النباتات. جذور النبات. أنواع أنظمة الجذر. وظائف الجذر. مناطق الجذر. تعديل الجذور هل كل النباتات لها جذور لفترة وجيزة
أسئلة:
1. وظائف الجذر
2. أنواع الجذور
3. أنواع نظام الجذر
4. مناطق الجذر
5. تعديل الجذور
6. عمليات الحياة في الجذر
1. وظائف الجذر
جذرهو عضو تحت الأرض من النبات.
الوظائف الرئيسية للجذر:
- الدعم: تثبت الجذور النبات في التربة وتثبته طوال حياته ؛
- مغذية: من خلال الجذور يتلقى النبات الماء مع المواد المعدنية والعضوية الذائبة ؛
- التخزين: في بعض الجذور يمكن أن تتراكم العناصر الغذائية.
2. أنواع الجذور
هناك جذور رئيسية وعرضية وجانبية. عندما تنبت البذرة ، يظهر الجذر الجرثومي أولاً ، والذي يتحول إلى الجذر الرئيسي. قد تظهر الجذور العرضية على السيقان. تمتد الجذور الجانبية من الجذور الرئيسية والعرضية. توفر الجذور العرضية للنبات تغذية إضافية وتؤدي وظيفة ميكانيكية. ينمو عند التلال ، على سبيل المثال ، الطماطم والبطاطس.
3. أنواع نظام الجذر
جذور نبات واحد نظام الجذر. نظام الجذر هو قضيب وليفي. في نظام جذر النقر ، تم تطوير الجذر الرئيسي جيدًا. يحتوي على معظم النباتات ثنائية الفلقة (البنجر والجزر). في المعمرةقد يموت الجذر الرئيسي ، وتحدث التغذية على حساب الجذور الجانبية ، لذلك لا يمكن تتبع الجذر الرئيسي إلا في النباتات الصغيرة.
يتكون نظام الجذر الليفي فقط من الجذور العرضية والجانبية. ليس له جذر رئيسي. النباتات أحادية الفلقة ، على سبيل المثال ، الحبوب والبصل لديها مثل هذا النظام.
تشغل أنظمة الجذر مساحة كبيرة في التربة. على سبيل المثال ، في الجاودار ، تنتشر الجذور في اتساع بمقدار 1-1.5 متر وتخترق عمق 2 متر.
4. مناطق الجذر
في الجذر الصغير ، يمكن تمييز المناطق التالية: غطاء الجذر ، ومنطقة الانقسام ، ومنطقة النمو ، ومنطقة الامتصاص.
قلنسوة الجذر لديه اكثر لون غامق، هذا هو غيض من الجذر. تحمي خلايا غطاء الجذر طرف الجذر من التلف بسبب المواد الصلبة في التربة. تتكون خلايا الغطاء من نسيج غلافي ويتم تحديثها باستمرار.
منطقة الشفط له العديد من الشعيرات الجذرية ، وهي خلايا مستطيلة لا يزيد طولها عن 10 مم. هذه المنطقة تبدو وكأنها مدفع ، لأن. الشعيرات الجذرية صغيرة جدًا. تحتوي خلايا الشعر الجذرية ، مثل الخلايا الأخرى ، على السيتوبلازم والنواة والفجوات مع نسغ الخلية. هذه الخلايا قصيرة العمر ، وتموت بسرعة ، وتتكون خلايا جديدة في مكانها من خلايا سطحية أصغر سنا تقع بالقرب من طرف الجذر. مهمة شعيرات الجذور هي امتصاص الماء بالمغذيات الذائبة. منطقة الامتصاص تتحرك باستمرار بسبب تجديد الخلايا. إنه دقيق وسهل التلف أثناء الزرع. هنا خلايا النسيج الرئيسي.
مكان . يقع فوق الشفط ، ولا يحتوي على شعر جذري ، والسطح مغطى بنسيج غلافي ، ويقع النسيج الموصّل في السماكة. خلايا منطقة التوصيل عبارة عن أوعية ينتقل من خلالها الماء الذي يحتوي على مواد ذائبة إلى الساق ويترك. هناك أيضًا خلايا وعائية تدخل من خلالها المواد العضوية من الأوراق إلى الجذر.
الجذر بأكمله مغطى بخلايا الأنسجة الميكانيكية ، مما يضمن قوة ومرونة الجذر. الزنازين مستطيلة ومغطاة بقشرة سميكة ومليئة بالهواء.
5. تعديل الجذوريعتمد عمق تغلغل الجذور في التربة على الظروف التي توجد فيها النباتات. يتأثر طول الجذور بالرطوبة وتكوين التربة والتربة الصقيعية.
تتكون الجذور الطويلة في النباتات في الأماكن الجافة. هذا ينطبق بشكل خاص على النباتات الصحراوية. لذلك ، في شوكة الجمل ، يصل طول نظام الجذر إلى 15-25 مترًا. في القمح في الحقول غير المروية ، يصل طول الجذور إلى 2.5 متر ، وفي الحقول المروية - 50 سم ، وتزداد كثافتها.
التربة الصقيعية تحد من نمو الجذور في العمق. على سبيل المثال ، في التندرا ، جذور البتولا القزم هي 20 سم فقط ، والجذور سطحية ومتفرعة.
في عملية التكيف مع الظروف البيئية ، تغيرت جذور النباتات وبدأت في الأداء وظائف اضافيه.
1. تعمل الدرنات الجذرية كمخزن للمغذيات بدلاً من الفاكهة. تنشأ هذه الدرنات نتيجة سماكة الجذور الجانبية أو العرضية. على سبيل المثال ، دالياس.
2. المحاصيل الجذرية - تعديلات على الجذر الرئيسي في النباتات مثل الجزر واللفت والبنجر. تتكون المحاصيل الجذرية من الجزء السفلي من الساق والجزء العلوي من الجذر الرئيسي. على عكس الفواكه ، ليس لديهم بذور. المحاصيل الجذرية لها بيناليات. في السنة الأولى من العمر ، لا تتفتح وتتراكم الكثير من العناصر الغذائية في المحاصيل الجذرية. في الثانية - تزدهر بسرعة ، باستخدام العناصر الغذائية المتراكمة وتشكل الفواكه والبذور.
3. جذور التعلق (المصاصون) - الحصبة الملحقة التي تتطور في نباتات المناطق الاستوائية. إنها تسمح لك بالربط بالدعامات الرأسية (على الحائط ، والصخرة ، وجذع الشجرة) ، وإحضار أوراق الشجر إلى الضوء. مثال على ذلك سيكون لبلاب وياسمين في البر.
4. العقيدات البكتيرية. تغيرت الجذور الجانبية للبرسيم ، الترمس ، البرسيم بشكل غريب. تستقر البكتيريا في الجذور الجانبية الصغيرة ، مما يساهم في امتصاص النيتروجين الغازي من هواء التربة. تأخذ هذه الجذور شكل عقيدات. بفضل هذه البكتيريا ، يمكن لهذه النباتات أن تعيش في تربة فقيرة بالنيتروجين وتجعلها أكثر خصوبة.
5. الجذور الهوائيةتتشكل في النباتات التي تنمو في الغابات الاستوائية والاستوائية الرطبة. تتدلى هذه الجذور وتمتص مياه الأمطار من الهواء - توجد في بساتين الفاكهة والبروميلياد وبعض السرخس والوحوش.
جذور الدعامة الهوائية هي جذور عرضية تتشكل على أغصان الأشجار وتصل إلى الأرض. تحدث في بانيان ، اللبخ.
