Рост и строение корня. типы корневых систем и их развитие — студенческий портал

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.

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 м2.

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 мм2 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

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.

1. А влияет ли температура воды на интенсивность всасывания корнем воды?
2. Цель: выяснить, как температура влияет на работу корня.
3. Что делаем: один стакан должен быть с тёплой водой (+17-18ºС), а другой с холодной (+1-2ºС).
4. Что наблюдаем: в первом случае вода выделяется обильно, во втором — мало, или совсем приостанавливается.
5. 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.

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 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.

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.

* * *

Источник: https://biouroki.ru/material/plants/koren.html

Биология в лицее

Виды корней и типы корневых систем

Корень – один из основных вегетативных органов растения. Он закрепляет растение в почве и активно поглощает из нее воду с минеральными солями. Главная функция корней – почвенное питание.

В течение жизни у растения формируется много корней. Одни из них появляются вследствие ветвления главного корня, другие образуются на побеге. Все вместе они образуют корневую систему растения.

В корневой системе различают главный, боковые и придаточные корни. Главный корень развивается из зародышевого корня. Придаточными называют корни, развивающиеся на стеблевой части
побега. Придаточные корни могут вырастать и на листьях. Боковые корни возникают на корнях всех видов (главном, боковых и придаточных).

Мочковатая корневая система состоит из одинаковых по размерам ветвящихся придаточных и боковых корней, поэтому имеет вид пучка – мочки (например, у подорожника и лютика).

Мочковатые корневые системы характерны для всех однодольных растений и некоторых двудольных.

Пшеница, рожь, овес, пырей, лук, тюльпан, гладиолус, осока и многие другие однодольные растения имеют мочковатую корневую систему.

Рассматривая внешний вид корня, можно видеть, что его беловатый, почти прозрачный кончик чуть утолщен и прикрыт защитным колпачком – корневым чехликом. Несколько выше чехлика имеется небольшая гладкая часть корня.

Над ней находится участок с многочисленными тонкими выростами, которые выглядят как белый пушок вокруг корня. Это корневые волоски. Выше по корню развиваются боковые корни, на них также имеются корневой чехлик и корневые волоски.

Ближе к стеблю корень обычно утолщен и имеет буроватый цвет.

В течение жизни растение постоянно увеличивает размеры своих корней. При этом они углубляются в почву и разрастаются далеко в стороны от стебля. Корни свеклы, например, проникают в почву на глубину более 3 м, у кукурузы – 2–2,5 метра, у люцерны – до 5 метров, у пшеницы – на 2-2,5 м. У огурцов корни разрастаются на 1,5-2 м в
стороны от стебля, у лука – на 60-70 см. У взрослой яблони корни разрастаются в стороны на 10-12 м от ствола, а у осины – даже на 30 м.
Корни обладают неограниченной возможностью роста. Но в природе они редко реализуют такую возможность из-за различных причин: ветвления в почве корней других растений, недостаточности питательных веществ и т. д. В специально созданных условиях растение способно развить огромную массу корней. Например, у четырехмесячного растения озимой ржи, выращенного в теплице, образовалась огромная корневая система. Общая длина всех ее корней составила 623 км, что равно расстоянию от Москвы до Санкт-Петербурга. Причем общая поверхность всех корней этого растения была в 130 раз больше поверхности наземных органов растения. Общий прирост всех корней только за одни сутки достигал 4,8 км, и ежесуточно на них образовывалось более 100 млн корневых 

• волосков.
• Корни растут в течение всей жизни растения.

Рост корня осуществляется путем деления и растяжения клеток, находящихся на верхушке (кончике) корня. Все корни растут верхушечной частью. Обнаружить это можно с помощью следующего опыта.

На корешок проростка фасоли или тыквы нанесите черной тушью тонкие черточки-метки на одинаковом расстоянии друг от друга.

Уже через день можно увидеть, что на участке, расположенном ближе к верхушке корня, расстояние между метками увеличилось, тогда как у основания корня оно не изменилось.

Если удалить верхушку, то рост корня в длину прекратится, но зато образуется много боковых корней. Эта особенность растений используется человеком при выращивании рассады культурных растений.

