Рост и строение корня. Типы корневых систем и их развитие
Корень — это подземный вегетативный орган, который характеризуется радиальной симметрией, неограниченным верхушечным ростом в длину и способностью к ветвлению.
Боковые разветвления корня возникают эндогенно (из внутренних тканей). Точка роста корня покрыта корневым чехликом. У корня нет ни листьев, ни в определённом порядке размещённых почек.
Корень возник позже стебля и листа — в связи с переходом растений к жизни на суше. Настоящие корни впервые образовались у плаунов, но наивысшей дифференциации и специализации достигли у семенных растений.
По происхождению различают такие типы корней:
- главный, который образуется из зародышевого корешка семени;
- придаточные, которые образуются на стеблях, листьях или их видоизменениях;
- боковые, которые отходят от главного или дополнительных корней.
Зародышевый корень, который при прорастании семени выходит из него, даёт главный корень. Участок на границе между главным корнем и стеблем называется корневой шейкой. Разветвления главного корня образуют боковые корешки.
Придаточные корни, развивающиеся не из корня, а из иной части тела растения, увеличивают корневую систему, а там, где нет главного и боковых корней, заменяют их. Такие корни образуются у однодольных растений из нижней части стебля; при окучивании некоторых растений (картофель, капуста) — из той части стебля, которая засыпается землей; у многолетних трав — на подземных стеблях (корневищах); на луковицах — из донца; при вегетативном размножении — на листьях (фиалки, бегония).
У многих растений поверхность корня намного больше поверхности надземной части (у озимой ржи — в $130$ раз). Корни могут углубляться более чем на 20 м (растения пустыни).
Глубина проникновения корней, степень их ветвления и глубина, на которой оно происходит характерны для каждого отдельного вида растений и зависят от внешних условий.
Корневая система. Типы корневых систем
Корневая система — это совокупность всех корней одного растения.
По происхождению различают такие типы корневых систем:
- Стержневая, или система главного корня — главный корень хорошо выделяется среди других по размерам, мощному развитию и вертикальному направлению роста (почти у всех двудольных растений);
- Мочковатая, или система придаточных корней — главный корень быстро отмирает или не отличается от многочисленных достаточно развитых придаточных корней (у всех однодольных растений, а из двудольных — у лютиковых и подорожников);
- Смешанная корневая система — имеет хорошо развитый главный корень и многочисленные придаточные корни (у помидоров, капусты, подсолнуха).
По характеру распределения основной массы корней в почве различают такие корневые системы:
- поверхностную — корни располагаются близко к поверхности почвы (у тюльпана, ели);
- глубинную — корни развиваются в глубину (верблюжья колючка, саксаул); универсальную — корни равномерно развиваются вглубь и вширь (картофель, пшеница).
Зоны корня
В направлении снизу вверх в корне расположены корневой чехлик и несколько функциональных зон.
- корневой чёхлик;
- зона деления клеток (конус нарастания);
- зона растяжения клеток;
- зона всасывания (зона корневых волосков);
- проводящая зона (зона боковых корней).
Корневой чехлик — специальное образование, которое подобно колпачку прикрывает растущую верхушку корня, защищает её от повреждений твёрдыми частичками грунта и способствует (благодаря слизи и постоянному отделению клеток внешнего слоя) движению корня в грунте.
От образования каждой клетки чёхлика до её отмирания у разных видов растений проходит $4—9$ суток. У некоторых водных растений, например, у ряски, вместо корневого чёхлика кончик корня гнадёжно защищён специальным кармашком от вымывающего действия воды.
Под корневым чехликом находится конус нарастания корня, или зона деления клеток, образованая клетками с тонкими стенками, которые плотно сомкнуты между собой и беспрестанно делятся.
За зоной деления находится зона растяжения клеток, где они вытягиваются и приобретают постоянную форму. Благодаря удлинению клеток корень растёт в длину. Вместе зона деления и зона растяжения клеток образуют зону роста корня.