6. الجذور المتكلسة. تنمو النباتات التي تنمو في منطقة المد والجزر جذور متكلسة. فوق الماء ، لديهم براعم كبيرة ورقية على أرض موحلة غير مستقرة.
7. تتشكل جذور الجهاز التنفسي في النباتات التي تفتقر إلى الأكسجين للتنفس. تنمو النباتات في أماكن شديدة الرطوبة - في مستنقعات المستنقعات ، والمياه الراكدة ، ومصبات الأنهار البحرية. تنمو الجذور عموديًا لأعلى وتصل إلى السطح ، وتمتص الهواء. ومن الأمثلة على ذلك الصفصاف الهش وسرو المستنقعات وغابات المنغروف.
6. عمليات الحياة في الجذر
1- امتصاص الجذور للماء
يحدث امتصاص الماء بواسطة شعر الجذر من محلول مغذيات التربة وتوصيله عبر خلايا القشرة الأولية بسبب الاختلاف في الضغط والتناضح. يؤدي الضغط الاسموزي في الخلايا إلى اختراق المعادن للخلايا ، وذلك بسبب. محتواها الملح أقل من التربة. تسمى شدة امتصاص الماء من قبل الشعيرات الجذرية بقوة الشفط. إذا كان تركيز المواد في محلول مغذيات التربة أعلى من تركيزه داخل الخلية ، فإن الماء سيترك الخلايا وسيحدث تحلل البلازما - ستذبل النباتات. لوحظت هذه الظاهرة في ظروف التربة الجافة ، وكذلك مع التطبيق المفرط. الأسمدة المعدنية. يمكن تأكيد ضغط الجذر من خلال سلسلة من التجارب.
نبتة ذات جذور تسقط في كوب من الماء. صب طبقة رقيقة فوق الماء لحمايته من التبخر. زيت نباتيولاحظ المستوى. بعد يوم أو يومين ، انخفض الماء في الخزان إلى ما دون العلامة. وبالتالي ، تمتص الجذور الماء وترفعه إلى الأوراق.
الغرض: معرفة الوظيفة الرئيسية للجذر.
قطعنا ساق النبات ، وتركنا جذعًا بارتفاع 2-3 سم ، ووضعنا أنبوبًا مطاطيًا بطول 3 سم على الجذع ، ووضعنا أنبوبًا زجاجيًا منحنيًا بارتفاع 20-25 سم في الطرف العلوي. يرتفع أنبوب الزجاج ويتدفق. هذا يثبت أن الجذر يمتص الماء من التربة إلى الساق.
الهدف: معرفة كيفية تأثير درجة الحرارة على عمل الجذر.
يجب أن يكون كوب واحد ماء دافئ(+ 17-18ºС) ، والآخر بالبرد (+ 1-2ºС). في الحالة الأولى ، يتم إطلاق الماء بكثرة ، في الحالة الثانية - قليلاً أو توقف تمامًا. هذا دليل على أن درجة الحرارة لها تأثير قوي على أداء الجذر.
تمتص الجذور الماء الدافئ بنشاط. يرتفع ضغط الجذر.
تمتص الجذور الماء البارد بشكل سيئ. في هذه الحالة ، ينخفض ضغط الجذر.
2- التغذية المعدنية
الدور الفسيولوجي للمعادن كبير جدًا. هم أساس التوليف مركبات العضويةوتؤثر بشكل مباشر على عملية التمثيل الغذائي. العمل كمحفزات للتفاعلات البيوكيميائية ؛ تؤثر على تورم الخلية ونفاذية البروتوبلازم ؛ هي مراكز الظواهر الكهربائية والإشعاعية في الكائنات الحية النباتية. بمساعدة الجذر ، يتم تنفيذ التغذية المعدنية للنبات.
3 - نَفَسٌ من الجذور
للنمو الطبيعي وتطور النبات ، من الضروري أن يتلقى الجذر هواء نقي.
الغرض: التحقق من وجود التنفس عند الجذور.
لنأخذ وعاءين متطابقين مع الماء. نضع الشتلات النامية في كل وعاء. نشبع الماء في إحدى الأوعية كل يوم بالهواء باستخدام مسدس الرش. صب طبقة رقيقة من الزيت النباتي على سطح الماء في الوعاء الثاني ، حيث يؤخر تدفق الهواء إلى الماء. بعد فترة ، سيتوقف النبات الموجود في الوعاء الثاني عن النمو ويذبل ويموت في النهاية. يحدث موت النبات بسبب نقص الهواء اللازم لتنفس الجذر.
ثبت أن التطور الطبيعي للنباتات ممكن فقط في وجود ثلاث مواد في محلول المغذيات - النيتروجين والفوسفور والكبريت وأربعة معادن - البوتاسيوم والمغنيسيوم والكالسيوم والحديد. كل عنصر من هذه العناصر له قيمة فردية ولا يمكن استبداله بأخرى. هذه مغذيات كبيرة المقدار ، تركيزها في النبات 10-2-10٪. من أجل التطور الطبيعي للنباتات ، هناك حاجة إلى العناصر الدقيقة ، والتركيز في الخلية هو 10-5-10-3٪. وهذه العناصر هي البورون ، والكوبالت ، والنحاس ، والزنك ، والمنغنيز ، والموليبدينوم ، وما إلى ذلك. توجد كل هذه العناصر في التربة ، ولكن بكميات غير كافية في بعض الأحيان. لذلك ، يتم استخدام الأسمدة المعدنية والعضوية في التربة.
ينمو النبات ويتطور بشكل طبيعي إذا كانت البيئة المحيطة بالجذور تحتوي على جميع العناصر الغذائية الضرورية. التربة هي مثل هذه البيئة لمعظم النباتات.
يؤدي جذر النباتات وظائف ميكانيكية وفسيولوجية مختلفة. وأهمها: امتصاص التربة للماء والمواد العضوية والمعدنية ونقلها إلى الجذور والأوراق. بالإضافة إلى ذلك ، تساعد الجذور النبات على اكتساب موطئ قدم في التربة ، فهو أقل حساسية لتأثيرات الظواهر الجوية (الرياح القوية ، المطر ، إلخ). إنهم ينمون عمليا مع ، لذلك ، في كثير من الأحيان ، عند اقتلاع نبات من الشعر الصغير ، تبقى جزيئات التربة.
بمساعدة الجذور ، يرتبط النبات بالكائنات الحية التي تعيش في الطبقة (الميكوريزا). يساعد هذا الجزء الإلزامي من الكائن النباتي في التوليف ويراكم المواد المفيدة اللازمة لنمو النبات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الجذر مسؤول عن التكاثر الخضري- تكوين نبتة جديدة تظهر من خلال اضمحلال الدرنات أو الجذور في الفرد الأم.
لكن ليس كل النباتات لها نفس الجذور. الهيكل الشائع إلى حد ما هو جذر النقر. يحتوي هذا الهيكل الموجود تحت الأرض لكائن نباتي على قضيب كبير واحد ، يمتد منه عدد كبير من الشعيرات الصغيرة. هناك حزمة بها عدة شعيرات كبيرة (على سبيل المثال ، العديد من أنواع الأعشاب). هذه النباتات مفيدة للغاية للتربة ، لأن بنيتها الكثيفة تحميها من التعرية.
