менее урожайными и менее долговечными.

Например, в Крыму деревья яблони сорта Сары Синап в возрасте 35 лет при размещении корней на глубине до 4,6 м давали до 300 кг плодов, а деревья того же сорта и возраста при других почвенных условиях (близкие грунтовые воды) и глубине залегания корней до 1,5 м давали только 100 кг.

Глубина залегания корней растений

Глубина проникновения корней в почву имеет очень большое значение. Специалисты указывают, что деревья яблони в средней зоне, имеющие глубину залегания корней до 3 м и больше, гораздо лучше развивались и плодоносили, чем деревья с глубиной проникновения корней до 1,6 м, и что деревья яблони с поверхностными корнями (мочкой) больше нуждаются в удобрении и болезненно реагируют на всякие недочеты в агротехнике во время вегетации. Кроме того, крупные корни при поверхностном их залегании будут ежегодно повреждаться при обработке почвы, тонкие же корни намного хуже будут обеспечены в верхнем слое почвы влагой, что может привести к их отмиранию при отсутствии регулярных поливов. С более глубоким залеганием корневой системы связан и меньший выпад плодовых деревьев. Так, по наблюдениям в яблоневом саду в средней зоне при паровой обработке почвы, когда у деревьев была глубокая корневая система, общий выпад деревьев за 13 лет после посадки составлял 2,4% против 11,1% у деревьев с менее глубоко залегающей корневой системой при задернении почвы в саду.

Лучшей корневой системой садовых растений следует считать такую, которая залегает равномерно по кругу, более глубоко и широко и имеет возможность извлекать воду и питательные вещества из большого объема почвы и почвогрунта. Все указанные растения в этом случае характеризуются большей засухо- и морозоустойчивостью.

Исследованиями отечественными и зарубежными учеными установлено, что данные растения, особенно плодовые, с мощной корневой системой гораздо дольше живут, более зимостойки, лучше и регулярнее плодоносят. Поэтому очень важно соответствующими агротехническими приемами способствовать глубокому залеганию корневой системы. Вместе с тем садовод всегда перед началом обработки почвы должен проверять глубину залегания корней, чтобы правильно назначить на каждом садовом участке под каждым деревом и кустом глубину обработки, внесения удобрений и тому подобное.

При выращивании в саду плодовых, ягодных и орехоплодных растений наблюдается взаимовлияние их корневых систем. Особенно такое влияние (конкуренция) корней наблюдалась между разными экземплярами растений одного и того же вида. При этом корни растений распространяются в направлении слабого соседнего растения. При наблюдении за корневыми системами разных плодовых растений было отмечено:

1. Корни яблони в одних местах не входят, а в других входят в корни соседней яблони.
2. Корни яблони входят в корневую систему выкорчеванного в прошлом году дерева яблони, но уходят от корневых систем сеянцев яблони только что выкорчеванного питомника.
3. Корни сливы, черешни свободно входят в корневую систему яблони, То же самое наблюдалось в отношении корней яблони, груши и абрикоса, миндаля, то есть между корнями этих пород нет конкуренции ни за пищу, ни за воду и они не испытывают никакого неудобства из-за присутствия корней растений других видов.

Проведенные исследования показали, что главную роль в совместимости корневых систем растений одного вида или разных видов играет аллелопатическое их действие посредством выделения в почву токсических веществ (колинов). Проявление корневыми системами плодовых, ягодных и орехоплодных растений явления аллелопатии следует обязательно учитывать при их выращивании.

Связь между ростом корневой системы и лиственным аппаратом

Научные наблюдения последних лет показали, что существует довольно тесная взаимосвязь между ростом и развитием корневой системы плодово-ягодных растений и ростом и развитие лиственного аппарата и надземной части растения вообще.

Например, выяснилось, что присутствие растущих корешков на корнях саженцев этих растений значительно сказывается на приросте их побегов. При наличии растущих корешков рост побегов после посадки саженцев яблони в сад был намного сильнее — 4 метра на одно растение против 1,5 метров у обычных растений.

