какая культура образует воздушные или опорные корни
Видоизменения корней
У большинства растений корни выполняют две основные функции — опорную и функцию почвенного питания, и имеют обычное строение. Но у некоторых растений в процессе эволюции корни видоизменились, и стали выполнять дополнительные функции.
Запасающие корни
У некоторых многолетних растений запасающая функция корня становится основной. Такие корни называют запасающими. Запас питательных веществ позволяет растению переживать холодное время года. Существует два вида запасающих корней — корнеплоды и корневые шишки.
Корневые шишки — это разрастания боковых или придаточных корней в мочковатой корневой системе. Корневые шишки образуют георгин, батат, чистяк, ятрышник и многие другие растения. Иногда корневые шишки называют корневыми клубнями.
На корневых шишках образуются придаточные почки, которые служат для вегетативного размножения.
Воздушные корни
Ходульные корни
Ходульные корни (корни — подпорки) — это придаточные корни, растущие вниз от стебля растения и служащие для его дополнительного укрепления на почве. У растений, живущих в зоне затопления, приливов, ходульные корни приподнимают растения над водой, а также выполняют дыхательную функцию. Ходульные корни образуются у особых растительных сообществ тропических лесов — мангровых зарослей, а также у некоторых тропических деревьев и пальм, и даже у кукурузы. Примером ходульных корней также является особая жизненная форма фикуса — баньян.
Досковидные опорные корни
В отличие от ходульных, досковидные корни — это боковые корни. Расположенные у самой поверхности почвы, или выступая над ней, они образуют плоские выросты, создающие дополнительную опору для дерева. Досковидные корни характерны для крупных тропических деревьев.
Эпифитные корни
Эпифиты — это растения, живущие на деревьях. Воздушные корни эпифитов свободно висят в воздухе, впитывая влагу — дождь или капельки росы особой покровной тканью — веламеном. К эпифитам относятся орхидеи, живущие в тропических лесах.
Дыхательные корни (пневматофоры)
Дыхательные корни образуются у деревьев, растущих на затапливаемых или бедных кислородом почвах. Они растут вверх, отходя от подземных боковых корней. Главная функция дыхательных корней — снабжение кислородом подземных частей растения. Кислород проникает через крупные чечевички, расположенные на дыхательных корнях.
Корни-присоски (гаустории)
Корни-присоски характерны для растений-паразитов и полупаразитов. Эти корни проникают внутрь стеблей других растений, и поглощают их соки. Если при этом растение имеет части, способные к фотосинтезу, оно является полупаразитом. Растения, утратившие способность фотосинтеза, и полностью живущие за счет других растений являются паразитами. Примерами паразитов являются повилика, не имеющая хлоропластов, а также самый крупный цветок раффлезия. Раффлезия, растущая в тропических лесах, не имеет ни стеблей, ни листьев. Все растение состоит из корней-присосок, с помощью которых раффлезия паразитирует на корнях и стеблях лиан, и огромного цветка, достигающего 1 метра в диаметре.
Растения-полупаразиты образуют органические вещества с помощью фотосинтеза в собственных листьях, а воду и минеральные вещества получают с помощью корней-присосок из других растений. Примеры полупаразитов — омела, живущая на деревьях, луговое растение погремок.
Корни-прицепки
Некоторые ползучие растения, например, плющ, ваниль, некоторые фикусы, имеют корни-прицепки. Это видоизмененные придаточные корни, с помощью которых растение может прикрепляться к любой поверхности, даже к голым камням, а значит, выносить листья к свету.
Втягивающие корни
Такое видоизменение корней, как втягивающие корни, характерно для многих луков, пролесок, шафрана (крокуса), многих орхидей, водных растений и др. Втягивающие корни благодаря особому строению способны укорачиваться на 10-70%, и втягивать луковицы, клубнелуковицы, корневища и т.д под землю, что предохраняет растения от замерзания в зимний период. Внешне втягивающие корни толстые, с поперечной исчерченностью.
Корень
Корневая система и происхождение корней
Хорошо выражен, развит главный корень, выделяется на фоне остальных корней. Боковые и придаточные корни не выделяются, занимают по отношению к главному подчиненное положение. Характерна для двудольных растений: клевера, одуванчика лекарственного, лопуха большого.
Главный корень не развит или быстро отмирает, преобладают придаточные корни, растущие от побега. Корни равнозначны между собой. Мочковатая система характерна для большинства однодольных растений: лук репчатый, злаки. Для некоторых двудольных: подорожник большой, лютик едкий.
Можно отличить главный корень, он выделяется по размеру. Однако, хорошо развиты множественные придаточные и боковые корни. Смешанная корневая система характерна для клубники, земляники.
Зоны корня
Это зона представлена мелкими, быстро делящимися клетками верхушечной (апикальной) меристемы, расположенной на верхушке конуса нарастания. Такие молодые клетки особенно уязвимы, поэтому с целью защиты зону размножения покрывает корневой чехлик. Его клетки постоянно погибают от соприкосновения с почвой, образуя слизистый чехол, способствующий росту корня вглубь почвы и снижающий трение о почву.
Корневой чехлик у злаковых растений образуется из меристематических клеток, совокупность которых называется калиптрогеном. У двудольных растений имеется дерматокалиптроген, из которого помимо корневого чехлика развивается протодерма, из которой далее дифференцируется ризодерма (эпиблема).
Пикирование (пикировка) корня
Это удаление верхушки главного корня вместе с зоной размножения. Таким образом садоводы останавливают рост главного корня и стимулируют развитие боковых и придаточных корней, корневая система получается разветвленной, и растение дает хороший урожай.
Корневое дыхание
Видоизменения корней
Запасающий орган, в котором складируется крахмал, сахароза, белки, клетчатка, минеральные соли. Формируется корнеплод из главного корня и основания стебля побега. Корнеплод характерен для двулетних растений: свеклы, петрушки, брюквы, моркови.
В первый год жизни у них формируется корнеплод с запасом питательных веществ, к осени надземная часть отмирает. Следующей весной растение «оживает» именно благодаря запасу веществ в корнеплоде с прошлого года. На второй год растения плодоносят и цветут, после чего отмирают полностью.
Представляют собой видоизменения боковых и придаточных корней. Выполняют запасающую функцию. Внешне утолщены и напоминают клубни. Имеются у чистяка, ятрышника, георгина, батата (сладкий картофель).
Некоторые растения образуют корни в воздушной среде. Воздушные корни встречаются у лиан и эпифитов, растущих в условиях тропиков, где воздух настолько влажный, что из него в буквальном смысле можно всасывать воду, что и делают воздушные корни. Многослойная покровная ткань воздушных корней подобно губке впитывает воду из влажного воздуха. Имеются у тропических папоротников, орхидеи, монстеры.
Слово эпифиты происходит от греч. ἐπι- — «на» и φυτόν — «растение», так обозначают растения, прикрепленные или произрастающие на других растениях, при этом совершенно не получающие от них питательных веществ, то есть явление паразитизма исключается.
Видоизмененные придаточные одревесневшие корни, растут на стволах и ветвях до почвы, у ее поверхности сильно разветвляются, тем самым «подпирая» растение. Придают опору растению и его ветвям, закрепляют его в почве. Встречаются у тропических растений: баньян, фикус.
Формируются у растений, произрастающих в воде или на болоте, в качестве механизма адаптации к недостаточному снабжению корней воздухом. Они приподнимаются над поверхностью воды и поглощают воздух. Такие корни имеет болотный кипарис (таксодиум).
Видоизменения корней растений-паразитов, с помощью которых они высасывают питательные вещества из клеток растения-хозяина. Эти корни внедряются в стебли других растений и поглощают их соки: воду, растворенные в ней минеральные вещества, органические вещества. Имеются у повилики и заразихи. У омелы, погремка тоже имеются корни-присоски, но они всасывают только воду и растворенные в ней соли.
Бактериальные клубеньки представляют собой видоизмененные боковые корни, которые образуются в результате симбиоза растения и азотфиксирующих бактерий.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Как изменились корни растений: основные функции корня и виды корней
Какие видоизменения корней растений можно сегодня выделить?
Прежде чем мы перейдем к ароморфозам, разберемся с функциями корней.
Основные функции корня
Корни растений выполняют разнообразные функции:
Основные видоизменения корня
Появление у растения корня — важнейший ароморфоз, возникший в ходе эволюции как приспособление к жизни на суше. О первых настоящих корнях можно говорить, упоминая представителей папоротникообразных. За счет идиоадаптаций цветоковые растения сформировали виды корней, выполняющих и основные, и дополнительные функции.
Изменения формы и строения растительных органов происходили в результате изменений условий окружающей среды. Поэтому произошло и видоизменение корня.
Виды корней
Основываясь на роли в жизни растений, выделяют следующие виды изменения корней:
Корни-присоски есть у омелы и повилики.
Эпифиты, прикрепляясь к другим растениям, используют их как субстрат и не паразитируют. Так делают, к примеру, лишайники, мхи, орхидеи.
Примеры ходульных корней — кукуруза и мангровые заросли приливно-отливной прибрежной полосы.
Также стоит отметить, что большинство цветковых растений приспособлены к симбиозу. Если это симбиоз с грибами, то речь идет о микоризе, а если с бактериями — то о бактериоризе (это клубеньковые бактерии бобовых).
Микроорганизмы-симбионты живут в ризосфере, который представляет собой почвенный слой толщиной в несколько миллиметров, непосредственно прилегающий к корням растения. В ризосфере скапливается очень много грибов и микроорганизмов. Все потому, что корни растений выделяют вещества, которыми микроорганизмы питаются.
Bio-Lessons
Образовательный сайт по биологии
Корень и корневая система
Корень и корневая система
Корень — один из основных вегетативных органов листостебельных растений.
Корни выполняют две основные функции:
1) поглощают из почвы воду и полезные вещества, проводят их к стеблю;
2) закрепляют и удерживают растения в почве.
По типу происхождения и развития корни делятся на главные, боковые и придаточные (рис. 1). Главный корень развивается из зародышевого корешка семени. При прорастании семени он углубляется в почву. От главного корня отходят боковые корни. Они участвуют во всасывании воды и питательных веществ из почвы. Придаточные корни отрастают от стебля и листьев.
Рис.1 Корневая система растения
Корневая система — это совокупность всех корней одного растения. Она бывает двух типов. При преобладающем росте главного корня образуется стержневая корневая система (рис. 2).
Рис.2 Стрежневая корневая система одуванчика
При слабом росте или отмирании главного корня и развитии большого числа придаточных корней — мочковатая (рис. 3).
Рис.3 Мочковатая корневая система пшеницы
В стержневой корневой системе очень хорошо развит главный корень. От него по бокам отходят боковые корни. Стержневую корневую систему имеют все двудольные растения: деревья и кустарники, а также многие травянистые — хлопчатник, фасоль, тыква, подсолнечник и др.
В начале развития молодых растений корни удлиняются быстрее, чем стебли, поскольку им приходится всасывать воду из глубоких слоев почвы.
Зоны корня
Корень – орган минерального питания. Видоизменения корня
В мочковатой корневой системе главный корень отсутствует или не выделяется среди других. Мочковатую корневую систему составляют многочисленные боковые и придаточные корни одинаковой толщины, собранные в пучок. Такую корневую систему имеют все однодольные растения: злаковые и «лилейные» (луковичные), например пшеница, кукуруза, ячмень, овес, просо, рис, лук, чеснок и др.
Корень — один из основных вегетативных органов листостебельных растений. Корни поглощают из почвы воду и полезные вещества, закрепляют и удерживают растения в почве. Корневая система — это совокупность всех корней одного растения. Выделяют два типа — стержневую и мочковатую корневые системы.
Видоизменения корня. Питание растений. Почва и ее значение в жизни растений
Видоизменения корня. Питание растений. Почва и ее значение в жизни растений
Видоизменения корня
Видоизменения корня, вследствие обретения новых функций органы способны видоизменяться.
Корнеплод
Корнеплод – утолщение главного корня, связанное с отложением в нем запаса питательных веществ (морковь, свекла, редис и т. п.).
Корневые клубни (корнеклубни)
Корневые клубни (корнеклубни) – утолщение боковых или дополнительных корней, связанное с отложением запаса питательных веществ (батат, георгин и т. п.).
Корни-присоски
Корни-присоски характерны для растений паразитов или полупаразитов. Такие корни проникают в толщу стебля других растений и потребляют их соки. Повилика – это бесхлорофилльное растение — паразит, которое питается благодаря сокам растения хозяина. Омела – полупаразит. Это зеленое растение, способное к самостоятельному питанию (фотосинтезу), но водные растворы солей она образует от растения, на котором живет.
Дыхательные корни (пневматофоры)
Дыхательные корни (пневматофоры) – это боковые корни, которые растут вверх и поднимаются над поверхностью воды, почвы. Формируются у растений (мангровые деревья), которые растут на чрезмерно увлажненных почвах, болотах, с низким содержанием кислорода. Поэтому растения с помощью таких корней получают кислород непосредственно из воздуха. Дыхательные корни богаты аэренхимой.
Корни-прицепки
Корни-прицепки – это дополнительные короткие корни, которые развиваются на растениях с вьющимся стеблем (плющ, фикус цепкий и т. п.), которые плетутся вверх. Корни растут на стебле. С их помощью растение цепляется за трещины, опоры и поднимаемся выше.
Ходульные корни
Ходульные корни образуются на надземных побегах. Они закрепляются в почве и помогают растению (баньян, кукуруза и т. п.) удерживаться.
Воздушные корни
Воздушные корни развиваются у растений (орхидея), которые поселяются на деревьях, но не паразитируют. Воду и минеральные соли они получают из воздуха с помощью корней, которые свисают в воздухе.
Опорные корни
Опорные корни встречаются у больших деревьев (вяз, бук, тополь, тропические и т. п.). Представляют собой боковые корни. На боковых корнях, которые проходят возле поверхности почвы, развиваются плоские треугольные и прилегающие к стволу вертикальные надземные отростки, которые напоминают доски, прислоненные к деревьям.
Втяжные или контрактильные корни
Втяжные или контрактильные корни у некоторых растений происходит резкое сокращение корня в продольном направлении у его основания (например, у растений, которые имеют луковицы). Втяжные корни распространены у покрытосеменных растений. Они обусловливают плотное прилягание к земле розеток (например, у подорожника, одуванчика и т. п.), подземное положение корневой шейки и вертикального корневища, обеспечивают некоторое углубление клубней. Таким образом, втяжные корни помогают побегам находить наилучшую глубину залегания в почве. Втяжные корни в Арктике обеспечивают переживание неблагоприятного зимнего периода цветочными почками.
Корневые системы способны улучшать свое питание благодаря взаимодействию с микроорганизмами – грибами, бактериями, водорослями. Симбиоз корней цветочных растений с грибами называется микоризой, с бактериями – бактериоризой. Почвенный слой толщиной 2-3 мм вокруг корней растений образует ризосферу. Корни выделяют в ризосферу вещества, которые привлекают микроорганизмы.
В клетках корней некоторых растений (бобовые, березовые и т. п.) поселяются клубеньковые бактерии, которые своими выделениями вызывают разрастание паренхимы и образование клубеньков на корнях. Клубеньковые бактерии способны фиксировать атмосферный азот в виде соединений, которые могут усваиваться растениями (нитратов, нитритов). Часть азотных соединений усваивается растением, а часть остается в почве. Бобовые растения используют в сельском хозяйстве для обогащения почв азотистыми соединениями.
Минеральное питание растений
Минеральное питание растений
Растения из почвы поглощают необходимые им минеральные вещества. Минеральные вещества служат основой синтеза сложных органических соединений, влияют на обмен веществ, являются катализаторами многих химических реакций, влияют на проницаемость цитоплазмы, поддерживают тургор и т. п. Разные виды растений нуждаются в разном количестве минеральных веществ.
Минеральное питание растений – это поступление и усвоение из почвы водных растворов неорганических и некоторых органических веществ.
Нормальное развитие растений возможно при наличии макроэлементов: азота, фосфора, серы, калия, кальция, магния, железа. Соединения магния и железа необходимы для синтеза хлорофилла. Важную роль в жизни растения играют также такие микроэлементы, как бор, медь, марганец, цинк, молибден и т. п. В почве есть все эти элементы, но не всегда количество их достаточно.
Методы водных, гравийных (гидропоника) культур и аэропоника
Потребность растений в химических элементах изучают с помощью метода водных культур. Впервые этот метод применил английский ученый Д. Вудворд еще в 1699 году. Детальнейшая обработка была лишь в середине XIX века. Растения выращиваются без почвы в водных растворах минеральных веществ, при оптимальных условиях (температуры, давления, поступления кислорода – аэрации). Наблюдают состояние растений в зависимости от компонентов водного раствора. Вместо почвы могут быть инертные субстраты – стеклянные шарики, гравий, гранулированный поли-этилен и т. п. Это модификация метода водных культур, которая называется методом гравийных культур или гидропоникой. Этот метод используют для выращивания культурных растений. Иногда используют аэропонику – метод опрыскивания, увлажнения корней в воздухе растворами веществ.
Поглощение корнями воды и минеральных веществ
Поглощение корнями воды и минеральных веществ
Поглощение питательных веществ корнем происходит активным и пассивным путем. Активный связывают с процессами метаболизма, с затрачиванием энергии, с процессами дыхания. Второй, пассивный, связывают с диффузией веществ. Он не зависит от процессов метаболизма.
Через корневые волоски вода с минеральными веществами попадает по пропускным клеткам в сосуды центрального цилиндра. Место перехода корня в стебель, то есть корневых сосудов в стебле, называется корневой шейкой. Оно несколько утолщено. Гидростатическое давление формируется вследствие вхождения воды в сосуд из паренхимных клеток, которые их окружают. Такое давление называется корневым давлением. Возможность корневой системы поднимать воду по стеблю называют нижним корневым двигателем. Восходящий ток от корня к надземной части растения объясняется наличием корневого давления и всасывающего действия листьев благодаря транспирации (испарению воды листьями).
Величина тургорного давления во всех частях растения одинакова. Тургор (от лат. turgor – вздутие, наполнение) – это напряженное состояние клеточной оболочки, которое возникает благодаря гидростатическому давлению содержимого клетки. Благодаря тургору ткани растений имеют определенную упругость. Осмотическое давление – это избыточное давление со стороны раствора, которое препятствует проникновению растворителя через полупроницаемую мембрану из менее концентрированного в более концентрированный раствор. Осмос – это диффузия воды через полупроницаемую мембрану из области меньшей концентрации растворенного вещества в область с большей его концентрацией до их выравнивания. Всасывающая сила больше в части, где больше осмотическое давление:
где S – всасывающая сила, Р – осмотическое давление, Т – тургорное давление.
Внутреннее давление на стенку клетки растений всегда превышает давление на нее из внешней среды.
Удобрения
Минеральное питание растений в природе обеспечивается тем, что остатки живых организмов перегнивают, распадаются на разные соединения. При выращивании культурных растений большинство этих веществ не успевает восстанавливаться. Поэтому в почву вносятся удобрения. Удобрения значительно влияют на рост и развитие растений. Например, удобрения, содержащие азот, увеличивают рост и массу надземных частей растения, а калий – подземных. Лучшее перенесение зимнего периода, то есть низких температур, обеспечивают соединения меди, калия и фосфора. Различают органические и минеральные удобрения.
Органические удобрения
Органические удобрения – это вещества, которые получаются из продуктов жизнедеятельности или остатков живых организмов. К органическим удобрениям относят торф, навоз, птичий помет и т. п.
Минеральные удобрения
Минеральные удобрения вырабатывает химическая промышленность. Это азотные, калийные и фосфорные удобрения. Наиболее распространенными азотными удобрениями являются мочевина, сульфат аммония, селитра; калийными – хлорид калия; фосфорными – суперфосфат.
Бактериальные удобрения
Используются иногда бактериальные удобрения, которые являются культурой бактерий (содержат споры почвенных бактерий). Это, например, азотобактерин – содержит клубеньковые бактерии.
Зеленые удобрения
Такие культуры, как люпин, люцерна, горох, клевер, используются как зеленые удобрения. Их добавляют на полях как источник органической массы. Кроме того, эти растения обогащают почву азотистыми соединениями, так как их корни живут в симбиозе с клубеньковыми бактериями.
При внесении удобрений в почву нужно придерживаться определенных правил, норм. Излишек удобрений негативно влияет не только на растения, но и на окружающую среду.
Почва и ее значение в жизни растений
Почва и ее значение в жизни растений
В почве растения прорастают, развивается корневая система. Из почвы растение получает воду и минеральные вещества.
Почва
Почва – это тонкий верхний слой земной коры, материнская порода, которая изменена действием климата, живых организмов и стала пригодной для роста и развития растений. Характеризуется плодородием.
Плодородие
Плодородие – это способность почвы удовлетворить потребности растения в воде, минеральных элементах, некоторых органических соединениях, воздухе. Зависит плодородие преимущественно от структуры почвы и количества гумуса в ней. Частицы почвы бывают разной формы и размеров и называются структурными агрегатами. Агрегаты определенной формы и определенных размеров определяют структуру грунта. Различают четыре группы: камни, песок, пыль и глина. Наилучшей для культурных растений считается структура почвы, когда частицы имеют размеры от 0,25 до 10 мм в диаметре. Тогда почва стойкая к размыванию, хорошо вбирает и сохраняет воду. Содержит много воздуха. Песчаные частички хорошо пропускают воду, но плохо ее удерживают.
Гумус (перегной)
Гумус (перегной) – это комплекс органических веществ, которые образовались в почве при разложении остатков живых организмов (животных, растений, грибов). В образовании гумуса большая роль принадлежит дождевым червям, а также почвенным бактериям, грибам, насекомым и их личинкам, клещам, некоторым млекопитающим. Гумус играет важную роль в склеивании агрегатов грунта. Неоднороден по составу. Почва тем более плодородна, чем больше в ней гумуса. Богаты гумусом почвы черноземов (до 1 м) и темные луговые почвы пойм, степей. Менее плодородны песчаные, глинистые и подзолистые почвы (до 20 см гумуса).
Важным условием для получения высокого урожая является разрыхление почвы для улучшения условий дыхания корней.
Почва – основной поставщик углекислого газа в атмосферу.