يدرك الجميع جيدًا النباتات التي تتراكم الكثير منها أثناء نموها مواد مفيدة. البطاطا الحلوة و مشرق لذلكمثال. بالإضافة إلى ذلك ، هناك نباتات لا تحتاج إلى تربة. إذًا ، توجد بعض أنواع الأوركيد على الأشجار ، وتحصل على جميع المواد الضرورية والرطوبة من الهواء ، ولكن على سبيل المثال ، اللبلاب السامتعلق على الأشجار مع الجذور الهوائية.
فيديوهات ذات علاقة
الجذر هو العضو المحوري للنباتات العليا ، وعادة ما يوجد تحت الأرض ، ويوفر امتصاص ونقل المياه والمعادن ، كما أنه يعمل على إصلاح النبات في التربة. اعتمادًا على الهيكل ، يتم تمييز ثلاثة أنواع من أنظمة الجذر: الجذر الرئيسي ، الليفي ، والمختلط أيضًا.
يتكون نظام جذر النبات من جذور ذات طبيعة مختلفة. تخصيص الجذر الرئيسي ، الذي يتطور من الجذر الجرثومي ، وكذلك الجانبي والعرضي. الجذور الجانبية هي فرع من الفرع الرئيسي ويمكن أن تتشكل على أي قسم من أقسامه ، بينما تبدأ الجذور العرضية في الغالب في النمو من الجزء السفلي من جذع النبات ، ولكن يمكن أن تتشكل حتى على الأوراق.
اضغط على نظام الجذر
يتميز نظام جذر الحنفية بجذر رئيسي متطور. لها شكل قضيب ، وبسبب هذا التشابه حصل هذا النوع على اسمه. يتم التعبير عن الجذور الجانبية لهذه النباتات بشكل ضعيف للغاية. يمتلك الجذر القدرة على النمو إلى أجل غير مسمى ، ويصل الجذر الرئيسي في النباتات ذات نظام الجذر إلى حجم مثير للإعجاب. هذا ضروري لتحسين استخراج المياه والمغذيات من التربة حيث توجد المياه الجوفية على عمق كبير. العديد من الأنواع لديها نظام جذر - الأشجار ، والشجيرات ، وكذلك نباتات عشبية: خشب البتولا ، بلوط ، الهندباء ، عباد الشمس ،.
نظام الجذر الليفي
في النباتات ذات نظام الجذر الليفي ، لم يتم تطوير الجذر الرئيسي عمليًا. بدلاً من ذلك ، فهي تتميز بالعديد من الجذور العرضية أو الجانبية المتفرعة بنفس الطول تقريبًا. في كثير من الأحيان ، في النباتات ، ينمو الجذر الرئيسي أولاً ، والذي تبدأ منه الجذور الجانبية ، ولكن في هذه العملية مزيد من التطويرالنباتات تموت. نظام الجذر الليفي هو سمة من سمات النباتات التي تتكاثر نباتيًا. توجد عادة في - شجرة جوز الهند، بساتين الفاكهة ، السرخس ، الأعشاب.
نظام الجذر المختلط
في كثير من الأحيان ، يتم أيضًا تمييز نظام الجذر المختلط أو المدمج. النباتات التي تنتمي إلى هذا النوع لها جذر رئيسي جيد التمايز وجذور عرضية وجانبية متعددة. يمكن ملاحظة هذا الهيكل لنظام الجذر ، على سبيل المثال ، في الفراولة والفراولة.
تعديلات الجذر
يتم تعديل جذور بعض النباتات بحيث يصعب للوهلة الأولى نسبها إلى أي نوع. تشمل هذه التعديلات المحاصيل الجذرية - سماكة الجذر الرئيسي والجزء السفلي من الساق ، والتي يمكن رؤيتها في اللفت والجزر ، وكذلك الدرنات الجذرية - سماكة الجذور الجانبية والعرضية ، والتي يمكن ملاحظتها في البطاطا الحلوة. أيضًا ، قد لا تعمل بعض الجذور على امتصاص الماء مع الأملاح المذابة فيه ، ولكن من أجل التنفس (الجذور التنفسية) أو الدعم الإضافي (الجذور المتكلسة).
تثبت الجذور النبات في التربة ، وتوفر مياه التربة والتغذية المعدنية ، وفي بعض الأحيان تعمل كمكان لترسب العناصر الغذائية الاحتياطية. في عملية التكيف مع الظروف البيئية ، تكتسب جذور بعض النباتات وظائف إضافية ويتم تعديلها.
ما هي أنواع الجذور
تنقسم النباتات إلى جذور رئيسية وعرضية وجذور جانبية. عندما تنبت البذرة ، فإنها تتطور أولاً إلى جذر جنيني ، والذي يصبح فيما بعد الجذر الرئيسي. تنمو الجذور العرضية على سيقان وأوراق بعض النباتات. يمكن أن تنحرف الجذور الجانبية أيضًا عن الجذور الرئيسية والعرضية.
أنظمة الجذر
يتم طي جميع جذور النبات في نظام الجذر ، وهو حنفية وليفية. في نظام القضيب ، يكون الجذر الرئيسي أكثر تطوراً من الآخرين ويشبه القضيب ، بينما في الجهاز الليفي يكون متخلفًا أو يموت مبكرًا. الأول هو الأكثر شيوعًا ، والثاني - للأحاديات. ومع ذلك ، عادةً ما يتم التعبير عن الجذر الرئيسي بشكل جيد فقط في النباتات ثنائية الفلقة الصغيرة ، وفي النباتات القديمة يموت تدريجياً ، مما يفسح المجال لجذور عرضية تنمو من الساق.
ما مدى عمق الجذور
يعتمد عمق الجذور في التربة على ظروف نمو النبات. جذور القمح ، على سبيل المثال ، تنمو 2.5 متر في الحقول الجافة ، ولا تزيد عن نصف متر في الحقول المروية. ومع ذلك، في الحالة الأخيرةنظام الجذر أكثر كثافة.
نباتات التندرا نفسها متقزمة ، وتتركز جذورها بالقرب من السطح بسبب التربة الصقيعية. في خشب البتولا القزم ، على سبيل المثال ، يكون عمقها حوالي 20 سم كحد أقصى. الجذور نباتات الصحراء، على العكس من ذلك ، فهي طويلة جدًا - وهذا ضروري لتحقيقه المياه الجوفية. على سبيل المثال ، الفناء الخالي من الأوراق متجذر على عمق 15 مترًا في التربة.
تعديلات الجذر
للتكيف مع الظروف بيئةتغيرت جذور بعض النباتات واكتسبت وظائف إضافية. لذلك ، فإن المحاصيل الجذرية من الفجل والبنجر واللفت واللفت واللفت ، المكونة من الجذر الرئيسي والأجزاء السفلية من الساق ، تخزن العناصر الغذائية. أصبحت سماكة الجذور الجانبية والعرضية للكستياك والداليا درنات جذرية. تساعد جذور اللبلاب النبات على الالتصاق بدعامة (جدار ، شجرة) وتسليط الضوء على الأوراق.
الجذر هو أحد الأعضاء الرئيسية للنبات. يؤدي وظيفة الامتصاص من التربة مع عناصر التغذية المعدنية المذابة فيها. يرسو الجذر ويحمل النبات في التربة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الجذور لها أهمية التمثيل الغذائي. نتيجة للتوليف الأولي ، تتشكل فيها الأحماض الأمينية والهرمونات وما إلى ذلك ، والتي يتم تضمينها بسرعة في التخليق الحيوي اللاحق الذي يحدث في جذع وأوراق النبات. يمكن ترسيب العناصر الغذائية الاحتياطية في الجذور.