Корень удлиняется и продвигается в почве в результате деления и растяжения клеток верхушки корня.

Если рассмотреть корневой чехлик под микроскопом, то можно увидеть, что он образован из нескольких слоев клеток. Он ограждает делящиеся клетки кончика корня от механических воздействий среды. Кроме того, клетки корневого чехлика выделяют слизь, которая действует как смазка, облегчая продвижение растущего корня в почве.

Интерактивный урок-тренажёр. (Пройдите все страницы урока выполните все опыты и задания)

Аудиофрагмент «Корень» (1:24)

Как бы ни положили прорастающее семя или укореняющийся побег – их корни обязательно будут направлены вниз. В этом выражается чувствительность растения к земному притяжению. Такое явление называется геотропизмом (от греч.  гео – «земля», тропос – «поворот», «направление»).

Геотропизм у корней. (Анимация)

В почве корень, продвигаясь вниз, всегда направляется в сторону, где содержатся влага, минеральные вещества и кислород. Такое движение органов растения, в том числе и корня, в сторону нужных им химических веществ (кислород, вода, минеральные соли) называется хемотропизмом (от греч.

хемиа – «химия» и тропос – «поворот», «направление»).

Биологические задачи

Корень – основной вегетативный орган растения. Корень растет на протяжении всей жизни растения. Он всегда растет вниз, но способен поворачиваться в направлении нужных ему веществ.

Корень растет верхушечной частью, защищенной корневым чехликом. Главный, боковые и придаточные корни вместе создают корневую систему.

Имеется два типа корневых систем у растений – стержневая и мочковатая.

Источник: http://biolicey2vrn.ru/index/vidy_kornej_i_tipy_kornevykh_sistem/0-32

Формирование корневых систем

В оптимальных для древесной породы почвенно-гидрологических условиях (например, свежие дерновые почвы на супесях для сосны, свежие гигротопы черноземных и серых лесных почв для дуба и т. п.) корневая система формируется в процессе естественного роста и развития ее морфологических групп, что обусловлено биологическими особенностями древесных пород.

• Так формируются определенное сочетание корней различных морфологических групп, горизонтальная площадь проекции корней, глубина проникновения стержневого корня и вертикальных ответвлений от горизонтальных корней.
• На примере сосны обыкновенной в соответствии с особенностями возрастной динамики роста ее стержневых, горизонтальных корней и их вертикальных ответвлений для условий среднедерново-слабоподзолистых хорошо дренированных супесчаных почв, где сосна образует древостой I и Iа классов бонитета, выделяются пять возрастных периодов формирования корневых систем:
• в возрасте 1—8 лет наблюдается интенсивный рост в длину горизонтальных корней первого порядка;

в возрасте 9—25 лет проявляется значительный рост горизонтальных и стержневых корней. Прирост горизонтальных корней в длину превышает прирост стержневых корней. В начале периода отмечается активное ветвление горизонтальных корней первого порядка, формируются вертикальные ответвления от горизонтальных корней;

в возрасте 26—40 лет прирост стержневого корня в глубину прекращается. Снижается до минимума прирост горизонтальных корней первого порядка, отмечается усиленный рост в глубину вертикальных ответвлений;

в возрасте 40—60 лет прирост в глубину вертикальных ответвлений прекращается.

Наблюдаются ветвление стержневого корня по всей его протяженности, рост корней третьего и более высоких порядков горизонтальной ориентации.

Увеличивается количество корней второго и третьего порядков и интенсивно растут вновь образованные ответвления. Насыщается корнями почвенное пространство, ранее освоенное корневой системой;

в возрасте 60 лет и старше при активном ветвлении старых корней образуются и растут новые корни второго, третьего и более высоких порядков. Продолжается процесс насыщения корнями почвенного пространства, освоенного корневой системой.

Развитие корневых систем в возрастной динамике предопределяет Последовательную смену типов строения онтогенезного характера. Наиболее характерным признаком при этом является развитие стержневого корня.

Проникновение его в глубь почвы ограничивается естественными, генетически обусловленными пределами, свойственными каждой древесной породе. После достижения этого предела в соответствующем возрасте рост стержневого корня в глубину замедляется, затем прекращается.

