Зміст:
§ 25. Кореневі системи. Видозміни кореня
Коренева система — це вся сукупність коренів рослини. Зовнішній вигляд кореневих систем залежить від того, в яких умовах зростає рослина і як вона до цих умов пристосовується (мал. 77).
Мал. 77. Різноманітні кореневі системи трав’янистих (а — стрижнева, б — мичкувата) та деревних (в, г, д) рослин
Деяким рослинам властиві корені, розташовані лише у поверхневому шарі ґрунту, завтовшки у кілька сантиметрів (мал. 77, д). Так, поверхневі корені певних видів кактусів сягають 80 м завдовжки. Вони здатні швидко збирати росу з великої площі, адже в пустелі вода, що випадає в ранішні часи, не проникає глибоко у ґрунт і швидко випаровується. У дерев вологого тропічного лісу поверхневі корені встигають вловити мінеральні речовини, які утворюються під час дуже швидкого розкладання відмерлих частин рослин. Проте зазвичай корені сягають більшої глибини. Так, у ячменю і озимого рапсу вони заглиблюються майже на 3 м, а виноградної лози — до 16 м. Деякі пустельні рослини, аби досягти водоносних горизонтів ґрунту, заглиблюють корені на 30-50 м.
Видозміни кореня — це явище зміни будови кореня, що забезпечує пристосування рослини до умов існування. Прикладами видозмін є кореневі бульби, корені-присоски, повітряні, дихальні, опорні корені.
Кореневі бульби (кореневі шишки) утворюються в результаті накопичення поживних речовин у бічних коренях. Вони короткі, сильно потовщені, кулястої або витягнутої форми. Такі корені дають змогу рослині пережити несприятливий для росту період. Вони є, наприклад, у пшінки, жоржини (мал. 78).
Мал. 78. Кореневі бульби жоржини
Корені-присоски характерні для рослин, які пристосувалися всмоктувати поживні речовини з інших рослин. Деякі з них є паразитами — повністю забезпечують свою життєдіяльність за рахунок рослини-хазяїна і не здатні до фотосинтезу (повитиця, мал. 79). Напівпаразити (наприклад, омела) за рахунок рослини-хазяїна лише частково задовольняють свої потреби у воді, зберігаючи зелений колір і здатність до фотосинтезу (мал. 80).
Мал. 79. Повитиця на пагоні рослини (а), корені-присоски повитиці (б)
Мал. 80. Омела на гілці дерева
Повітряні корені пристосовані до існування в повітрі. Вони характерні для більшості орхідей та інших мешканців вологих тропічних лісів (мал. 81), а з кімнатних рослин — для монстери. Повітряні корені поглинають воду під час опадів не кореневими волосками, а особливою губчастою тканиною.
Мал. 81. Повітряні корені тропічної орхідеї
Дихальні корені (мал. 82) розвиваються у рослин перезволожених місць зростання, де у ґрунті недостатньо повітря для забезпечення дихання кореневої системи. У таких рослин частина коренів виступає над поверхнею і забезпечує газообмін. Наприклад, у болотяного кипариса дихальні корені мають вигляд конусів понад 1 м заввишки.
Мал. 82. Дихальні корені: а — болотяного кипариса; б — тропічних дерев на болотах Африки
Опорні корені (мал. 83) розвиваються при основі стовбурів високих рослин там, де треба забезпечити стійкість рослини. Так, завдяки дошкоподібним опорним кореням не падають велетенські тропічні дерева, у яких кореневі системи поверхневі. На наших полях опорні корені можна побачити у кукурудзи.
Мал. 83. Опорні корені тропічного дерева (а) та кукурудзи (б)
Коренеплід є особливою видозміною, яка утворюється в результаті потовщення і накопичення поживних речовин одразу у трьох органах молодої рослини — головному корені, підсім’ядольному коліні і основі головного пагона. Коренеплоди дозволяють рослині вижити у несприятливі для росту сезони. Люди здавна використовували коренеплоди в їжу і вивели багато різних культурних сортів: буряка, моркви, петрушки, селери, редьки та редиски.
Ознакою кореневої частини коренеплоду є розміщені рядами бічні корінці. Шийка, утворена потовщеним підсім’ядольним коліном, має гладеньку поверхню. А на головці коренеплоду (потовщеній основі головного пагона) наявні рубці відмерлих листків (мал. 84).
Мал. 84. Схема утворення коренеплоду та його частини
Всі три частини майже однаково розвинені у коренеплоду селери (мал. 85, а). А от у моркви (мал. 85, б) та петрушки коренеплід має дуже маленьку головку, гладенька шийка видається над поверхнею ґрунту, а основна частина утворена потовщеним коренем. У редиски (мал. 85, в) майже весь її гладенький коренеплід — це потовщене підсім’ядольне коліно. Тому насінини редиски не можна висівати надто глибоко — урожай буде неякісний.
