Биология (6 класс)/Корень

Стержневые и мочковатые корневые системы

Корни укрепляют растение в почве и прочно удерживают его в течение всей жизни. Через корни растение получает из почвы минеральные вещества и воду.

Развиваясь из маленького корешка зародыша, корень растущего дерева ветвится, глубоко проникает в почву, достигает больших размеров и удерживает тяжелейший ствол и ветви с листьями. Чтобы представить, насколько прочны корни деревьев, раскройте вовремя сильного ветра зонт и попробуйте удержать его. Ствол дерева со всеми ветвями и листьями можно сравнить с гигантским зонтом. Ураганный ветер в состоянии вырвать дерево или сломать ствол. Однако это случается нечасто.

Конечно, не у всех растений такие мощные корни, как у крупных деревьев. У однолетних травянистых корни обычно небольшие и неглубоко проникают в почву. Познакомимся с корнями разных растений. Все корни растения составляют его корневую систему.

Сравним выкопанные с корнями однодольное и двудольное растение, например пшеницу и одуванчик.

Одуванчик имеет хорошо выраженный главный корень, который развивается из корешка зародыша. От главного корня отходят небольшие боковые корни. Главный корень похож на стержень. Поэтому у растений с хорошо развитым главным корнем корневую систему называют стержневой.

Многие двудольные растения имеют стержневые корневые системы. Хорошо заметный главный корень развивают щавель, фасоль, подсолнечник, клевер, морковь.

Обычно стержневая корневая система хорошо видна только у молодых, выросших из семян двудольных растений. У многолетних растений (лютик, земляника, подорожник) часто главный корень отмирает, а от стебля отрастают придаточные корни.

У пшеницы много корней, почти все они одинаковой длины и толщины и растут пучком. Эти корни отрастают от стебля; они называются придаточными. Главный корень среди придаточных корней пшеницы ничем не выделяется. Если главный корень не развивается или не от многочисленных придаточных корней, корневая система называется мочковатой. На придаточных корнях могут развиваться и боковые корни.

Мочковатой корневой системой чаще обладают однодольные растения — все хлебные злаки, лук, чеснок, тюльпан. При развитии мочковатой корневой системы главный корень растет недолго и становится незаметным среди множества придаточных корней, отрастающих пучком от подземной части стебля.

Итак, у растений корень может развиваться из корешка зародыша. Это главный корень. Корни могут отрастать от стеблей. Это придаточные корни. Корни могут развиваться на главном и на придаточных корнях. Это боковые корни. Придаточные корни могут расти и на надземной части стебля, а также на листьях.

Легко наблюдать развитие придаточных корней, если поставить в воду ветки тополя, ивы или черной смородины. Придаточные корни хорошо развиваются у капусты, картофеля, кукурузы, если окучить нижнюю часть стеблей.

Почва и ее охрана

Когда у проростков достаточно разовьются корни, они начинают всасывать воду и минеральные вещества из почвы.

Почва — это верхний слой плодородной земли. Если в почве выкопать яму глубиной 50-60 см и одну из ее стенок сделать отвесной, то можно увидеть слои почвы.

Верхний слой имеет наиболее темную окраску. Он пронизан корнями растений. Кроме живых корней, в этом слое встречаются и отмершие части растений, остатки умерших дождевых червей, насекомых и других животных. Растительные и животные остатки под влиянием микроорганизмов разлагаются и образуют вещества, составляющие перегной. От перегноя зависит темная окраска верхнего слоя почвы.

Глубже лежащие слои почвы имеют более светлую окраску, так как содержат меньше перегноя. Больше всего перегноя в черноземных почвах. Серые подзолистые почвы перегноем бедны.

В состав почвы входят песок, глина, и другие нерастворимые минеральные вещества, а также растворимые минеральные вещества и перегной. В почве содержатся также воздух и вода. Влажность почвы легко обнаружить на ощупь. Присутствие воздуха можно установить, если сухой комочек почвы бросить в воду. Из него сейчас же начнут выделяться пузырьки воздуха. Почва обладает особым свойством — плодородием. Это способность почвы обеспечивать растения питательными веществами, влагой и другими условиями для жизнедеятельности. От плодородия почвы зависит урожайность возделываемых культур.