Таким образом, к возрасту спелости дерева его корневой системе присуще наличие стержневого корня, корней горизонтальной ориентации и их вертикальных ответвлений, достигших глубины проникновения стержневого корня. Формируется генетически обусловленный для данной породы тип корневой системы.

1. Возрастная динамика формирования генетически обусловленного для данной породы типа корневой системы представляет последовательную во времени смену следующих промежуточных типов таксонов строения онтогенезного характера:
2. стержневой корень неразветвлен; корневая система характеризуется превалирующим развитием стержневого корня с наличием неразветвленных боковых ответвлений горизонтальной ориентации;
3. стержневой корень разветвлен, однако еще не достиг предельной глубины проникновения в почву; на горизонтальных корнях — наличие неразветвленных и слаборазветвленных вертикальных ответвлений;

стержневой корень разветвлен и закончил свой рост; глубина его проникновения в почву достигла максимального значения, обусловленного генетическими особенностями древесной породы.

Горизонтальные корни хорошо развиты, их вертикальные ответвления продолжают интенсивный рост в глубь почвы, но не достигают глубины проникновения стержневого корня.

В корневой системе преобладают горизонтальные корни;

стержневой корень, достигший максимальной генетически обусловленной глубины проникновения в почву, комплексируется с якорными корнями, представляющими вертикальные ответвления, также достигшие предельной глубины проникновения в почву, разветвленность их интенсивная. В корневой системе преобладают горизонтальные корни.

Аналогичная в принципе схема формирования типа корневой системы присуща всем лесообразующим породам, произрастающим в оптимальных почвенно-гидрологических условиях. Различия определяются в основном разной глубиной проникновения корней вертикальной ориентации и количественным соотношением корней различных структурных групп.

Под влиянием уплотненных горизонтов почвы в виде ортштейновых линз, оглеенных прослоек, скоплений карбонатов и т. д.

, представляющих определенное препятствие для проникновения корней вертикальной ориентации в глубь почвы, деформируется генетически обусловленный тип строения корневой системы на разных стадиях процесса его формирования.

Здесь стержневой корень развивается присущими данной породе темпами лишь в пределах почвенного слоя, ограниченного по глубине уплотненным горизонтом.

В этих пределах формируется тип корневой системы, соответствующий типам, наблюдаемым в первые периоды формирования корневых систем на глубоких почвах.

При достижении уплотненного горизонта рост стержневого корня либо приостанавливается, либо заканчивается, не разветвляясь, что встречается более часто, он интенсивно ветвится, образуя толстые разветвления и иногда формируя за их счет значительный по интенсивности второй ярус корней.

Более глубокие горизонты почвы в таких условиях осваиваются ответвлениями от основного корня или вертикальными ответвлениями от горизонтальных корней, которые проникают вглубь, используя архитектонику почвы, старые ходы корней, щели и трещины в уплотненном горизонте.

Здесь в большинстве случаев при достижении глубины залегания уплотненного горизонта стержневой корень прекращает развитие, а лидирующее положение занимают якорные корни.

С возрастом максимальной глубины проникновения достигают несколько таких Корней, и формируется корневая система конфигурации усеченного конуса.

При наличии в почве корненепроницаемого горизонта в первый период формирования корневой системы также формируется конусообразный тип ее строения со стержневым корнем.

При достижении уплотненного горизонта почвы или уровня залегания грунтовых вод стержневой корень изменяет вертикальное направление своего роста на горизонтальное, формируя интенсивно развитой второй ярус корней.

Вертикальные ответвления от горизонтальных корней, достигнув корненепроницаемого горизонта, также принимают в этой зоне горизонтальное направление, усиливая интенсивность корненаселенности второго яруса. В конечном результате формируется двухъярусная корневая система, ограниченная по глубине проникновения корненепроницаемым горизонтом.

