Значение клубеньков бобовых растений

Содержание

3. Что собой представляют клубеньки на корнях бобовых растений? Строение, образование, значение клубеньков.
Бобовые
Для чего у бобовых на корнях клубеньки?

3. Что собой представляют клубеньки на корнях бобовых растений? Строение, образование, значение клубеньков.

В сложном процессе образования клубеньков принимают участие три фактора: два живых организма — бактерия и растение, между которыми устанавливаются тесные симбиотические взаимоотношения, и условия внешней среды. Каждый из этих факторов — активный участник процесса образования клубеньков. Одна из важных особенностей клубеньковых бактерий состоит в их способности выделять стимулирующие рост вещества. Благодаря неравномерному росту в начале заражения происходит искривление корневых волосков, а на последующих стадиях развития клубенька ростовые вещества бактерий способствуют интенсивному размножению тканей.
Вторая особенность клубеньковых бактерий — их способность проникать в корни определенных растений и вызывать образование клубеньков, иначе говоря, их инфекционная способность. Инфекционная способность как уже говорилось, неодинакова у разных рас клубеньковых бактерий. Роль бобовых растений в образовании клубеньков состоит в их способности выделять вещества, стимулирующие развитие клубеньковых бактерий определенных рас. На стадии заражения эти вещества способствуют проникновению бактерий в корень.
Развитие клубеньков разделяют на четыре стадии: заражение, образование клубенька, зрелость клубенька, и, наконец, его перерождение — дегенерация. Клубеньковые бактерии, проникнув в корни бобовых растений через корневые волоски, вызывают их изменение (они изгибаются в виде ручки зонтика) . Это изменение происходит под влиянием выделений клубеньковых бактерий (в состав выделений входит бетаиндолил уксусная кислота — гетероауксин) .
Клеточные оболочки корневых волосков растворяются, и проникшие внутрь бактерии располагаются в корневом волоске в виде тяжа, или так называемой инфекционной нити, которая представляет собой слизистую массу, состоящую из палочковидных клеток клубеньковых бактерий. Затем клубеньковые бактерии выходят из инфекционной нити и распространяются в клетках корней, активно размножаясь. Зараженные клетки корня и соседние клетки, находящиеся под их сильным стимулирующим влиянием, начинают интенсивно делиться. Наступает вторая стадия — развитие клубеньков.
Теперь о дальнейшей судьбе клубеньковых бактерий в корне заботится само растение. Бактерии расселяются в корне, совершенно не утруждая себя хлопотами: они пассивно переходят в новые клетки вместе с клеткой корня растения-хозяина при ее делении. После массового размножения клеток корня в нем наступает обособление (дифференциация) тканей. Это третья стадия. В корне можно различить четыре дифференцированные зоны: кора, зона меристемы (делящиеся клетки) , сосудистая ткань и бактериальная (бактероидная) ткань. Такое название внутренняя часть клубенька получила потому, что здесь имеются бактероиды — видоизмененные клетки клубеньковых бактерий. В настоящее время большинство ученых считают, что именно в бактероидной ткани происходит фиксация азота.
Клубеньки сохраняются на корнях бобовых недолго, особенно у однолетних культур. У многолетних бобовых растений (кустарников и деревьев) клубеньки могут сохраняться до 5—6 лет. Перерождение, или дегенерация, клубеньков происходит обычно постепенно. Разрушение тканей клубенька сопровождается растворением (лизисом) клубеньковых бактерий и клубеньков. Последние отделяются от бобового растения. Оставшиеся в живых клубеньковые бактерии покидают свой домик и переходят в почву.
Значение бобовых культур в повышении плодородия почвы совершенно ясно. Накапливая азот в почве, они препятствуют истощению его запасов. Особенно велика роль бобовых в тех случаях, когда они используются на зеленые удобрения.

Клубеньковые бактерии — группа бактерий порядка Rhizobiales, способных связывать неорганический атмосферный азот, продуцируя органические азотсодержащие вещества. Клубеньковые бактерии, обитающие в корнях бобовых растений, являются их симбионтами.

Источник

Бобовые

Семейство бобовые (мотыльковые) относится к классу двудольных. Большое по численности: насчитывает около 24 тысяч видов. Распространены по всему свету, большая часть сосредоточена в тропиках, субтропиках и теплых умеренных областях. Среди бобовых можно встретить все жизненные формы от трав до древесных растений высотой 60-80 метров.