Неправильное использование почвы, несоблюдение правил выращивания сельскохозяйственных культур может привести к разрушению почвы, ее засолению и ее заболачиванию. Все это ухудшает плодородие почвы, снижает урожаи. Вот почему надо правильно проводить мелиорацию (от лат. «мелиоратион» - улучшение) земель. В отличие от обычных приемов обработки почвы (вспашка, боронование и т. п.), которые проводятся ежегодно, мелиорация оказывает длительное, коренное воздействие на почву и включает целую систему организационных, хозяйственных, технических и других мероприятий.

Например, в нашей стране более 2/3 площади пашни расположено в засушливой зоне. Орошение повышает урожайность сельскохозяйственных культур в этих районах в 2-3 раза. Во многих районах нечерноземной зоны России, Беларуси, Прибалтики, Западной Сибири, Дальнего востока земли страдают от переувлажнения. В этих районах для получения высоких урожаев необходимо осушение земель.

Почва — природное богатство, источник продуктов питания для человека, кормов для животных, сырья для промышленности. Веками и тысячелетиями формировалась почва. Охранять почву и приумножить плодородие — общенародная задача.

Рост корня

При прорастании семени первым из семенной кожуры появляется корешок зародыша. Сначала он чуть заметен, но вскоре вытягивается и становится большим. Почему это происходит? Корешок зародыша и корень взрослого растения, как и все другие органы, имеют клеточное строение. Клетки зародышевого корешка поглощают растворы питательных веществ семени, растут и делятся.

Если на корешок проростка гороха нанести тушью поперечные черточки на расстояние между метками, находящимися близ кончика корня, увеличивается. Это произойдет потому, что здесь расположен участок, где молодые клетки делятся и растут. В результате деления этих клеток образуются новые — дочерние клетки. Дочерние клетки в свою очередь делятся и растут. Так маленький корешок постепенно превращается в большой корень.

Корень растет верхушкой. Убедиться в справедливости такого заключения нетрудно. Если оборвать или обрезать кончик корня — его верхушку, рост растения в длину прекратится. У корня с оторваны кончиком образуется много боковых корней. Корневая система становится более мощной. Каждый из боковых корней также нарастает верхушкой. Это свойство корня используют при пересадке рассады капусты, томатов, астр и других культурных растений, имеющих стержневую корневую систему. Прищипывают корень во время пикировки.

Пикировка — это отщипывание кончика корня при рассаживании молодых растений с помощью заостренного колышка, напоминающего пику. От названия колышка — пики, пикетки — это процесс и получил свое название. Пикировка рассады вызывает рост боковых и придаточных корней и их разрастания в верхнем слое почвы. Так, у кукурузы корневая система разрастается в стороны от стебля почти на 2 м, а у репчатого лука — на 60-70 см.

Особенно сильно разрастаются корни деревьев. Например, у взрослой яблони они растут в стороны на расстояние до 15 м от ствола растения, а в глубину до 3-4 м. Основная масса корней развивается в глубине 15-18 см от поверхности почвы. Поэтому нельзя выращивать овощи, полевые или какие-нибудь другие культуры под кронами плодовых деревьев.

Общая длина всех корней одного растения очень велика. На пример, корни моркови примерно в 7 раз длиннее надземной части растения. Благодаря разрастанию корневых систем растения получают больше питательных веществ из почвы. Корневые системы разных растений разрастаются в почве неодинаково. У одних они уходят далеко вглубь, у других распространяются вширь на небольшой глубине.

Зоны (участки) корня

Разрежем молодой главный корень вдоль. С одной из половинок сделаем тонкий срез, приготовим из него препарат и рассмотрим под микроскопом. Клетки разных участков корня отличаются друг от друга формой и размерами. Кончик корня покрыт, как наперстком, корневым чехликом. Чехлик можно заметить невооруженным глазом, рассматривая на свет кончик корня: здесь корень несколько темнее и плотнее, чем в других участках.

Корневой чехлик предохраняет верхушку корня от повреждений твердыми частицами почвы. Клетки корневого чехла живут недолго, постепенно отмирают и слущиваются. Взамен отмерших клеток постоянно образуются новые.