При недостаточной влагообеспеченности в условиях непромывного водного режима, когда верхняя кайма капиллярной влаги, образуемая за счет атмосферных осадков, не соединяется с каймой капиллярной влаги, расположенной над поверхностью грунтовых вод, корневые системы древесных пород располагаются только в пределах зоны с наличием корнедоступной влаги, т. е. в верхних горизонтах почвы, периодически промачиваемых атмосферными осадками. Стержневой корень занимает лидирующее положение в пределах мощности каймы капиллярной влаги. Достигнув ее нижних границ, он прекращает рост в глубину. Вертикальные ответвления от горизонтальных корней также прекращают свой рост в глубину, достигнув границы зоны, промываемой атмосферными осадками. В этих условиях формируется так называемый гребенчатый тип корневой системы. По стереометрическим критериям гребенчатый тип в конечном своем развитии характеризуется цилиндрической формой почвенного пространства, занятого корневой системой.

В почвенном горизонте небольшой мощности, подстилаемом корненепроницаемыми породами или ограниченном высоким уровнем грунтовых вод, стержневой корень быстро прекращает развитие и отмирает.

Вертикальные ответвления от горизонтальных корней здесь не образуются в связи с тем, что под влиянием высоко расположенного корненепроницаемого горизонта они быстро принимают горизонтальную ориентацию.

Вся корневая система принимает определенно выраженный поверхностный характер с глубиной размещения, регламентируемой мощностью корнедоступного горизонта.

Тип строения корневой системы на протяжении этого периода может меняться, постепенно трансформируясь и приобретая признаки и особенности того типа строения, который соответствует данным почвенно-гидрологическим условиям.

Приведенные схемы формирования пяти типов пространственной структуры корневой системы не исчерпывают всего разнообразия типов, встречающихся в природе.

В частности, следует назвать тип корневой системы, формирующийся в условиях, когда капиллярно-подвешенная влага периодически соприкасается с каймой капиллярно-подпертой влаги, образующейся над поверхностью грунтовых вод.

В условиях недостаточной обеспеченности деревьев влагой из запасов капиллярно-подвешенной влаги их корни проникают через горизонты почвы с наименьшим увлажнением, находящиеся в зоне соприкосновения капиллярно-подвешенной и капиллярно-подпертой влаги, а затем интенсивно растут в направлении грунтовых вод до горизонта, имеющего запасы влаги, достаточные для удовлетворения потребности дерева. Здесь вертикальные корни ветвятся и прекращают рост вглубь. В описанных гидрологических условиях корни растут намного глубже, чем их глубина проникновения в оптимальных условиях увлажнения почвы. Этим объясняются случаи необычно глубокого проникновения корневых систем сосны, дуба и других пород.

Сверхглубокое проникновение корневых систем древесных пород иногда объясняется соответствующей архитектоникой почвы. Наблюдаемое в Шиповом лесу проникновение корней дуба на глубину до 14 м объясняется тем, что они используют водяные трещины, образующиеся в суглинках.

На трещиноватых горных породах корневые системы дуба проникают на глубину более 23 м, где в летние и осенние месяцы они активно поглощают воду из зоны капиллярной каймы, расположенной над уровнем грунтовых вод.

Здесь корни, используя водяные трещины в скальных породах, достигают зоны постоянной влагообеспеченности.

Стержневой корень и некоторые вертикальные ответвления, образуя дополнительное ветвление в более плодородном глубинном слое почвы, проникают через него и продолжают расти в нижележащем менее плодородном горизонте, но уже с меньшей разветвленностью.

Процесс естественного формирования корневых систем древесных пород происходит в силу их биологических особенностей, обусловленных генетически. Эти особенности конкретно проявляются под влиянием почвенных условий, которые могут существенно изменять характер процесса формирования корневых систем и их строение.

Можно выделить группу основных признаков, характеризующих строение корневой системы.

Признаки формируются под влиянием генетических особенностей древесных пород и изменяются в результате воздействия на процесс формирования конкретных почвенных условий: интенсивность и соотношение роста в длину горизонтальных и стержневых корней; темпы образования и роста вертикальных ответвлений от горизонтальный корней, характер их ветвления; интенсивность и характер образования корней более высоких порядков; соотношение в корневой системе корней различных генетических групп (горизонтальных, стержневых, вертикальных ответвлений от горизонтальных корней); пространственная структура корневых систем.

