Коренева система. Як утворюються придаткові корені

Корінь є важливим органом рослини. Він виконує кілька життєво важливих функцій: здійснює ґрунтове харчування, утримує рослину в ґрунті, бере участь у вегетативному розмноженні, а в деяких випадках створює запас поживних речовин. У статті особливу увагу буде приділено підрядним корінням та розглянуто їх функції.

Історичний розвиток кореня

За даними філогенетики, яка ідентифікує еволюційні зміни серед різних видів життя на Землі, корінь у рослини з'явився пізніше, ніж стебло та лист. Це сталося під час переходу рослин до існування землі. Для закріплення на твердому грунті їм знадобилися спеціальні органи, початком яких послужили підземні гілочки, подібні до коренів, пізніше перетворилися на коріння. Вони не містять листя та нирок і ростуть у довжину за рахунок поділу верхівкових клітин.

Бічні та придаткові корені з'являються з тканин, що містяться всередині коренів та стебел, точка зростання яких для запобігання пошкодженням покрита кореневим чохликом. Система коренів не припиняє формуватися в період всього життя та розвитку рослини.

Основні функції кореня

Коренем називають осьову, в основному підземну частину вищої судинної рослини, яка має необмежене зростання в довжину вниз до центру земної кулі. Основні функції коренів полягають у наступному:

• вбирають із ґрунту разом із водою мінеральні речовини;
• відкладають поживні речовини;
• фіксують та закріплюють рослину в ґрунті;
• взаємодіють із організмами, що у землі: бактеріями і грибами;
• синтезують гормони, ферменти та амінокислоти;
• сприяють розмноженню;
• забезпечують дихання.

Види коренів

Коренева система рослини складається з сукупності всіх коренів. Всі вони відрізняються за значимістю та 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 має активну верхівкову тканину, яка довго зберігає здатність ділитися і утворювати нові клітини.
• Придаткові - на вигляд вони схожі на бічні і виконують ті ж функції. Утворюються придаткові корені від листя, стебел і старих коренів. Завдяки їхньому розвитку, рослина здатна розмножуватися вегетативно.
• Бічні – розвиваються на інших коренях, що мають будь-яке походження, є утвореннями другого та наступних порядків розгалуження. Їх виникнення походить із поділу особливої ​​меристеми (освітньої тканини здатної ділитися), розташованої на периферійній ділянці центрального циліндра кореня.

Кожен з коренів: головний бічний і придатковий здатні розгалужуватися. А це суттєво збільшує кореневу систему, що покращує живлення рослини та зміцнює її у ґрунті.

Класифікація кореневих систем за походженням та формою

Сукупність всіх коренів рослини: основного, бічних та придаткових формує кореневу систему. Їх розрізняють три типи:

• Стрижневу – у рослини переважає розвиток головного кореня. Він довгий і по товщині значно перевищує бічні. Стрижнева система характерна для багатьох дводольних: конюшини, квасолі, кульбаби.
• Сечковатую – переважають придаткові корені, а також бічні. Головний – розвивається повільно та рано припиняє зростання. Така коренева система властива житу, цибулі, кукурудзі.
• Змішана – при великому головному корені, може бути стрижневою, мочкуватою – при однаковій величині всіх коренів.

Часто всередині однієї системи коріння виконує різні функції:

• скелетні, утворюють опору рослині;
• ростові – відзначається посилене зростання та невелике розгалуження;
• смокчучі - тонкі, рясно гілкуються.

Класифікація коренів за походженням

За походженням коріння поділяється на кілька видів. Головний корінь формується з корінця зародка і включає головний корінь і бічні корені декількох порядків. Така система спостерігається у більшості дерев та чагарників, а також у трав'янистих, зародок яких містить лише одну сім'ядолю та ряду дводольних багаторічників.