Под чехликом находится участок делящихся клеток — зона деления. Этот участок образован мелкими, плотно прилегающими одна к другим живыми клетками. Клетки здесь все время делятся, число их увеличивается. Выше расположена зона роста, или растяжения; здесь клетки вытягиваются, в результате чего корень растет в длину.

Еще дальше от кончика корня поверхностные клетки образуют множество тонких и прозрачных корневых волосков. У многих растений корневые волоски можно увидеть и без микроскопа. Например, они хорошо заметны у проростков гороха. У проростков пшеницы и многих других злаков корневые волоски напоминают легкий пушок.

Корневой волосок представляет собой вырост наружной клетки корня. Он одет клеточной оболочкой, под которой находятся цитоплазма, ядро, бесцветные пластиды и вакуоль с клеточным соком.

Корневые волоски очень малы — длиной обычно не более 10 мм — и недолговечны. У многих растений они живут всего несколько дней, а затем отмирают. Новые волоски возникают в виде выростов более молодых поверхностных клеток, расположенных ближе к кончику корня.

Проникая между частицами почвы, корневые волоски плотно прилегают к ним и всасывают из почвы воду и другие вещества. Поэтому участок корня, находящийся выше зоны роста, на котором находятся корневые волоски, принято называть зоной всасывания.

Таким образом, зона всасывания, как и другие зоны, постоянно перемещается вслед за кончиком растущего корня и все время находится примерно на одном и том же расстоянии от него.

Выше зоны всасывания, то есть еще дальше от кончика корня, находится зона проведения. По клеткам этой зоны вода с растворенными минеральными веществами, поглощенная корнем, перемещается к стеблю.

Корни, особенно молодые участки, несущие корневые волоски, легко повреждаются. Корневые волоски хорошо сохраняются, когда растение пересаживают вместе с комом земли. Поэтому рассаду овощных и декоративных растений выращивают в торфоперегнойных горшочках. Рассада, выращенная в горшочках из торфа и перегноя, быстро приживается, так как они при пересадке не страдают.

Итак, невооруженным глазом у молодого корня можно различить корневой чехлик, корневые волоски, похожие на легкий пушок, и зону проведения. Но более детально все зоны можно рассмотреть только под микроскопом.

Микроскоп позволяет увидеть сходное строение клеток одной зоны корня и отличие их от клеток других зон. Группы клеток одинакового строения и выполняющих одинаковые функции называют тканями.

Корень, как и другие органы, состоит из разных тканей: зона деления — из образовательной ткани, зона всасывания покрыта всасывающей тканью.

В состав проводящих тканей корня входят сосуды. По ним из почвы поднимается вода с растворенными в ней питательными веществами. В проводящих тканях корня находятся также клетки, по которым в корень поступают органические вещества, образовавшиеся в листьях и стеблях.

Под слоем клеток, образующих корневые волоски, расположена кора корня. Она состоит из сомкнутых округлых клеток. Оболочки клеток пропитаны пробковым веществом. Клетки коры образуют покровную ткань корня.

Прочность и упругость корня обеспечивает механическая ткань. Ее составляют вытянутые вдоль корня клетки с толстыми оболочками. Они рано теряют содержимое и заполнены воздухом.

Поглощение воды корнем

Убедимся в том, что корни всасывают из почвы воду с растворенными веществами. Срежем комнатное растение бальзамин или трех-четырехнедельный проросток подсолнечника или фасоли так, чтобы остался пенек высотой 2-3 см. На пенек наденем резиновую трубку длиной длиной 3 см, нальем в нее немного воды и на ее верхний конец наденем стеклянную трубку высотой 20-25 см, изогнутую так, как изображено на рисунке. Через некоторое время вода в стеклянной трубке поднимается и будет вытекать наружу. Откуда берется вода в трубке Воду из почвы всасывает корень. По сосудам корня вода под давлением поступает в оставшийся пенек, а затем в трубку. Это давление называют корневым. Корневое давление способствует поступлению воды из корня в стебель.

Если почву в вазоне с обрезанным растением полить теплой водой, вода начнет быстрее подниматься по трубке и вытекать из нее. А после полива почвы очень 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.

Без воды растения жить не могут. Вода входит в состав клеток растения. Она необходима для набухания и прорастания семян. Но особенно много воды требуется взрослым растениям во время роста. Когда начинают созревать плоды, потребность растений в воде, как правило, уменьшается.