الجذر هو عضو محوري له بنية تشريحية متناظرة شعاعيًا. ينمو الجذر في الطول إلى أجل غير مسمى بسبب نشاط النسيج الإنشائي القمي ، وغالبًا ما يتم تغطية الخلايا الحساسة بغطاء الجذر. على عكس الجذع ، يتميز الجذر بغياب الأوراق ، وبالتالي تقطيع أوصاله إلى عقد وعقد داخلية ، فضلاً عن وجود غطاء. لا يتجاوز الجزء المتنامي بالكامل من الجذر 1 سم.
يتكون غطاء الجذر ، الذي يبلغ طوله حوالي 1 مم ، من خلايا رقيقة الجدران فضفاضة ، يتم استبدالها باستمرار بأخرى جديدة. في الجذر المتنامي ، يتم تحديث الغطاء عمليًا كل يوم. تشكل خلايا التقشير الوحل الذي يسهل حركة طرف الجذر في التربة. تتمثل وظائف غطاء الجذر في حماية نقطة النمو وتزويد الجذور بتوجه جغرافي إيجابي ، وهو واضح بشكل خاص عند الجذر الرئيسي.
منطقة فاصلة يبلغ حجمها حوالي 1 مم ، وتتكون من خلايا مرستيم ، مجاورة للغطاء. يشكل النسيج الإنشائي في عملية الانقسامات الانقسامية كتلة من الخلايا ، مما يوفر نموًا جذريًا ويجدد خلايا غطاء الجذر.
تتبع منطقة الانقسام منطقة الامتداد. هنا ، يزداد طول الجذر نتيجة نمو الخلايا واكتسابها الشكل والحجم الطبيعي. امتداد منطقة التمدد هو عدة ملليمترات.
خلف منطقة التمدد توجد منطقة الامتصاص أو الامتصاص. في هذه المنطقة ، تشكل خلايا الجذر غلافي الأولي - epiblema - العديد من الشعيرات الجذرية التي تمتص محلول التربة من المعادن. يبلغ طول منطقة الامتصاص عدة سنتيمترات ، وهنا تمتص الجذور الجزء الأكبر من الماء والأملاح المذابة فيه. هذه المنطقة ، مثل المنطقتين السابقتين ، تتحرك تدريجياً ، وتغير مكانها في التربة مع نمو الجذر. مع نمو الجذر ، تموت شعيرات الجذر ، وتظهر منطقة الامتصاص على منطقة الجذر النامية حديثًا ، ويحدث امتصاص العناصر الغذائية من حجم التربة الجديد. بدلاً من منطقة الامتصاص السابقة ، يتم تشكيل منطقة التوصيل.
الهيكل الأساسي للجذر
ينشأ الهيكل الأساسي للجذر نتيجة تمايز النسيج الإنشائي للقمة. في الهيكل الأساسي للجذر بالقرب من طرفه ، يتم تمييز ثلاث طبقات: الطبقة الخارجية هي epiblem ، والطبقة الوسطى هي القشرة الأساسية ، والأسطوانة المحورية المركزية هي الشاهدة.
تنشأ الأنسجة الداخلية بشكل طبيعي وبتسلسل معين في منطقة الانقسام في النسيج الإنشائي القمي. هنا هناك تقسيم واضحإلى قسمين. يُطلق على القسم الخارجي ، الذي ينشأ من الطبقة الوسطى من الخلايا الأولية ، اسم Periblem. يأتي القسم الداخلي من الطبقة العليا من الخلايا الأولية ويسمى Pleroma.
يؤدي الورم الملقط إلى ظهور شاهدة ، بينما تتحول بعض الخلايا إلى أوعية وقصبات ، والبعض الآخر إلى أنابيب غربال ، والبعض الآخر إلى خلايا جوهرية ، وما إلى ذلك. تتحول خلايا Periblema إلى قشرة الجذر الأولية ، التي تتكون من خلايا متني من الأنسجة الرئيسية.
من الطبقة الخارجية للخلايا - dermatogen - النسيج الإغريقي الأساسي - epiblema ، أو rhizoderm - معزول على سطح الجذر. إنه نسيج أحادي الطبقة يصل إلى نموه الكامل في منطقة الامتصاص. تشكل جذور الجلد المتكونة أنحف نتوءات عديدة - شعيرات الجذر. شعر الجذر قصير العمر وفقط في حالة النمو يمتص الماء والمواد المذابة فيه. يساهم تكوين الشعر في زيادة المساحة الكلية لمنطقة الشفط بمقدار 10 مرات أو أكثر. لا يزيد طول الشعر عن 1 مم. غلافه رقيق للغاية ويتكون من السليلوز والبكتين.
تتكون القشرة الأولية التي انبثقت من المنطقة المحيطة من الخلايا المتنيّة الحية ذات الجدران الرقيقة ويتم تمثيلها بثلاث طبقات متميزة: الأديم الباطن والأديم المتوسط والأديم الخارجي.
مباشرة إلى الأسطوانة المركزية (الشاهدة) تجاور الطبقة الداخلية من القشرة الأولية - الأديم الباطن. يتكون من صف واحد من الخلايا ذات سماكة على الجدران الشعاعية ، تسمى عصابات Casparian ، والتي تتخللها خلايا رقيقة الجدران - من خلال الخلايا. يتحكم Endoderm في تدفق المواد من القشرة إلى الأسطوانة المركزية والعكس صحيح.
إلى الخارج من الأديم الباطن يوجد الأديم المتوسط - الطبقة الوسطى من القشرة الأولية. يتكون من خلايا مرتبة بشكل فضفاض مع نظام من المساحات بين الخلايا يتم من خلالها تبادل الغازات بشكل مكثف. في الأديم المتوسط ، يتم تصنيع المواد البلاستيكية ونقلها إلى الأنسجة الأخرى ، وتتراكم المواد الاحتياطية ، وتقع الفطريات الفطرية.
الجزء الخارجي من القشرة الأولية يسمى exoderm. يقع مباشرة تحت الجلد الجذري ، وعندما يموت الشعر الجذري ، يظهر على سطح الجذر. في هذه الحالة ، يمكن للأديم الخارجي أن يؤدي وظيفة نسيج غلافي: يحدث سماكة وفلين لأغشية الخلايا وموت محتويات الخلية. من بين الخلايا المغطاة بالفلين ، لا تزال هناك خلايا غير مسدودة تمر عبرها المواد.
تسمى الطبقة الخارجية من المسلة المجاورة للأديم الباطن بالدورة المحيطية. تحتفظ خلاياه بالقدرة على الانقسام لفترة طويلة. في هذه الطبقة ، يتم وضع الجذور الجانبية ، لذلك تسمى الفلك المحيط بطبقة الجذر.
تتميز الجذور بتناوب مقاطع نسيج الخشب واللحاء في الشاهدة. يشكل نسيج الخشب نجمًا (مع عدد مختلف من الأشعة في مجموعات مختلفة من النباتات) ، وبين أشعةها يوجد اللحاء. في وسط الجذر قد يكون هناك نسيج خشبي أو صلب أو حمة رقيقة الجدران. تناوب الخشب واللحاء على طول محيط الشاهدة - السمة البارزةالجذر الذي يميزه بحدة عن الساق.
بنية الجذر الأولية الموصوفة أعلاه هي سمة من سمات الجذور الشابة في جميع مجموعات النباتات العليا. في طحالب النادي ، ذيل الحصان ، السراخس وممثلي فئة أحادية الفلقة في قسم النباتات المزهرة ، يتم الحفاظ على الهيكل الأساسي للجذر طوال حياته.