Азотофиксирующие бактерии

Особо важно отметить клубеньковые бактерии — род азотофиксирующих бактерий. Клубеньковые бактерии очень важны для нормального роста и развития бобовых растений. Они обладают способностью переводить атмосферный азот в доступные для растений формы, играют значительную роль в круговороте азота.

Клубеньковые бактерии скапливаются на корнях бобовых растений в клубеньках. Это симбиоз, взаимовыгодные отношения: бактерии получают от растения питательные вещества, а растение от бактерий — азотсодержащие соединения, которые растение может усвоить , в отличие от атмосферного азота.

Фермеры очень ценят бобовые растения, такие как клевер и люцерна. После нескольких лет посадки культурных растений на поле, почва истощается, в ней уменьшается концентрация азотсодержащих веществ. Для «отдыха земли» раз в несколько лет поле засеивается бобовыми растениями, в ней активно идут процессы образования азотсодержащих соединений — «почва отдыхает». На следующий год урожай превосходит все ожидания.

Общие признаки бобовых

Листья мотыльковых сложные: тройчатые (клевер, соя, фасоль), парноперистые (арахис, акация), непарноперистые, пальчатые (люпин) с прилистниками.

Цветки собраны в соцветия: кисть (люпина, донника), головка (клевер), метелка.

Околоцветник двойной, 5 сросшихся чашелистиков образуют чашечку, 5 лепестков — венчик. Венчик имеет необыкновенно интересное строение! Самый крупный лепесток называется «парус», он служит для привлечения насекомых-опылителей. Два боковых лепестка называют «веслами», они используются насекомыми как посадочная площадка. Два сросшихся между собой лепестка называют «лодочка», они образуют защитный футляр, который препятствует проникновения в цветок мелких насекомых, поедающих пыльцу.

Тычинок 9, срастающихся между собой, и 1 свободная — у гороха. Может быть 10 свободных тычинок, либо — 10 сросшихся, к примеру, у ракитника.

Ч₍₅₎ — 5 сросшихся чашелистиков
Л_1,2,(2) — 5 лепестков, расположенных в одном круге, но отличающиеся по размерам и форме разделяются запятой, два сросшиеся лепестка, образующие лодочку, берут в скобки ()
Т_(9),1 — в одном круге лежат 9 сросшихся тычинок и одна свободная
П₁ — пестик 1

Плоды — бобы. Семена лежат на створках, в отличие от стручков, у которых семена расположены на перегородке.

Значение бобовых

За счет симбиоза с клубеньковыми бактериями почва обогащается азотом в виде, усваиваемом растениями.

Богаты белком. Семена фасоли содержат до 29% белка, бобы — до 35%, арахис и соя — до 44%. К культурным пищевым видам относятся горох, чечевица, бобы, арахис, соя. Служат кормом для животных — клевер, люцерна.

Медоносы, многие бобовые и другие растения, посещаемые пчелами для сбора пыльцы, нектара с цветков. В ульях эти продукты перерабатываются и идут на создание меда.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Для чего у бобовых на корнях клубеньки?

Люди очень давно заметили, что на корнях у люпина, клевера, арахиса, люцерны, донника, фасоли, гороха, сои, нута, в общем, у всех сельскохозяйственных растений появляются клубеньки. И давно было известно, что корнеплоды и зерновые истощают почву, а растения, посаженные на полях после бобовых, дают хороший урожай. Об этом писал еще древнегреческий ученый, философ и ботаник Теофраст.

Но почему бобовые повышают урожай других культур? На этот вопрос ответил в 1838 г. французский ученый Дж. Буссенго. Он выяснил, что бобовые способны обогащать почву азотом. Почему это так важно? Дело в том, что азот из воздуха не могут усваивать ни люди, ни животные, ни растения. И лишь одно растение — копеечник — способно усваивать азот из воздуха. Но без клубеньков в природе это растение не встречается.

Усваивать атмосферный азот растениям помогают бактерии. Попав в ткань корня растения, они заставляют усиленно делиться его клетки, и образуются клубеньки. В них бактерии растут и размножаются. Они снабжают растения азотом, который забирают из воздуха, а растения дают бактериям вещества, необходимые им для роста и развития.

Почему фиксирующие азот бактерии поселяются именно на корнях бобовых растений? Оказывается, что только корни бобовых обеспечивают эти бактерии подходящими для их жизни веществами. Выделения корней бобовых бактерии чувствуют на расстоянии до 3 см.

