Корневой чехлик ткани особенности строения клеток функции

Особенности строения и функция корневого чехлика у растений

У каждого живого существа есть свои приспособления для нормальной жизни, позволяющие защищаться от самых разных неприятностей, начиная от врагов и заканчивая климатическими невзгодами. Растения не являются исключением. Например, водоросли, чтобы защитить себя от силы течения воды и его скорости, имеют специализированные ризоиды — присоски, которыми крепятся к субстрату и остаются на месте.

А вот высшие растения для этого имеют корни самой разной формы и длины. Однако при этом и сам подземный орган также нуждается в защите, ведь почва — достаточно жесткая среда обитания. В этом ему помогает корневой чехлик, особенности строения которого мы и рассмотрим в данной статье.

Особенности строения растений

С самой начальной школы каждый ребенок знает основные особенности устройства тела высшего растения. Конечно, внутреннее содержание остается неизученным для многих, кроме специально интересующихся людей. Однако наружные органы знают все. Это:

побег, представленный наружной частью: стебель, лист, цветок (для покрытосеменных);
подземная часть, сформированная корневой системой.

Поэтому ничего необычного здесь назвать нельзя. Единственное отличие между всеми представителями — это способ размножения, а соответственно, И строение репродуктивных органов. У голосеменных это шишка с семенами, у покрытосеменных — цветок с внутренними органами репродукции, у споровых — спорангии со спорами.

Однако единым для всех обозначенных групп органом являются корни растений. Именно они являются его важной подземной частью, выполняющей целый ряд жизненно необходимых функций.

Подобно якорю, корень закрепляет растение в почве.
Служит для всасывания и проведения по телу воды и растворенных в ней минеральных веществ.
У многих видов является местом накопления дополнительных питательных веществ.
Обеспечивает всем представителям положительный геотропизм (особую роль в этом играет именно кончик корня).
У некоторых видов служит дополнительным органом для поглощения кислорода воздуха или воды.

Очевидно, что орган этот чрезвычайно важен. Известно, что если комнатному растению при пересадке повредить корневую систему достаточно сильно, оно погибнет либо будет сильно и продолжительно болеть. Это связано с тем, что корни растений восстанавливаются, как и все другие органы, но при обширных поражениях начинают отмирать.

Корень растений: виды

Естественно, подземный орган растения должен иметь такие особенности строения и развития, которые позволяют ему быть максимально выносливым и устойчивым к механическим повреждениям. Немаловажную роль в этом играет корневой чехлик. Однако прежде, чем рассматривать данный орган изнутри, разберем, каким он является снаружи.

Все виды корней можно разделить на три категории.

Главный — центральный корешок, который начинает расти первым.
Боковые корни — ответвления, появляющиеся на главном с течением жизни.
Придаточные — многочисленные волоски, формирующиеся на стебле, которые могут иметь самые разные размеры: от тонких и практически незаметных до гигантских столбовидных подпорок.

Все вместе они обеспечивают всему растению выполнение вышеобозначенных функций.

Типы корней

Типы корней — это те видоизменения и необычные их проявления, которые встречаются у растений в природе. Они формируются с целью приспособления либо к конкретным условиям произрастания, либо для победы в конкурентной борьбе за территорию и минеральное питание, воду. Можно выделить несколько самых распространенных типов.

Корни-подпорки — придаточные, отходящие от стебля и самостоятельно закрепляющиеся в почве. Формируются с целью дополнительного укрепления обширной кроны дерева. Такие растения принято называть баньянами.
Корни-прицепки — служат для дополнительного укрепления растения на поверхности какого-нибудь субстрата. Например, плющ, дикий виноград, фасоль, горох и прочие.
Присоски — это приспособления растений-паразитов и полупаразитов для проникновения внутрь стеблей хозяина с целью высасывания из него питательных веществ. Другие их название — гаустории. Пример: омела, петров крест, повилика и другие.
Дыхательные корни. Это боковые корешки, которые служат для поглощения кислорода в условиях произрастания растения в избытке влаги. Пример: мангровые заросли, ива ломкая, болотный кипарис.
Воздушные — придаточные корешки, которые выполняют функцию поглощения дополнительной влаги из воздуха. Пример: орхидные и другие эпифиты.
Клубни — разрастания под землей боковых и придаточных корешков с целью запасания сложных углеводов и других соединений. Пример: картофель.
Корнеплоды — подземный орган, формирующийся путем разрастания главного корешка, запасающего питательные вещества. Примеры: морковь, редис, свекла и прочие.

