Корень растения как вегетативный орган: типы корней по происхождению, зоны и строение корня
Корень растения как подземный вегетативный орган
Что такое корень растения?
Корень — вегетативный орган, находящийся под землей, который отличается радиальной симметрией, неограниченным верхушечным ростом в длину и активным ветвлением.
Разветвление корня в стороны образуется эндогенно — из внутренних тканей растения. Точку роста или конус роста корня покрывает специальный корневой чехлик. Особенность корня в том, что у него нет листьев и почек, размещенных в определенном порядке.
Возникновение корня у растений произошло в то время, когда они перешли на сушу. При этом корень появился позже стебля и листьев. Первые настоящие корни сформировались у плаунов. Наивысшая дифференциация и специализация корня произошла уже у семенных растений.
Типы корней по происхождению
В зависимости от происхождения, выделяют:
- главный корень. Он формируется из зародышевого корешка семени;
- придаточные корни. Они появляются на стебле растения, листьях и различных их видоизменениях;
- боковые корни. Определить, что перед вами именно этот вид корня растения просто: боковой корень отходит от главного или дополнительных корней.
Главный корень растения появляется из зародышевого корня, который, в свою очередь, возникает в результате прорастания семени.
Корневая шейка — часть между главным корнем и стеблем.
За счет разветвлений главного корня появляются боковые корешки.
Придаточные корни не развиваются из корня. Как правило, они образуются из другой части растения и способствуют увеличению объема корневой системы. В случаях, когда у растения отсутствуют главный и боковые корни, придаточные их заменяют.
Придаточные корни образуются несколькими способами:
- из нижней части стебля у однодольных растений;
- в результате окучивания растений из части стебля, оказавшейся присыпанной землей. Так происходит с капустой и картофелем;
- на подземных стеблях или корневищах многолетних трав;
- из донца на луковицах;
- на листьях в случаях вегетативного размножения. Такой вариант можно наблюдать у фиалок и бегоний.
Если сравнивать поверхность корня и поверхность надземной части, то у многих растений первая будет заметно больше.
К примеру, озимая рожь имеет поверхность корня, которая в 130 раз длиннее поверхности части, находящейся над землей.
У пустынных растений корни могут углубляться более чем на 20 метров.
Каждый вид растения отличается индивидуальной глубиной проникновения корней, степенью ветвления и глубиной ветвления корней. Все это зависит, в первую очередь, от внешних условий.
Типы корневых систем
Корневая система — совокупность всех корней, присутствующих у одного растения.
Типы корневой системы делятся по происхождению. Бывают:
- Стержневая или система главного корня. В ней можно легко определить главный корень — по размеру, развитию корня и направлению роста корня по вертикали. Такая система встречается практически у всех двудольных растений.
- Мочковатая или система придаточных корней растения. Такая система отличается быстрым отмиранием главного корня. В некоторых случаях он вообще не отличается от придаточных корней. Мочковатая система характерна для однодольных растений, а также отдельных двудольных (лютиковые, подорожники).
- Смешанная корневая система. Главный корень здесь развит хорошо. Придаточные корни также присутствуют. Такую систему корней можно наблюдать у капусты, помидоров, подсолнуха.
Встречается также разделение корневой системы по характеру распределения основной массы корней в почве. Выделяют:
- поверхностную корневую систему. Здесь корни находятся близко к поверхности почвы. К примеру, у ели или тюльпана;
- глубинную корневую систему. Развитие корней происходит в глубину;
- универсальную корневую систему. Развитие корней осуществляется и в ширину, и в глубину равномерно. Наблюдается у картофеля и пшеницы.
Зоны корня
Если двигаться по корню снизу вверх, то он состоит из:
- корневого чехлика;
- зоны деления клеток или конуса нарастания;
- зоны растяжения клеток;
- зоны всасывания или зоны корневых волосков;
- зоны боковых корней или проводящей зоны.
Корневой чехлик — специальное образование, прикрывающее растущую верхушку корня наподобие колпачка, защищающее корень от повреждений твердыми элементами грунта, обеспечивающее движение корня в грунте за счет слизи и постоянного отделения клеток внешнего слоя.
Период времени от образования клетки чехлика до ее отмирания у каждого вида растения свой, но обычно — от 4 до 9 дней.