Громаднейшая мозаичность почвенных условий, влияя на строение корневых систем, обусловливает их особенности у деревьев каждой древесной породы. Это существенно затрудняет и усложняет классификацию типов строения корневых систем.

В связи с влиянием почвенных условий для каждой древесной породы должен быть изучен, определен и описан своеобразный эталон строения корневой системы.

В качестве такого эталона целесообразно принять строение корневой системы данной породы в тех почвенно-гидрологических и климатических условиях, где она образует в приспевающем и спелом возрастных периодах насаждения I и Iа классов бонитета.

Характеристика полученных эталонов должна включать полный комплекс биометрических и стереометрических показателей, дающих представление о морфологии корневых систем.

В комплексную характеристику должны входить следующие данные: число и протяженность скелетных корней горизонтальной ориентации; протяженность, глубина проникновения стержневого корня, количество и протяженность его ответвлений; число, протяженность и глубина проникновения вертикальных ответвлений от горизонтальных корней по их порядкам ветвления; интенсивность разветвленности корневой системы; соотношение массы корней и надземных частей; показатель плотности пространственного размещения корневых систем.

Источник: https://www.activestudy.info/formirovanie-kornevyx-sistem/

Строение корневой системы растения: типы корневых систем, вода для растений

Корневая система для роста и развития растений очень важна. Опора, добывание воды и питание — функции, которые она выполняет.

Чтобы понять как правильно сажать и выращивать деревья, кустарники, культурные растения необходимо знать как устроены корни.

Если вы видите, что на одной грядке посаженые культуры плохо растут, а рядом с грядкой посажены деревья или кустарники, возможно они угнетаю своими корнями ваши посадки.

Типы корневых систем у растений

Корни у растений появились несразу. Растения прошли эволюционный путь, в результате которого они обзавелись корнями .Не имеют корней водоросли, так как они обитают в воде и корни им не нужны.

У первых растений, которые закрепились на земле не было корней, а были так называемые резоиды, которые служили только  для закрепления в почве. Сейчас резоиды имеют некоторые виды мхов. Корень — основная часть всей системы растения. Он удерживает растение в земле. На протяжении всей жизни корень добывает влагу и питание.

Развитие корней зависит от климатических условий. Например многие растения пустынь корень имеют длинный, чтобы добывать воду.

• Системы корней бывают двух видов — стержневая и корневая.
• У стержневой корневой системы основной корень ярко выражен, более толстый, от него отходят корни боковые.
• Мочковатая корневая система характерна отсутствием главного корня, рост происходит за счет корней боковых и придаточных, не проникает в землю так глубоко, как стержневая.
• Все коневые системы состоят из

• главного корня
• боковых корней
• придаточных корней

Все эти корни образуют  корневую систему, которая формируется на протяжении всей жизни растения. Из зародыша развивается корень главный, который растет вертикально в земле. От него отходят боковые корни.

Особенности корневых систем растений

Корни приспосабливаются к условиям среды окружающей. Корни кукурузы разрастаются в диаметре 2 метра, корни яблони — 15 метров. Знание строения корневой системы очень важно для садовода, для того, чтобы определить какого ухода требует растение. Если есть понимание расположения корней, можно правильно ухаживать за растением, чтобы не повредить корни.

Почвы рыхлые способствуют проникновению корней глубоко в землю. Почвы, в которых процент кислорода низкий и имеющие структуру плотную располагают к развитию корней к поверхности почвы близко.

Бодяк — распространенный сорняк, проникает в почву до шести метров.

Растения, которые растут в пустыне, имеют длинные корни. Это связано с глубоким расположением  грунтовых вод.

Длина корней ежовника 15 метров.

Если система корневая у растений развита слабо, листья поглощают влагу из тумана, с помощью стеблей и листьев.

Есть растения, которые влагу удерживают во всех частях — стеблях и листьях. Такие растения имеют корневую систему, которая обладают способностью впитывать и сохранять воду дождевую. Они распространены там, где жара сменяется активными дождями. К таким растениям относятся кактусы, суккуленты. Их корни развиты слабо.