الهيكل الثانوي للجذر
في جذور عاريات البذور والديكوت كاسيات البذوريتم الحفاظ على الهيكل الأساسي للجذر فقط حتى بداية سماكته نتيجة لنشاط النسيج الإنشائي الجانبي الثانوي - الكامبيوم والفلوجين (كامبيوم الفلين). تبدأ عملية التغييرات الثانوية بظهور طبقات من الكامبيوم تحت مناطق اللحاء الأساسي ، إلى الداخل منه. ينشأ الكامبيوم من حمة ضعيفة التمايز للأسطوانة المركزية. في الداخل ، ترسب عناصر من نسيج الخشب الثانوي (الخشب) ، في الخارج - عناصر من اللحاء الثانوي (اللحاء). في البداية ، يتم فصل طبقات الكامبيوم ، ولكن بعد ذلك يتم إغلاقها وتشكيل طبقة متصلة. ويرجع ذلك إلى انقسام الخلايا الهوائية ضد أشعة نسيج الخشب. تتشكل المناطق الكامبية الناشئة من الفلك المحيط فقط بواسطة الخلايا المتنيّة لأشعة النخاع ، وتشكل الخلايا المتبقية من الكامبيوم العناصر الموصلة - نسيج الخشب واللحاء. يمكن أن تستمر هذه العملية لفترة طويلة ، وتصل الجذور إلى سمك كبير. في الجذر الدائم ، في الجزء المركزي منه ، لا يزال هناك نسيج شعاعي أولي واضح.
يظهر كامبيوم الفلين (فيلوجين) أيضًا في الدراجة الهوائية. يضع طبقات من خلايا النسيج الإغريقي الثانوي - الفلين. تموت القشرة الأولية (الأديم الباطن والأديم المتوسط والأديم الخارجي) المعزولة بطبقة من الفلين من الأنسجة الحية الداخلية.
أنظمة الجذر
مجموع كل جذور النبات يسمى نظام الجذر. يتضمن تكوينه الجذور الرئيسية والجانبية والعرضية.
نظام الجذر هو قضيب أو ليفي. يتميز نظام جذر الحنفية بالتطور السائد للجذر الرئيسي من حيث الطول والسمك ، وهو يبرز جيدًا عن الجذور الأخرى. في نظام جذر الحنفية ، بالإضافة إلى الجذور الرئيسية والجانبية ، يمكن أن تحدث الجذور العرضية أيضًا. معظم النباتات ثنائية الفلقة لها نظام جذر تابي.
في جميع النباتات أحادية الفلقة وفي بعض النباتات ثنائية الفلقة ، خاصة تلك التي تتكاثر نباتيًا ، يموت الجذر الرئيسي مبكرًا أو يتطور بشكل سيئ ، ويتكون نظام الجذر من جذور عرضية تنشأ عند قاعدة الساق. يسمى نظام الجذر هذا الليفي.
لتطوير نظام الجذر أهمية عظيمةلها خصائص التربة. تؤثر التربة على بنية نظام الجذر ونمو جذوره وعمق الاختراق وتوزيعها المكاني في التربة.
تخلق إفرازات الجذور في التربة المحيطة بها منطقة تعج بالبكتيريا والفطريات والكائنات الحية الدقيقة الأخرى ، والتي تسمى الجذور. يعكس تكوين النظم السطحية والعميقة والجذور الأخرى تكيف النباتات مع ظروف إمدادات مياه التربة.
بالإضافة إلى ذلك ، في أي نظام جذر توجد تغييرات مستمرة مرتبطة بعمر النباتات وتغير الفصول وما إلى ذلك.
تخصصات الجذر والتحولات
بالإضافة إلى الوظائف الرئيسية ، يمكن للجذور أداء بعض الوظائف الأخرى ، بينما تخضع الجذور لتعديلات وتحولات.
في الطبيعة ، تنتشر ظاهرة تكافل جذور النباتات العليا مع فطريات التربة. تسمى نهايات الجذور ، المضفرة من السطح بخيوط الفطريات أو التي تحتوي عليها في لحاء الجذر ، الفطريات الفطرية (حرفيا - "جذر فطري"). الفطريات الفطرية خارجية ، أو مغذية للخارج ، داخلية ، أو داخلية ، وخارجية داخلية.
تحل الفطريات الفطرية خارج الرحم محل الشعيرات الجذرية للنبات ، والتي لا تتطور عادةً. لوحظت الفطريات الفطرية الخارجية والداخلية الخارجية في النباتات الخشبية والشجيرة (على سبيل المثال ، في البلوط ، القيقب ، البتولا ، البندق ، إلخ).
تتطور الفطريات الفطرية الداخلية في العديد من الأنواع العشبية و النباتات الخشبية(على سبيل المثال ، في العديد من أنواع الحبوب والبصل ، جوزوالعنب وما إلى ذلك). لا يمكن أن توجد أنواع من عائلات مثل Heather و Wintergreen و Orchids بدون الفطريات الفطرية.
تتجلى العلاقة التكافلية بين الفطر والنبات الذاتي التغذية في ما يلي. توفر النباتات ذاتية التغذية الفطرية المتعايشة مع الكربوهيدرات القابلة للذوبان المتاحة لها. في المقابل ، يزود المتعايش الفطري النبات بأهم المواد المعدنية (يقوم المتعايش الفطري المثبت للنيتروجين بتوصيل مركبات النيتروجين إلى النبات ، ويقوم بتخمير العناصر الغذائية الاحتياطية القابلة للذوبان بشكل سريع ، مما يؤدي إلى تحولها إلى الجلوكوز ، والذي يزيد فائضه من نشاط امتصاص الجذور.
بالإضافة إلى الفطريات الفطرية (mycosymbiotrophy) ، يوجد في الطبيعة تكافل للجذور مع البكتيريا (البكتيريا التكافلية) ، التي لا تحتوي على مثل هذا. واسع الانتشارمثل الأول. في بعض الأحيان تتشكل زوائد تسمى العقيدات على الجذور. يوجد داخل العقيدات العديد من بكتيريا العقيدات التي لديها القدرة على تثبيت النيتروجين في الغلاف الجوي.
جذور التخزين
تستطيع العديد من النباتات تخزين العناصر الغذائية الاحتياطية (النشا والأنولين والسكر وما إلى ذلك) في جذورها. تسمى الجذور المعدلة التي تؤدي وظيفة التخزين "المحاصيل الجذرية" (على سبيل المثال ، في البنجر ، والجزر ، وما إلى ذلك) أو مخاريط الجذر (جذور عرضية كثيفة للغاية من الداليا ، chistyak ، lyubka ، إلخ). هناك انتقالات عديدة بين المحاصيل الجذرية ومخاريط الجذر.
ضامة أو جذور مقلصة
في بعض النباتات ، هناك انخفاض حاد في الجذر في الاتجاه الطولي عند قاعدته (على سبيل المثال ، في نباتات منتفخة). تراجع الجذور منتشر في كاسيات البذور. تتسبب هذه الجذور في احتواء الورود بإحكام على الأرض (على سبيل المثال ، في لسان الحمل ، والهندباء ، وما إلى ذلك) ، والوضع تحت الأرض لطوق الجذر والجذمور العمودي ، وتوفر بعضًا من تعميق الدرنات. وبالتالي فإن تراجع الجذور يساعد البراعم على إيجاد أفضل عمق في التربة. في القطب الشمالي ، توفر الجذور المتراجعة تجربة الضار فترة الشتاءبراعم الزهور وبراعم التجديد.
