Зона роста корня растения

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.

1. корневой чёхлик;
2. зона деления клеток (конус нарастания);
3. зона растяжения клеток;
4. зона всасывания (зона корневых волосков);
5. 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

Зоны корня

В строении корней большинства растений выделяются несколько зон (перечислены от кончика корня):

• корневой чехлик,
• зона деления,
• зона роста,
• зона всасывания,
• зона проведения.

Для каждой зоны характерны свои группы тканей и свои функции.

Корень постоянно растет своей верхушкой (кончиком). Поэтому клетки одной зоны постепенно превращаются в клетки другой, находящейся дальше от кончика корня (за исключением корневого чехлика). Так, верхние клетки зоны деления становятся клетками зоны роста, а более дальние от кончика клетки зоны роста становится клетками зоны всасывания, клетки зоны всасывания рано или поздно становятся клетками зоны проведения.

Корневой чехлик

Корневой чехлик прикрывает кончик корня. У корней многих растений его можно увидеть без увеличительных приборов. Корневой чехлик выглядит как более темное и плотное образование на кончике корня.

Главная функция корневого чехлика — это предохранение верхушки корня, где находится зона деления с клетками образовательной ткани, от повреждений.

Клетки корневого чехлика живые, однако живут мало. Они постепенно слущиваются. От зоны деления образуются новые клетки корневого чехлика.

Те клетки, которые отделяются от чехлика, некоторое время остаются живыми и выделяют слизь, которая облегчает проникновение корня среди частиц почвы, а также растворяет минеральные вещества. Ведь только в растворенном виде они могут быть в дальнейшем поглощены корнем.

В центре чехлика находятся крахмальные зерна, с их помощью корень определяет, где верх, а где — низ. Корень обладает положительным геотропизмом, т. е. растет вниз.

Зона деления корня

Зона деления находится под корневым чехликом. Ее размер около 1 мм. В этой зоне клетки постоянно делятся.

Клетки зоны деления мелкие, находятся близко друг к другу, их ядра достаточно большие, а цитоплазма густая. Вместе они составляют образовательную ткань.

Зона роста корня

Выше зоны деления находится зона роста корня, составляющая в длину несколько миллиметров. Иногда эту зону называют зоной растяжения. Здесь клетки увеличиваются в размерах, в основном за счет вытягивания в длину. Соответственно, это приводит к росту всего корня в длину. У клеток зоны роста клеточная стенка еще не жесткая, именно это позволяет им растягиваться.

Зона всасывания корня

Зона всасывания находится над зоной роста, обычно ее длина более сантиметра. Здесь у каждой поверхностной клетки образуется вырост, который называют корневым волоском. Корневые волоски можно увидеть невооруженным глазом у проростков многих растений. Все вместе они выглядят как пушок, состоящий из беловатых тонких волосков. Каждый волосок обычно в длину не более 1 см.

Корневой волосок состоит из клеточной оболочки, цитоплазмы, ядра, лейкопластов и вакуоли.

Корневые волоски живут у большинства растений всего несколько дней. Верхние волоски являются более старыми и постепенно отмирают. Зато снизу верхние клетки зоны роста становится клетками зоны проведения. Здесь у поверхностных клеток отрастают волоски.

Главная функция зоны всасывания — это поглощение из почвы воды и растворенных в ней минеральных веществ. Осуществляется эта функция с помощью корневых волосков. Они проникают между частичками почвы, опутывают их и, таким образом, всасывают из почвы водных раствор.

После того как поверхностные клетки всосали водный раствор, он продвигается по внутренним клеткам корня к центральной оси, где находятся клетки зоны проведения.

Зона проведения корня

После зоны всасывания ближе к стеблю находится зона проведения. У этой зоны главная функция — это проведение поглощенного в зоне всасывания водного раствора вверх к стеблю. Водный раствор двигается по сосудам. С другой стороны, от стебля к корню идут органические питательные вещества, корню они нужны для роста, развития и других процессов жизнедеятельности. Органические вещества передвигаются по другим типам клеток.

Волокна проводящей системы есть не только в зоне проведения корня. Ее клетки заходят в другие зоны, расположенные ближе к кончику корня.

Источник