Растения, способные к сокращению потери воды, их корни, верхняя часть покрыта пробкой. Они способны удерживать воду, готовясь к дефициту воды. Они имеют листья упругие, чтобы при потере  воды избежать механических повреждений. К таким растениям относятся:

1. саксаул
2. акация песчаная
3. аристида
4. полынь

Растения, у которых вегетационный период длится только в благоприятный период времени, когда идут дожди. Их жизненный цикл короткий. К таким относятся растения, имеющие клубни и луковицы.

Растения, корни которых сильно развиты для добывания воды. Их корневая система очень хорошо развита, распространяется в почве, чтобы как можно больше впитать воды. Резак, шалфей, дикий арбуз — относятся к этому типу растений.

Существуют растения с корневой системой смешанной. К таким относятся капуста,подорожник, подсолнечник, помидоры. Это те растения, которые окучивают. На развитие корней, кроме природных условий оказывает влияние человек путем окучивания и пикирования.Для развития боковых корней кончик главного корня отщипывают. Окучивание — подсыпка земли к растению.

Растения с мочковатой корневой системой

Тяжелые типы почв, с  залеганием грунтовых вод, близких к поверхности, склоны  — эти условия свойственны развитию растений с системой мочковатой: береза, клен, каштан, липа,лиственница, ольха, пихта, тисс, яблоня. подорожник, подсолнечник.

Мочковатую корневую систему имеют злаковые культуры — рожь, пшеница, ячмень. Корни злаковых уходят глубоко в почву, до 2-х метров.

Корневая система яблони обладает горизонтальными и вертикальными корнями. К корням горизонтальным поступает воздух и элементы питания.

Вертикальные — держат дерево в почве и из слоев земли более глубоких добывают воду и питание. Кроме того яблоня имеет еще одну классификация корней — скелетные и обрастающие(мочковатые) корни.

Обрастающие корни расположены к поверхности близко, до 50 см, поэтому внесение удобрений очень эффективно.

При повреждении коры дерева угнетается корневая система.

У березы корневая система очень мощная, зато в землю уходит неглубоко. В начале роста береза растет медленно, пока не отомрет главный корень. После того береза трогается в рост быстрее, у нее начинают расти корни боковые. Береза очень любит влагу, ее корни впитывают всю влагу вокруг себя, поэтому вокруг березы так мало растительности.

Корневая система лука так же относится к мочковатым и считается очень слабой. Это определяет его повышенное требование к почве, особенно на стадии прорастания семян.

• Корневая система лука-порея
• Лук репчатый
• Корневую систему мочковатую имеют:
• Бархатцы
• Спирея
• Лютик
• Сансиверия
• Фатсхедера

Растения со стержневой корневой системой

У растений со стержнеой системой корень состоит из корня-стержня и отходящих  от него боковых корней.

Эти растения приспосабливаются доставать воду из глубин земли. Главный корень у некоторых растений может уходить в землю на несколько десятков метров.  В засушливых районах или в условиях, когда дождей идет мало растениям характерна корневая система стержневая.

Например морковь имеет толстый главный корень, в котором она запасает влагу и вещества питательные, готовясь к тому, что, возможно будет лето без дождей. Свекла, редиска, редька, корневая петрушка — корневая система устроена так же. Такое приспособление корней увеличивает шансы растений к выживанию.

Морковь можно сажать в зиму, за счет толстого корня она выживает.

Сосна

Кипарис

Что делает корневая система

Как было сказано выше, корень — основная часть растения, которая обеспечивает питание и рост. Из корней вода и питательные веществ продвигаются вверх к стеблям и листьям.

Чтобы правильно ухаживать за тем или иным растением, необходимо знать ее особенности и условия произрастания.

Мангровое дерево имеет корни, которые называются ходульными. Они впитывают влагу из атмосферы и способны сопротивляться прибойным волнам.

Корневая система пасленовых растений

Пасленовые — это виды растений, которые растут на всем земном шаре. Известно порядка 3000 видов. К нему относятся травы,кустарники, овощи как съедобные так и ядовитые. Их объединяет строение органов вегетативных и соцветий. Плоды у них ягоды либо коробочки. Из пасленовых делают лекарства, употребляют в пищу, кормят животных, производят сигареты.

К пасленовым культурам относятся такие популярные овощи как помидоры, баклажаны, картофель, перец. Из цветов — петуния, душистый табак, лекарственные растения — красавка-белладонна.

