Свойства корней

Примечания

  1. Корень // Малый энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 4 т. — СПб., 1907—1909.
  2. Gangulee H. C., Das K. S., Datta C. T., Sen S. College Botany (неопр.). — Kolkata: New Central Book Agency. — Т. 1.
  3. Dutta A. C., Dutta T. C. BOTANY For Degree Students (англ.). — 6th. — Oxford University Press.
  4. Пневматофоры //  :  / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  5. Мангры // География: Современная иллюстрированная энциклопедия / Гл. ред. А. П. Горкин. — М.: Росмэн, 2006. — 624 с. — ISBN 5-353-02443-5.
  6.  (англ.)
  7. Пасечник В. В. Биология. 6-й класс. — 12-е изд. — М.: Дрофа, 2009. — С. 106. — 304 с. — 50 000 экз. — ISBN 978-5-358-06815-5.

Внешнее строение корня. Внутреннее строение 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.

Стержневые и мочковатые корневые системы.

Представьте себе, травы, кустарники и деревья без корней. Огромные дубы и маленькие травянистые растения, лишенные корня, окажутся беспомощно Лежащими на земле. Корнями растения укрепляются в почве. С помощью корней растения прочно удерживаются на одном месте в течение всей своей жизни.

Вырастая из маленького корешка зародыша семени, корень взрослых растений, особенно деревьев и кустарников, глубоко проникает в почву, достигает больших размеров и с силой удерживает тяжелейшие ствол и ветви с листьями. Чтобы представить, с какой силой корни удерживают деревья, раскройте во время сильного ветра зонт и попробуйте удержать его в руках. Ветер будет яростно рвать зонт из рук, удержать его очень трудно.

Тяжелый ствол дерева со всеми ветвями и листьями можно сравнить с гигантским зонтом. Ураганный ветер в состоянии подхватить такой «зонт» и вырвать дерево из земли. Однако это случается не так уж часто. Корни, удерживающие дерево в почве, очень прочны. Конечно, не все корни так мощны, как корни деревьев. У однолетних травянистых растений корни чаще небольшие, неглубоко проникшие в почву. Познакомимся с корнями различных растений. Почти всюду растет невысокая травка с тоненькой метелкой невзрачных цветков. Это мятлик. Найдите мятлик, выкопайте его с корнем. Выкопайте также одуванчик, стараясь возможно меньше повредить его корень.

Теперь рассмотрите корни выкопанных растений.

Одуванчик имеет хорошо развитый главный корень . Он развивается из зародышевого корня семени. От главного корня отходят небольшие боковые корни.

У мятлика много корней, почти одинаковых по длине и толщине, и они растут пучком. Эти корни отрастают от стебля и называются придаточными. Главный корень среди придаточных корней мятлика не заметен.

Если рассматривать корни самых разнообразных растений, то можно обнаружить, что одни из них похожи на корни одуванчика, а другие — на корни мятлика.

Все вместе взятые корни растения составляют его корневую систему.

Рис. 29. Корневая система мятлика (1) и одуванчика (2).

Рис. 30. Схема корневой системы растения: 1 — главный корень; 2 — придаточные; 3 — боковые.

Рис. 31. Виды корневых систем: 1—4 — стержневая; 5 — мочковатая.

Главные корни развиваются из корешка зародыша семени и обычно бывают похожи на стержни. Поэтому у растений с хорошо развитым главным корнем корневую систему называют стержневой. Если же главный корень незаметен среди всех других, растущих пучком, то корневую систему называют мочковатой.

Таким образом, как бы разнообразны ни были цветковые растения, корневая система у одних будет мочковатой, у других— стержневой.

Подмечено, что большинство двудольных растений имеет стержневые корневые системы, развивающиеся из зародышевого корешка семени. Хорошо заметный главный корень имеют, например, щавель, фасоль, подсолнечник, морковь, все деревья, кустарники и многие другие растения.

Мочковатой корневой системой чаще обладают однодольные растения. Мочковатую корневую систему имеют все наши хлебные злаки, лук, чеснок и сравнительно немногие другие растения.

Интересно проследить, как развивается мочковатая корневая система. Главный корень, развивающийся из корешка зародыша семени, вскоре перестает расти. Он становится незаметным среди множества придаточных корней, отрастающих от подземной части стебля. Придаточные корни почти одинаковы по толщине, растут пучком и скрывают переставший расти главный корень.