Культурные растения наших садов, парков, цветников и скверов лучше поливать вечером, когда спадет жара. В это время вода хорошо впитывается в почву и меньше испаряется.

Поливая, лейку следует держать близко от поверхности делянки или горшка с растением, чтобы струя воды не размывала почву. Лучше поливать растение редко, но обильно, чем часто, но понемногу. Для полива посевов и посадок на больших площадях в колхозах, и совхозах применяют специальные дождевальные установки.

Во многих районах нашей страны земли приходится орошать. Для этого сооружают оросительные каналы, устраивают пруды и водоемы. Чтобы сохранить влагу в почве и защитить посевы от суховеев, сажают лесные полосы.

Передвижение воды и минеральных веществ в растении

Что поглощает корень из почвы, кроме воды? Если сжечь любое растение, то останется зола. Она содержит минеральные вещества, поглощенные этим растением из почвы.

Выяснено, что в растение из почвы поступают преимущественно минеральные вещества, в состав которых входит входят преимущественно азот, калий и фосфор. Все они необходимы растениям, но в разных количествах. Остальных веществ поступает очень немного.

Вода и минеральные вещества поглощаются из почвы корневыми волосками. Что же дальше происходит с этим раствором в растении? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо ознакомиться с внутренним строением корня.

Рассмотрим под микроскопом препарат тонкого поперечного корня через зону всасывания. Снаружи корень покрыт особым слоем клеток. Некоторые из них имеют длинные выросты, отходящие в стороны от корня. Это и есть корневые волоски.

Под слоем клеток с корневыми волосками расположены клетки коры. Их форма и величина различны. В центральной части среза видны округлые отверстия. Это сосуды — длинные полые клетки с толстыми оболочками. Сосуды тянутся вдоль корня в его центральной части и продолжается в стебле. По ним продвигается вода с минеральными веществами, поступающая через корневые волоски из почвы. Каждый сосуд состоит не из одной, а из нескольких мертвых клеток, расположенных одна над другой параллельно оси оси корня. Живое содержимое этих клеток разрушилось, и остались только клеточные оболочки. Поперечные перегородки между такими клетками разрушаются, а продольно расположенные оболочки древеснеют.

Из клеток с корневыми волосками водный раствор просачивается в клетки коры корня и, перемещаясь далее из клетки в клетку попадает в сосуды. По сосудам корня вода поднимается сначала в стебель, а по сосудам стебля — к листьям растения.

Сосуды корня некоторых растений удается рассмотреть с помощью лупы. У таких растений просветы сосудов сравнительно большие. Например, сосуды корня ясеня в поперечнике достигают почти 1/3 мм, а в корне тыквы они еще крупнее.

Удобрения

Растения поглощают из почвы растворенные в воде минеральные вещества. Можно ли восполнить их содержание в почве? Оказывается, можно. Для этого в почву вносят органические и минеральные удобрения.

Органические удобрения (от слова «организм») - это или отходы жизнедеятельности животных (навоз, птичий помет), или отмершие части организмов животных и растений (перегной, торф).

Навоз — наиболее распространенное органическое удобрение. В нем имеются вещества, содержащие азот, фосфор и калий, больше других нужные растению. Они усваиваются только после разложения навоза, то есть после превращения органических веществ в минеральные вещества под действием микроорганизмов. Поэтому навоз вносят в почву осенью, чтобы за осень и весну он успел перегнить.

В зависимости от содержания минеральных веществ различают азотные, фосфорные и калийные минеральные удобрения. Из азотных удобрений наиболее распространена мочевина, сульфат аммония и селитра, из фосфорных — суперфосфат, а из калийных хлорид калия. Их получают на химических заводах.

Много соединений калия содержит зола. Золу можно применять как хорошее калийное удобрение. Минеральные удобрения растворяются в почвенной влаге и используются растениями быстрее, чем навоз.

Лучше других растворяются в воде азотные и калийные удобрения, поэтому их вносят в почву перед самым посевом, в первой половине лета. Азот усиливает рост стеблей и листьев. Фосфорные удобрения растворяются хуже, и поэтому их вносят осенью вместе с навозом. Фосфор ускоряет созревание плодов. Калий усиливает рост корней, луковиц и клубней. Фосфор и калий повышают также хладостойкость растений.