Таким образом, мы рассмотрели части корня растения, которые можно увидеть невооруженным глазом, если высвободить его из земли.

Корневая система растений

Мочковатая — выражены боковые и придаточные, не видно главного.
Стержневая — центральный главный корень выражен отчетливо, а боковые и придаточные слабо.

Такие типы корневых систем характерны для всех покрытосеменных представителей флоры.

Особенности строения корня растения (таблица)

Теперь заглянем внутрь растения, чтобы уже добраться и изучить корневой чехлик, особенности строения которого так помогают всему организму. Однако кроме верхушки корня существуют и другие его части. Чтобы рассмотреть все особенности строения корня растения, таблица будет очень удобна.

Часть корня	Особенности строения	Выполняемая функция
Калиптра, или корневой чехлик	Ниже рассмотрим подробнее.	Защита от механических повреждений (основная)
Зона деления	Представлена мелкими клетками, имеющими густую цитоплазму и крупные ядра. Постоянно происходит деление, так как именно здесь располагается апикальная меристема, дающая начало всем остальным клеткам и тканям корня. Цвет зоны при рассмотрении темный, чуть желтоватый. Размер — около одного миллиметра.	Главная функция — обеспечение постоянного деления и наращивания массы недифференцированных клеток, которые в дальнейшем пойдут на разные специализации.
Зона растяжения (роста)	Представлена крупными клетками с клеточными стенками, со временем одревесневающими. Пока они еще мягкие, данные структуры запасают много воды, растягиваются и тем самым проталкивают корневой чехлик глубже в землю. Размер данного участка — несколько миллиметров, при рассмотрении он прозрачный.	Растяжение и продвижение растения вглубь почвы.
Зона поглощения, дифференциации	Образована богатыми на митохондрии клетками, которые собираются в эпиблему или ризодерму. Это покровная ткань, выстилающая снаружи корневые волоски, расположенные на данном участке. Они могут быть разных размеров и длины. Часть из них отмирает, однако ниже формируются новые. По размеру данная зона составляет несколько сантиметров, является хорошо заметной.	Поглощение почвенного раствора и воды из земли
Зона проведения	Представлена клетками экзодермы. Это ткань, сменяющая эпиблему. Клетки экзодермы имеют толстые стенки, часто одревесневают, имеют вид пробки. Корень в этой части более тонкий, но прочный, данный участок представляет собой первичную кору. При рассмотрении переход от эпиблемы к экзодерме практически незаметен, он условный.	Проведение питательных веществ (почвенного раствора и воды) от зоны поглощения в стебель и листья растения.

Таким образом, мы выяснили, что рост корней растений начинается с калиптры и заканчивается участком с первичной корой. Теперь более подробно рассмотрим строение и функции самой верхушки подземной части этих удивительных существ.

Верхушка корня

Существует несколько названий, которыми обозначают данную часть подземного органа. Итак, синонимы следующие:

калиптра, от лат. calyptra;
корневой чехлик;
верхушка корня;
калиптроген;
кончик корня.

Однако каким бы ни было название, функции корневого чехлика у растений остаются неизменными. В целом, данный участок представляет собой слегка утолщенное образование на самом кончике корешка под землей. В микроскоп оно видится как колпачок, надетый сверху для защиты нежных тканей от почвенных частиц. Размеры калиптры небольшие, всего 0,2 мм. Только у таких видоизмененных структур, как дыхательные корни, он достигает нескольких миллиметров.

Внешним видом определяется и главная функция корневого чехлика — естественно, это защита от механических повреждений. Однако она не единственная.