Мал. 85. Коренеплоди селери (а), моркви (б) та редиски (в)
ВИСНОВКИ
- 1. Корені рослини утворюють кореневу систему, будова якої залежить від умов зростання рослини.
- 2. Виконання коренем певної специфічної функції призводить до його видозміни.
- 3. Видозмінений корінь може бути складовою частиною коренеплоду, в утворенні якого також беруть участь підсім’ядольне коліно та головний пагін.
ТЕРМІНИ І ПОНЯТТЯ, ЯКІ ПОТРІБНО ЗАСВОЇТИ
Коренева система, видозміни кореня, кореневі бульби, корені-присоски, повітряні корені, дихальні корені, опорні корені, коренеплід.
КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ
- 1. Що таке коренева система?
- 2. Що таке видозміна кореня?
- 3. Які видозміни кореня ви знаєте, чим вони відрізняються від типових коренів рослин за будовою і функціями?
- 4. Чим коренеплід відрізняється від кореневої бульби?
ЗАВДАННЯ
Упорядкуйте таблицю: встановіть відповідність між назвами рослин, видозмінами кореня, які їм властиві, та їх функціями. Ряди з трьох цифр запишіть у зошиті.
Рослини
Видозміни кореня
Функції видозмін кореня
1. Додатковий газообмін
2. Повітряні корені
2. Всмоктування органічних речовин з рослини-хазяїна
3. Дихальні корені
3. Запасання органічних речовин
4. Болотний кипарис
4. Опорні корені
4. Поглинання води з повітря
5. Кореневі бульби
5. Додаткова підтримка стебла
ДЛЯ ДОПИТЛИВИХ
Священний Баньян
У деяких східних релігіях священними вважають величні баньяни. Баньян — це особлива форма росту великих тропічних дерев — фікусів (мал. 86). Починає рости такий фікус на гілці іншого дерева, куди насінину заносять тварини. Молодий фікус швидко утворює повітряні корені, які досягають ґрунту і вкорінюються. Дерево, яке дало фікусу прихисток, відмирав, і він залишається стояти на власних коренях. Згодом на горизонтальних гілках знову з’являються повітряні корені, що перетворюються на корені-стовбури. Так виникав цілий ліс-дерево, яке може займати площу понад 1,5 га і нараховувати більше 300 стовбурів. Відомо, що під покривом одного баньяна ховався цілий ескадрон кінноти.
Мал. 86. Баньян
Коренева система. Як утворюються придаткові корені
Корінь є важливим органом рослини. Він виконує кілька життєво важливих функцій: здійснює ґрунтовне харчування, утримує рослину в ґрунті, бере участь у вегетативному розмноженні, а в деяких випадках створює запас поживних речовин. У статті особливу увагу буде приділено придатковим корінням та розглянуто їх функції.
- Історичний розвиток кореня
- Основні функції кореня
- Види коренів
- Класифікація кореневих систем за походженням та за формою
- Класифікація коренів за походженням
- Створення кореневої системи
- Коренева система злакових культур
- Залежність коріння від природних умов
- Ув’язнення
Історичний розвиток кореня
За даними філогенетики, яка ідентифікує еволюційні зміни серед різних видів життя на Землі, корінь у рослини з’явився пізніше, ніж стебель і лист. Це сталося при переході рослин до існування на землі. Для закріплення на твердому ґрунті їм знадобилися особливі органи, початком яких послужили підземні гілочки, подібні до коріння, пізніше перетворилися на коріння. Вони не містять листя і нирок і ростуть у довжину за рахунок ділення верхівкових клітин.
Бічні та придаткові корені з’являються з тканин, що містяться всередині коренів і стеблів, точка зростання яких для запобігання від пошкоджень покрита кореневим чохликом. Система коріння не припиняє формуватися в період усього життя і розвитку рослини.
Основні функції кореня
Коренем називають осьову, переважно підземну частину вищої судинної рослини, яка має необмежений ріст у довжину вниз до центру земної кулі. Основні функції коріння полягають у наступному:
- вбирають з ґрунту разом з водою мінеральні речовини;
- відкладають поживні речовини;
- фіксують і закріплюють рослину в ґрунті;
- взаємодіють з організмами, що знаходяться в землі: бактеріями та грибами;
- синтезують гормони, ферменти та амінокислоти;
- сприяють розмноженню;
- забезпечують дихання.