Выше зоны роста корня размещена зона всасывания, или зона корневых волосков длиной $1,5 — 2$ см. В этой зоне клетки внешнего слоя корня образуют многочисленные одноклеточные выросты — корневые волоски, которые поглощают из почвы воду и растворённые в ней соли, увеличивая поглощающую поверхность корней во много раз. Корневые волоски очень густо покрывают корешок.
На $1$ мм поверхности корня яблони есть около $300$ корневых волосков, а кукурузы — более $400$.
Длина корневых волосков у разных растений колеблется от $0,05$ до $10$ мм. Они недолговечны.
У яблони корневые волоски живут $10 — 20$ суток, а потом отмирают и соскабливаются.
Вместо отмерших волосков образуются новые, потому по мере роста корня в глубину перемещается и зона корневых волосков.
Над зоной всасывания размещена проводящая зона, или зона боковых корней, составляющая большую часть корней. В этой зоне корни не имеют корневых волосков, но тут образуются боковые корни, которые удерживают растение в почве. По проводящим элементам (сосудам и ситовидным трубкам) этого участка вода и растворённые в ней минеральные соли двигаются к надземным органам растения, а необходимые для питания клеток корня органические вещества перемещаются вниз.
Внутреннее строение корня в зоне корневых волосков.
В зоне всасывания внутреннее строение корней всех растений одинаково. Покровная ткань — эпиблема — состоит из одного шара живых тонкостенных плотно сомкнутых клеток, которые способны образовывать корневые волоски.
Под эпиблемой размещена первичная кора, которая состоит из трёх слоёв. Внешний — экзодерма) -образован несколькими слоями многоугольных плотно прилегающих клеток, которые со временем опробковвевают и исполняют защитную функцию. Средний шар — мезодерма — образован живыми клетками паренхимы, в которых запасаются питательные вещества. В этих же клетках синтезируются некоторые органические соединения и происходит их транспорт в ткани. Благодаря наличию в этом шаре межклетников происходит газообмен. Мезодерма занимает наибольший объём первичной коры. Внутренний слой первичной коры — эндодерма — состоит из одного ряда клеток, которые в молодом состоянии живы, а со временем опробковевают, древеснеют и отмирают. Они становятся непроницаемыми для воды. Раствор минеральных солей из почвы может проникать к центру корня лишь сквозь тонкостенные живые пропускные клетки.
Непосредственно под эндодермой находится центральный цилиндр. Его внешний слой — перицикл — это образующая ткань, которая даёт начало боковым корням, потому его часто называют корнетворным слоем.
В средине центрального цилиндра расположена живая паренхимная ткань, в которую углублён проводящий пучок и механические элементы.
Рост корня. Факторы, влияющие на процесс роста корня
Развитие и рост корневой системы растений зависят от плодородия почвы, её влажности и температуры, а так же воздухопроницаемости почвы. На уплотнённых и чрезмерно влажных почвах корни замедляют рост. Но при недостаточной влажности почвы рост и развитие корней так же задерживаются.
Как и надземные органы, корневая система будет лучше и интенсивнее развиватьсяпри оптимальной для данного вида температуре. При незначительном снижении температуры будут лучше расти корни, а при повышении — надземные органы растения.
Рост и развитие корневой системы в значительной степени зависит и от плодородия почвы. На низкоплодородных почвах корни развиваются лучше, чем надземная часть растения, а на высокоплодородных — наоборот. Лучшему росту корней способствует внесение фосфорных удобрений.
Рост корней зависит так же от интенсивности фотосинтеза. При регулярном скашивании надземной части растений замедляется рост корней, что приводит к уменьшению их массы. Обильный урожай так же замедляет рост корней, а удаление соцветий наоборот стимулирует его.
Источник
Как образуется торф?
