Корень и корневая система

КОРЕНЬ И КОРНЕВАЯ СИСТЕМА  

Корень – один из основных органов листостебельных растений.

Он выполняет следующие функции:

1. Всасывает из почвы воду и растворенные в ней минеральные соли, а также воздух. Функцию всасывания выполняют, главным образом, корневые волоски.

2. В корне происходит первичное превращение ряда поглощенных веществ.

3. Корень служит своего рода нагнетающим насосом, помогающим транспортировать питательные вещества вверх по стеблю, листьям и репродуктивным органам.

4. Обеспечивает выделение продуктов обмена.

5. Служит для закрепления растения в почве.

6. В корнях откладываются в запас питательные вещества, необходимые для вегетативного размножения растений.

7. У некоторых растений взаимодействие с почвенными микроорганизмами происходит путем образования микоризы, или клубеньков.

9. Из придаточных почек образуются побеги – корневые отпрыски, с помощью которых происходит вегетативное размножение корнеотпрысковых растений.

10. Воздушные придаточные корни служат для опоры, питания и снабжения воздухом подземных органов.

11. Корни ряда растений-паразитов (гаустории) выполняют функцию всасывания питательных веществ из тела растения-хозяина.

У большинства растений корень – осевой орган, часто цилиндрической формы, с радиальной симметрией. Корень характеризуется геотропизмом. Рост осуществляется за счет деления клеток верхушечной меристемы, покрытой корневым чехликом. В отличие от стеблей, на никогда не образуются листья. Как и стебель, корень ветвится, образуя корневую систему, но ветвление его является эндогенным (т.е., из внутренних тканей).

Совокупность корней одного растения называется корневой системой. 

СТРОЕНИЕ КОРНЕЙ И КОРНЕВЫХ СИСТЕМ  

Кончик корня покрыт корневым чехликом, защищающим его от механических повреждений при проникновении в почву. Взамен изнашивающихся, постепенно слущивающихся наружных клеток, изнутри нарастают новые, их заменяющие. Под корневым чехликом можно различить зоны роста, всасывания и проведения.

Зона роста состоит из подзон деления, растяжения и дифференциации клеток. В последней подзоне меристематические клетки образуют клетки постоянных тканей, формирующие различные слои. Наружный слой (дерматоген) образует кожицу – эпиблему корня. Находящаяся под ним периблема служит для формирования коры корня, клетки центральной части – плеромы – образуют центральный цилиндр.

Сразу за молодой растущей частью располагается зона всасывания с многочисленными корневыми волосками. Новые корневые волоски непрерывно появляются вблизи кончика корня взамен отмирающих, находящихся в более удаленной от кончика корня части. Плотно соприкасаясь с частицами почвы, корневые волоски выделяют вещества, способствующие растворению минеральных солей и лучшему их поглощению.

Выше находится зона проведения, служащая для проведения веществ в надземные части растения.

Эта зона характеризуется образованием боковых корней. 

У двудольных растений зародышевый корешок вырастает в главный стержневой корень, который образует боковые корни первого, второго, третьего и последующих порядков. В результате создается сильно разветвленная стержневая корневая система.

У многих растений верхние части корней сильно утолщаются и служат вместилищем запасных питательных веществ. Это, например, корнеплоды моркови, свеклы, редьки, репы. 

У однодольных растений главный корень рано прекращает рост, образуется большое количество корней, отходящих от нижней части стебля растения, в результате образуется мочковатая корневая система.

У некоторых растений корни могут появляться на стеблях и листьях. Такие корни называются придаточными, они усиливают фиксацию растений в почве, заметно увеличивают корневую систему. Это свойство растений используется на практике при окучивании картофеля, кукурузы, томатов.

В поперечном сечении корень первичного строения состоит из наружного слоя эпиблемы, несущей корневые волоски, находящейся под ней коры корня, и внутренней части – центрального цилиндра.