الجذور الهوائية
تتطور الجذور الهوائية في العديد من النباتات الاستوائية (من عائلات الأوركيد والأرونيكوف والبروميلياد). لديهم ايرنشيما ويمكن أن تمتص الرطوبة الجوية. في التربة المستنقعية في المناطق الاستوائية ، تشكل الأشجار جذورًا تنفسية (pneumatophores) ، والتي ترتفع فوق سطح التربة وتزود الأعضاء الموجودة تحت الأرض بالهواء من خلال نظام من الثقوب.
تشكل الأشجار التي تنمو على طول شواطئ البحار الاستوائية كجزء من غابات المانغروف في منطقة المد والجزر جذورًا متكلسة. بسبب التفرع القوي لهذه الجذور ، تظل الأشجار مستقرة على أرض غير مستقرة.
من الناحية التطورية ، نشأ الجذر في وقت متأخر عن الجذع والأوراق - فيما يتعلق بانتقال النباتات إلى الحياة على الأرض وربما نشأ من فروع شبيهة بالجذور تحت الأرض. الجذر ليس له أوراق ولا ترتيب معينتقع الكلى. يتميز بالنمو القمي في الطول ، وتنشأ فروعه الجانبية من الأنسجة الداخلية ، ونقطة النمو مغطاة بغطاء جذر. يتكون نظام الجذر طوال حياة الكائن النباتي. في بعض الأحيان يمكن أن يكون الجذر بمثابة مكان للترسيب في إمداد المغذيات. في هذه الحالة ، يتم تعديله.
أنواع الجذر
يتكون الجذر الرئيسي من الجذر الجرثومي أثناء إنبات البذور. لها جذور جانبية.
تتطور الجذور العرضية على السيقان والأوراق.
الجذور الجانبية هي فروع لأي جذور.
كل جذر (رئيسي ، جانبي ، عرضي) لديه القدرة على التفرع ، مما يزيد بشكل كبير من سطح نظام الجذر ، وهذا يساهم في تقوية النبات بشكل أفضل في التربة ويحسن تغذيتها.
أنواع أنظمة الجذر
هناك نوعان رئيسيان من أنظمة الجذر: الجذر الرئيسي ، الذي له جذر رئيسي متطور جيدًا ، والجذر الليفي. يتكون نظام الجذر الليفي من عدد كبيرالجذور العرضية من نفس الحجم. تتكون كتلة الجذور بأكملها من جذور جانبية أو عرضية وتشبه الفص.
يشكل نظام الجذر شديد التشعب سطحًا ماصًا ضخمًا. على سبيل المثال،
- يبلغ الطول الإجمالي لجذور الجاودار الشتوية 600 كم ؛
- طول شعر الجذر - 10000 كم ؛
- السطح الكلي للجذور 200 م 2.
هذا أكبر بعدة مرات من مساحة الكتلة الموجودة فوق سطح الأرض.
إذا كان للنبات جذر رئيسي محدد جيدًا وتطورت جذور عرضية ، فسيتم تكوين نظام جذر من النوع المختلط (ملفوف ، طماطم).
الهيكل الخارجي للجذر. الهيكل الداخلي للجذر
مناطق الجذر
قلنسوة الجذر
ينمو الجذر في الطول بطرفه ، حيث توجد الخلايا الفتية للأنسجة التعليمية. الجزء المتنامي مغطى بغطاء جذر يحمي طرف الجذر من التلف ويسهل حركة الجذر في التربة أثناء النمو. يتم تنفيذ الوظيفة الأخيرة بسبب خاصية الجدران الخارجية لغطاء الجذر المراد تغطيتها بالمخاط ، مما يقلل الاحتكاك بين الجذر وجزيئات التربة. يمكنهم حتى تفكيك جزيئات التربة. تعيش خلايا غطاء الجذر ، وغالبًا ما تحتوي على حبيبات النشا. يتم تحديث خلايا الغطاء باستمرار بسبب الانقسام. يشارك في التفاعلات الجيوتروبية الإيجابية (اتجاه نمو الجذر نحو مركز الأرض).
تنقسم خلايا منطقة الانقسام بنشاط ، وطول هذه المنطقة أنواع مختلفةوالجذور المختلفة لنفس النبات ليست هي نفسها.
خلف منطقة التقسيم توجد منطقة امتداد (منطقة نمو). لا يتجاوز طول هذه المنطقة بضعة ملليمترات.
مع اكتمال النمو الخطي ، تبدأ المرحلة الثالثة من تكوين الجذر - تمايزها ، يتم تشكيل منطقة تمايز وتخصص الخلايا (أو منطقة من الشعر الجذري والامتصاص). في هذه المنطقة ، يتم تمييز الطبقة الخارجية من epiblema (جذور الجلد) بشعر الجذر ، وطبقة القشرة الأولية والأسطوانة المركزية.
هيكل شعر الجذر
الشعر الجذري عبارة عن نواتج ممدودة للغاية للخلايا الخارجية التي تغطي الجذر. عدد شعيرات الجذور مرتفع جدًا (من 200 إلى 300 شعرة لكل 1 مم 2). يصل طولها إلى 10 ملم. يتشكل الشعر بسرعة كبيرة (في الشتلات الصغيرة لشجرة التفاح في 30-40 ساعة). الشعر الجذري قصير العمر. تموت في غضون 10-20 يومًا ، وتنمو أنواع جديدة على الجزء الصغير من الجذر. هذا يضمن تطوير آفاق تربة جديدة بالجذر. ينمو الجذر باستمرار ، مكونًا المزيد والمزيد من المناطق الجديدة من شعر الجذور. لا يمكن أن يمتص الشعر فقط حلول جاهزةالمواد ، ولكن أيضًا لتعزيز انحلال بعض مواد التربة ، ثم امتصاصها. إن منطقة الجذر التي ماتت فيها الشعيرات الجذرية قادرة على امتصاص الماء لبعض الوقت ، ولكنها بعد ذلك تصبح مغطاة بالفلين وتفقد هذه القدرة.
غمد الشعر رقيق جدًا ، مما يسهل امتصاص العناصر الغذائية. تشغل خلية الشعر بأكملها تقريبًا فجوة محاطة بطبقة رقيقة من السيتوبلازم. النواة في الجزء العلوي من الخلية. يتم تكوين غمد مخاطي حول الخلية ، مما يعزز لصق شعيرات الجذر بجزيئات التربة ، مما يحسن ملامستها ويزيد من قابلية النظام للماء. يتم تسهيل الامتصاص عن طريق إفراز الأحماض (الكربونيك ، الماليك ، الستريك) بواسطة شعيرات الجذور ، التي تعمل على إذابة الأملاح المعدنية.
يلعب شعر الجذر أيضًا دورًا ميكانيكيًا - فهو بمثابة دعم لأعلى الجذر ، والذي يمر بين جزيئات التربة.
تحت المجهر على مقطع عرضي للجذر في منطقة الامتصاص ، يمكن رؤية هيكله على مستوى الخلايا والأنسجة. على سطح الجذر يوجد الجلد الجذري ، أسفله اللحاء. الطبقة الخارجية من القشرة هي الطبقة الخارجية ، ومن الداخل منها هي الحمة الرئيسية. تؤدي الخلايا الحية رقيقة الجدران وظيفة التخزين ، وتوصيل المحاليل المغذية في الاتجاه الشعاعي - من الأنسجة الماصة إلى أوعية الخشب. كما أنهم يصنعون عددًا من العناصر الحيوية للنبات المواد العضوية. الطبقة الداخلية من القشرة هي الأديم الباطن. المحاليل المغذية القادمة من القشرة إلى الأسطوانة المركزية عبر خلايا الأديم الباطن تمر فقط من خلال البروتوبلاست للخلايا.