Одним из самых полезных ископаемых считается торф. Его используют в качестве топлива, изоляционного материала, удобрения для растений, применяют и в медицинских целях. Добывают залежи на территории осушенных болот. После этого сырой продукт, получаемый из отмерших частей растений, разделяют на удобные фракции и сушат.
Условия образования
Чтоб получились залежи торфа, необходим ряд сопутствующих условий. Для начала нужна влага. Это может быть лесное озеро или близко расположенные к поверхности подземные воды. Немаловажную роль играют особые виды торфообразующих растений. Рассмотрим условия для происхождения месторождения на примере озера. В слабопроточный водоём течением наносится ил и песок. Это со временем ведёт к обмелению дна. Берега зарастают такими видами растений, которые предпочитают влажную почву, образуются заболоченные участки.
Существуют 2 способа образования болота. В их основе лежат рост и сезонное отмирание надземной части растений, что в итоге приводит к образованию сфагнума.
Отличаются эти способы тем, что один появляется в богатых органическими веществами почвах, а другой получается на неплодородных участках.
Для низинного вида типично состояние, когда берега зарастают осокой, зелёными мхами, берёзой, ольхой – именно эти растения являются основой для дальнейшего процесса. Для верхового типа характерно преобладание таких растений, как сфагновые мхи, вересковые кусты, сосна. Со временем всё это оседает в нижних слоях водоема, смешивается с илом, песком и прессуется под собственным весом.
Состоит болото из нескольких слоёв. Наивысшей точкой называют верховое образование. Затем идёт переходный слой и низший пласт. Сфагновые болота наблюдаются в широтах с умеренным климатом. Появляются преимущественно в массивах лесной и лесотундровой областях. Они, как правило, относятся к типу верховых и формируются во влажных низинах. Производными для ценного ресурса являются мхи рода Sphagnum. Произрастают эти растения на останках предшественников, закончивших вегетацию в прошлых сезонах.
Разберем, что происходит на сфагновых болотах. Воды подо мхами преимущественно кислые, а болотная жидкость обделена кислородом. В таких условиях не всякое растение выживет, а уж тем более бактерии распада — они также не выносят такой атмосферы. Обычно формирование торфа происходит в следующей последовательности:
- отмирание частей растений;
- гниение остатков;
- образование слоёв;
- спрессовывание общей массы.
Из чего образовывается торф
Торф образуется, когда на местности начинает появляться избыток влаги. Первым растением, в изобилии возникающим на таком участке, является мох под названием политрихум. В простонародье его называют кукушкин лён. В образовании островков на поверхности болот принимают участие разные представители растительного мира. Содействуют образованию торфа мелкие кустарники. Например, морошка. Группы трав представляют такие влаголюбивые виды, как осока, росянка, багульник.
Однако главнейшим ингредиентом для возникновения торфа считают наличие мха. Размножение у этих растений споровое. Как правило, в данном процессе принимают участие отряды зелёных и сфагновых мхов. Именно эти типы наиболее распространены на верхнем ярусе растительности болот. Наименований мхов много, но чаще всего образуются следующие:
Эти виды являются основными для образования полезного ископаемого. Именно мох служит источником для образования торфа. А также поверхность населяют папоротники, которые укореняются на наиболее высоких точках влажного места. Каждый из перечисленных представителей флоры даёт запасы для создания очередного слоя. Новообразованный пласт, полученный из отмерших частей, по сути, трамбует, заставляет прессоваться предыдущие наслоения.
Попадая в воду, растения превращаются в подушку для нового яруса жизни болот. В следующий сезон такие островки вновь засеваются. Условия, созданные на болотах, препятствуют разложению упавших деревьев, веток, листвы, пыльцы и других органических веществ. Останки органики в воде, бедной кислородом, могут сохраняться на протяжении многих тысячелетий.
Обычно в результате жизнедеятельности флоры в таких местах образуются целые острова на поверхности водной глади.
Источник