У томатов корневая система уходит в землю на глубину  до полутора метров. При не очень глубоком залегании вод грунтовых, они с легкостью добывают себе воду. У баклажан корни сильно ветвящиеся, в почву уходят на глубину до полуметра.

У картофеля корнеплоды употребляют в пищу, поэтому так важно на сколько будет развита коневая система. Корни у картофеля находятся в пределах слоя пахотного, лишь некоторые корни уходят глубоко. Съедобные клубни — это утолщение побегов верхушечных. Они накапливают запас веществ органических, преимущественно крахмала. Окучивание — важная процедура в уходе за картофелем.

У перца, на хорошо дренированных почвах , корни занимают объем в верхнем слое диаметром до одного метра. В глубину могут уходить на 50 см.

Корни у петуньи очень мощные, развитие в начале роста медленное. На одно растение требуется не менее пяти литров грунта. Хорошо развиваются в питательных почвах.

Корневая система цветковых растений

Все растения цветковые разделяются на деревья, травы и кустарники. Еще они называются покрытосеменными, так как семечко прорастает внутри, пока не пробьет оболочку. Всего на земле их насчитывается 250 000 видов. Корневая система как мочковатая так и стержневая. Классы растений цветковых — однодольные и двудольные.

Подробно об этом в разделе ниже. Класс двудольных имеет почти каждый у себя дома в виде горшечных цветов — фикусы, фиалки, кактусы. Среди огородных растений — все розоцветные, пасленовые, мотыльковые, крестоцветные, сложноцветные. Деревья, которые относятся к цветковым имеют разную высоту. Например, вишня — дерево невысокое.

А вот эвкалипт может достигать 100 метров в высоту.

1. Кустарники :
2. крыжовник
3. смородина
4. и даже орешник и сирень.
5. Травы:
6. Одуванчик
7. ландыш
8. крапива

Среди многообразных представителей есть однолетние, двулетние и многолетние. У двулетних и многолетних корни накапливают питание и энергию для зимовки. У однолетних корни умирают вместе с цветком.

Корневая система бобовых растений

К бобовым  относятся всем известные фасоль, горох, арахис, нут, бобы. Есть древесные формы — акация, мимоза. Травы — клевер, люпин. Они встречаются как в дикой природе так и в огородах садоводов. Выращивание практикуется так же в промышленных масштабах. Корневая система у бобовых — стержневая.

У большинства из них есть небольшие клубни на корнях, которые образуются в результате деятельности бактерий, которые из почвы проникают в корни. Эти бактерии используют азот и преобразовывают его в вещества минеральные, которыми питаются другие растения. Поэтому бобовые полезно сажать рядом с другими растениями.

После гибели растения, почва насыщена азотом и более плодородна.

Что нужно делать для укрепления корневой системы растения

Так как система корневая играет роль большую в жизнедеятельности растений, важно следить за ее правильным развитием. Существует много способов для роста и развития корней. Они подразделяются на фитогормоны — вытяжка из растений, гуматы — вытяжка из гумуса, улучшенная добавками. и натуральные — народные средства.

Популярны у огородников — корневин, корнерост, гетероауксин, цветень, овосил.

Эпин — оказывает положительное действие на все части растения.

Народные средства так же используются широко для укрепления корней растений. Это мед, дрожжи, алоэ.

Между системой корневой и частью надземной растения существует тесная связь. Оптимальное питание корней приводит к развитию успешному растения.

Корневая система двудольных растения

Систему корневую имеют двудольные растения. В природе это самый многочисленный класс, который насчитывает 180 тысяч видов и составляет 75 процентов цветковых растений.

 Вещества питательные располагаются в эндосперме и в зародыше. Выражено ярко жилкование листьев, пластина листа рассечена прожилками. Зародыш дает хорошо развиться основному корню.

У многих растений есть слой камбия, с помощью которого растение принимает одревесневшую форму.