Итак, корни могут образовываться по-разному. Во-первых, корни развиваются из корешка зародыша семени. Это главные корни. Во-вторых, корни отрастают от стебля. Это придаточные корни. В-третьих, корни отрастают и от главного и от придаточных корней. Это боковые корни. Интересно отметить, что придаточные корни развиваются не только от подземной части стебля, но и от наземных побегов.

Легко наблюдать развитие придаточных корней, если поставить в воду ветки тополя, ивы или черной смородины. Придаточные корни развиваются также у картофеля, капусты и некоторых других растений, если окучить почвой нижнюю часть их стеблей, растущих над землей.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Зоны корня

Корень растет вниз благодаря активно делящимся клеткам, располагающимся у его кончика. Эту область называют зоной деления. Чуть выше расположены клетки, которые не делятся, но зато увеличиваются в размере, растягиваясь. Эта область называется зоной растяжения. Если кончик корня будет поврежден, он перестанет расти. Для того чтобы защитить эту область, на кончике корня есть так называемый чехлик.

Когда садоводы хотят, чтобы корень растения не устремлялся в глубь почвы, а распространялся вширь (ведь растению не нужно будет «искать» воду в толще земли – его будут поливать), они отрезают самый кончик корня. Корень перестает расти в длину и разрастается по сторонам.

Выше зоны роста и зоны растяжения располагаются корневые волоски, которые и втягивают воду и азот из почвы. Эта область называется зоной всасывания. Выше этой области, где корневые волоски заканчиваются, располагается зона проведения. Здесь внутри корня расположено много сосудов, по которым вода поднимается вверх, к стеблю. Через эту область вещества, впитанные корневыми волосками, доставляются к осевому цилиндру.

Поделиться ссылкой

Происхождение корня

Тело первых вышедших на сушу растений ещё не было расчленено на побеги и корни. Оно состояло из ответвлений, одни из которых поднимались вертикально, а другие прижимались к почве и поглощали воду и питательные вещества. Несмотря на примитивное строение, эти растения были обеспечены водой и питательными веществами, так как имели небольшие размеры и жили около воды.

В ходе дальнейшей эволюции некоторые ответвления стали углубляться в почву и дали начало корням, приспособленным к более совершенному почвенному питанию. Это сопровождалось глубокой перестройкой их структуры и появлением специализированных тканей. Образование корней было крупным эволюционным достижением, благодаря которому растения смогли осваивать более сухие почвы и образовывать крупные побеги, поднятые вверх к свету. Например, у мохообразных настоящих корней нет, их вегетативное тело небольших размеров — до 30 см, обитают мхи во влажных местах. У папоротниковидных появляются настоящие корни, это приводит к увеличению размеров вегетативного тела и к расцвету этой группы в каменноугольный период.

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.

Виды корневой системы

Каждое растение в процессе своей жизни и эволюции вынуждено было приспосабливаться к разнообразным условиям окружающей среды, будь то повышенная влажность, особенности грунта, отрицательные температуры, сильные ветра и так далее. Кроме того, почва могла иметь избыток или недостаток питательных веществ, варьировалась глубина их залегания в слоях субстрата. Все это существенным образом повлияло на форму корневой системы.

Несмотря на то что корневых систем существует множество, и даже внутри одного вида можно найти существенные различия в строении, выделяют два основных типа: стержневой и мочковатый. Иногда в такой классификации упоминают еще и корневую систему смешанного типа, но она, как правило, представляет собой вариацию стержневой разновидности с большим количеством дополнительных отростков.

Стержневая

Стержневой тип характерен наличием у растения одного явно выраженного утолщенного корня, который уходит на большую глубину. Основной корень развит гораздо сильнее, чем остальные и его легко выявить среди других корешков, которые меньше по размеру.

Наиболее длинные стержневые корни можно встретить у некоторых растений, растущих в пустыне, например, у верблюжьей колючки. Ее корень может уходить вглубь до отметки 20 метров.

