Корень

Корень является осевым органом, характеризуется положительным геотропизмом, неограниченным ростом и выполняет следующие функции:

* закрепляет растение в почве;
* поглощает воду и растворы минеральных солей и проводит их в надземные органы;
* служит депо запасных питательных веществ (свекла, морковь);
* участвует в дыхании;
* синтезирует биологически активные вещества (гормоны, алкалоиды, витамины, аминокислоты);
* выделяет в почву различные кислоты (угольную, яблочную);
* осуществляет симбиоз с другими организмами; является органом вегетативного размножения.

Количество корней у одного растения может быть очень большим — сотни, тысячи, а иногда и несколько миллионов. Степень их развития зависит от условий окружающей среды. Совокупность всех корней одного растения называется корневой системой. Ее составляют три разновидности корней: главный, боковые и придаточные.

Главный корень развивается из корешка зародыша при прорастании семени. Боковые корни являются разветвлениями главного или придаточных корней. Придаточные корни образуются на стеблях, у некоторых растений — на листьях (на этом свойстве основано размножение черенками; окучивание картофеля способствует развитию придаточных корней).

Корневая система, в которой хорошо выражен главный корень, называется стержневой. Она характерна для большинства двудольных растений (щавель, подсолнечник, клевер). Если зародышевый корешок рано отмирает или рост его приостанавливается, а корневая система состоит из массы придаточных и боковых корней, она носит название мочковатой. Мочковатая корневая система характерна для однодольных и травянистых двудольных растений (хлебные злаки, лук, чеснок, тюльпан).

Корень

Типы и строение корневых систем:
I — Мочковатая, II — Стержневая, 1 — Главный корень, 2 — Боковые корни

Размеры корневой системы у разных растений различны. Корни яблони проникают в почву на глубину 3- 4 м, а в стороны от ствола до 15 м, у клевера и пшеницы — на глубину до 2 м; у растений водоемов они располагаются близко к поверхности почвы.
У некоторых растений развиваются надземные корни следующих типов:

* воздушные (орхидеи) — образуются на стеблях и свисают вниз;
* ходульные (мангровые растения тропиков) — отходят от ствола, достигают поверхности почвы и внедряются в нее;
* цепляющиеся (плющ);
* дыхательные (болотные растения тропиков) — поднимаются над поверхностью болота и обеспечивают дыхание растений;
* корни-подпорки (у болотных растений).

Видоизменения корней:

* корнеплоды — видоизменения главного корня, богатые запасными питательными веществами (морковь, свекла, петрушка);
* корневые клубни — утолщенные придаточные корни (георгины).

Корни многих растений вступают в симбиоз с грибами (микориза) и клубеньковыми бактериями. Микориза не встречается только у крестоцветных и осоковых.

На продольном срезе растущего корня можно выделить следующие зоны: зону деления клеток (конус нарастания), зону роста, зону всасывания и зону проведения.

Любой корень — главный, боковой или придаточный — растет своей верхушкой, где находится образовательная ткань, клетки которой интенсивно делятся. Зона деления с мелкими тонкостенными заполненными цитоплазмой клетками прикрыта корневым чехликом. Его клетки выделяют слизь, выполняют защитную функцию и определяют направление роста корня (положительный геотропизм). Клетки корневого чехлика недолговечны. Они быстро отмирают, слущиваются и заменяются новыми. Перестав делиться, клетки зоны деления вытягиваются вдоль оси корня и увеличиваются в размерах. Они составляют следующую зону — зону растяжения, или роста. На расстоянии 2-3 мм от кончика корня находится зона всасывания, или зона корневых волосков. Корневые волоски хорошо заметны невооруженным глазом у некоторых проростков (горох, пшеница) и имеют вид легкого пушка. Корневой волосок представляет собой выпячивание (до 10 мм длиной) клетки кожицы корня. Он покрыт клеточной оболочкой, под которой находятся цитоплазма, ядро, лейкопласты, вакуоль с клеточным соком, митохондрии. Корневые волоски живут 10-20 суток, а затем отмирают. По мере роста корня образуются новые корневые волоски. Проникая между частицами почвы, они всасывают воду и растворенные в ней минеральные вещества. За зоной всасывания следует зона проведения, по клеткам которой вода с минеральными солями перемещается к стеблю.

На поперечном срезе молодого корня можно выделить покровную ткань (кожица с корневыми волосками), под ней — основную ткань (паренхима), в центре — проводящую ткань. По сосудам из корня в стебель и листья поступают вода и минеральные соли (восходящий ток). По ситовидным трубкам идут органические вещества, образовавшиеся в листьях и стебле (нисходящий ток).