Научное исследование суточного прироста корней и плодов у яблони сорта Славянка показало наличие определенной взаимосвязи — при усилении роста корней ослабевал рост плодов, а затем происходило обратное.

Также проводилось изучение соотношения размеров ветвей и корней, в процессе роста плодовых, ягодных и орехоплодных растений. Эти исследования показали, что, например, у молодых растений яблони, груши, сливы и других прирост корней неизменно превышал прирост ветвей, причем весьма значительно. Далее, наоборот, более усиленно происходил рост надземных органов.

Ранее агрономы предполагали наличие автономной связи между отдельными крупными скелетными корнями и отдельными скелетными ветвями. Однако, начиная с конца 50-х годов прошлого века, благодаря использованию для изучения процессов питания растений метода меченых атомов, были получены данные, которые не полностью согласуются с этим общепринятыми когда-то взглядами.

Например, в одном из опытов автономная связь между корнями и ветвями наблюдалась только у корнесобственных яблонь, но у привитых яблонь такой автономной связи не наблюдалось. В другом опыте указывалось, что наряду с локализацией основного количества радиофосфора в одной из скелетных ветвей кроны наблюдалось распространение небольших его количеств и в остальной части кроны.

В настоящее время принято считать, что строгой автономной связи между отдельными основными крупными скелетными корнями и основными скелетными ветвями не существует. Говорят лишь о наличии относительной автономной связи.

Значение листового аппарата

Для роста корней очень большое значение имеет здоровый листовой аппарат. Так, в исследованиях летнее удаление боковых побегов приводило к задержке роста корней яблони.

Корневая система начинает хуже развиваться при нарушении нормальной деятельности листового аппарата, что бывает, например, при неправильной обрезке растений, повреждении листьев вредителями и болезнями, преждевременном листопаде и так далее.

Рост корней у плодовых деревьев с урожаем бывает более слабый, чем у деревьев без урожая. Отличается и сам характер роста корней — у деревьев с урожаем наблюдается медленный рост, быстрое побурение многих боковых разветвлений, более коротких, чем у деревьев без урожая.

Отставание роста корней на деревьях с урожаем обусловлено большим расходом питательных веществ на рост плодов, то есть тем же, чем объясняется слабый прирост побегов в урожайные годы.

Улучшить рост активных корней в урожайные годы и вместе с тем ослабить склонность растений к периодичности плодоношения можно хорошо известными способами — внесением удобрений, поливом, прореживанием цветков и надлежащей обрезкой.

Рост и развитие корневой системы

Были проведены и исследования по развитию корневой системы яблони в зависимости от развития надземной части. Оказалось, что существует определенная взаимосвязь между развитием всасывающей поверхности корня сеянца яблони и развитием листового аппарата. Отношение всасывающей поверхности корня к площадям листового аппарата оставалось почти постоянным в течение всей вегетации до периода листопада и равнялось 1,5–2.

На рост корневой системы очень сильное влияние оказывают внешние условия, а также приемы агротехники, в первую очередь связанные с воздействием на почву (обработка почвы, внесение удобрений, полив, борьба с болезнями и вредителями и так далее). Особенно большое влияние оказывает на развитие корневой системы аэрация почвы, водный, температурный и пищевой режимы почвы.

Аэрация корней растений

Значение аэрации для роста корней было показано во многих исследованиях. Эти исследования показали, что если около дерева или куста почва была разной плотности, то корни развивались в сторону рыхлой почвы.

На плотных почвах наблюдалось и более поверхностное развитие корневой системы. Лучшая аэрация давала эффект в виде большой, разветвленной, корневой системы. В одном из исследований в условиях вегетационного опыта при недостатке кислорода резко ослаблялось развитие и корневой системы, и надземных органов (появление признаков хлороза, усыхание листьев и другое).

Корневые волоски реагировали на аэрацию корневой системы моментально. Минимальным содержанием кислорода в данном опыте для корневых волосков яблони является 7,5 мл в литре воды, а для смородины — 5,8 мл.

Аэрация корней имеет важнейшее значение нормального развития растения и для его нормального питания. При недостатке в почвенном воздухе кислорода происходило нарушение поступления минеральных веществ в сеянцы яблони.