В колхозах и совхозах успешно применяют гранулированные удобрения. Их делают в виде зернышек (гранул) из смеси торфа или перегноя и минеральных удобрений.

Внесение удобрений во время роста растений называют подкормкой. Растения подкармливают теми минеральными веществами, который требуется им в данный период жизни.

Подкормка может быть сухой и жидкой. При сухой подкормке в почву вносят сухую золу, сухие минеральные удобрения и навоз. При жидкой подкормке удобрения, например, навозную жижу, птичий помет, разбавляют водой. Подкармливать растения лучше после дождя, когда почва насыщена влагой. Если дожди долго не выпадали, растения сначала нужно обильно полить водой, а затем подкормить.

Вносить удобрения нужно строго по норме. Излишек их может повредить растениям, а полученная сельскохозяйственная продукция может быть даже опасной для человека. Если же удобрения вносит вовремя и правильно, можно добиться высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Высокие урожаи позволяют организовать изобилие сельскохозяйственных продуктов.

Дыхание корней.

Для нормального роста и развития растения необходимо, чтобы к его корням поступал свежий воздух. В этом можно убедиться на несложном опыте.

Возьмем два одинаковых сосуда с водой, в которой растворены все необходимые минеральные вещества. В каждый сосуд поместим по два одинаково развивающихся проростка фасоли или подсолнечника. Воду в одном из сосудов ежедневно будем насыщать воздухом с помощью пульверизатора. На поверхность воды во втором сосуде нальем тонкий слой растительного масла. Масло задерживает поступление воздуха в воду. Через некоторое время растения во втором сосуде перестанут расти, зачахнут и в конце концов погибнут. Гибель растений наступает из-за недостатка воздуха, необходимого для дыхания корней.

Корни, как и все другие органы растения, дышат. При дыхании клетки корня поглощают кислород и выделяют углекислый газ.

На тяжелых глинистых и заболоченных почвах растения особенно страдают от недостатка кислорода. Вода в таких почвах вытесняет воздух и нормальное дыхание корней нарушается. Выращивая растения, надо следить, чтобы к корням постоянно поступал свежий воздух. Для этого почву регулярно рыхлят культиваторами или мотыгами.

Рыхление почвы, кроме того, помогает сохранить влагу на сухих участках. При подсыхании почвы на ее поверхности образуется корка: она способствует быстрому испарению воды. Во время рыхления корка разрушается, и в поверхностном слое сохраняется влага. Вода перестает испаряться из более глубоких слоев почвы. Говорят так: «Лучше один раз хорошо взрыхлить, чем два раза плохо полить».

Видоизменение корней.

У моркови, свеклы, брюквы, репы питательные органические вещества запасаются в корнеплодах. В образовании корнеплодов принимают участие как главный корень, так и нижние участки стебля.

Большинство растений, образующих корнеплоды, - двулетники. В первый год из семян развиваются растения, имеющие только корни, стебли и листья. К осени каждое из таких растений в главном корне и нижней части стебля накапливает питательные вещества. Осенью надземные органы отмирают, а корнеплод сохраняется и зимует. На второй год жизни из почек развиваются новые надземные органы. Растение цветет и плодоносит. После того как в плодах созреют семена, двулетние растения отмирают.

Кроме корнеплодов встречаются и другие видоизменения корня, например корневые клубни. Они появляются в результате утолщения боковых или придаточных корней у георгина, чистяка, батата (сладкого картофеля), возделываемого в тропических и субтропических странах.

Своеобразные придаточные корни-прицепки развиваются у плюща; ими растения прикрепляются к опоре, например, к вертикальной стене или к стволу дерева, и благодаря этому растут вверх, вынося листья к свету.

Некоторые тропические деревья на стволах и на крупных ветвях образуют придаточные корни. Они дорастают до земли и служат подпорками. У орхидей, живущих на стволах и ветвях деревьев влажных тропических лесов, образуются воздушные корни, свободно свисающие вниз. Такие корни поглощают дождевую воду и помогают растениям жить в этих своеобразных условиях.=)