К растениям двудольным относятся

• травы пряные — петрушка, укроп, лавр, кориандр, анис, перец душистый.
• Зонтичные, признаком характерным которых является соцветие в виде зонтика. Это борщевик, морковь, кориандр, сныть, фенхель, болиголов и др.
• Розоцветные — малина, яблоня, слива, вишня, ирга, абрикос, черешня, миндаль и др.
• Сложноцветные — бархатцы, ромашка, маргаритка, одуванчик, георгина, подсолнечник и др.

Корневая система однодольных растений

В зависимости от того к какому классу относятся растения, определяют тип системы корневой.

Систему корневую мочковатую имеют однодольные растения. У них в зародыше одна семядоля.

Семядоля — это внутренняя часть семечка, которая содержит зародыш — эмбрион.

Вещества питательные находятся в эндосперме. Корешок зародыша развит очень слабо. Когда зерно прорастает, от него отходят придаточные корни. Листовое жилкование параллельное или дуговое,  пример — ландыш, лук-порей, ячмень, пшеница. Лист развит плохо и является влагалищем листовым.

К однодольным растениям относятся водные и сорные травы, ананас, ландыш, каллы, монстера, тюльпан, лилия, гиацинт, луковичные и др.

Таблица типы корневой системы растений

Корневая система плодовых деревьев

Корневая система дерева плодового держит его в почве, впитывает влагу и вещества питательные, образует соединения органические — аминокислоты и белки, способствует развитию микроорганизмов, полезных для растения. Корни плодового дерева состоят из горизонтальных и вертикальных.

Горизонтальные корни играют роль важную, так как впитывают с поверхности влагу и питание. Их объем в диаметре соответствует размеру кроны, либо превышает ее. Поэтому так важен полив и удобрения. Соотношение корней вертикальных и горизонтальных зависит от многого — плодородия почвы, подвоя, ухода.

С помощью методов современных, которые разработаны агротехниками, рост корней можно регулировать.

Корневая система ягодных кустарников

Кустарники ягодные играют особую роль в плодовых садах. Знание строения их корневой системы и правильный уход обеспечивают хороший урожай. Главное их отличие от деревьев это отсутствие ствола.

Из корней отходят десятки веток, которые и дают урожай. Корни залегают не глубоко, характерно их горизонтальное расположение.

При перекопке приствольного круга нужно аккуратно работать лопатой, чтобы избежать касание корней.

Вода в жизни растений

Вода играет роль важную в жизни каждого растения.

• Растения на 80 процентов состоят из воды
• Доставляет питание к другим частям растения
• Регулирует теплообмен
• Источник водорода, необходимого для фотосинтеза.
• Обеспечивает упругость листьям

Учитывая все факторы роли воды, ее отсутствие обеспечит гибель растения. Поступление воды в организм растения поступает из корней, испарение воды происходит через листья. Смысл такого водооборота заключается в обмене веществ. Если поглощение воды корнями меньше чем ее поступление через листья, происходит увядание растения. Ночью происходит восполнение воды, так как испарение снижено.

Водный обмен происходит в три этапа:

1. Корни поглощают воду.
2. Вода продвигается к верху.
3. Вода испаряется через листья.

Поглощение и испарение воды приблизительно одинаковое. Только ее не большой процент синтезирует вещества.

Как правильно поливать плодовые деревья и кустарники в зависимости от корневой системы

Жизнедеятельность растений напрямую зависит от полива. Особенно нуждаются в поливе молодые растения, которые необходимо поливать один раз в неделю, кроме дождливых дней. Водный недостаток может сказаться пагубно на внешнем виде и здоровье растений. В конечном итоге они могут погибнуть.

При посадке необходимо учитывать как близко расположены воды грунтовые в земле — не глубокое залегание погубит корни, они могут сгнить.

Существуют три вида полива — дождевание, полив под корень и орошение почвы. При выборе полива нужно учитывать многие факторы — климатические условия, погоду, особенности растения, почву.

Растения со стержневой системой могут добывать воду глубоко под землей. У мочковатой такой возможности нет. Кроме того, такие огородные растения, как морковь, свекла — имеют стержневую систему и мощный корень, который накапливает питание и влагу на случай засухи.

Источник: https://luckclub.ru/stroenie-kornevoj-sistemy-rasteniya-tipy-kornevyh-sistem-voda-dlya-rastenij