Корень: развитие корня из зародышевого корешка, виды корней, типы корневых систем. Внешнее и внутреннее строение корня в связи с его функциями. Удобрения. Видоизменения корня - Вегетативные органы растений - РАСТЕНИЯ. БАКТЕРИИ. ГРИБЫ. ЛИШАЙНИКИ - ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЕГЭ

Корень — это подземный вегетативный орган растения. Корень имеет осевое строение, обладает неограниченным верхушечным ростом. На корне отсутствуют листья, он не расчленен на узлы и междоузлия, не несет в определенном порядке расположенных почек и обладает положительным геотропизмом.

Функции корня следующие: закрепление и удержание растения в почве; всасывание воды и минеральных веществ; транспорт этих веществ в надземные органы растения; синтез определенных веществ — гормонов, ферментов т. д.; запасание питательных веществ (корнеплоды); вегетативное размножение.

Зародышевый корешок, который выходит из семени при прорастании, превращается в главный корень. На границе между главным корнем и стеблем находится корневая шейка. Главный корень может ветвиться, при этом образуются боковые корни второго, третьего и т. д. порядков. На побеге могут развиваться придаточные корни. Совокупность всех корней образует корневую систему растения. В ее формировании участвуют главный, боковые и придаточные корни.

Различают два типа корневых систем: стержневую и мочковатую. Для стержневой корневой системы характерно преимущественное развитие главного корня, который длиннее и толще других корней. Она, как правило, встречается у двудольных растений. В мочковатой корневой системе главный корень не отличается — он или слабо развит, или рано отмирает. Корневая система образована массой придаточных корней. Мочковатую корневую систему имеют однодольные растения и некоторые двудольные.

Корень нарастает в длину за счет верхушечной точки роста. Она состоит из образовательной ткани, клетки которой способны к постоянному делению. Точка роста одета корневым чехликом. Корневой чехлик образован живыми клетками, которые слущиваются и замещаются новыми за счет клеток точки роста. Корневой чехлик защищает точку роста от механических повреждений. Эта зона корня называется зоной деления.

За зоной деления располагается зона растяжения, или роста. Здесь клетки растут и приобретают дефинитивные форму и размеры.

За зоной растяжения находится зона всасывания. В ней наблюдается дифференциация клеток на ткани. Зона всасывания снаружи несет эпиблему, каждая клетка которой образует корневой волосок. За эпиблемой располагается первичная кора, перицикл и центральный осевой цилиндр.

При помощи корневых волосков происходит всасывание из почвенных растворов воды и минеральных веществ. Оболочка клеток корневых волосков тонкая — это облегчает всасывание. Почти всю клетку корневого волоска занимает крупная вакуоль, а ядро располагается у верхушки волоска. С ростом корня корневые волоски погибают, и зона всасывания образуется заново.

Четвертая зона корня — зона проведения. Ее функция — транспорт воды и минеральных веществ в надземные органы растения и транспорт органических веществ из стебля в корень.

Первичная кора корня образована живыми клетками основной ткани (паренхимы) и состоит из трех слоев. Функции первичной коры — транспортная (горизонтальный перенос веществ), запасающая.

Наружный слой клеток центрального осевого цилиндра образуется перициклом. Его клетки могут делиться. В перицикле закладываются боковые корни и придаточные почки, с помощью которых осуществляется вегетативное размножение. Для вторичного утолщения корня служит камбий — вторичная меристема, которая закладывается в зоне проведения. Камбий обеспечивает рост корня в толщину.

Центральный осевой цилиндр состоит из разных тканей — проводящих, механических и основной. Участки древесины и луба чередуются между собой — древесина образует звезду, между лучами которой находится луб. В центре корня могут находиться механическая ткань и основная. По сосудам древесины протекает транспорт воды и минеральных веществ в надземные органы растений — это восходящий ток. По ситовидным трубкам луба из листьев и стебля в корень оттекают органические вещества — это нисходящий ток.

Воду и минеральные вещества корень всасывает из почвы при помощи корневых волосков. Вода поступает в корневой волосок за счет осмоса. Затем вода проходит путь по живым клеткам первичной коры корня и попадает в сосуды древесины центрального осевого цилиндра. Минеральные вещества всасываются корневыми волосками в результате пассивного или активного (с затратой энергии) транспорта через клеточную мембрану. В результате в сосудах древесины корня развивается повышенное осмотическое давление. При превышении осмотического давления в сосудах корня над осмотическим давлением почвенного раствора развивается корневое давление. Корневое давление наряду с испарением участвует в движении воды в теле растения.

Растения нормально развиваются, если в почвенном растворе обязательно есть азот, фосфор, сера, калий, магний, кальций и железо. Эти элементы имеют индивидуальное значение для жизни растения и поэтому не могут заменяться другими и называются макроэлементами. Для роста и развития растения необходимы также микроэлементы — бор, медь, кобальт, цинк, марганец, молибден и др. Их концентрация в почве значительно ниже, чем концентрация макроэлементов. В естественных биогеоценозах содержание в почве необходимых растению элементов поддерживается на относительно постоянном уровне за счет круговорота веществ. В агроценозах человек часть минеральных веществ забирает из почвы вместе с урожаем. Поэтому в почву сельскохозяйственных угодий надо вносить удобрения. Удобрения подразделяются на органические и минеральные.

Органические удобрения: навоз, торф, птичий помет, навозная жижа, торфокомпоста и т.д. — содержат все необходимые для растений питательные вещества. При внесении органических удобрений в почву попадают микроорганизмы — бактерии, грибы. Они разлагают органические остатки и повышают плодородие почв.

Минеральные удобрения бывают азотными, калийными и фосфорными. Азотные удобрения содержат азот в форме нитратов. К ним относятся различные селитры (калиевая, натриевая и др.), хлористый аммоний, мочевина. Азот нужен растениям для нормального формирования вегетативных органов. Калийные удобрения — хлористый калий, сульфат калия и др. влияют на рост корней, клубней, луковиц. Фосфорные удобрения — суперфосфат, фосфоритная мука и др. ускоряют созревание плодов. Фосфор и калий повышают холодостойкость растений.

Дыхание корня происходит в результате диффузии кислорода из почвы в ткани. Для дыхания нужны органические вещества. Они поступают в корень из листьев. В процессе дыхания образуется энергия, запасенная в молекулах АТФ. Энергия расходуется на рост, деление клеток, транспорт веществ, процессы синтеза и т. д. Для проникновения в почву воздуха ее надо постоянно рыхлить. Рыхление способствует и сохранению влаги в почве, поэтому его называют «сухим поливом».

Корни могут видоизменяться. Встречаются следующие типы метаморфозов корня.

Корнеплоды выполняют запасающую функцию у многих видов двулетних растений (морковь, свекла, репа и др.). Они имеют двойное происхождение — верхняя часть образуется из стебля, а нижняя — как утолщение главного корня. В корнеплодах откладываются крахмал, сахар и т. д.

Корневые шишки (корневые клубни) — запасающие придаточные корни у георгина, батата, чистяка и др.

Корни прицепки имеют лазающие растения (плющ).

Втягивающие корни (у луковичных растений) служат для погружения луковицы в почву.

Воздушные корни образуются у растений, поселяющихся на других растениях (эпифиты), например, орхидеи. Они обеспечивают растению всасывание из влажного воздуха воды и минеральных веществ.

Дыхательные корни имеют растения, которые растут на заболоченных почвах, например, американский болотный кипарис. Эти корни приподнимаются над поверхностью почвы и снабжают подземные части растения воздухом, который поглощается через специальные отверстия.

Ходульные корни образуются у деревьев, которые растут на литорали тропических морей (мангры). Корни сильно ветвятся и укрепляют растение в зыбком грунте.

Микориза — это симбиоз корней высших растений и почвенных грибов. Растения снабжают грибы растворимыми углеводами, а грибы доставляют растению минеральные веществ.

Симбиоз между азотфиксирующими бактериями и корнями бобовых растений (клубеньковые бактерии) также является видоизменением корней. Бактерии фиксируют атмосферный азот и переводят его в соединения, которые усваиваются растениями.