Какие клетки в корневом чехлике?

Клетки корневого чехлика двух типов. Первая часть — это наружные. Они представляют собой продолговатые, вытягивающиеся и растущие образования, плотно прилегающие друг к другу. Поэтому межклетники практически отсутствуют. Жизнь этих клеток очень недолгая и составляет всего от 4 до 9 дней. За это время они должны успеть вырасти и разделиться.

Поэтому процессы митоза на кончике корня происходят постоянно. Происхождение клеток калиптры обычное — от апикальной меристемы, расположенной сразу над чехликом. Клеточные стенки этих структур достаточно тонкие, неодревесневшие.

В течение жизни данные клетки слущиваются, отмирая, выделяют смесь полисахаридов — слизь. Поэтому функция корневого чехлика заключается в обеспечении защитного слизевого покрытия верхушки подземного органа для его безопасного продвижения между почвенными частицами.

Благодаря слизи калиптры, твердые земляные структуры прилипают к корешку и облегчают его скольжение вниз. Однако это не единственные клетки, которыми образован чехлик.

Существуют еще ячейки, которыми калиптра образована в центральной своей части — колумелле. Это крахмальные зерна, или амилопласты. Они являются по происхождению производными пластидов, не имеющими хлорофилла. То есть изначально представляли собой отдельные организмы, научившиеся жить в симбиозе с более высокоорганизованными существами и постепенно ставшие для них незаменимыми внутренними структурными ячейками.

Амилопласты — это клетки, накапливающие внутри себя крупные зерна полисахарида крахмала. Снаружи они округлые, друг к другу прилегают так же плотно, как и рассмотренные выше структуры калиптры.

С ними связана еще одна функция корневого чехлика, о которой скажем ниже. Заметим также, что крахмал в амилопластах может служить дополнительным источником энергии для растения, если того потребуют условия окружающей среды.

Функции корневого чехлика у растений

Одну из них, основную, мы уже обозначили. Повторим ее еще раз и добавим те, о которых еще не упоминали.

Функции корневого чехлика у растений:

Наружный слой клеток калиптры секретирует полисахаридную слизь, которая служит для облегчения продвижения корня вглубь почвы.
Этот же слизевый чехлик позволяет растению избежать пересыхания.
Клетки колумеллы (центральной части калиптры) содержат крахмальные зерна, являясь за счет этого статолитами и выполняя функции георецепции для корня. Благодаря этому у него всегда положительный геотропизм.

Опыты показали, что если у растения удалить калиптру, то его рост в длину прекратится. Однако оно не погибнет, а начнет активно развивать боковые и придаточные корни, расширяя ареал захвата почвы в ширину. Это свойство используют садоводы и огородники при выращивании сельскохозяйственных культур.

Очевидно, что функции корневого чехлика у растений крайне важны. Ведь каждый боковой или придаточный корешок также имеет калиптру на своей верхушке. Иначе растение при удалении чехлика с центрального осевого корешка погибло бы. Существуют исключения. Это те виды растений, корни которых совсем лишены обозначенных структур. Примеры: водяной орех, ряска, водокрас. Понятно, что в основном это водные представители растительного мира.

Функция амилопластов

Мы уже сказали, что существует функция корневого чехлика, связанная с амилопластами. Они накапливают зерна крахмала и превращаются в настоящие статолиты. Это практически то же самое, что и статоцисты (отолиты) во внутреннем ухе млекопитающих. Они играют важную роль при ощущении равновесия.

Этим же занимаются и статолиты амилопластов. Благодаря им растение «чувствует» расположение земного радиуса и растет всегда согласно ему, то есть ориентируется на силу гравитации. Эта особенность была впервые установлена Томасом Найтом в 1806 году, который провел ряд подтверждающих опытов. Также подобное явление принято называть геотропизмом растений.

Геотропизм

Геотропизмом, или гравитропизмом, принято называть особенность растений и их частей расти только по направлению земного радиуса. Это значит, что если, например, дать семенам прорасти в обычном состоянии, а затем перевернуть горшок на бок, то через какое-то время кончик корня также сделает изгиб и начнет расти вниз с учетом нового положения.