Читайте также: Сфинкс своими руками из ткани
У отдельных растений корневого чехлика нет. К примеру, у ряски вместо него имеется специальный кармашек, который защищает корень от вымывающего действия воды.
За корневым чехликом находится конус нарастания корня или зона деления клеток. Она образуется с помощью клеток с тонкими стенками, плотно сомкнутыми между собой и делящимися без остановки.
За зоной деления располагается зона растяжения клеток. Здесь они вытягиваются и получают постоянную форму. Клетки удлиняются, и корень растет в длину. Зона деления и зона растяжения формируют зону роста корня.
Зона всасывания или зона корневых волосков находится выше зоны роста. Длина таких волосков составляет 1,5-2 см. Здесь клетки внешнего слоя корня формируют множество одноклеточных выростов — корневых волосков. Строение корневых волосков способствует поглощению ими воды и растворенных в ней солей из почвы. Таким образом, поглощающая поверхность корней увеличивается в несколько раз. Корешок густо покрыт корневыми волосками.
Корень яблони имеет на 1 мм. своей поверхности примерно 300 корневых волосков, кукуруза — больше 400.
Корневые волоски разные по длине и могут быть как 0,05 мм. так и 10 мм. Продолжительность жизни корневых волосков яблони составляет от 10 до 20 дней. После этого они отмирают и соскабливаются. Зона корневых волосков смещается, потому что корень растет, а вместо отмерших волосков образуются новые.
Проводящая зона находится выше зоны всасывания. Здесь нет корневых волосков, зато есть боковые корни, за счет которых растение держится в почве.
Сосуды и ситовидные трубки на этом участке используются для движения по ним воды и растворенных в ней минеральных солей к надземным органам растения. Органические вещества, питающие клетки корня, перемещаются вниз.
Строение корня
Внутреннее строение корня в зоне всасывания одинаковое вне зависимости от вида растения.
Разговор о строении корня растения нужно начинать с эпиблемы.
Эпиблема или покровная ткань включает один шар живых тонкостенных плотно сомкнутых клеток, способных формировать корневые волоски.
Под эпиблемой находится первичная кора. Она включает 3 слоя:
- Экзодерму. Это внешний слой строения корня, образованный несколькими слоями многоугольных и плотно прилегающих клеток. Позже эти клетки выполняют защитную функцию.
- Мезодерма. Средний слой образуют живые клетки паренхимы — в них происходит накапливание питательных веществ. Также в этих клетках осуществляется синтез отдельных органических соединений, после чего они доставляются в ткани. Наличие межклетников обеспечивает процесс газообмена. В первичной коре мезодерме отводится наибольшее место.
- Эндодерма. Внутренний слой составляют одного ряда клетки. После отмирания, они становятся водонепроницаемыми. Поэтому раствор минеральных солей, находящийся в почве, достигает центра корня только через тонкостенные живые пропускные клетки.
Под эндодермой располагается центральный цилиндр.
Перицикл — внешний слой цилиндра или образующая ткань, из которой формируются боковые корни.
Поэтому перицикл часто называют корнетворным слоем.
Живая паренхимная ткань размещается посреди центрального цилиндра. В нее углублен проводящий пучок и механические элементы.
Так выглядит корень по строению внутреннему и внешнему:
Особенности роста корня
Строение корневой системы тесно связано с ростом корня. Рост, в свою очередь, зависит от множества факторов: степени плодородности, влажности, температуры, воздухопроницаемости почвы.
Если почва уплотненная или слишком влажная, то корень будет расти медленно. То же самое происходит и в случаях, когда почва недостаточно влажная.
Интенсивное развитие корневой системы будет наблюдаться при температуре, подходящей конкретному виду растения. Если температурные показатели немного снижаются, то корни будут расти лучше, а при повышении температуры лучше растут органы растения, находящиеся над землей.
Плодородие почвы также влияет на рост и развитие корней. Если почва низкоплодородная, то корни будут развиваться хорошо, а если высокоплодородная — не очень. Во втором случае хорошо себя будет чувствовать надземная часть растения.
При внесении в почву фосфорных удобрений корни будет расти лучше.
Интенсивность фотосинтеза — еще один фактор, определяющий рост корней. При регулярном скашивании надземной части корни растут медленнее — соответственно, их масса уменьшается.