Поступление раствора минеральных веществ в корневой волосок обеспечивается благодаря разности их концентраций в клеточном соке и в почве (посредством диффузии и активного транспорта). Далее эти растворы продвигаются по паренхиме от клеток с меньшей сосущей силой к клеткам с большей сосущей силой. Величина сосущей силы определяется разностью осмотического и тургорного давления. Различие в концентрации солей создает осмотическое давление, которое обусловливает диффузию веществ через клеточную оболочку. Тургорное давление — это давление, которое оказывает живое содержимое клетки на ее оболочку. Движение раствора минеральных солей от корня вверх по сосудам обеспечивается корневым давлением, которое с силой выталкивает раствор из клеток корня в сосуды, и испарением воды листьями.

Корень

Внешнее и внутреннее строение корня:
1 — Корневой чехлик, 2 — Зона деления клеток, 3 — Зона роста, 4 — Зона всасывания, 5 — Корневой волосок, 6 — Зона проведения

Плодородие почвы

Для нормального развития растения корни должны быть обеспечены влагой, свежим воздухом для дыхания и необходимыми минеральными солями. Все это растения получают из почвы, которая представляет собой верхний плодородный слой земли. В состав почвы входят песок, глина, минеральные соли, перегной, воздух и вода. Перегной образуется при разложении погибших животных и растений. Плодородие почвы определяется содержанием в ней питательных веществ. Наиболее плодородны черноземы, слой перегноя в которых достигает 1 м. Подзолистые почвы (их много в Беларуси) содержат мало перегноя (до 20 см). Еще беднее перегноем глинистые и песчаные почвы.

Для повышения плодородия почвы в нее вносят различные удобрения. Внесение удобрений во время роста растений называют подкормкой. В зависимости от формы внесения удобрения подкормка может быть сухой или жидкой.

Удобрения подразделяют на две основные группы:

1. Минеральные удобрения (или минеральные соли) — азотные (селитра, мочевина, сульфат аммония), фосфорные (суперфосфат), калийные (хлорид калия, зола). Полные удобрения содержат азот, фосфор и калий (нитрофоска); к ним относят и органическое удобрение — навоз. Если отсутствует один из компонентов, удобрение называется неполным.

2. Органические удобрения — это вещества органического происхождения (навоз, птичий помет, торф, перегной).

Выделяют также бактериальные и «зеленые» удобрения. Часто в почву вносят гранулированные удобрения — смесь торфа или перегноя с минеральными удобрениями, приготовленная в форме шариков (гранул).

Внесение удобрений в почву должно быть строго нормированным. Оно зависит от типа почвы и потребностей растения. Азотные удобрения хорошо растворяются в воде и способствуют росту надземных частей растений, поэтому их вносят в почву перед посевом. Калий необходим для роста и развития корневой системы. Фосфор ускоряет созревание плодов и вместе с калием повышает холодостойкость растений. Калийные удобрения хорошо растворимы в воде, и их вносят в почву в первой половине лета. Фосфорные удобрения плохо растворимы в воде, и их вносят в почву осенью вместе с навозом. Наиболее распространенное органическое удобрение — навоз — содержит азот, фосфор и калий, которые усваиваются растением после разложения навоза микроорганизмами. Процесс этот длительный, поэтому навоз вносят в почву осенью.

Для нормального роста и развития растений в почву в незначительных количествах вносят микроэлементы — бор, медь, марганец, молибден, цинк, алюминий.

Минеральные соли поступают в растение в виде растворов, поэтому подкормку лучше проводить после дождя, когда почва насыщена влагой.

Вода необходима растению для поддержания тургора клеток, для набухания и прорастания семян. Особенно много воды необходимо в период роста. Поливать растения рекомендуется лучше вечером, когда спадает жара, редко, но обильно. Для полива посадок на больших площадях применяют специальные дождевальные установки. В засушливых районах для орошения почвы создают оросительные каналы и пруды.

Корни, как и все органы растения, дышат, поглощая кислород и выделяя углекислый газ. Растения особенно страдают от недостатка кислорода на глинистых и заболоченных почвах. Чтобы свежий воздух свободно поступал к корням, почву регулярно рыхлят культиваторами иди мотыгами. Рыхление почвы благодаря разрушению капилляров позволяет сохранять влагу, поэтому его часто называют «сухой поливкой».

Растения в теплицах можно выращивать без почвы, на водной среде, которая содержит все элементы, необходимые растению. Такой способ получил название гидропоники. Существует также метод аэропоники — воздушной культуры, когда корневая система находится в воздухе и периодически опрыскивается питательным раствором.