اللحاء يحيط بالأسطوانة المركزية للجذر. يحدها طبقة من الخلايا التي تحتفظ بالقدرة على الانقسام لفترة طويلة. هذه هي الدراجة الهوائية. تؤدي الخلايا الحلقية إلى ظهور جذور جانبية وبراعم ملحقة وأنسجة تعليمية ثانوية. إلى الداخل من الدراجة الهوائية ، في وسط الجذر ، توجد أنسجة موصلة: اللحاء والخشب. معا يشكلون حزمة شعاعية موصلة.
يقوم نظام توصيل الجذر بتوصيل المياه والمعادن من الجذر إلى الجذع (تيار صاعد) والمواد العضوية من الساق إلى الجذر (تيار هابط). يتكون من حزم ليفية وعائية. المكونات الرئيسية للحزمة هي أقسام اللحاء (التي تنتقل من خلالها المواد إلى الجذر) والخشب (الذي تنتقل من خلاله المواد من الجذر). العناصر الموصلة الرئيسية للحاء هي أنابيب الغربال ، والخشب الخشبي هو القصبة الهوائية (الأوعية) والقصبات الهوائية.
عمليات الحياة الجذرية
نقل المياه من الجذور
امتصاص الماء عن طريق الشعر الجذري من محلول مغذيات التربة وتوصيله في الاتجاه الشعاعي على طول خلايا القشرة الأولية عبر خلايا المرور في الأدمة الداخلية إلى نسيج الخشب في الحزمة الوعائية الشعاعية. شدة امتصاص الماء بواسطة شعيرات الجذر تسمى قوة الشفط (S) ، وهي تساوي الفرق بين الضغط التناضحي (P) والضغط التورجي (T): S = P-T.
عندما يكون الضغط الاسموزي مساويًا لضغط التورم (P = T) ، فإن S = 0 ، يتوقف الماء عن التدفق إلى خلية شعر الجذر. إذا كان تركيز المواد في محلول مغذيات التربة أعلى من تركيزه داخل الخلية ، فإن الماء سيترك الخلايا وسيحدث تحلل البلازما - ستذبل النباتات. لوحظت هذه الظاهرة في ظروف التربة الجافة ، وكذلك مع الاستخدام المفرط للأسمدة المعدنية. داخل الخلايا الجذرية ، تزداد قوة امتصاص الجذر من جذور الأديم باتجاه الأسطوانة المركزية ، لذلك يتحرك الماء على طول تدرج التركيز (أي من مكان به تركيز أعلى إلى مكان به تركيز أقل) ويخلق ضغطًا جذريًا الذي يرفع عمودًا من الماء على طول أوعية الخشب ، مكونًا تيارًا تصاعديًا. يمكن العثور عليها على جذوع الربيع الخالية من الأوراق عند حصاد "النسغ" ، أو على جذوع الأشجار المقطوعة. إن تدفق المياه من الخشب والجذوع الطازجة والأوراق يسمى "بكاء" النباتات. عندما تتفتح الأوراق ، فإنها تخلق أيضًا قوة امتصاص وتجذب الماء إلى نفسها - يتشكل عمود مستمر من الماء في كل وعاء - توتر شعري. ضغط الجذر هو المحرك السفلي لتيار الماء ، وقوة امتصاص الأوراق هي الأعلى. يمكنك تأكيد ذلك بمساعدة التجارب البسيطة.
امتصاص الجذور للماء
هدف:اكتشف الوظيفة الرئيسية للجذر.
الذي نفعله:نبات ينمو على نشارة الخشب الرطب ، ينفض جذوره ويخفض جذوره في كوب من الماء. على سطح الماء لحمايته من التبخر ، اسكب طبقة رقيقة من الزيت النباتي وحدد المستوى.
ما نلاحظه:بعد يوم أو يومين ، انخفض الماء في الخزان إلى ما دون العلامة.
نتيجة:لذلك ، تمتص الجذور الماء وترفعه إلى الأوراق.
يمكن إجراء تجربة أخرى تثبت امتصاص الجذور للعناصر الغذائية.
الذي نفعله:قطعنا ساق النبات ، وتركنا جذعًا بارتفاع 2-3 سم ، ووضعنا أنبوبًا مطاطيًا بطول 3 سم على الجذع ، ووضعنا أنبوبًا زجاجيًا منحنيًا بارتفاع 20-25 سم في الطرف العلوي.
ما نلاحظه:يرتفع الماء الموجود في الأنبوب الزجاجي ويتدفق للخارج.
نتيجة:هذا يثبت أن الجذر يمتص الماء من التربة إلى الساق.
هل تؤثر درجة حرارة الماء على معدل امتصاص الجذر للماء؟
هدف:اكتشف كيف تؤثر درجة الحرارة على عملية الجذر.
الذي نفعله:كوب واحد بالماء الدافئ (+ 17-18 درجة مئوية) والآخر بماء بارد (+ 1-2 درجة مئوية).
ما نلاحظه:في الحالة الأولى ، يتم إطلاق الماء بكثرة ، في الحالة الثانية - قليلاً أو توقف تمامًا.
نتيجة:هذا دليل على أن درجة الحرارة لها تأثير قوي على أداء الجذر.
تمتص الجذور الماء الدافئ بنشاط. يرتفع ضغط الجذر.
تمتص الجذور الماء البارد بشكل سيئ. في هذه الحالة ، ينخفض ضغط الجذر.
التغذية المعدنية
الدور الفسيولوجي للمعادن كبير جدًا. إنها أساس تخليق المركبات العضوية ، وكذلك العوامل التي تغير الحالة الفيزيائية للغرويات ، أي تؤثر بشكل مباشر على عملية التمثيل الغذائي وهيكل البروتوبلاست ؛ العمل كمحفزات للتفاعلات البيوكيميائية ؛ تؤثر على تورم الخلية ونفاذية البروتوبلازم ؛ هي مراكز الظواهر الكهربائية والإشعاعية في الكائنات الحية النباتية.
ثبت أن التطور الطبيعي للنباتات ممكن فقط في وجود ثلاثة غير فلزات في محلول المغذيات - النيتروجين والفوسفور والكبريت و- وأربعة معادن - البوتاسيوم والمغنيسيوم والكالسيوم والحديد. كل عنصر من هذه العناصر له قيمة فردية ولا يمكن استبداله بأخرى. هذه مغذيات كبيرة المقدار ، تركيزها في النبات 10-2-10٪. من أجل التطور الطبيعي للنباتات ، هناك حاجة إلى العناصر الدقيقة ، والتركيز في الخلية هو 10 -5 -10 -3٪. وهذه العناصر هي البورون ، والكوبالت ، والنحاس ، والزنك ، والمنغنيز ، والموليبدينوم ، وما إلى ذلك. توجد كل هذه العناصر في التربة ، ولكن بكميات غير كافية في بعض الأحيان. لذلك ، يتم استخدام الأسمدة المعدنية والعضوية في التربة.
ينمو النبات ويتطور بشكل طبيعي إذا كانت البيئة المحيطة بالجذور تحتوي على جميع العناصر الغذائية الضرورية. التربة هي مثل هذه البيئة لمعظم النباتات.