Придатковий корінь – відбувається його утворення на листі, стеблах, старих коренях, а іноді на квітках. Таке джерело коренів вважається примітивним, тому що воно властиве споровим рослинам. Змішаний – зустрічається у рослин з однією та двома зародковими частками. Спочатку з насіння починає зростати і розвиватися головний корінь, але до осені першого року життя його припиняється, і система головного кореня становить малу частину всієї кореневої системи. На другий та наступні роки придаткові корені утворюються в міжвузлях, вузлах, над і під вузлами. Приблизно через три роки головний корінь відмирає і рослини залишаються тільки коріння на стеблах і листі.

Формування кореневої системи

Коли ушкоджується кінчик кореня, припиняється його зростання завдовжки. При цьому починає утворюватися багато бічних коренів, що розташовуються неглибоко, в родючому шарі ґрунту.Використовуючи цю властивість, наприклад, пересаджуючи капусту, відщипують (прийом називають прищипкою) кінчик головного кореня та пересаджують рослину за допомогою палички (піки) – пікірують рослину.

Воно, з добре розвиненою кореневою системою, отримує більше поживних речовин та води, тому швидше росте та розвивається. Збільшити кількість коренів у живильному шарі землі можна і за допомогою підгортання. Для цього навколоназемний стовбур рослини засипають ґрунтом, тоді придаткове коріння відростає від нього, видобуваючи додаткове харчування. Підгортання зазвичай проводять після дощу або рясного поливу при висоті рослини не менше 20 см, а повторне через два тижні. Під час цієї процедури грунт розпушується, що забезпечує гарне зростання коріння. На дачних ділянках, наприклад, для підгортання картоплі використовують мотики, а на полях – різні види підгортачів.

Коренева система злакових культур

Серед квіткових рослин злакові культури займають особливе становище. Вони поділяються на культурні та лучні. Для всіх характерна мочкувата коренева система. Утворюється вона при недорозвиненому головному та ранній його заміні на придаткове коріння рослини. Вони закладаються ще в стеблині зародка і починають розвиток при проростанні насіння разом із головним коренем. А через кілька днів починає з'являтися вторинне коріння, яке утворюється з підземних стеблових вузлів. А у таких культур, як сорго та 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 коренів від природних умов

Основний корінь рослин, що містить зародок із двома сім'ядолями, зазвичай зберігається весь період їхнього існування. Зародковий корінець однодольних, навпаки, швидко відмирає, розвитку головного кореня немає, а від основи втечі починає відбуватися розгалуження коренів кількох порядків. Розвиваються придаткові корені на листі та стеблах. Ця особливість рослин використовується для розмноження як листовими, так і стебловими живцями. Першим способом розводять бегонію, фіалку, другим – чорну смородину, вербу, тополю. Підземні живці (кореневища) часто використовують для розмноження лікарських рослин – купени, конвалії.

Вищі спорові рослини - папороть і хвощ - головного кореня взагалі не мають, у них коріння розгалужується тільки від кореневища. У деяких дводольних (кропиви, сныти) часто відбувається відмирання головного кореня, зате з'являються інші, що відходять від кореневищ. Найглибше в землю проникає коріння стрижневої системи. Зате мочкувате коріння рослин попереджає ерозію грунту і бере участь у створенні дернового покриву. Коренева система рослин у різних природних зонах і різних грунтах не однакова. Відомо, що коріння може йти до 40 і більше метрів у глибину в пустелях, при глибокому заляганні ґрунтових вод. А ось ефемери, що мають поверхневе залягання коренів, через нестачу вологи пристосувалися за короткий період проходити всі фази вегетації. Коріння чагарнику саксаул, що росте в пустелі, живиться водою в різні періоди року з різних земних шарів. Розвиток системи коренів у кожного виду рослин залежить від природних умов, але в той же час однаково для одного різновиду.

Висновок

Без коріння життя вищих судинних рослин неможливе. Для отримання повноцінного харчування, що включає мінеральні речовини та воду, необхідна розвинена коренева система, що складається з бічних, основного та придаткових коренів.

Крім цього, коріння утримує рослину в грунті, оберігаючи її від злив і сильного вітру, а також сприяють розмноженню. Та й на ґрунт вони впливають благотворно, зміцнюючи її верхній шар у нещільних, піщаних, роблячи пухкішими глинисті та кам'янисті ґрунти.