Види коренів
Коренева система рослини складається з сукупності всіх коренів. Всі вони різняться за значимістю і походженням. Існує три види коренів:
- Головний – його розвиток походить із зародкового корінця насіння. Він росте необмежено і спрямований завжди вниз до центру земної кулі, причому володіє активною верхівковою тканиною, яка довго зберігає здатність ділитися і утворювати нові клітини.
- Придаткові – за зовнішнім виглядом вони схожі на бічні і виконують ті ж функції. Утворюється придаткове коріння від листя, стеблів і старих коренів. Завдяки їхньому розвитку рослина здатна розмножуватися вегетативно.
- Бічні – розвиваються на інших коренях, що мають будь-яке походження, є утвореннями другого і наступних порядків гілки. Їх виникнення відбувається з ділення особливої меристеми (освітньої тканини здатної ділитися), розташованої на периферійній ділянці центрального циліндра кореня.
Кожен з коренів: головний боковий і придатковий здатні гілитися. А це суттєво збільшує кореневу систему, що покращує харчування рослини і зміцнює її в ґрунті.
Класифікація кореневих систем за походженням та за формою
Сукупність всіх коренів рослини: основного, бічних і придаткових формує кореневу систему. Їх розрізняють три типи:
- Стрижневу – у рослини переважає розвиток головного кореня. Він довгий і по товщині істотно перевершує бічні. Стрижнева система характерна для багатьох двудольних: клевера, квасолі, здуванчика.
- Сечкувату – переважають придаткові корені, а також бічні. Головний – розвивається повільно і рано припиняє зростання. Така коренева система притаманна житу, цибулі, кукурудзі.
- Змішана – при великому головному корені, може бути стрижневою, мочкуватою – при однаковій величині всіх коренів.
Часто всередині однієї системи коріння виконують різні функції:
- скелетні, створюють опору рослині;
- ростові – відзначається посилений ріст і невелике гілляння;
- сусущі – тонкі, рясно гілляться.
Класифікація коренів за походженням
За походженням коріння підрозділюються на кілька видів. Головний корінь формується з корінця зародка і включає в себе головний корінь і бічні корені декількох порядків. Така система спостерігається у більшій частині дерев і чагарників, а також у трав’янистих, зародок яких містить тільки одну семядолю і ряду двудольних багаторічників.
Придатковий корінь – відбувається його освіта на листях, стеблях, старих коренях, а іноді на квітках. Таке джерело коріння вважається примітивним, тому що воно властиве споровим рослинам. Змішаний – зустрічається у рослин з однією і двома зародковими частками. Спочатку з насіння починає рости і розвиватися головний корінь, але до осені першого року життя його зростання припиняється, і система головного кореня становить малу частину всієї кореневої системи. На другий і наступні роки придаткові корені утворюються в міждузлях, вузлах, над і під вузлами. Приблизно через три роки головний корінь відмирає і у рослини залишаються тільки коріння на стеблях і листях.
Створення кореневої системи
Коли пошкоджується кінчик кореня, припиняється його зріст у довжину. При цьому починає утворюватися багато бічних коренів, розташованих неглибоко, в родючому шарі ґрунту. Використовуючи цю властивість, наприклад, пересаджуючи капусту, відщипують (прийом називають прищипкою) кінчик головного кореня і пересаджують рослину за допомогою палички (піки) – пікірують рослину.
Воно, з добре розвиненою кореневою системою, отримує більше поживних речовин і води, тому швидше росте і розвивається. Збільшити кількість коренів у поживному шарі землі можна і за допомогою окучування. Для цього навколоназемний стовбур рослини засипають грунтом, тоді придаткове коріння відростає від нього, видобуваючи додаткове харчування. Занурення зазвичай проводять після дощу або рясного поливу при висоті рослини не менше 20 см, а повторне – через два тижні. Під час цієї процедури ґрунт розпушується, що забезпечує гарне зростання коріння. На дачних ділянках, наприклад, для окучування картоплі використовують мотики, а на полях – різні види окучників.
Коренева система злакових культур
Серед квіткових рослин злакові культури займають особливе становище. Вони поділяються на культурні та лугові. Для всіх характерна сечкувата коренева система. Утворюється вона при недорозвиненому головному і ранній його заміни на придаткове коріння рослини. Вони закладаються ще в стебельці зародка і починають розвиток при проростанні насіння разом з головним коренем. А через кілька днів починають з’являтися вторинні корені, які утворюються з підземних стеблевих вузлів. А у таких культур, як сорго і кукурудза, розвиток коренів походить з надземних вузлів, близько розташованих до верхнього шару ґрунту. Вони допомагають рослині зберігати стійкість під час сильного вітру. Первинне коріння злакових проникає на велику глибину, але основна їх маса розташовується у верхньому, родючому шарі.