Другой вегетационный опыт показал, что однолетки яблони, посаженные в сосуды, набитые почвой разной степени уплотнения, а также почвой, смешанной с песком, давали разное количество новообразовавшихся корней, которое было значительно больше в рыхлой почве, а также в почве, смешанной с песком, и значительно меньшим в уплотненной почве.

Научные исследования показали, что корни свободно проникают в почву с плотностью ниже 30 кг на 1 см2, гораздо хуже при плотности 30–60 кг на 1 см2 и совсем не растут при плотности выше 60 кг на 1 см2. Совершенно непроницаемыми для корней плодовых деревьев являются твердые прослойки земли с плотностью 300 кг на 1 см2.

Влияние воздуха на корневую систему растений

Огромный интерес представляет исследование влияния, на корневую систему растений, составных частей почвенного воздуха — кислорода, углекислоты и азота:

• Дыхание корней яблони ослаблялось при уменьшении содержания кислорода в почвенном воздухе ниже 8–9%, а также при повышении содержания угольной кислоты выше 5–6%.
• Недостаток кислорода особенно сказывался на состоянии корневых волосков: достаточно было 30-минутного пребывания всасывающего корня в бескислородной среде, чтобы корневые волоски не образовывались.
• Плодовые, ягодные и орехоплодные растения особенно чувствительны к недостатку кислорода в периоды сильного роста активных корней (весной и осенью).
• Больше кислорода требовалось для развития кончиков корней (5–10%) и еще больше для появления новых корней (12%).
• При содержании кислорода менее 10% снижался сухой вес корней, а ниже 15% — ослаблялось поглощение и накопление зольных элементов в растении.
• У большинства растений замена кислорода, в почвенном воздухе, азотом приводит к уменьшению всасывающей способности корней, а в дальнейшем — к их отмиранию.

Таким образом, для корней плодовых, ягодных и орехоплодных растений в почвенном воздухе обязательно необходимо присутствие кислорода, в то же время избыток углекислоты вредит им больше, чем недостаток кислорода.

При нормальном газообмене между почвой и атмосферой почвенный воздух наполняется кислородом и освобождается от избытка угольной кислоты, то есть процесс идет именно так, как это необходимо для лучшего развития корней.

Влияние влажности почвы на рост корней

Большую роль в росте корневой системы играет влажность почвы. Достаточная влажность почвы является особенно важной для активных мочковатых корней, которые развиваются лишь в достаточно увлажненных слоях почвы.

На сухих, малоорошаемых, почвах корни растений развиваются преимущественно в горизонтальном направлении, чем на почвах достаточно увлажненных. Поверхностное залегание корней наблюдается и при дерновой системе содержания почвы, например в яблоневом саду, по сравнению с паром. Очень большое значение для роста корневой системы имеет полив.

Так, в одном из опытов без орошения длина скелетных корней шестилетнего дерева яблони составляла 1558 м, то при орошении она равнялась 3219 м. Под влиянием орошения увеличилась также глубина залегания и распространения корней в горизонтальном направлении.

Другой опыт, с корневой системой яблони, показал, что она намного лучше развивалась, когда поливы делались при более высокой влажности, то есть когда поливами поддерживалась в течение всего вегетационного периода большая влажность почвы.

Отрицательное влияние оказывает на рост корней и избыток влаги, в связи с ухудшением условий аэрации. Этим, кстати, объясняется угнетающее влияние на корневую систему неглубокого залегания грунтовых вод.

Ослабление роста корней начинается задолго до начала увядания растений. Одно из исследований показало, что рост корней и надземных частей начал замедляться при постепенном нарастании засушливых условий за 7–11 суток до начала увядания листьев.

Поглощающие корни чувствительнее к недостатку влаги, чем проводящие — при длительной засухе они прекращали рост за 1–3 суток до начала увядания листьев. Прекращение роста этих корней сопровождается быстрой их субернизацией, и вслед за этим или одновременно начинается увядание листьев.