Біологія 10 клас

§ 0-3. Особливості будови вегетативних органів рослин

Корінь

У рослин розрізняють три види коренів: головний, бічні та придаткові. Головний корінь розвивається із зародкового корінця і відходить від основи стебла. Коріння, яке відходить від головного кореня і формується за рахунок перициклу, називаються бічними. Вони можуть бути кількох порядків. Придаткове коріння відходять від стебла та листя, на них також можуть формуватися бічні корені. Сукупність всіх коренів однієї рослини називається кореневою системою. Тип кореневої системи визначається видами коренів, що входять до її складу. Відомі два типи кореневих систем: стрижнева та мочкувата. Стрижнева коренева система (Система головного кореня) представлена ​​добре розвиненим головним коренем і відхідними від нього бічним корінням. У деяких рослин зі стрижневою кореневою системою можуть утворюватися придаткові корені (картопля, томати, капуста), якщо має місце підгортання (підгрібання ґрунту до нижньої частини стебла). Такий прийом використовує людина для поліпшення мінерального харчування культурних рослин та підвищення їхньої врожайності. Сечковата коренева система (Система придаткових коренів) складається з придаткових коренів, від яких відходять бічні корені. Стрижнева коренева система характерна для дводольних (кропива дводомна, кульбаба лікарська, грицики), а мочкувата - для однодольних (конвалія травнева, тонконіг луговий, пшениця) рослин. Виняток становить подорожник, який має мочкувату кореневу систему, хоча містить дві сім'ядолі в зародку і відноситься до дводольних.

При розгляді молодого кореня у мікроскоп на ньому можна помітити окремі ділянки: кореневий чохлик, зону поділу, зону розтягування та диференціації, зону всмоктування, зону проведення (див. рис. зовнішню будову). Кореневий чохлик розташований на кінчику кореня та захищає верхівкову меристему в зоні поділу від механічних пошкоджень. Кореневий чохлик - це ознака кореня, що дозволяє відрізнити його від підземних пагонів. Зона поділу оточена кореневим чохликом і складається з клітин верхівкової меристеми, у тому числі утворюються клітини всіх тканин кореня. Зона розтягування і диференціації розташована над зоною поділу. Її ще називають зоною зростання, оскільки у цій зоні клітини подовжуються та забезпечують зростання кореня у довжину. Наприкінці цієї зони однакові клітини поступово диференціюються на клітини тканин. Зона всмоктування (Зона кореневих волосків) знаходиться над зоною росту, і в ній виділяються тканини. Покривна тканина представлена ​​епідермісом, клітини якого утворюють кореневі волоски. Епідерміс з кореневими волосками називається різодермою. Кореневі волоски здійснюють функцію всмоктування води та мінеральних речовин із ґрунту. Зона проведення слідує за зоною всмоктування та забезпечує просування поглинених коренем води та мінеральних речовин у надземні частини рослини. У цій зоні відсутні кореневі волоски, а у багаторічних деревних рослин епідерміс згодом замінюється на перидерму. У зоні проведення утворюються бічні корені за рахунок поділу клітин бічної меристеми - перициклу.

Внутрішню будову кореня можна розглянути на поперечному розрізі в зоні всмоктування (див. рис.). Зовні корінь покритий різодермою. Під нею знаходиться кора, що складається з паренхіми, клітинами якої вода і мінеральні речовини переміщаються від кореневих волосків до центрального циліндра кореня. Центральний циліндр складається з провідних тканин. ксилеми і флоеми. Ксилема розташовується в центрі кореня і утворює радіальні промені, що чергуються з ділянками флоеми. У дводольних і голонасінних рослин між ксилемою та флоемою закладається камбій. Він забезпечує зростання кореня завтовшки. У всіх інших груп рослин камбій не закладається.