نفس الجذر
للنمو الطبيعي وتطور النبات ، من الضروري أن يدخل الهواء النقي إلى الجذر. دعونا نتحقق مما إذا كان كذلك؟
هدف:هل الجذور بحاجة للهواء؟
الذي نفعله:لنأخذ وعاءين متطابقين مع الماء. نضع الشتلات النامية في كل وعاء. نشبع الماء في إحدى الأوعية كل يوم بالهواء باستخدام مسدس الرش. صب طبقة رقيقة من الزيت النباتي على سطح الماء في الوعاء الثاني ، حيث يؤخر تدفق الهواء إلى الماء.
ما نلاحظه:بعد فترة ، سيتوقف النبات الموجود في الوعاء الثاني عن النمو ويذبل ويموت في النهاية.
نتيجة:يحدث موت النبات بسبب نقص الهواء اللازم لتنفس الجذر.
تعديلات الجذر
في بعض النباتات ، يتم ترسيب العناصر الغذائية الاحتياطية في الجذور. تتراكم الكربوهيدرات والأملاح المعدنية والفيتامينات والمواد الأخرى. تنمو هذه الجذور بقوة في السماكة وتكتسب مظهرًا غير عادي. يشارك كل من الجذر والساق في تكوين المحاصيل الجذرية.
الجذور
إذا تراكمت المواد الاحتياطية في الجذر الرئيسي وعند قاعدة جذع الجذع الرئيسي ، تتشكل المحاصيل الجذرية (الجزر). غالبًا ما تكون نباتات تكوين الجذور كل سنتين. في السنة الأولى من العمر ، لا تتفتح وتتراكم الكثير من العناصر الغذائية في المحاصيل الجذرية. في الثانية ، تزدهر بسرعة ، باستخدام العناصر الغذائية المتراكمة وتشكيل الفواكه والبذور.
الدرنات الجذرية
في الداليا ، تتراكم المواد الاحتياطية في الجذور العرضية ، وتشكل الدرنات الجذرية.
العقيدات البكتيرية
تغيرت الجذور الجانبية للبرسيم ، الترمس ، البرسيم بشكل غريب. تستقر البكتيريا في الجذور الجانبية الصغيرة ، مما يساهم في امتصاص النيتروجين الغازي من هواء التربة. تأخذ هذه الجذور شكل عقيدات. بفضل هذه البكتيريا ، يمكن لهذه النباتات أن تعيش في تربة فقيرة بالنيتروجين وتجعلها أكثر خصوبة.
طنان
منحدر ينمو في منطقة المد والجزر يطور جذورًا متكلمة. فوق الماء ، لديهم براعم كبيرة ورقية على أرض موحلة غير مستقرة.
هواء
في نباتات استوائيةالذين يعيشون على أغصان الأشجار يطورون جذورًا هوائية. غالبًا ما توجد في بساتين الفاكهة والبروميلياد وبعض السراخس. تتدلى الجذور الهوائية بحرية في الهواء ، ولا تصل إلى الأرض وتمتص الرطوبة من المطر أو الندى الذي يسقط عليها.
مبيدات
في النباتات المنتفخة والقرم ، على سبيل المثال ، الزعفران ، من بين العديد من الجذور الشبيهة بالخيوط ، هناك العديد من الجذور السميكة ، ما يسمى بالجذور المتراجعة. التقليل ، هذه الجذور تجذب القرم إلى عمق التربة.
على شكل عمود
اللبخ يطور جذور عمودية فوق الأرض ، أو يدعم الجذور.
التربة موطن للجذور
تربة النباتات هي البيئة التي تستقبل منها المياه والمغذيات. تعتمد كمية المعادن في التربة على السمات المحددة للصخرة الأم ، ونشاط الكائنات الحية ، والنشاط الحيوي للنباتات نفسها ، ونوع التربة.
تتنافس جزيئات التربة مع الجذور على الرطوبة ، وتحتجزها على سطحها. هذا هو ما يسمى المياه المربوطة ، والتي تنقسم إلى استرطابي وفيلم. تمسكه قوى الجذب الجزيئي. يتم تمثيل الرطوبة المتاحة للنبات عن طريق المياه الشعرية ، والتي تتركز في المسام الصغيرة للتربة.
تتطور العلاقات العدائية بين الرطوبة والمرحلة الهوائية للتربة. كلما زادت المسام الكبيرة في التربة ، كان نظام الغاز في هذه التربة أفضل ، قل الرطوبة التي تحتفظ بها التربة. يتم الحفاظ على نظام الماء والهواء الأكثر ملاءمة في التربة الهيكلية ، حيث يوجد الماء والهواء في وقت واحد ولا يتداخلان مع بعضهما البعض - يملأ الماء الشعيرات الدموية داخل الركام الهيكلي ، ويملأ الهواء المسام الكبيرة بينهما.
ترتبط طبيعة التفاعل بين النبات والتربة إلى حد كبير بالقدرة الاستيعابية للتربة - القدرة على الاحتفاظ بالمركبات الكيميائية أو ربطها.
تتحلل النباتات الدقيقة في التربة إلى المزيد من المواد العضوية وصلات بسيطة، وتشارك في تكوين بنية التربة. تعتمد طبيعة هذه العمليات على نوع التربة ، التركيب الكيميائيبقايا النباتات والخواص الفسيولوجية للكائنات الحية الدقيقة وعوامل أخرى. تشارك حيوانات التربة في تكوين بنية التربة: الحلقات ، يرقات الحشرات ، إلخ.
نتيجة لمزيج من العمليات البيولوجية والكيميائية في التربة ، تتشكل مجموعة معقدة من المواد العضوية ، والتي يتم دمجها بواسطة مصطلح "الدبال".
طريقة ثقافة المياه
تم تحديد ما يحتاجه النبات من الأملاح وتأثيره على نموه وتطوره من خلال تجربة الاستزراع المائي. طريقة الاستزراع المائي هي زراعة النباتات ليس في التربة ، ولكن في محلول مائي من الأملاح المعدنية. اعتمادًا على الهدف في التجربة ، يمكنك استبعاد ملح منفصل من المحلول ، أو تقليل أو زيادة محتواه. وجد أن الأسمدة التي تحتوي على النيتروجين تعزز نمو النباتات ، وتلك التي تحتوي على الفوسفور - أول نضج للثمار ، وتلك التي تحتوي على البوتاسيوم - أسرع تدفق للمواد العضوية من الأوراق إلى الجذور. في هذا الصدد ، يوصى باستخدام الأسمدة المحتوية على النيتروجين قبل البذر أو في النصف الأول من الصيف ، والتي تحتوي على الفوسفور والبوتاسيوم - في النصف الثاني من الصيف.
باستخدام طريقة الاستزراع المائي ، كان من الممكن ليس فقط تحديد الحاجة إلى النبات للعناصر الكبيرة ، ولكن أيضًا لمعرفة دور العناصر الدقيقة المختلفة.
حاليًا ، هناك حالات يتم فيها زراعة النباتات باستخدام طرق الزراعة المائية والطيران.
الزراعة المائية هي زراعة النباتات في أواني مملوءة بالحصى. تحتوي على محلول غذائي العناصر الضرورية، يتم تغذيتها في الأوعية من الأسفل.
Aeroponics هي ثقافة الهواء للنباتات. بهذه الطريقة ، يكون نظام الجذر في الهواء ويتم رشه تلقائيًا (عدة مرات في غضون ساعة) بمحلول ضعيف من الأملاح الغذائية.