Каково значение корневого чехлика в этом явлении? Именно амилопласты калиптры позволяют корню обладать положительным геотропизмом, то есть расти всегда вниз. В то время как у стеблей, напротив, отрицательный геотропизм, так как их рост осуществляется вверх.

Именно благодаря этому явлению все растения, страдающие от непогоды и поваленные стеблями на землю, после природных явлений (грозы, града, сильного дождя, ветра), способны снова восстанавливать прежнее состояние за небольшой промежуток времени.

Корень

Историческое развитие корня

Филогенетически корень возник позже стебля и листа — в связи с переходом растений к жизни на суше и вероятно, произошёл от корнеподобных подземных веточек. У корня нет ни листьев, ни в определённом порядке расположенных почек. Для него характерен верхушечный рост в длину, боковые разветвления его возникают из внутренних тканей, точка роста покрыта корневым чехликом. Корневая система формируется на протяжении всей жизни растительного организма. Иногда корень может служить местом отложения в запас питательных веществ. В таком случае он видоизменяется.

Виды корней

Главный корень образуется из зародышевого корешка при прорастании семени. От него отходят боковые корни.

Придаточные корни развиваются на стеблях и листьях.

Боковые корни представляют собой ответвления любых корней.

Каждый корень (главный, боковые, придаточные) обладает способностью к ветвлению, что значительно увеличивает поверхность корневой системы, а это способствует лучшему укреплению растения в почве и улучшению его питания.

Типы корневых систем

Различают два основных типа корневых систем: стержневая, имеющая хорошо развитый главный корень, и мочковатая. Мочковатая корневая система состоит из большого числа придаточных корней, одинаковых по величине. Вся масса корней состоит из боковых или придаточных корешков и имеет вид мочки.

Сильно разветвлённая корневая система образует огромную поглощающую поверхность. Например,

общая длина корней озимой ржи достигает 600 км;
длина корневых волосков — 10 000 км;
общая поверхность корней — 200 м 2 .

Это во много раз превышает площадь надземной массы.

Если у растения хорошо выражен главный корень и развиваются придаточные корни, то формируется корневая система смешанного типа (капуста, помидор).

Внешнее строение корня. Внутреннее строение корня

Зоны корня

Корневой чехлик

Корень растёт в длину своей верхушкой, где находятся молодые клетки образовательной ткани. Растущая часть покрыта корневым чехликом, защищающим кончик корня от повреждений, и облегчает продвижение корня в почве во время роста. Последняя функция осуществляется благодаря свойству внешних стенок корневого чехлика покрываться слизью, что уменьшает трение между корнем и частичками почвы. Могут даже раздвигать частички почвы. Клетки корневого чехлика живые, часто содержат зёрна крахмала. Клетки чехлика постоянно обновляются за счёт деления. Участвует в положительных геотропических реакциях (направление роста корня к центру Земли).

Клетки зоны деления активно делятся, протяженность этой зоны у разных видов и у разных корней одного и того же растения неодинакова.

За зоной деления расположена зона растяжения (зона роста). Протяжённость этой зоны не превышает нескольких миллиметров.

По мере завершения линейного роста наступает третий этап формирования корня — его дифференциация, образуется зона дифференциации и специализации клеток (или зона корневых волосков и всасывания). В этой зоне уже различают наружный слой эпиблемы (ризодермы) с корневыми волосками, слой первичной коры и центральный цилиндр.

Строение корневого волоска

Корневые волоски — это сильно удлинённые выросты наружных клеток, покрывающих корень. Количество корневых волосков очень велико (на 1 мм 2 от 200 до 300 волосков). Их длина достигает 10 мм. Формируются волоски очень быстро (у молодых сеянцев яблони за 30-40 часов). Корневые волоски недолговечны. Они отмирают через 10-20 дней, а на молодой части корня отрастают новые. Это обеспечивает освоение корнем новых почвенных горизонтов. Корень непрерывно растёт, образуя всё новые и новые участки корневых волосков. Волоски могут не только поглощать готовые растворы веществ, но и способствовать растворению некоторых веществ почвы, а затем всасывать их. Участок корня, где корневые волоски отмерли, некоторое время способен всасывать воду, но затем покрывается пробкой и теряет эту способность.