Кора корня состоит из живых клеток. Наружный слой (экзодерма) состоит из плотно расположенных клеток. Под ней находятся также живые клетки мезодермы. Ближе к центру, с внутренней стороны коры, расположена эндодерма, состоящая из клеток с сильно утолщенными радиальными и внутренними стенками, которые древеснеют и пробковеют, а клетки отмирают.

Отдельные клетки с тонкими оболочками сохраняют живое содержимое, это пропускные клетки, через которые вещества поступают из коры в центральный цилиндр и обратно.

Наружная часть центрального цилиндра представлена слоем живых клеток (перицикл), из них образуются боковые корешки. Эта ткань относится к образовательной.

Внутри находится несколько участков древесины (ксилемы). Они состоят из сосудов и трахеид, между ними находятся участки луба (флоэма) с ситовидными трубками. Такое строение корня называется первичным, у однодольных растений оно сохраняется в течение всей жизни. 

В зоне проведения корней у двудольных и голосеменных растений происходят вторичные изменения, в результате корень приобретает вторичное строение.

Между элементами ксилемы и флоэмы закладывается полоска камбия, который, огибая ксилемные участки, соединяется в сплошное кольцо. Образовавшийся камбий откладывает внутрь элементы вторичной ксилемы, и наружу вторичную флоэму, благодаря чему первичные элементы ксилемы и флоэмы все больше отодвигаются друг от друга. Местами эти кольца прерываются сердцевинными лучами, образованными радиально расположенными клетками основной ткани.

Одновременно происходят изменения и на периферии центрального цилиндра: начинают делиться клетки перицикла. Откладываясь внутрь корня, они образуют феллодерму, которая становится вторичной корой. С наружной же стороны образуется пробка. Первичная кора, под которой происходят эти изменения, отмирает и постепенно слущивается с корня.

Такое строение характерно для травянистых двудольных и древесных растений. Только в корнях у деревьев в разросшейся древесине наблюдаются годичные кольца, а с периферии корень часто покрыт коркой.

Своеобразное строение имеют корнеплоды – утолщенные мясистые корни двудольных растений, в которых откладывается большое количество органических веществ (крахмал, сахара, инулин и др.). У редьки большую часть корнеплода занимает вторичная ксилема с живыми клетками, в которых и накапливаются запасные вещества.

У моркови, наоборот, запасные вещества откладываются преимущественно во вторичной коре и вторичной флоэме. Древесина у нее развита слабо и образует внутреннюю желтоватую часть корня.

У свеклы в центре корня находятся первичные и вторичные элементы ксилемы и флоэмы. Основную массу его составляет вторичная кора, в которой имеются дополнительные камбиальные кольца. Из них образуются клетки основной ткани вторичной коры, которая сильно разрастается, а также многочисленные дополнительные открытые коллатеральные проводящие пучки.

Снаружи корнеплоды покрыты тонким слоем пробки.

В корнях бобовых растений (горох, бобы, фасоль) образуются небольшие вздутия – клубеньки, в которых развиваются клубеньковые бактерии, способные усваивать азот воздуха. Значительная часть поглощенного азота накапливается в корнях, и после их перегнивания почва обогащается азотом.

У многих растений молодые корешки бывают оплетены в виде чехла гифами грибов, выполняющими роль корневых волосков. Часто грибные нити проникают в клетки коры корней. Такой симбиоз в первом случае называется эктотрофной микоризой, во втором случае – эндотрофной. Благодаря микоризе, растения получают из почвы воду с растворенными в ней минеральными веществами.

Поглощение из почвы воды с растворенными в ней минеральными веществами, осуществляемое через корни – сложный физиологический процесс, который зависит от состояния клеток кожицы и корневых волосков, от интенсивности дыхания клеток, и других явлений. Большую роль в этом процессе играют внешние условия (почва, ее увлажненность, температура и другие факторы), в одних случаях способствуя поступлению воды в растения, в других замедляя его.