Стержневая корневая система характерна и для множества хорошо известных садовых культур: овощей, деревьев и кустарников. К стержневой корневой системе относят многие овощи с утолщенным корнем, так называемым корнеплодом, часто используемым в кулинарии. К примеру:

С помощью стержневой корневой системы снабжают крону влагой большинство лиственных и плодовых деревьев. Это всем известные дуб, ясень, боярышник, вяз, рябина и многие другие. Сюда же относятся ряд кустарников и садовых цветов, таких как древовидный пион, люпин, подсолнух декоративный и овощной, роза, шиповник. Эти садовые завсегдатаи сравнительно легко переносят жару и засуху.

Интересен тот факт, что под влиянием условий жизни корневая система может менять свое строение. Так, произрастая на влажных почвах, растение склонно развивать больше корней поверхностного типа, так как ему нет необходимости добывать воду с большой глубины. Тогда как развиваясь на сухом участке, растение будет стремиться корнями уйти как можно глубже пытаясь добыть влагу. Ярким примером такой изменчивости служит сосна.

Мочковатая

Мочковатая корневая система имеет форму мочалки, она хорошо разветвлена и представлена большим количеством боковых отростков. Как правило, она формируется у растений, которые происходят из влажных регионов и не приходилось пробираться на большие глубины в поисках влаги и других необходимых веществ. Все сеянцы в начале своего развития формируют основной стержень и только потом обрастают боковыми дополнительными отростками.

Поверхностные корни мочковатого или смешанного типа имеют:

Некоторые из этих деревьев благодаря своей способности вытягивать большое количество воды из поверхностных слоев почвы, используются в качестве осушителей затопленных земель. Но на сухих почвах садовые растения такого типа требуют повышенного внимания, они могут сильно страдать в период затяжного отсутствия дождей.

Понимание того, какое строение имеет подземная часть растения, дает возможность грамотно разместить разные культуры на участке, избегая при этом конкуренции отдельных видов, а также обеспечить каждый экземпляр правильным поливом и уходом. Стоит учитывать, что культуры с различным характером корнеобразования, посаженные рядом зачастую охотно образуют симбиоз и не мешают друг другу развиваться, хотя могут потребовать разного режима полива и освещения.

Типы

Совокупность корней образует корневую систему растения. Если в ней преобладает главный корень, то она называется стержневой (такая корневая система свойственна двудольным растениям); мочковатая корневая система однодольных растений состоит из множества сходных по размеру придаточных корней. Иногда главный корень рано прекращает рост, и его обгоняют боковые корни, образуя очень разветвленную систему корней, свойственную многим деревьям.

Свойства корнейУ большинства деревьев ветвистая корневая система, где нет выраженного главного корня

У некоторых растений верхняя часть стебля и главный корень образуют корнеплод, в котором накапливаются питательные вещества. Представители корнеплодных — это известные всем овощи: редис, свекла, репа, сельдерей. На втором году жизни корнеплодное растение цветет, плодоносит а потом отмирает.

Свойства корнейСтержневой корень одуванчика может достигать 30 см в глубину

Каждый тип корневой системы приспособлен для определенных условий существования растений. У верблюжьей колючки, произрастающей в пустынях, стержневой корень дотягивается до подземных вод на глубине в 20 м. Мочковатая корневая система злаков образует густую сеть в верхнем, самом плодородном и хорошо увлажненном атмосферными осадками слое почвы, причем общая длина корней одного растения может достигать десятков километров!

Свойства корнейМощные мочковатые корни осоки способствуют образованию кочек на влажных лугах

Видоизменения и специализация корней

Корни некоторых растений имеют склонность к метаморфозу.

Видоизменения корней:

  • Корнеплод — утолщённый главный корень. В образовании корнеплода участвуют главный корень и нижняя часть стебля. Большинство корнеплодных растений — двулетние. Корнеплоды состоят в основном из запасающей основной ткани (репа, морковь, петрушка).
  • Корнеклубень (корневые шишки) образуются в результате утолщения боковых и придаточных корней. С их помощью растение цветёт быстрее.
  • Корни-зацепки — своеобразные придаточные корни. При помощи этих корней растение «приклеивается» к любой опоре.
  • Ходульные корни — отходящие от ствола под углом придаточные корни, которые достигнув грунта, в него врастают. Иногда со временем основания стволов перегнивают и деревья стоят только на этих корнях, как на ходулях. Выполняют роль опоры. деревьев служат не только для опоры, но и для дополнительного снабжения воздухом.
  • Досковидные корни представляют собой боковые корни, проходящие у самой поверхности почвы или над ней, образующие треугольные вертикальные выросты, примыкающие к стволу. Характерны для крупных деревьев тропического дождевого леса.
  • Воздушные корни, или Дыхательные корни — выполняют функцию дополнительного дыхания, растут в надземной части. Поглощают дождевую воду и кислород из воздуха. Образуются у многих тропических, в особенности у растений в условиях недостатка минеральных солей в почве тропического леса. Встречаются и у растений умеренного пояса. Они могут иметь разнообразную форму: змеевидную, коленчатую, спаржевидную (растущие вертикально вверх пневматофоры). Основным способом движения газов в дыхательных корнях является диффузия через чечевички и аеренхиму. В манграх дополнительно помогает повышение давления воды при приливе, при котором корни сжимаются и часть воздуха выдавливается, и понижение давления воды при отливе, при котором воздух засасывается в корни. Это можно сравнить со вдохом и выдохом у позвоночных.
  • Микориза — сожительство корней высших растений с гифами грибов. При таком взаимовыгодном сожительстве, называемом симбиозом, растение получает от гриба воду с растворёнными в ней питательными веществами, а гриб — органические вещества. Микориза характерна для корней многих высших растений, особенно древесных. Грибные гифы, оплетающие толстые одревесневшие корни деревьев и кустарников, выполняют функции корневых волосков.
  • Бактериальные клубеньки на корнях высших растений — сожительство высших растений с азотфиксирующими бактериями — представляют собой видоизменённые боковые корни, приспособленные к симбиозу с бактериями. Бактерии проникают через корневые волоски внутрь молодых корней и вызывают у них образование клубеньков. При таком симбиотическом сожительстве бактерии переводят азот, содержащийся в воздухе, в минеральную форму, доступную для растений. А растения, в свою очередь, предоставляют бактериям особое местообитание, в котором отсутствует конкуренция с другими видами почвенных бактерий. Бактерии также используют вещества, находящиеся в корнях высшего растения. Чаще других бактериальные клубеньки образуются на корнях растений семейства Бобовые. В связи с этой особенностью семена бобовых богаты белком, а представителей семейства широко используют в севообороте для обогащения почвы азотом.
  • Корни-подпорки (столбовидные корни) — придаточные корни некоторых тропических растений, растущие на стволах и ветвях и дорастающие до земли.

Степень с целым показателем

Показатель степени может быть не только натуральным (то есть целым положительным), но и равным нулю, а также целым отрицательным.

По определению,

.

Это верно для . Выражение 0 не определено.

Определим также, что такое степень с целым отрицательным показателем.

Конечно, все это верно для , поскольку на ноль делить нельзя.

Например,

Заметим, что при возведении в минус первую степень дробь переворачивается.

Показатель степени может быть не только целым, но и дробным, то есть рациональным числом. В статье «Числовые множества» мы говорили, что такое рациональные числа. Это числа, которые можно записать в виде дроби , где  — целое,  — натуральное.

Здесь нам понадобится новое понятие — корень -степени. Корни и степени — две взаимосвязанные темы. Начнем с уже знакомого вам арифметического квадратного корня.

Арифметический квадратный корень из числа  — это такое неотрицательное число, квадрат которого равен .

Согласно определению,

В школьной математике мы извлекаем корень только из неотрицательных чисел. Выражение    для нас сейчас имеет смысл только при .

Выражение всегда неотрицательно, т.е. . Например, .

Свойства арифметического квадратного корня:

Происхождение корней

Корни имеют разное происхождение и типы. Главный корень развивается из корешка зародыша и растет вниз, от него отходят более мелкие боковые корни. Корни, развивающиеся из тканей стебля или листьев, называются придаточными. У некоторых растений они развиты даже лучше главного корня.

Свойства корнейИндийский баньян

У растений, обитающих во влажных тропических лесах, на стеблях развиваются воздушные корни. Это придаточные корни, предназначенные для поглощения влаги из воздуха. Достигнув земли, воздушные корни укрепляются в почве. У индийского баньяна они одревесневают и выглядят как дополнительные стволы дерева. У мангровых деревьев, растущих в зоне приливов и отливов тропических морей, образуются выступающие на поверхность и растущие вверх дыхательные корни — пневматофоры, снабжающие воздухом подземные части растений.

admin
Оцените автора
( Пока оценок нет )
Добавить комментарий