Отрицательно реагируют поглощающие корни и на воздушную засуху. В этом же исследовании рост их прекращался даже при кратковременном снижении влажности воздуха с 90–80 до 60–50%. Однако, хотя рост активных корней при недостатке влаги и прекращается, они могут до 3–4 месяцев оставаться живыми, не теряя способности частичного всасывания, и при благоприятных условиях восстанавливают свою активность.

Интересные данные были получены в исследовании о возможности передвижении влаги в самом растении в те участки корневой системы, которые испытывают недостаток в ней. Обнаружилось, что корни, находящиеся в сухой почве, могут частично получать влагу от корней, находящихся в более увлажненных слоях почвы.

Последним можно объяснить эффективность чересполосного задернения междурядий, хороший рост и высокую урожайность плодовых деревьев при глубоком залегании корней. Глубоколежащие корни, находящиеся в более влажных слоях почвы и подпочвы, могут до некоторой степени обеспечивать влагой часть корней, сосредоточенных в верхнем иссушенном слое.

Влияние температуры на корневую систему

Рост и состояние корневой системы очень сильно зависит от температуры почвы. В исследованиях реакция корней на изменение температуры выражалась в виде смен волн ускорения и торможения роста.

Вначале, при повышении температуры, наблюдается резкое ускорение роста, иногда в 15–20 раз. Далее при стабилизации температуры рост сначала резко замедляется (фаза торможения), затем восстанавливается на новом уровне в зависимости от температуры. Имеются и некоторые конкретные данные о минимальной, оптимальной и максимальной температурах для роста корней у разных видов плодовых, ягодных и орехоплодных растений.

Например, согласно исследованиям, корни яблони проявляли некоторую жизнедеятельность при температуре 1—3°С. В почве, промерзшей на глубину 68–75 см, при этом наблюдался рост корней на глубине 105–135 см.

В другом исследовании корни плодовых растений в саду начинали расти вне зависимости от глубины их залегания при температуре 5—6°С. Наиболее сильный рост корней наблюдался у яблонь и груш при температуре 10—20°С, у вишни — при 12—18°С, у абрикоса — при 12—22°С.

В третьем исследовании корни наиболее сильно росли при температуре от +7 до +20 °С, слабо — от 0 до +7°С и от +20 до +30 °С. Не наблюдался рост корней при температуре ниже 0 и выше +30 °С. Зимой слабый рост корней обнаруживался при температуре от +1,7 до +7,2°С в незамерзшем слое почвы.

Таким образом, рост корней очень тесно связан с температурой почвы. Минимальной температурой для роста корней яблони надо, по-видимому, считать +4—5°С.

Данных о максимальной температуре для роста корней очень мало. Ясно одно, максимальная температура, для разных плодовых, ягодных и орехоплодных растений находится в пределах +30—35°С.

При температурах выше +35 °С и недостатке влаги наступает быстрый процесс «суберинизации» корней (опробковение отложение в клеточной стенке жироподобного аморфного вещества суберина , в результате чего стенка клетки становится непроницаемой для жидкостей и газов).

Оптимальная температура для роста и жизнедеятельности корней, по исследовательским данным, +15–25,5 °С для яблони.

Данные о влиянии низких температур на рост и развитие корней показали причину, с чем связано наблюдающиеся нередко зимние повреждения или даже вымерзание корней. Оказалось, что очень низкой морозостойкостью при исследованиях обладали корневые системы европейских клоновых карликовых подвоев для яблони. У них уже при температуре −10...-11°С наблюдалось массовое подмерзание корней, при температуре −12°С корневая система гибла.

В последние годы было получено много новых советских и российских таких клоновых подвоев, выдерживающих без подмерзания корневой системы температуру −14...-16°С. Большей морозостойкостью корневой системы отличаются сеянцы сибирской яблони, которые переносили понижение температуры до −24,5°С.

Еще большей морозостойкостью обладает корневая система песчаной вишни. Приведенные данные морозостойкости относятся в основном к проводящим корням. По исследованию морозоустойчивости поглощающих корней получено, что наиболее устойчивыми были поглощающие корни черной смородины, малины и земляники, менее морозоустойчивыми — яблони.

