КОРЕНЬ
Функция:
-фиксация и удержание растения
-корневое питание (всасывание воды и минеральных веществ)
-запас воды и питательных веществ (корнеплоды, корневые клубни)
-симбиоз с грибами (микориза) и бактериями. В симбиоз с деревьями вступают шляпочные грибы (подосиновики, подберезовики, поддубовники и т.д.).
***Микориза – это симбиоз мицелия гриба с корнями высших растений. (рис. 1.1, 1.2)
Гриб получает от дерева углеводы, аминокислоты и фитогормоны.
Значение микоризы для растений:
1) делает доступным для поглощения и всасывания растением воды и минеральных веществ (в основном соединения фосфора).
2) обеспечивает дереву большую поверхностью всасывания, что особенно важно, когда растение произрастает на бедной почве (мицелий гриба проникает внутрь корня дерева и выполняет роль корневых волосков).
3) грибы вырабатывают некоторые витамины и ростовые вещества, необходимые деревьям
Мицелий (грибница) — вегетативное тело гриба, состоящее из тонких разветвлённых нитей, называемых гифами. (рис: 2.1, 2,2)
Развивается в субстрате или на его поверхности. Длина мицелия грибов в лесной подстилке, может достигать 35 км на 1 грамм.
*** Клубеньковые бактерии. Встречаются на корнях растений преимущественно у семейства бобовых (клевер, люцерна (рис.:3.1), фасоль, соя). Колонии бактерий образуют на корнях небольшие вздутия - клубеньки (отсюда и соответствующее название).
Пищевым ресурсом для клубеньковых бактерий служит в основном молекулярный азот воздуха и плодородных почв (N2) - способны связывать неорганический азот, продуцируя органические азотсодержащие вещества. Способность к симбиотической азотофиксации атмосферного азота делает представителей семейства бобовых идеальной культурой для возделывания, т.к. снижается потребность в азотных удобрениях.
У растений улучшается азотное питание, а бактерии получают углеводы которые являются источником энергии.
Все корни растения связаны общей функцией и образуют единую корневую систему.
Типы корней:
1. Главный корень. Развивается из корешка зародыша. Отходит от стебля.
*у луковичных растений главный корень отсутствует (имеются только придаточные корни которые отрастают от уплощенного стебля расположенного в основании луковицы).
2. Боковые корни. Отходят от главного и придаточных корней.
3. Придаточные корни. Отходят от стебля, листьев и почек.
* У срезанной ветки тополя, поставленной в воду, развиваются придаточные корни.
Типы корневых систем: (рис.:5)
1.Стержневая корневая система- хорошо развит главный корень (у верблюжьей колючки до 15 м)
2.Мочковатая корневая система- главный корень плохо развит (не отличается от многочисленных придаточных корней) или отсутствует (вследствии отмирания)
Рост корня
При прорастании семени первым из семенной кожуры появляется корешок зародыша. (рис.:6.1)
Все корни растут верхушкой часть в течение всей своей жизни (ПОЧЕМУ?!). (рис.:6.2)
При удалении верхушки рост корня в длину прекращается и начинается активный рост боковых корней в верхнем плодородном слое почвы (рис.:6.3). Такой прием называют пикировкой (рис.:6.4). В результате улучшается питание растения и урожайность.
Тропизмы
Тропизмы- ростовые движения растений
Геотропизм- ростовые движения растений под влиянием силы земного притяжения. Геотропические изгибы происходят только в растущих участках растения (в местах скопления молодых, активноделящихся клеток)(рис.:7.1)
Положительный геотропизм- направленный рост органов растения к центру Земли (корни)
Отрицательный геотропизм- направленный рост органов растения от центра Земли (побеги)
Эксперименты: Томас Эндрю Найт (1806г.)- центрифуга
Проращивая семена на быстро вращающемся кружке центробежной машины, Найт заметил, что корни молодых растений росли от центра, по направлению центробежной силы, а стебли — в противоположную сторону. В этом опыте центробежная сила действовала так, как при нормальных условиях действует земное притяжение.(рис.:7.2).