Залежність коріння від природних умов
Основний корінь рослин, що містить зародок з двома семядолями, зазвичай зберігається весь період їх існування. Зародковий корінець однодольних, навпаки, швидко відмирає, розвитку головного кореня не відбувається, а від основи втечі починає відбуватися розгалуження коренів декількох порядків. Розвивається придаткове коріння на листях і стеблях. Ця особливість рослин використовується для розмноження як листовими, так і стеблевими черенями. Першим способом розводять бегонію, фіалку, другим – чорну смородину, вербу, тополю. Підземні черенки (кореневища) часто використовують для розмноження лікарських рослин – куплені, ландиша.
Вищі спорові рослини – папороті і хв. головного кореня взагалі не мають, у них коріння гілюється тільки від кореневища. У деяких двудольних (крапиви, снити) часто відбувається відмирання головного кореня, зате з’являються інші, що відходять від кореневищ. Найглибше в землю проникають коріння стрижневої системи. Зате сечкувате коріння рослин попереджає ерозію ґрунту і бере участь у створенні дернового покриву. Коренева система рослин у неоднакових природних зонах і на різних грунтах не однакова. Відомо, що коріння може йти до 40 і більше метрів в глибину в пустелях, при глибокому заляганні ґрунтових вод. А ось ефемери, що мають поверхневе залягання коріння, через брак вологи пристосувалися за короткий період часу проходити всі фази вегетації. Коріння чагарнику саксаул, що росте в пустелі, живиться водою в різні періоди року з неоднакових земних шарів. Розвиток системи коріння у кожного виду рослин знаходиться в залежності від природних умов, але в той же час однаково для одного різновиду.
Ув’язнення
Без коріння життя вищих судинних рослин неможливе. Для отримання повноцінного харчування, що включає мінеральні речовини і воду, необхідна розвинена коренева система, що складається з бічних, основного і придаткових коренів.
Крім цього, коріння утримує рослину в ґрунті, оберігаючи її від проливних дощів і сильного вітру, а також сприяє розмноженню. Та й на ґрунт вони впливають благотворно, зміцнюючи її верхній шар у нещільних, піщаних, роблячи більш пухкими глинисті і кам’янисті грунти.
1. Корінь
У рослин розрізняють три види коренів: головні , придаткові ( додаткові ) і бічні .
Головний корінь утворюється утворюється першим із зародкового корінця при проростанні насіння.
Придатковими ( додатковими ) називають корені, які з’являються на стеблах, листках, бульбах, цибулинах, кореневищах.
Головні і придаткові корені можуть розгалужуватися. При цьому на них утворюються бічні корені.
Сукупність усіх коренів рослини утворює його кореневу систему . Залежно від того, яке коріння входить до неї, розрізняють \( 2\) типи кореневих систем:
Стрижнева коренева система складається з одного головного та безлічі бічних коренів. Така коренева система є у кульбаби, щавлю, моркви, буряків та ін.
Мичкувата коренева система утворена придатковими (додатковими) та бічними кореннями приблизно однакових розмірів. У такій кореневій системі головний корінь не розвинений чи відмирає. Мичкувата коренева система є у жита, кукурудзи, цибулі, подорожника та ін.
На самому кінчику корінця міститься кореневий чохлик . Він складається з клітин покривної тканини та захищає найбільш уразливу частину кореня від механічних пошкоджень. Клітини кореневого чохлика живуть недовго, вони постійно злущуються і руйнуються, а замість відмерлих постійно утворюються нові.
Під кореневим чохликом розташовані клітини твірної тканини (конус наростання). Там відбувається безперервний поділ клітин. Тому ця ділянка кореня називається зоною поділу . Клітини зони поділу є дуже дрібними.
За зоною поділу знаходиться зона росту ( розтягу ). Тут молоді клітини витягуються, внаслідок чого ростуть у довжину та забезпечують видовження кореня.
За зоною росту міститься зона всмоктування , в якій відбувається поглинання води та мінеральних речовин кореневими волосками .
Поглинена вода та мінеральні речовини рухаються вгору корінням по провідній зоні .
Кореневий волосок — це виріст клітини покривної тканини кореня.
Велика кількість кореневих волосків збільшує поверхню всмоктування. Кореневі волоски безпосередньо стикаються з ґрунтом і поглинають воду та розчинені у ній мінеральні речовини. Тому при пересадці рослин коріння треба берегти і переміщати з найбільш можливою кількістю навколишнього ґрунту.