Рост корней в течение вегетационного периода

Годичный рост корней включает в себя две составляющие: удлинение уже имеющихся корней и заложение новых боковых корней и последующее их удлинение. В умеренной климатической зоне растяжение корней начинается рано весной и продолжается до конца осени, дольше, чем удлинение побегов того же плодового, ягодного или орехоплодного растения.

Период между прекращением удлинения побегов и окончанием прироста корней сильно различается у разных видов указанных растений и в основном определяется климатическими особенностями сезонов года.

Многолетние исследования многих специалистов показали, что в течение вегетационного периода в зависимости от подвоя, привоя (сорта), возраста и урожайности плодового дерева и почвенно-климатических условий корни имеют от одной до нескольких, чаще всего две (весенняя и осенняя) волны роста.

Весной корни растут сильно, но после того как запасенные продукты фотосинтеза будут израсходованы для роста побегов, листьев и цветков рост корней уменьшается. При этом всасывающие корни весной больше растут в верхнем слое почвы, благодаря лучшей его прогреваемости, влажности и аэрации, а летом, наоборот, из-за сухости верхнего слоя лучше растут в более глубоком слое.

В средней, да реже и в северной зонах рост корней, например яблони, в некоторые снежные зимы, особенно после выпадения снега на незамерзшую почву, продолжается до конца декабря — и, были случаи, даже до середины января, пока температура воздуха в почве вокруг корней не опустится до 2—0°С.

В южной зоне корни плодовых, ягодных и орехоплодных растений в отдельные зимы в отдельных районах продолжают рост в течение всей зимы. Следовательно, корневая система указанных растений не имеет органического покоя, а обычно вследствие неблагоприятных условий (суровая малоснежная зима, засуха) может находиться в состоянии вынужденного покоя.

Исследования в средней зоне показали, что при оптимальных условиях водного режима корни яблони растут сравнительно равномерно в течение всего вегетационного периода, причем активные корни при этом составляют 48–70% от длины всей корневой системы дерева.

При отсутствии орошения и в обычные годы корни растут волнами. Продолжительнее и равномернее корни растут у деревьев и кустов в неурожайные или малоурожайные годы, у деревьев и кустов до начала плодоношения и в молодом возрасте с сильными приростами, а также при своевременном и хорошем уходе (удобрении, орошении и мульчировании, борьбе с болезнями и вредителями).

Так, в одном из наблюдений за деревьями яблони было обнаружено, что у деревьев с большим урожаем активные корни летом не росли в течение трех месяцев, а у деревьев без урожая — только около месяца. В данном случае вырабатываемые листьями продукты фотосинтеза на дереве с урожаем, скорее всего, расходовались исключительно на создание плодов, поэтому роста активных корней долго не было.

Корневая система плодовых, ягодных и орехоплодных растений, как показали исследования, обладает способностью в любой момент ослабленного роста перейти в состояние интенсивного роста, если для нее создадутся благоприятные условия аэрации, влажности, температуры и питания.

Многолетние исследования в разных по почвам, климату, видах растений и агротехнике зонах садоводства России показали, что весной рост корней происходит всегда, а в остальные периоды года его может не быть, что зависит от ряда условий. Может происходить сравнительно равномерный рост корневой системы от весны до зимы, а на юге при мягких зимах — весь год.

Так, в исследованиях в Московской области рост корней плодоносящих деревьев яблони сорта Антоновка на сеянцах Аниса продолжался ежегодно 6-7 месяцев, а один год, когда снег выпал на незамерзшую почву, продолжительность периода роста была 9 месяцев.

Рост корней проходил волнами: за 10 лет по две волны было 4 года, по три — 4 года, по одной — 1 год и по 4 волны — также 1 год. Максимальный рост корней в некоторые годы при орошении достигал 30–90%, а без орошения — 18–70% от суммарной длины всей корневой системы яблони. Более сильный рост активных корней 5 лет был осенью и 5 лет весной. В засушливую осень без полива рост корней может отсутствовать, а во влажную осень или при поливах быть даже более мощным, чем весной.