При обильном урожае также замедляется рост корней, а при удалении соцветий — активизируется.
Читайте также: Фон с розами из ткани
Корень (растение)
Ко́рень — осевой, подземный вегетативный орган высших растений, обладающий неограниченным ростом в длину и положительным геотропизмом. Корень осуществляет закрепление растения в почве и обеспечивает поглощение и проведение воды с растворёнными минеральными веществами к стеблю и листьям.
На корне нет листьев, в клетках корня нет хлоропластов.
Кроме основного корня, многие растения имеют многочисленные придаточные корни. Совокупность всех корней растения называют корневой системой. В случае, когда главный корень незначительно выражен, а придаточные корни выражены значительно, корневая система называется мочковатой. Если главный корень выражен значительно, корневая система называется стержневой.
Некоторые растения откладывают в корне запасные питательные вещества, такие образования называют корнеплодами.
У многих растений корни выполняют особые функции (воздушные корни, корни-присоски).
Происхождение корня
Тело первых вышедших на сушу растений ещё не было расчленено на побеги и корни. Оно состояло из ответвлений, одни из которых поднимались вертикально, а другие прижимались к почве и поглощали воду и питательные вещества. Несмотря на примитивное строение, эти растения были обеспечены водой и питательными веществами, так как имели небольшие размеры и жили около воды.
В ходе дальнейшей эволюции некоторые ответвления стали углубляться в почву и дали начало корням, приспособленным к более совершенному почвенному питанию. Это сопровождалось глубокой перестройкой их структуры и появлением специализированных тканей. Образование корней было крупным эволюционным достижением, благодаря которому растения смогли осваивать более сухие почвы и образовывать крупные побеги, поднятые вверх к свету. Например, у моховидных настоящих корней нет, их вегетативное тело небольших размеров — до 30 см, обитают мхи во влажных местах. У папоротникообразных появляются настоящие корни, это приводит к увеличению размеров вегетативного тела и к расцвету этой группы в каменноугольный период.
Видоизменения и специализация корней
Корни некоторых строений имеют склонность к метаморфозу.
- Корнеплод — видоизменённый сочный корень. В образовании корнеплода участвуют главный корень и нижняя часть стебля. Большинство корнеплодных растений двулетние.
- Корневые клубни (корневые шишки) образуются в результате утолщения боковых и придаточных корней.
- Корни-зацепки — своеобразные придаточные корни. При помощи этих корней растение «приклеивается» к любой опоре.
- Ходульные корни — выполняют роль опоры.
- Воздушные корни — боковые корни, растут вниз. Поглощают дождевую воду и кислород из воздуха. Образуются у многих тропических растений в условиях повышенной влажности.
- Микориза — сожительство корней высших растений с гифами грибов. При таком взаимовыгодном сожительстве, называемом симбиозом, растение получает от гриба воду с растворёнными в ней питательными веществами, а гриб — органические вещества. Микориза характерна для корней многих высших растений, особенно древесных. Грибные гифы, оплетающие толстые одревесневшие корни деревьев и кустарников, выполняют функции корневых волосков.
- Бактериальные клубеньки на корнях высших растений — сожительство высших растений с азотфиксирующимибактериями — представляют собой видоизменённые боковые корни, приспособленные к симбиозу с бактериями. Бактерии проникают через корневые волоски внутрь молодых корней и вызывают у них образование клубеньков. При таком симбиотическом сожительстве бактерии переводят азот, содержащийся в воздухе, в минеральную форму, доступную для растений. А растения, в свою очередь, предоставляют бактериям особое местообитание, в котором отсутствует конкуренция с другими видами почвенных бактерий. Бактерии также используют вещества, находящиеся в корнях высшего растения. Чаще других бактериальные клубеньки образуются на корнях растений семейства Бобовые. В связи с этой особенностью семена бобовых богаты белком, а представителей семейства широко используют в севообороте для обогащения почвы азотом.
- Запасающие корни — корнеплоды состоят в основном из запасающей основной ткани (репа, морковь, петрушка).
- Дыхательные корни — у тропических растений — выполняют функцию дополнительного дыхания.
Особенности строения корней
Совокупность корней одного растения называют корневой системой.
В состав корневых систем входят корни различной природы.