Види коренів та кореневих систем. Види та типи коренів

Корінь – підземний осьовий елемент рослин, що є найважливішою їхньою частиною, їх основним вегетативним органом. Завдяки кореню рослина закріплюється в грунті і утримується там протягом усього життєвого циклу, а також забезпечується водою, мінеральними та поживними речовинами, що містяться в ній. Існують різні види та типи коренів. Кожен має свої відмінні характеристики. У статті ми розглянемо існуючі види коренів, типи кореневих систем. Також познайомимося з їхніми характерними рисами.

Які є види коріння?

Стандартний корінь характеризується ниткоподібною чи вузькоциліндричною формою.У багатьох рослин, крім основного (головного) кореня, розвинені ще й інші види коренів – бічні та придаткові. Розглянемо докладніше, що вони є.

Головний корінь

Цей рослинний орган розвивається із зародкового корінця насіння. Головний корінь завжди один (інші види коренів рослин зазвичай присутні у множині). Зберігається він у рослини протягом усього життєвого циклу.

Для кореня характерний позитивний геотропізм, тобто з допомогою земного тяжіння він заглиблюється у субстрат вертикально вниз.

Придаткове коріння

Підрядними називають види коренів рослин, які утворюються на інших їх органах. Цими органами можуть бути стебла, листя, пагони та ін. Наприклад, у злаків є так звані первинні придаткові корені, які закладені ще в стеблині зародка насіння. Розвиваються вони у процесі проростання насіння практично одночасно з основним коренем.

Також зустрічаються листові придаткові види коренів (що утворюються в результаті вкорінення листя), стеблові або вузлові (що утворюються з кореневищ, надземних або підземних стеблових вузлів) та ін. На нижніх вузлах утворюються потужні коріння, які звуться повітряних (чи опорних).

Поява придаткового коріння обумовлює здатність рослини до вегетативного розмноження.

Бічні корені

Боковими називають коріння, що виникають як бічні відгалуження. Можуть утворюватися як на головному, так і на придатковому корінні. Крім того, можуть відгалужуватися і від бічних, в результаті чого утворюються бічні корені більш високих порядків (першого, другого та третього).

Великі бічні органи характеризуються поперечним геотропізмом, тобто їх зростання відбувається практично горизонтальному положенні чи під кутом до грунтової поверхні.

Що називається кореневою системою?

Кореневою системою називають всі види і типи коренів, що є в однієї рослини (тобто їхня сукупність). Залежно від співвідношення зростання головного, бічних та придаткових коренів визначається її вид та характер.

Типи кореневих систем

Якщо головний корінь розвинений дуже добре і помітний серед коріння іншого виду, це означає, що рослина має стрижневу систему. Притаманна вона переважно дводольним рослинам.

Коренева система цього типу відрізняється глибоким проростанням у ґрунт. Так, наприклад, коріння деяких трав може проникати на глибину 10-12 метрів (осот, люцерна посівна). Глибина проникнення коріння дерев у деяких випадках може досягати 20 м-коду.

Якщо ж значніше виражені придаткові корені, що розвиваються у великій кількості, а основний характеризується повільним зростанням, то утворюється коренева система, яку називають мочкуватою.

Такою системою характеризуються, як правило, однодольні рослини та деякі з трав'янистих. Незважаючи на те, що коріння мочкуватої системи проникає не так глибоко, як у стрижневої, вони краще обплітають частинки ґрунту, прилеглі до них. Багато рихлокустові і кореневищні злакові трави, що утворюють велику кількість мочкуватих тонких коренів, широко використовуються для закріплення ярів, грунтів на укосах та ін.

Видозмінене коріння

Крім типових, охарактеризованих вище, існують інші види коренів та кореневих систем.Вони називаються видозміненими.

Запасне коріння

До запасних відносяться коренеплоди та коренеклубні.

Коренеплід є потовщенням основного кореня у зв'язку з відкладенням у ньому поживних речовин. Також у освіті коренеплоду бере участь нижня частина стебла. Складається переважно із запасної основної тканини. Прикладами коренеплодів можуть бути петрушка, редиска, морква, буряк та ін.

Якщо потовщеним запасаючим корінням є бічні і придаткові корені, то вони називаються кореневими бульбами (шишками). Вони розвинені у картоплі, батату, жоржини та ін.