Зависимость от прошлогодних запасов

Рост и развитие дерева или куста весной целиком зависит от прошлогодних запасов продуктов фотосинтеза, накопленных в стволе, ветвях и корнях. С момента же появления листьев, когда исчерпываются запасенные продукты фотосинтеза, должны начать работать корни, чтобы снабжать листья в первую очередь водой и питательными веществами.

Садовод имеет большие возможности соответствующей агротехникой своевременно способствовать созданию массы активных корней и удлинению периода их роста, чтобы они росли не 4-5, а 9 месяцев. Это важно еще и потому, что активные корни осенне-зимнего периода устойчивее весенних, долговечнее и богаче водой и питательными веществами. Поэтому чем их осенью будет больше, тем легче дереву или кусту образовать большее число новых корней весной.

Отсюда становится абсолютно ясно, что чем дольше на протяжении года растут активные корни и чем их больше, тем легче дереву или кусту создавать высокие урожай. По количеству и состоянию проводящих желтых и активных белых корней можно быстро и точно диагностировать жизнедеятельность корневой системы в любое время года.

Благоприятные почвенные условия

Чтобы плодовые, ягодные и орехоплодные растения нормально росли и ежегодно давали хорошие урожаи плодов и ягод, необходимо создать им благоприятные почвенные условия для активного и длительного роста корней, то есть для обеспечения потребности данных растений во влаге и питательных веществах. Особенно важна осенняя обработка почвы, так как взрыхленная с осени почва хорошо поглощает талые воды.

Для установления возможной глубины обработки почвы в садах необходимо учитывать характер развития корневой системы у указанных растущих растений и ее размещение в почвенных горизонтах, а также свойства почвы (глубину гумусового горизонта).

Любая обработка почвы, а также агротехнические приемы, связанные с выращиванием и выкопкой саженцев и пересадкой плодовых, ягодных и орехоплодных растений, сопровождаются повреждением или потерей какой-то части их корневой системы. Однако поврежденные или утраченные части корневой системы способны восстанавливаться.

Регенерация корней

Способность к восстановлению (регенерации) — уникальное свойство корней. Регенерация может происходить на месте утраченной части корня. В садоводстве обрезка корней сопровождает почти каждый агротехнический прием, связанный с пересадкой и обработкой почвы (пикировка сеянцев, выкопка, укорачивание корней подвоев и саженцев при сортировке, обработка почвы в приствольных кругах и в междурядьях). На месте среза у одревесневших корней образуется каллус (сначала в виде кольца, а позднее он полностью закрывает рану и суберинизуется).

Под суберинизированным слоем камбиальные клетки начинают усиленно делиться и дают начало образованию новых корней по окружности. Повышение камбиальной активности связано с образованием в результате повреждения раневых гормонов (раневой кислоты), обладающих ауксиновой способностью.

Корни, имеющие гладкий срез, быстрее регенерируют на второй год. Толщина восстановленных корней независимо от диаметра среза не превышает 3-5 мм. Вместо одного корня диаметром около 20 мм появляются до 16 новых корней, но общая длина их не всегда достигает длины срезанной части. Поэтому судить о степени восстановления по числу вновь образующихся корней нельзя, необходимо измерять их длину.

Любое повреждение корневой системы, связанное с потерей части ее корней, ведет к понижению жизнедеятельности дерева или куста и снижению их последующего роста. Сильные повреждения корней особенно возможны при глубокой обработке почвы, когда перерезается много достаточно толстых одревесневших корней.

Очень негативно, как показали наблюдения, влияют даже только просто порезы корней на развитие плодовых деревьев, больных хлорозом, розеточностью, суховершиностью или имеющих ослабленный рост. В результате повреждения корней при глубокой обработке состояние указанных деревьев ухудшается еще в большей степени, усиливается поражаемость деревьев черным раком и другими болезнями и вредителями. Особенно это относится к маломощным почвам с неблагоприятными свойствами (избыточная влажность, очень высокая кислотность и другое).

Глубина обработки почвы

На всех почвах надо быть весьма осторожным при установлении глубины обработки в садах и на садовых участках, в которых почва в течение ряда лет была задернена, что стимулирует более поверхностное залегание корней. А сейчас на многих садовых участках в наших коллективных садах искусственное задернение почвы стало модным.