Зоны корня (рис.:8)
1.Корневой чехлик. Выполняет защитную функцию - покрывает кончик корня как наперсток, предохраняя его от механических повреждений частицами почвы. Клетки корневого чехлика образуются из зоны деления. Живут недолго, ослизьняются и слущиваются по мере формирования новых клеток. Образующаяся слизь облегчает продвижение корня обеспечивая его скольжение.
2.Зона деления. Образована мелкими активно делящимися клетками образовательной ткани.
3.Зона роста (растяжения). Клетки вытягиваются обеспечивая рост корня в длину.
4.Зона всасывания. Покрыта всасывающей тканью, состоит из клеток эпидермиса. Обеспечивает поглощение воды и минеральных веществ корнем с помощью корневых волосков.
ОСМОС
О́смос (от греч.— толчок, давление) — это односторонняя диффузия через полупроницаемую мембрану молекул воды из водного раствора с низкой концентрацией растворенных веществ, в сторону водного раствора с высокой концентрацией растворенных веществ. При этом молекулы растворенных в воде веществ (ионы, молекулы сахаров, аминокислоты и т.д.) не могут пройти через полупроницаемую мембрану.
Благодаря осмосу вода стремится из почвы в цитоплазму корневых волосков. В результате в корнях растений формируется корневое давление, под воздействием которого вода с растворенными в ней минеральными веществами устремляется вверх по сосудам.
*если поместить растение корнями в подсоленную воду, то через некоторое время оно завянет. Вода устремится из корня в соленую воду по градиенту концентрации и произойдет обезвоживание корня.
*в Египте жрецы засыпали тела усопших содой которая обезвоживала ткани. В результате происходил процесс мумификации.
***КОРНЕВОЙ ВОЛОСОК- молодая сильно вытянутая поверхностная клетка с тонкой оболочкой. (рис.:9)
*пуховой налет на главном корне (фото) образован из скопления корневых волосков.
Корневые волоски увеличивают всасывающую поверхность. Обеспечивают поглощение корнем из почвы воды и минеральных солей.Длина около 10мм. Новые волоски вырастают ближе к кончику корня. Живут несколько дней и затем отмирают. Т.о. зона всасывания постоянно перемещается вслед за кончиком растущего корня. Корневые волоски легко повреждаются при пересадке, поэтому ее необходимо производить с частью грунта в котором выращена рассада. У свежепересаженной рассады корневые волоски часто повреждены, что может привести к увяданию растения из-за нехватки воды. Поэтому, для уменьшения транспирации отщипывают некоторые листья уменьшая тем самым потерю влаги.
5.Зона проведения. Обеспечивает передвижение воды и минеральных веществ по проводящим тканям. Сосуды, проводящие воду и минеральные соли,проходят через центральную часть корня
Под слоем клеток, образующих корневые волоски расположена кора корня, клетки которой образуют покровную ткань корня. Вытянутые клетки механической ткани корня имеют толстые оболочки и заполнены воздухом, который необходим для дыхания корней.
Поглощение воды корнем
Движение воды по стеблю от корня к листьям обеспечивается благодаря:
-транспирации воды листьями
-корневое давление (за счет осмоса)(рис.:10)
Корневое давление зависит от температуры. ОПЫТ- тепл и хол вода (полив)
Если почву в вазоне с обрезанным растением полить теплой водой, вода начнет быстрее подниматься по трубке. После полив почвы холодной водой вода перестанет подниматься. Таким образом, поглощение корнем воды зависит от температуры. Холодная вода плохо всасывается корнями. Поэтому не следует поливать растения холодной водой.
***В заболоченных районах тундры многие растения страдают от недостатка влаги по нескольким причинам:
-в затопленной почве мало кислорода и корням нечем дышать. Поэтому корневая система крупных растений не может нормально развиваться.
-холодная вода болот плохо всасывается корнями
-в тундре из-за вечной мерзлоты вода замерзшая и растения не могут ее всасывать
В связи с этим у растений болот имеются признаки засухоустойчивых растений:
-опушённость листьев и побегов
-восковой налёт
-мелкие кожистые листья
-небольшое количество устьиц
ПРИМЕР: у хвойных листья кожистые, мелкие, с небольшим количеством устьиц, покрыты воском.