Оболочка волоска очень тонкая, что облегчает поглощение питательных веществ. Почти всю клетку волоска занимает вакуоль, окружённая тонким слоем цитоплазмы. Ядро находится в верхней части клетки. Вокруг клетки образуется слизистый чехол, который содействует склеиванию корневых волосков с частицами почвы, что улучшает их контакт и повышает гидрофильность системы. Поглощению способствует выделение корневыми волосками кислот (угольной, яблочной, лимонной), которые растворяют минеральные соли.

Корневые волоски играют и механическую роль — они служат опорой верхушке корня, которая проходит между частичками почвы.

Под микроскопом на поперечном срезе корня в зоне всасывания видно его строение на клеточном и тканевом уровнях. На поверхности корня — ризодерма, под ней — кора. Наружный слой коры — экзодерма, вовнутрь от неё — основная паренхима. Её тонкостенные живые клетки выполняют запасающую функцию, проводят растворы питательных веществ в радиальном направлении — от всасывающей ткани к сосудам древесины. В них же происходит синтез ряда жизненно важных для растения органических веществ. Внутренний слой коры — эндодерма. Растворы питательных веществ, поступающие из коры в центральный цилиндр через клетки эндодермы, проходят только через протопласт клеток.

Кора окружает центральный цилиндр корня. Она граничит со слоем клеток, долго сохраняющих способность к делению. Это перицикл. Клетки перицикла дают начало боковым корням, придаточным почкам и вторичным образовательным тканям. Вовнутрь от перицикла, в центре корня, находятся проводящие ткани: луб и древесина. Вместе они образуют радиальный проводящий пучок.

Проводящая система корня проводит воду и минеральные вещества из корня в стебель (восходящий ток) и органические вещества из стебля в корень (нисходящий ток). Состоит она из сосудисто-волокнистых пучков. Основными слагаемыми частями пучка являются участки флоэмы (по ним вещества передвигаются к корню) и ксилемы (по которым вещества передвигаются от корня). Основные проводящие элементы флоэмы — ситовидные трубки, ксилемы — трахеи (сосуды) и трахеиды.

Процессы жизнедеятельности корня

Транспорт воды в корне

Всасывание воды корневыми волосками из почвенного питательного раствора и проведение её в радиальном направлении по клеткам первичной коры через пропускные клетки в эндодерме к ксилеме радиального проводящего пучка. Интенсивность поглощения воды корневыми волосками называется сосущей силой (S), она равна разнице между осмотическим (P) и тургорным (T) давлением: S=P-T.

Когда осмотическое давление равно тургорному (P=T), то S=0, вода перестаёт поступать в клетку корневого волоска. Если концентрация веществ почвенного питательного раствора будет выше, чем внутри клетки, то вода будет выходить из клеток и наступит плазмолиз — растения завянут. Такое явление наблюдается в условиях сухости почвы, а также при неумеренном внесении минеральных удобрений. Внутри клеток корня сосущая сила корня возрастает от ризодермы по направлению к центральному цилиндру, поэтому вода движется по градиенту концентрации (т. е. из места с большей её концентрацией в место с меньшей концентрацией) и создаёт корневое давление, которое поднимает столбик воды по сосудам ксилемы, образуя восходящий ток. Это можно обнаружить на весенних безлистных стволах, когда собирают «сок», или на срезанных пнях. Истекание воды из древесины, свежих пней, листьев, называется «плачем» растений. Когда распускаются листья, то они тоже создают сосущую силу и притягивают воду к себе — образуется непрерывный столбик воды в каждом сосуде — капиллярное натяжение. Корневое давление является нижним двигателем водного тока, а сосущая сила листьев — верхним. Подтвердить это можно с помощью несложных опытов.

Всасывание воды корнями

Цель: выяснить основную функцию корня.