Очень осторожно надо обрабатывать почву в карликовых и стланцевых садах, а также на ягодниках, где много корней залегает в поверхностных слоях. Надо принять за правило, что при обработке почвы нельзя допускать повреждения корней диаметром больше 8–10 мм (толще карандаша).

Поскольку корни такого диаметра и выше на дерново-подзолистых малоструктурных почвах, которые преобладают у нас, отрастают очень слабо и во многих случаях остаются обрубками, а их повреждение отрицательно сказывается на состоянии растения. Хотя регенерация корней зависит от местных почвенных и климатических условий, а также от характера подвоев, то диаметр корней, которые нежелательно повреждать, можно быть и чуть иным (больше или меньше).

Таким образом, при решении вопроса о глубине обработки почвы надо иметь данные о глубине залегания корней толщиной 8–10 мм или другого диаметра, которые при данных условиях не следует повреждать.

Поскольку глубина эта не постоянная не только для разных садов и разных садовых участков, но даже для отдельных их частей, то надо хотя бы один раз в 3-5 лет в каждом таком саду и каждом садовом участке сделать контрольные раскопки корней. Контрольную раскопку делают на площадках 1 кв. м по периферии кроны.

Еще более наглядную картину можно получить, если вскрыть узкую полосу почвы шириной 30-40 см от ствола до середины междурядий на глубину залегания корней толщиной 5-10 мм. При этом обработку надо проводить на 1-2 см мельче того слоя, где залегают корни такого диаметра.

Учитывая неодинаковую глубину залегания корней на разном расстоянии от штамба, следует обрабатывать почву на меньшую глубину в приштамбовой зоне и на большую в междурядьях. Если на одной площади сада или всегда садового участка посажены разные виды плодовых, ягодных и орехоплодных растений (или привитые на разные подвои) с неодинаковой глубиной залегания корней, то глубину обработки почвы устанавливают по тому виду, сорту и подвою, у которых корни залегают наименее глубоко. В отдельные годы глубину обработки нужно несколько изменять. Поскольку если в течение ряда лет обрабатывать почву на одинаковую глубину, то образуется уплотненный слой (подошва), от чего ухудшаются условия роста корней.

Способность к регенерации и увеличению активной части корней у разных подвоев выражена неодинаково. Подвои различают по пороговому пределу толщины корней, при подрезке которых отношение длины вновь образованных корней к длине срезанных через год больше единицы. В таком случае наблюдается положительный регенерационный эффект. Когда длина восстановившихся корней не достигает длины срезанных, наблюдается отрицательный эффект, свидетельствующий о вредности обрезки корней.

В принципе, проведя на своем садовом участке подобную ориентировочную опытную обрезку разного диаметра корней у разных подвоев, можно определить и пороговый предел толщины корней, обрезка которых дает положительный эффект. А определив такой пороговый предел, можно сделать и обрезку ряда таких пороговых корней у подвоя конкретного дерева. В литературе отмечается, что положительный эффект получается при удалении до 30% суммарной длины корней у растений, привитых на семенные подвои, а у растений, привитых на вегетативные подвои, до 40%.

Лучшая регенерация корней наблюдается только при достаточной аэрации и влажности почвы, а также соответствующей температуре и наличии достаточного количества питательных веществ. Учитывая большую роль влажности в регенерации корней, основную обработку почвы следует делать при достаточной ее влажности (после полива или дождей). Очень важным фактором для регенерации корней является температура. Причем если оптимальная температура для обычного роста корней, например, яблони равна 15-20,5°C, то для лучшего образования каллуса на обрезанных корнях у этого же вида растения температура почвы должна быть 29,4-32,2°C, то есть значительно более высокой.