Повітряне коріння

Це бічні корені, що ростуть у надземній частині. Є у ряду тропічних рослин. Воду та кисень поглинають із повітряного середовища. Є у тропічних рослин, які ростуть за умов нестачі мінеральних речовин.

Дихальне коріння

Це різновид бічного коріння, яке росте вгору, піднімаючись над поверхнею субстрату, води. Такі види коренів утворюються у рослин, які ростуть на надто зволожених ґрунтах, в умовах боліт. За допомогою таких коренів рослинність отримує з повітря кисень, що бракує.

Опорне (доскоподібне) коріння

Ці види коренів дерев характерні великих порід (бук, в'яз, тополя, тропічні тощо. п.) є трикутні вертикальні вирости, утворені бічним корінням і які у поверхні грунту чи над ним. Їх називають ще доскоподібними, оскільки вони нагадують дошки, що притулені до дерева.

Коріння-присоски (гаусторії)

Спостерігаються у рослин, що паразитують, не вміють фотосинтезувати. Поживні речовини, необхідні нормального функціонування, отримують шляхом вростання в стебло чи корінь інших рослин.У цьому впроваджуються вони у флоэму, й у ксилему. Прикладами рослин-паразитів є повіліка, інфекція, раффлезія.

Гаусторії рослин-напівпаразитів, що мають фотосинтезуючі здібності, вростають тільки в ксилему, забираючи у рослини-господаря тільки мінеральні речовини (іван-да-мар'я, омела та ін.)

Коріння-зачіпки

Це вид додаткових придаткових коренів, що розвиваються на стеблах кучерявих рослин. З їх допомогою рослини мають можливість прикріплюватися до певної опори та підніматися (плестись) вгору. Таке коріння є, наприклад, у фікуса чіпкого, плюща і т.д. п.

Втяжні (контрактильні) корені

Характерні рослин, корінь яких різко скорочується в поздовжньому напрямі біля основи. Прикладом можуть бути рослини, що мають цибулини. Втяжне коріння забезпечує цибулинам і коренеплодам деяке заглиблення в ґрунт. Крім того, їх наявністю обумовлюється щільне прилягання розеток (наприклад, у кульбаби) до землі, а також підземне положення вертикального кореневища та кореневої шийки.

Мікориза (грибокорінь)

Мікоризою називають симбіоз (взаємовигідне співжиття) коренів вищих рослин з грибними гіфами, які обплітають їх, виконуючи функції кореневих волосків. Гриби забезпечують рослини водою та поживними речовинами, розчиненими в ній. Рослини, у свою чергу, дають грибам необхідні для їхньої життєдіяльності органічні речовини.

Притаманна мікориза коріння багатьох вищих рослин, особливо деревних.

Бактеріальні бульбашки

Це видозмінені бічні корені, які пристосовані до симбіотичного співжиття з бактеріями, що фіксують азот. Утворення бульбочок відбувається за рахунок проникнення азотфіксуючих бактерій усередину молодого коріння.Таке взаємовигідне співжиття дозволяє рослинам отримувати азот, який бактерії переводять з повітря в доступну для них форму. Бактеріям надається особливе місцепроживання, де вони можуть функціонувати, не конкуруючи з іншими видами бактерій. Крім того, вони використовують речовини, присутні в корінні рослинності.

Характерні бактеріальні бульби для рослин сімейства Бобових, які широко використовуються як меліоранти в сівозмінах з метою збагачення ґрунтів азотом. Найкращими азотфіксуючими рослинами вважаються стрижнекореневі бобові трави, такі як люцерна синя і жовта, конюшина рожева, червона і біла, буркун, еспарцет, лядвенець рогатий та ін.

Крім перерахованих вище метаморфоз, існують інші види коренів, такі як коріння-підпірки (сприяють зміцненню стебла), ходульні корені (допомагають рослинам не тонути в рідкому бруді) і кореневі нащадки (мають придаткові нирки і забезпечують вегетативне розмноження).