Читайте также: Ткань деворе тюль что это такое
Главный корень развивается из зародышевого корешка. Боковые корни возникают на любом корне в качестве бокового ответвления. Придаточные корни образованы побегом и его частями.
Типы корневых систем
В стержневой корневой системе главный корень сильно развит и хорошо заметен среди других корней (характерна для двудольных). В мочковатой корневой системе на ранних этапах развития главный корень, образованный зародышевым корешком, отмирает, а корневая система составляется придаточными корнями (характерна для однодольных). Стержневая корневая система проникает в почву обычно глубже, чем мочковатая, однако мочковатая корневая система лучше оплетает прилегающие частицы грунта, особенно в его верхнем плодородном слое. В ветвистой корневой системе преобладают одинаково развитые главный и несколько боковых корней (у древесных пород, земляника).
Зоны молодого корневого окончания
Различные части корня выполняют неодинаковые функции и различаются по внешнему виду. Эти части получили название зон.
Кончик корня снаружи всегда прикрыт корневым чехликом, защищающим нежные клетки меристемы. Чехлик состоит из живых клеток, которые постоянно обновляются. Клетки корневого чехлика выделяют слизь, она покрывает поверхность молодого корня. Благодаря слизи снижается трение о почву, её частицы легко прилипают к корневым окончаниям и корневым волоскам. В редких случаях корни лишены корневого чехлика (водные растения). Под чехликом располагается зона деления, представленная образовательной тканью — меристемой.
Клетки зоны деления тонкостенные и заполнены цитоплазмой, вакуоли отсутствуют. Зону деления можно отличить на живом корешке по желтоватой окраске, длина её около 1 мм. Вслед за зоной деления располагается зона растяжения. Она также невелика по протяжённости всего несколько миллиметров, выделяется светлой окраской и как бы прозрачна. Клетки зоны роста уже не делятся, но способны растягиваться в продольном направлении, проталкивая корневое окончание вглубь почвы. В пределах зоны роста происходит разделение клеток на ткани.
Окончание зоны роста хорошо заметно по появлению многочисленных корневых волосков. Корневые волоски располагаются в зоне всасывания, функция которой понятна из её названия. Длина её от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. В отличие от зоны роста участки этой зоны уже не смещаются относительно частиц почвы. Основную массу воды и питательных веществ молодые корни всасывают с помощью корневых волосков.
Корневые волоски появляются в виде небольших сосочков — выростов клеток. По прошествии определённого времени корневой волосок отмирает. Продолжительность его жизни не превышает 10-20 дней.
Выше зоны всасывания, там, где исчезают корневые волоски, начинается зона проведения. По этой части корня вода и растворы минеральных солей, поглощенные корневыми волосками, транспортируются в выше лежащие отделы растения.
Анатомическое строение корня
Для того чтобы познакомиться с системой поглощения и передвижения воды по корню, необходимо рассмотреть внутреннее строение корня. В зоне роста клетки начинают дифференцироваться на ткани и в зоне всасывания и проведения формируются проводящие ткани, обеспечивающие подъем питательных растворов в надземную часть растения.
Уже в самом начале зоны роста корня масса клеток дифференцируется на три зоны: ризодерму, кору и осевой цилиндр.
Ризодерма — покровная ткань, которой снаружи покрыты молодые корневые окончания. Она содержит корневые волоски и участвует в процессах всасывания. В зоне всасывания ризодерма пассивно или активно поглощает элементы минерального питания, затрачивая в последнем случае энергию. В связи с этим клетки ризодермы богаты митохондриями.
Веламен, как и ризодерма, относится к первичным покровным тканям и происходит из поверхностного слоя апикальной меристемы корня. Состоит из пустотелых клеток с тонкими, опробковевшими оболочками.
Кора — образована паренхимой, обычно дифференцируется на уровне зоны растяжения. Она рыхлая и имеет систему межклетников, по которой вдоль оси корня циркулируют газы, необходимые для дыхания и поддержания обмена веществ. У болотных и водных растений межклетники коры особенно обширны. Кора является той частью корня, через которую активно проходит радиальный (ближний) транспорт воды и растворенных солей от ризодермы к осевому цилиндру. В тканях коры осуществляется активный синтез метаболитов и откладываются запасные питательные вещества.
Осевой цилиндр — представляет собой сложный комплекс из проводящей, образовательной и основной тканей.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом