Что такое стержневая корневая система: Стержневая корневая система | это… Что такое Стержневая корневая система? — Сибирский процвет

Содержание

Стержневая корневая система: строение и примеры

Находясь под землей и оставаясь абсолютно невидимым, корень образует целые системы, которые напрямую зависят от среды обитания. При необходимости тип может видоизменяться, чтобы обеспечить растение всем необходимым для роста и развития.

Корень и его значение

Корень является подземной частью растения. Он надежно удерживает побег в земле. Длина ствола некоторых деревьев может составлять несколько десятков метров, но даже сильные порывы ветра не страшны.

Основной функцией корня является всасывание и транспортировка воды с растворенными в ней питательными веществами. Это единственный путь поступления необходимого количества влаги в растение.

Типы корней

По особенностям строения выделяют три типа корней.

Главный корень у растения всегда один. У голосеменных и покрытосеменных он развивается из зародышевого корешка семени. От него отходят боковые корни. Они увеличивают площадь поглощающей поверхности, позволяя растению впитать наибольшее количество воды.

Непосредственно от побега отходят придаточные корни. Их очень много, растут они пучком. Все типы корней имеют одинаковые черты внутреннего строения. Этот элемент растения состоит из тканей. Покровная образует корневой чехлик, который защищает образовательные клетки зоны деления от гибели. Зона растяжения также состоит из молодых, постоянно делящихся клеток. Элементы проводящей ткани и механической находятся в зоне всасывания и проведения. Именно они составляют большую часть любого вида корней.

Для обеспечения растения необходимым количеством воды ему недостаточно только одного корня. Поэтому разные виды корней объединяются, образуя системы.

Стержневая и мочковатая корневая система

Мочковатая система представлена придаточными корнями. Они характерны для представителей класса Однодольные — семейств Злаковые, Лилейные и Луковые. Тот, кто пытался вырвать из земли побег пшеницы, знает, что сделать это достаточно сложно. Пучок придаточных корней сильно разрастается, занимает большую площадь, обеспечивая растение необходимым количеством питательных веществ. Луковицы чеснока или лука-порея, являясь видоизменением побега, также имеют развитые придаточные корни, объединенные в мочковатую корневую систему.

Рассмотрим следующий тип. Стержневая корневая система состоит из двух типов корней: главного и боковых. Единственный главный корень является стержнем и объясняет название этого органа растений. Он может проникать глубоко в почву, не только надежно удерживая своего обладателя, но и доставая дефицитную влагу из нижних пластов почвы. Несколько десятков метров для него не преграда.

Стержневая корневая система характерна для большинства покрытосеменных растений, поскольку является универсальной. Главный корень достает воду из глубины, боковые — из верхнего слоя почвы.

Преимущества

Стержневая корневая система характерна для растений, произрастающих в условиях дефицита влаги. Если дождей нет, верхние слои почвы сухие, воду можно достать только глубоко из-под земли. Эту функцию осуществляет главный корень. Стержневая корневая система иногда по длине превышает сам побег. Например, верблюжья колючка высотой около 30 см имеет корень длиной более 20 м.

Боковые корни также имеют важное значение. Они увеличивают поверхность всасывания, иногда занимая значительную площадь.

Какие растения стержневую корневую систему не имеют? Те, которые обитают в условиях избыточного увлажнения. Таким растениям доставать воду из глубины просто не нужно. Однако стержневая корневая система значительно проигрывает мочковатой по общей длине корней.

Видоизменения корня

Стержневая корневая система, строение которой полностью отвечает выполняемым функциям, иногда видоизменяется. Всем известные корнеплоды моркови — это утолщенные главные корни. В них запасается вода и питательные вещества, которые позволяют растениям пережить неблагоприятные условия окружающей среды. Такая видоизмененная стержневая корневая система характерна и для свеклы, редьки, редиски, петрушки.

Особенно часто встречаются корнеплоды у многолетних и двулетних растений. Так, посеяв семена моркови весной, осенью уже можно получить урожай. Но если растение оставить на зиму в земле, то весной оно снова пустит побег и даст семена. В холодную зиму морковь выживает за счет утолщенного главного корня — корнеплода. Он позволяет продержаться на запасах до наступления тепла.

Тип корневой системы растений зависит от условий, в которых оно произрастает, а характерные черты строения обеспечивают процессы жизнедеятельности и увеличивают шансы на выживание в любом климате и при любом доступном количестве влаги и питательных веществ.

виды, характеристики, растения-представили стержневой и мочковатой систем

Корень — часть растения, с помощью которой оно закрепляется в почвенном субстрате и добывает воду и питательные вещества. Это важнейший орган большинства представителей царства растений. Корни представляют собой своего рода основу для вегетирующей массы и иногда составляет большую ее часть. Корневая система может достигать солидных размеров, причудливо разветвляться и уходить далеко вглубь земли.

Корень выполняет функцию накопления в себе питательных веществ и при неблагоприятных условиях он зачастую выступает своеобразным буфером, позволяющим сохранить жизненные силы растения, именно он дает возможность начать новый виток жизни в том случае, если надземная часть существенно пострадала. Таким образом зимует множество многолетников, зеленая масса которых отмирает при наступлении морозов, но восстанавливается от корня с приходом весны.

Содержание:

Виды корневой системы
- Стержневая
- Мочковатая
Видео

Виды корневой системы

Каждое растение в процессе своей жизни и эволюции вынуждено было приспосабливаться к разнообразным условиям окружающей среды, будь то повышенная влажность, особенности грунта, отрицательные температуры, сильные ветра и так далее. Кроме того, почва могла иметь избыток или недостаток питательных веществ, варьировалась глубина их залегания в слоях субстрата. Все это существенным образом повлияло на форму корневой системы.

Несмотря на то что корневых систем существует множество, и даже внутри одного вида можно найти существенные различия в строении, выделяют два основных типа: стержневой и мочковатый. Иногда в такой классификации упоминают еще и корневую систему смешанного типа, но она, как правило, представляет собой вариацию стержневой разновидности с большим количеством дополнительных отростков.

Стержневая

Стержневой тип характерен наличием у растения одного явно выраженного утолщенного корня, который уходит на большую глубину. Основной корень развит гораздо сильнее, чем остальные и его легко выявить среди других корешков, которые меньше по размеру.

Наиболее длинные стержневые корни можно встретить у некоторых растений, растущих в пустыне, например, у верблюжьей колючки. Ее корень может уходить вглубь до отметки 20 метров.

Стержневая корневая система характерна и для множества хорошо известных садовых культур: овощей, деревьев и кустарников. К стержневой корневой системе относят многие овощи с утолщенным корнем, так называемым корнеплодом, часто используемым в кулинарии. К примеру:

морковь;
петрушка;
пастернак;
редис;
свекла;
редька;

сельдерей.

С помощью стержневой корневой системы снабжают крону влагой большинство лиственных и плодовых деревьев. Это всем известные дуб, ясень, боярышник, вяз, рябина и многие другие. Сюда же относятся ряд кустарников и садовых цветов, таких как древовидный пион, люпин, подсолнух декоративный и овощной, роза, шиповник. Эти садовые завсегдатаи сравнительно легко переносят жару и засуху.

Интересен тот факт, что под влиянием условий жизни корневая система может менять свое строение. Так, произрастая на влажных почвах, растение склонно развивать больше корней поверхностного типа, так как ему нет необходимости добывать воду с большой глубины. Тогда как развиваясь на сухом участке, растение будет стремиться корнями уйти как можно глубже пытаясь добыть влагу. Ярким примером такой изменчивости служит сосна.

Мочковатая

Мочковатая корневая система имеет форму мочалки, она хорошо разветвлена и представлена большим количеством боковых отростков. Как правило, она формируется у растений, которые происходят из влажных регионов и не приходилось пробираться на большие глубины в поисках влаги и других необходимых веществ. Все сеянцы в начале своего развития формируют основной стержень и только потом обрастают боковыми дополнительными отростками.

Поверхностные корни мочковатого или смешанного типа имеют:

черемуха;
ирга;
береза;
туя;
ели;
слива;
ива;
вишня.

Некоторые из этих деревьев благодаря своей способности вытягивать большое количество воды из поверхностных слоев почвы, используются в качестве осушителей затопленных земель. Но на сухих почвах садовые растения такого типа требуют повышенного внимания, они могут сильно страдать в период затяжного отсутствия дождей.

Понимание того, какое строение имеет подземная часть растения, дает возможность грамотно разместить разные культуры на участке, избегая при этом конкуренции отдельных видов, а также обеспечить каждый экземпляр правильным поливом и уходом. Стоит учитывать, что культуры с различным характером корнеобразования, посаженные рядом зачастую охотно образуют симбиоз и не мешают друг другу развиваться, хотя могут потребовать разного режима полива и освещения.

Видео

О видах корневой системы вы узнаете из этого видео.

Основные сведения о стержневом корне растения и способах его использования

Может показаться, что у растений бесконечный запас запутанных корней, особенно когда вы пытаетесь их выкопать или разделить. Большинство растений адаптировали корневую структуру к условиям своего произрастания. Например, корни быстрорастущих однолетних растений, таких как салат и колеус, неглубокие и, как правило, остаются у поверхности почвы, чтобы воспользоваться летними дождями.

Многие растения посылают свои корни вниз по грядке во всех направлениях. Эти безудержные производители, такие как Послушное растение ( Physostegia virginiana ) и некоторые астры могут быстро стать почти сорными.

Другие растения разработали верный способ пережить засуху, отправляя свои корни глубоко под поверхность почвы с сильным центральным корнем или стержневыми корнями. Если вы когда-нибудь пытались вытащить одуванчик из земли рукой, вы сталкивались с стержневым корнем, держащимся за землю.

Что такое стержневой корень?

Как следует из названия, стержневой корень обычно представляет собой длинный и несколько толстый корень, который глубоко уходит в почву. Это первый корень, который появляется из семени и остается самым большим центральным корнем растения. Морковь, пастернак и одуванчик считаются стержневыми корнями.

Боковые корни ответвятся от стержневых корней, а затем от первоначальных боковых корней сформируются дополнительные боковые корни, но центральный стержневой корень останется самым большим и глубже всех вонзится в почву.

Хорошим примером является обычная морковь. Часть, которую вы едите, — это стержневой корень, но вы также заметите более мелкие корни вдоль центрального корня.

Морковь является примером конических стержневых корней, но стержневые корни не обязательно должны быть прямыми или даже суженными. Редис также является стержневым корнеплодом, но у него широкий посередине и сужающийся внизу и часто вверху. Они представляют собой веретенообразный стержневой корень. Кроме того, есть стержневые корни репчатой формы, такие как свекла, которые широки в верхней части и становятся очень тонкими в нижней части. Форма может меняться, но функция остается прежней: удерживать корень достаточно глубоко в почве для доступа к воде.

Преимущества растений со стержневыми корнями

Растения со стержневыми корнями, как правило, очень устойчивы к засухе. Многие пустынные растения могут пускать корни на глубину более 75 футов, что позволяет им находить воду даже в сухом климате или условиях. Стержневые корни также могут служить для хранения пищевых запасов, что делает их еще более самодостаточными и устойчивыми.

Недостатки стержневых корней

Поскольку стержневой корень уходит так глубоко в почву, может быть очень трудно выкопать и поднять растение со стержневым корнем. Подумайте об одуванчиках во дворе.

Еще одна проблема — деление растений со стержневыми корнями. Вы не можете просто отломить части кроны с прикрепленными корнями, как если бы вы делали это с такой структурой растения, как лилейник или кореопсис, потому что вам нужно получить часть этого стержневого корня при каждом делении. Но опять же, вспомните об одуванчике, и вы поймете, что это не невозможно.

Стержневые корни часто образуют ответвления возле кроны. Это так называемые шейки. Если у вашего растения они есть, вы можете отрезать каждую шейку, к которой прикреплены несколько более мелких корней, и успешно пересадить. Куст бабочек (Buddleia davidii) часто можно разделить таким образом.

Если ответвлений не образовалось, вы все равно можете попробовать взять небольшой кусочек настоящего стержневого корня, по крайней мере, с одним глазком и несколькими меньшими корнями, и пересадить его. Подобно обезглавленному одуванчику, он даст новый побег.

Молодые саженцы стержневых растений пересаживать намного легче. Такие растения, как бабочка-сорняк ( Asclepias tuberosa ), дадут много всходов, поэтому вам не нужно тревожить исходное растение.

Растения со стержневыми корнями

Трудно дать окончательный список растений со стержневыми корнями, потому что многие растения и большинство деревьев начинают со стержневых корней, но после того, как они укоренятся, переключатся на выпуск боковых корней ближе к поверхности почвы. Растения помидоров, выращенные из семян, имеют тенденцию выпускать стержневой корень, а растения, выращенные из черенков, — нет.

Корнеплоды, включая хикаму, пастернак, козлобородник и репу, считаются стержневыми. Некоторые сорняки, такие как подорожник и кудзу, выживают с помощью стержневых корней.

Некоторые распространенные садовые цветы и травы (вместе с их сортами), имеющие стержневые корни, включают следующее:

Воздушный цветок ( Platycodon grandiflorus )
Багбан ( Cimicifuga racemosa )
Бабочка-сорняк ( Asclepias tuberosa )
Окопник ( Symphytum officinale )
Молочай подушечный ( Euphorbia polychroma )
Укроп ( Anethumgraveolens)
Ложно-голубой индиго ( Baptisia australis )
Хрен ( Armoracia rusticana)
Люпин ( Lupinus polyphyllus )
Мак восточный ( Мак восточный )
Петрушка ( Petroselinum crispum )
Падуб морской ( Эрингиум )

корней | Биология для специальностей II

Результаты обучения

Определите два типа корневых систем

Корни семенных растений выполняют три основные функции: закрепляют растение в почве, поглощают воду и минералы и транспортируют их вверх, а также сохраняют продукты фотосинтеза. Некоторые корни модифицированы для поглощения влаги и газообмена. Большинство корней находятся под землей. Некоторые растения, однако, имеют также придаточные корни , которые выходят над землей из побега.

Типы корневых систем

Корневые системы в основном бывают двух типов (рис. 1). У двудольных корневая система стержневая, а у однодольных корневая система мочковатая. А стержневая корневая система имеет главный корень, растущий вертикально вниз, от которого отходит множество более мелких боковых корней. Одуванчики — хороший пример; их стержневые корни обычно обрываются при попытке вырвать эти сорняки, и они могут отрастить новый побег из оставшегося корня). Стержневая корневая система глубоко проникает в почву. Напротив, мочковатая корневая система расположена ближе к поверхности почвы и образует густую сеть корней, которая также помогает предотвратить эрозию почвы (хорошим примером являются газонные травы, а также пшеница, рис и кукуруза). Некоторые растения имеют сочетание стержневых и мочковатых корней. Растения, произрастающие в засушливых районах, часто имеют глубокую корневую систему, в то время как растения, растущие в районах с большим количеством воды, скорее всего, имеют более мелкую корневую систему.

Рис. 1. (а) Стержневые корневые системы имеют главный корень, который растет вниз, а (б) мочковатые корневые системы состоят из множества мелких корней. (кредит b: модификация работы «Austen Squarepants»/Flickr)

Рост и анатомия корня

Рисунок 2. Продольный вид корня показывает зоны клеточного деления, удлинения и созревания. Деление клеток происходит в апикальной меристеме.

Рост корней начинается с прорастания семян. Когда зародыш растения выходит из семени, корешок зародыша образует корневую систему. Кончик корня защищен корневой чехлик , структура, присущая исключительно корням и не похожая ни на одну другую структуру растений. Корневой чехлик постоянно заменяется, потому что он легко повреждается, когда корень проталкивается через почву. Кончик корня можно разделить на три зоны: зону клеточного деления, зону удлинения и зону созревания и дифференцировки (рис. 2). Зона деления клеток находится ближе всего к кончику корня; она состоит из активно делящихся клеток меристемы корня. Зона удлинения — это место, где новообразованные клетки увеличиваются в длину, тем самым удлиняя корень. Начиная с первого корневого волоска, начинается зона созревания клеток, где клетки корня начинают дифференцироваться в особые типы клеток. Все три зоны находятся примерно в первом сантиметре от кончика корня.

Корень имеет внешний слой клеток, называемый эпидермисом, который окружает участки основной ткани и сосудистой ткани. Эпидермис обеспечивает защиту и помогает впитыванию. Корневые волоски , являющиеся отростками эпидермальных клеток корня, увеличивают площадь поверхности корня, в значительной степени способствуя поглощению воды и минералов.

Рисунок 3. Окрашивание показывает различные типы клеток на этой световой микрофотографии поперечного среза корня пшеницы ( Triticum ). Клетки склеренхимы экзодермы и клетки ксилемы окрашиваются в красный цвет, а клетки флоэмы — в синий. Другие типы клеток окрашиваются в черный цвет. Стела, или сосудистая ткань, представляет собой область внутри эндодермы (обозначена зеленым кольцом). Корневые волоски видны вне эпидермиса. (кредит: данные масштабной линейки от Мэтта Рассела)

Внутри корня основная ткань образует две области: кору и сердцевину (рис. 3). По сравнению со стеблями, корни имеют много коры и мало сердцевины. Обе области включают клетки, хранящие продукты фотосинтеза. Кора находится между эпидермисом и сосудистой тканью, тогда как сердцевина лежит между сосудистой тканью и центром корня.

Сосудистая ткань в корне расположена во внутренней части корня, которая называется стела (рис. 4). Слой клеток, известный как эндодерма отделяет стелу от основной ткани в наружной части корня. Энтодерма присуща только корням и служит контрольным пунктом для материалов, поступающих в сосудистую систему корня. На стенках энтодермальных клеток присутствует воскообразное вещество, называемое суберином. Эта восковая область, известная как полоска Каспари , заставляет воду и растворенные вещества пересекать плазматические мембраны энтодермальных клеток, а не скользить между клетками. Это гарантирует, что через эндодерму проходят только материалы, необходимые для корня, в то время как токсичные вещества и патогены, как правило, исключаются. Самый наружный клеточный слой сосудистой ткани корня — перицикл , область, которая может дать начало боковым корням. У корней двудольных ксилема и флоэма стелы расположены попеременно в форме буквы X, тогда как у корней однодольных проводящая ткань располагается кольцом вокруг сердцевины.

Рис. 4. У типичных двудольных (слева) сосудистая ткань образует Х-образную форму в центре корня. У типичных однодольных (справа) клетки флоэмы и более крупные клетки ксилемы образуют характерное кольцо вокруг центральной сердцевины.

Основные модификации

Рисунок 5. Многие овощи представляют собой модифицированные корни.

Корневые структуры могут быть модифицированы для определенных целей. Например, некоторые корни луковичные и хранят крахмал. Воздушные корни и опорные корни — это две формы надземных корней, которые обеспечивают дополнительную поддержку для закрепления растения. Стержневые корнеплоды, такие как морковь, репа и свекла, являются примерами корнеплодов, модифицированных для хранения пищевых продуктов (рис. 5).

Эпифитные корни позволяют растению расти на другом растении. Например, эпифитные корни орхидей развивают губчатую ткань для поглощения влаги. Баньяновое дерево ( Ficus sp.) начинается как эпифит, прорастающий в ветвях дерева-хозяина; воздушные корни развиваются из ветвей и в конечном итоге достигают земли, обеспечивая дополнительную поддержку (рис. 6). У сосны ( Pandanus sp.), похожего на пальму дерева, растущего на песчаных тропических почвах, из узлов развиваются надземные опорные корни, обеспечивающие дополнительную поддержку.

Рисунок 6. Баньяновое дерево (а), также известное как инжир-душитель, начинает жизнь как эпифит в дереве-хозяине. Воздушные корни простираются до земли и поддерживают растущее растение, которое в конечном итоге душит дерево-хозяин. У сосны (b) развиваются надземные корни, которые помогают поддерживать растение на песчаных почвах. (кредит а: модификация работы «psyberartist»/Flickr; кредит б: модификация работы Дэвида Эйхоффа)

Практические вопросы

Сравните стержневую корневую систему с мочковатой корневой системой. Для каждого типа назовите растение, которое обеспечивает пищу в рационе человека. Какой тип корневой системы характерен для однодольных растений? Какой тип корневой системы характерен для двудольных растений?

Показать ответ

Что может случиться с корнем, если перицикл исчезнет?