Вначале образовавшиеся клубеньки белого цвета. Когда их активность наиболее высокая, они становятся розовыми, красными. Когда клубеньки стареют и фиксируют все меньше азота, они зеленеют.

Кроме бобовых, клубеньки, фиксирующие азот, образуются на корнях ольхи, облепихи, вейника лесного, у толокнянки лисохвоста, мятлика, у капусты и редьки. Есть клубеньки на корнях кофейных деревьев.

Как же разнообразны формы листьев! Их пластинки бывают похожими на щит, руку с пальцами, круг, эллипс, яйцо, ромб, иглу — на что угодно. А верхушка листа и острая, и заостренная, и тупая, и вдавленная, и с выемкой. Над краями пластинки также потрудилась природа. Они украшены и зубчиками, и ресничками или похожи на пилу. Простые листья…

Мы знаем, что на государственном флаге Канады изображен кленовый лист. Он украшает и форму канадских хоккеистов. Что это за растение, которое стало национальным символом? Это клен сахарный — один из самых высоких видов клена. Его деревья растут на востоке Северной Америки и достигают высоты 40 м. Это стройное дерево с пышной кроной, но оно знаменито…

В народе волчьими ягодами называют плоды жимолости обыкновенной. Эти красивые красные ягоды очень горькие на вкус и несъедобны. Волчье лыко, или волчеягодник, совсем другое растение. Оно все ядовито: и его красные ягоды, и листья, и ветви, и корни. Его кора имеет сильный, жгучий вкус, но не советуем вам его пробовать. Волчье лыко — небольшой кустарник…

Это мелкое водное растение можно встретить повсюду. Она плавает в лужах, мелких прудах и канавах, во всех водоемах с теплой стоячей водой. Это просто плавающий листик. Одно время считали даже, что ряска — это водоросль. Ряска малая — это травянистое, многолетнее растеньице. Оно представляет собой листик, плоскую или выпуклую снизу пластинку. По бокам она расщепляется…

Гречневую кашу пробовал каждый. Ее варят из плодов гречихи, напоминающих по форме трехгранный орешек. Гречишная крупа высококалорийная, в ней много белков, углеводов, жиров, органических кислот, витаминов. Из нее даже делают лекарственное вещество — рутин, которое врачи назначают при атеросклерозе и гипертонии. Значит, гречневая каша полезна пожилым людям, которые страдают повышением давления и болезнями сосудов. Чем…

Дикую айву можно встретить на опушке и в лесах, на равнинах и предгорьях. Мы знаем много видов яблонь, слив, груш, но у айвы только один вид. Айва — это невысокое дерево, всего 1,5-5 метров, иногда и вовсе похожее на куст. Айва любит тепло и растет в районах с теплым климатом: на Кавказе, в Юго-Западной и…

Папайя, или дынное дерево, — очень своеобразное растение. Деревом его можно назвать потому, что оно достигает высоты 6 метров. Но это не дерево, потому что у папайи нет твердой древесины. Мягкая рыхлая сердцевина оплетена крепкими и толстостенными волокнами. За счет этой коры и держится все дерево, а сердцевина со временем становится и вовсе пустой. На…

К подсолнечнику, как и к картофелю, россияне привыкли настолько, что кажется странным, что до 30-х годов прошлого века народ и понятия не имел о подсолнечном масле. Впервые в России его получил крестьянин Воронежской губернии Д. С. Бокарев в 1829 году. После этого его стали сажать по всей России. Родина подсолнечника — Центральная Америка, откуда его…

Страстоцвет, или пассифлора, — одно из самых оригинальных растений мира. У него очень необычная форма цветка. Впервые увидели его испанцы, приплывшие в Америку по следам Колумба. Если обычный цветок по форме напоминает чашу, но этот по форме напоминает плоское блюдо. Двойной ряд широко раскрытых ярких лепестков обвязан изнутри еще более яркой короной длинных прямых волосков….

Растения приспособились к жизни и на самых неудобных, засоленных почвах: на солончаках Южной Туркмении, где в жару вода испаряется и растрескавшуюся землю покрывает белый налет соли, и на отлогих берегах морей и океанов, которые постоянно заливает соленая морская вода. Таких растений много, несколько сотен видов и растут они на всех континентах, в том числе в…

Источник