Что делаем: растение, выращенное на влажных опилках, отряхнём его корневую систему и опустим в стакан с водой его корни. Поверх воды для защиты её от испарения нальём тонкий слой растительного масла и отметим уровень.

Что наблюдаем: через день-два вода в ёмкости опустилась ниже отметки.

Результат: следовательно, корни всосали воду и подали её наверх к листьям.

Можно ещё проделать один опыт, доказывающий всасывание питательных веществ корнем.

Что делаем: срежем у растения стебель оставив пенёк высотой 2-3 см. На пенёк наденем резиновую трубку длиной 3 см, а на верхний конец наденем изогнутую стеклянную трубку высотой 20-25 см.

Что наблюдаем: вода в стеклянной трубке поднимается, и вытекает наружу.

Результат: это доказывает, что воду из почвы корень всасывает в стебель.

А влияет ли температура воды на интенсивность всасывания корнем воды?

Цель: выяснить, как температура влияет на работу корня.

Что делаем: один стакан должен быть с тёплой водой (+17-18ºС), а другой с холодной (+1-2ºС).

Что наблюдаем: в первом случае вода выделяется обильно, во втором — мало, или совсем приостанавливается.

Результат: это является доказательством того, что температура сильно влияет на работу корня.

Тёплая вода активно поглощается корнями. Корневое давление повышается.

Холодная вода плохо поглощается корнями. В этом случае корневое давление падает.

Минеральное питание

Физиологическая роль минеральных веществ очень велика. Они являются основой для синтеза органических соединений, а также факторами, которые изменяют физическое состояние коллоидов, т.е. непосредственно влияют на обмен веществ и строение протопласта; выполняют функцию катализаторов биохимических реакций; воздействуют на тургор клетки и проницаемость протоплазмы; являются центрами электрических и радиоактивных явлений в растительных организмах.

Установлено, что нормальное развитие растений возможно только при наличии в питательном растворе трёх неметаллов — азота, фосфора и серы и — и четырёх металлов — калия, магния, кальция и железа. Каждый из этих элементов имеет индивидуальное значение и не может быть заменён другим. Это макроэлементы, их концентрация в растении составляет 10 -2 –10%. Для нормального развития растений нужны микроэлементы, концентрация которых в клетке составляет 10 -5 –10 -3 %. Это бор, кобальт, медь, цинк, марганец, молибден др. Все эти элементы есть в почве, но иногда в недостаточном количестве. Поэтому в почву вносят минеральные и органические удобрения.

Растение нормально растёт и развивается в том случае, если в окружающей корни среде будут содержаться все необходимые питательные вещества. Такой средой для большинства растений является почва.

Дыхание корней

Для нормального роста и развития растения необходимо чтобы к корню поступал свежий воздух. Проверим, так ли это?

Цель: нужен ли воздух корню?

Что делаем: возьмём два одинаковых сосуда с водой. В каждый сосуд поместим развивающие проростки. Воду в одном из сосудов каждый день насыщаем воздухом с помощью пульверизатора. На поверхность воды во втором сосуде нальём тонкий слой растительного масла, так как оно задерживает поступление воздуха в воду.

Что наблюдаем: через некоторое время растение во втором сосуде перестанет расти, зачахнет, и в конце концов погибнет.

Результат: гибель растения наступает из-за недостатка воздуха, необходимого для дыхания корня.

Видоизменения корней

У некоторых растений в корнях откладываются запасные питательные вещества. В них накапливаются углеводы, минеральные соли, витамины и другие вещества. Такие корни сильно разрастаются в толщину и приобретают необычный внешний вид. В формировании корнеплодов участвуют и корень, и стебель.

Корнеплоды

Если запасные вещества накапливаются в главном корне и в основании стебля главного побега, образуются корнеплоды (морковь). Растения, образующие корнеплоды, в основном двулетники. В первый год жизни они не цветут и накапливают в корнеплодах много питательных веществ. На второй — они быстро зацветают, используя накопленные питательные вещества и образуют плоды и семена.