Сроки обработки почвы и восстановление корней

Очень важным для регенерации корней являются сроки обработки почвы. В опытах по изучению свойств восстановления корней у яблони, в зависимости от времени нанесения поранения (это важно для установления лучшего срока осенней обработки почвы) было установлено следующее:

• Восстановление корней начинается с образования каллуса через 20-30 дней после нанесения поранения.
• Через 30-50 дней появляются новые корни.
• На корнях диаметром до 5 мм новообразование корней происходит более интенсивно и быстрее, чем на более толстых корнях.
• Через 50-70 дней пораненный участок корня покрывается каллусом и образуется мочка разветвленных корней, полностью покрывающих срез.

Особый интерес в этих опытах представляют наблюдения за восстановлением корней яблони в период пожелтения листьев и после листопада. На корнях, пораненных в период пожелтения листьев, к концу сентября того же года образовалось кольцо каллуса и отросли белые корни длиной 2-3 мм. Весной следующего года до набухания почек начался рост молодых корней около среза.

В период сильного роста побегов в начале июня на корнях образовалось много разветвленных деятельных белых корней длиной до 1,5 м. Корни, пораненные после листопада, не покрылись каллусом до наступления устойчивых морозов, и весной следующего года на срезах наблюдалось отмирание тканей коры и загнивание их. Рост новых корней начался с запозданием лишь 15 мая, причем молодые корни появились на 1–2 см выше среза. К периоду сильного роста побегов рост корней несколько усилился, но все же отставал от роста корней, пораненных ранней осенью перед пожелтением листьев.

То же самое подтвердилось и во многих других подобных опытах, проводимых с самыми разными плодовыми, ягодными и орехоплодными растениями. Таким образом, наилучший срок осенней обработки почвы — период перед пожелтением и опадением листьев. Поскольку лучшая регенерация корней при ранних сроках обработки почвы может быть объяснена с одной стороны лучшими условиями внешней среды (влажность почвы, аэрация, температура), а с другой — наличием целых листьев, обеспечивающих образование продуктов фотосинтеза, необходимых для отрастания корней.

Поэтому осеннюю обработку почвы в садах и на садовых участках можно проводить у нас в первой половине сентября после съема урожая, при полном сохранении листьев, до начала второго (осеннего) роста корней, чтобы еще до осени у деревьев и кустов успели восстановиться поврежденные корни и накопился дополнительный, необходимый для восстановления запас продуктов фотосинтеза.

Однако надо отметить, что ранняя осенняя обработка почвы в садах и на садовых участках (до листопада) имеет тот серьезный недостаток, что при ней не обеспечивается заделка в почву опавших листьев, что необходимо для борьбы с рядом опасных грибных болезней, в частности с паршой, коккомикозом и другими.

Возможен сбор опавших листьев и помещение их в компост или сжигание, но по обработанной почве это провести значительно труднее. Кроме того, проведение осенней обработки в ранние сроки, особенно с зимними сортами (до уборки урожая), затрудняется наличием в саду большого числа подпор и какую-то часть осенней обработки почвы приходится делать позднее.

Ни в коем случае нельзя делать осеннюю обработку почвы, когда почва иссушена, не рыхлится, иначе поверхность почвы будет глыбистой. Недопустимость такой обработки обусловлена тем, что при недостатке влаги поврежденные корни будут плохо регенерировать.

Кроме того, глыбистая почва вследствие диффузного испарения будет еще в большей степени высыхать, а зимой она будет на большую глубину промерзать, что усилит опасность зимнего повреждения корней от низких температур, особенно в условиях малоснежной зимы. Поэтому, если ко времени оптимального срока осенней обработки почва иссушена, следует вместо обработки сделать мелкое рыхление, обработку перенести на несколько более поздний срок. В крайнем случае, можно даже отказаться от осенней обработки почвы, что будет лучше, чем глыбистая зябь, очень опасная для плодовых, ягодных и орехоплодных растений.

Рекомендуем почитать

Источники:

1. Уральский садовод 

Ссылки по теме

good-tips.pro

Смотрите также

• 
  Организм растения
• 
  Растение живое
• Живое растение
• 
  Назвать растения
• 
  Таблица растения
• 
  Растения 3
• 
  Растение кавунчики
• 
  Растения пылесборники
• 
  Барага растение
• 
  Растение травничек
• 
  Растение золотник