Корневые клубни

У георгина запасные вещества накапливаются в придаточных корнях, образуя корневые клубни.

Бактериальные клубеньки

Своеобразно изменены боковые корни у клевера, люпина, люцерны. В молодых боковых корешках поселяются бактерии, что способствует усвоению газообразного азота почвенного воздуха. Такие корни приобретают вид клубеньков. Благодаря этим бактериям эти растения способны жить на бедных азотом почвах и делать их более плодородными.

Ходульные

У пандуса, произрастающего в приливно-отливной зоне, развиваются ходульные корни. Они высоко над водой удерживают на зыбком илистом грунте крупные облиственные побеги.

Воздушные

У тропических растений, живущих на ветвях деревьев, развиваются воздушные корни. Они часто встречаются у орхидей, бромелиевых, у некоторых папоротников. Воздушные корни свободно висят в воздухе, не достигая земли и поглощая попадающую на них влагу от дождя или росы.

Втягивающие

У луковичных и клубнелуковичных растений, например у крокусов, среди многочисленных нитевидных корней имеется несколько более толстых, так называемых втягивающих, корней. Сокращаясь, такие корни втягивают клубнелуковицу глубже в почву.

Столбовидные

У фикуса развиваются столбовидные надземные корни, или корни-подпорки.

Почва как среда обитания корней

Почва для растений является средой, из которой оно получает воду и элементы питания. Количество минеральных веществ в почве зависит от специфических особенностей материнской горной породы, деятельности организмов, от жизнедеятельности самих растений, от типа почвы.

Почвенные частицы конкурируют с корнями за влагу, удерживая её своей поверхностью. Это так называемая связанная вода, которая подразделяется на гигроскопическую и плёночную. Удерживается она силами молекулярного притяжения. Доступная растению влага представлена капиллярной водой, которая сосредоточена в мелких порах почвы.

Между влагой и воздушной фазой почвы складываются антагонистические отношения. Чем больше в почве крупных пор, тем лучше газовый режим этих почв, тем меньше влаги удерживает почва. Наиболее благоприятный водно-воздушный режим поддерживается в структурных почвах, где вода и воздух находятся одновременно и не мешают друг другу — вода заполняет капилляры внутри структурных агрегатов, а воздух — крупные поры между ними.

Характер взаимодействия растения и почвы в значительной степени связан с поглотительной способностью почвы — способностью удерживать или связывать химические соединения.

Микрофлора почвы разлагает органические вещества до более простых соединений, участвует в формировании структуры почвы. Характер этих процессов зависит от типа почвы, химического состава растительных остатков, физиологических свойств микроорганизмов и других факторов. В формировании структуры почвы принимают участие почвенные животные: кольчатые черви, личинки насекомых и др.

В результате совокупности биологических и химических процессов в почве образуется сложный комплекс органических веществ, который объединяют термином «гумус».

Метод водных культур

В каких солях нуждается растение, и какое влияние оказывают они на рост и развитие его, было установлено на опыте с водными культурами. Метод водных культур — это выращивание растений не в почве, а в водном растворе минеральных солей. В зависимости от поставленной цели в опыте можно исключить отдельную соль из раствора, уменьшить или увеличить ее содержание. Было выяснено, что удобрения, содержащие азот, способствуют росту растений, содержащие фосфор — скорейшему созреванию плодов, а содержащие калий — быстрейшему оттоку органических веществ от листьев к корням. В связи с этим содержащие азот удобрения рекомендуется вносить перед посевом или в первой половине лета, содержащие фосфор и калий — во второй половине лета.

С помощью метода водных культур удалось установить не только потребность растения в макроэлементах, но и выяснить роль различных микроэлементов.

В настоящее время известны случаи, когда выращивают растения методами гидропоники и аэропоники.

Гидропоника — выращивание растений в сосудах, заполненных гравием. Питательный раствор, содержащий необходимые элементы, подаётся в сосуды снизу.

Аэропоника — это воздушная культура растений. При этом способе корневая система находится в воздухе и автоматически (несколько раз в течение часа) опрыскивается слабым раствором питательных солей.