Rastline. Rastlinske korenine. Vrste koreninskega sistema. Korenske funkcije. koreninske cone. Spreminjanje korenin Ali imajo vse rastline na kratko korenine
vprašanja:
1. Korenske funkcije
2. Vrste korenin
3. Vrste koreninskega sistema
4. Koreninske cone
5. Sprememba korenin
6. Življenjski procesi v korenu
1. Korenske funkcije
Root je podzemni organ rastline.
Glavne funkcije korenine:
- podpora: korenine pritrdijo rastlino v tla in jo držijo skozi celotno življenje;
- hranilna: skozi korenine rastlina prejema vodo z raztopljenimi mineralnimi in organskimi snovmi;
- skladiščenje: v nekaterih koreninah se lahko kopiči hranila.
2. Vrste korenin
Obstajajo glavne, naključne in stranske korenine. Ko seme kali, se najprej pojavi zarodna korenina, ki se spremeni v glavno. Na steblih se lahko pojavijo naključne korenine. Stranske korenine izhajajo iz glavnih in adventivnih korenin. Adventivne korenine zagotavljajo rastlini dodatno prehrano in opravljajo mehansko funkcijo. Razviti pri nabiranju, na primer paradižnika in krompirja.
3. Vrste koreninskega sistema
Korenine ene rastline so koreninski sistem. Koreninski sistem je paličast in vlaknat. V glavnem koreninskem sistemu je glavna korenina dobro razvita. Največ ima dvodomnih rastlin (pesa, korenje). pri trajnice glavna korenina lahko odmre, prehrana pa poteka na račun stranskih korenin, zato je glavno korenino mogoče zaslediti le pri mladih rastlinah.
Vlaknat koreninski sistem tvorijo le stranske in stranske korenine. Nima glavne korenine. Takšen sistem imajo enokalične rastline, na primer žita, čebula.
Koreninski sistem zavzame veliko prostora v tleh. Na primer, pri rži se korenine razširijo v širino za 1-1,5 m in prodrejo globoko do 2 m.
4. Koreninske cone
V mladi korenini lahko ločimo naslednje cone: koreninska kapica, delitvena cona, rastna cona, absorpcijska cona.
koreninski pokrovček ima več temna barva, to je sam vrh korenine. Celice koreninske kapice ščitijo koreninsko konico pred poškodbami zaradi trdnih delcev zemlje. Celice kapice tvorijo pokrovno tkivo in se nenehno posodabljajo.
Sesalna cona ima veliko koreninskih dlak, ki so podolgovate celice, dolge največ 10 mm. Ta cona izgleda kot top, ker. koreninske dlake so zelo majhne. Koreninske lasne celice imajo tako kot druge celice citoplazmo, jedro in vakuole s celičnim sokom. Te celice so kratkotrajne, hitro odmrejo, na njihovem mestu pa nastanejo nove iz mlajših površinskih celic, ki se nahajajo bližje koreninski konici. Naloga koreninskih laskov je vsrkavanje vode z raztopljenimi hranili. Absorpcijsko območje se nenehno premika zaradi obnove celic. Je občutljiv in se med presajanjem zlahka poškoduje. Tu so celice glavnega tkiva.
Prizorišče . Nahaja se nad sesanjem, nima koreninskih dlak, površina je prekrita s pokrivnim tkivom, prevodno tkivo pa se nahaja v debelini. Celice prevodne cone so posode, skozi katere se voda z raztopljenimi snovmi premika v steblo in liste. Obstajajo tudi žilne celice, skozi katere pridejo organske snovi iz listov v korenino.
Celotna korenina je prekrita s celicami mehanskega tkiva, kar zagotavlja trdnost in elastičnost korenine. Celice so podolgovate, prekrite z debelo lupino in napolnjene z zrakom.
5. Sprememba koreninGlobina prodiranja korenin v tla je odvisna od pogojev, v katerih se nahajajo rastline. Na dolžino korenin vpliva vlaga, sestava tal, permafrost.
Dolge korenine se oblikujejo v rastlinah na suhih mestih. To še posebej velja za puščavske rastline. Torej, pri kameljem trnu koreninski sistem doseže 15-25 m dolžine. Pri pšenici na nenamakanih poljih korenine dosežejo dolžino do 2,5 m, na namakanih poljih pa 50 cm, njihova gostota pa se poveča.
Permafrost omejuje rast korenin v globino. Na primer, v tundri so korenine pritlikave breze le 20 cm, korenine pa so površinske, razvejane.
V procesu prilagajanja na okoljske razmere so se korenine rastlin spremenile in začele delovati dodatne funkcije.
1. Koreninski gomolji delujejo kot skladišče hranil namesto plodov. Takšni gomolji nastanejo kot posledica odebelitve stranskih ali naključnih korenin. Na primer, dalije.
2. Korenovke - modifikacije glavne korenine v rastlinah, kot so korenje, repa, pesa. Korenovke tvorita spodnji del stebla in zgornji del glavne korenine. Za razliko od plodov nimajo semen. Korenovke imajo dvoletne rastline. V prvem letu življenja ne cvetijo in kopičijo veliko hranil v korenovkah. Na drugem - hitro zacvetijo, uporabljajo nakopičene hranilne snovi in tvorijo sadje in semena.
3. Pritrdilne korenine (sesalci) - adneksalne ošpice, ki se razvijejo v rastlinah tropskih krajev. Omogočajo vam pritrditev na navpične nosilce (na steno, skalo, deblo drevesa), s čimer prinesete listje na svetlobo. Primer bi bil bršljan in klematis.
4. Bakterijski noduli. Posebno spremenjene so stranske korenine detelje, volčjega boba, lucerne. Bakterije se naselijo v mladih stranskih koreninah, kar prispeva k absorpciji plinastega dušika iz zraka v tleh. Takšne korenine imajo obliko nodulov. Zahvaljujoč tem bakterijam lahko te rastline živijo na tleh, revnih z dušikom, in jih naredijo bolj rodovitne.
5. zračne korenine nastajajo v rastlinah, ki rastejo v vlažnih ekvatorialnih in tropskih gozdovih. Takšne korenine visijo navzdol in absorbirajo deževnico iz zraka - najdemo jih v orhidejah, bromelijah, nekaterih praprotih, monsterah.
Zračne oporne korenine so naključne korenine, ki se oblikujejo na vejah dreves in segajo do tal. Pojavijo se v banyanu, ficusu.
6. Korenine na stebru. Rastline, ki rastejo v coni plimovanja, razvijejo nagnjene korenine. Visoko nad vodo držijo velike listnate poganjke na nestalnih blatnih tleh.
7. Dihalne korenine nastanejo pri rastlinah, ki nimajo kisika za dihanje. Rastline rastejo na preveč vlažnih mestih - v močvirnih močvirjih, zaledjih, morskih estuarijih. Korenine rastejo navpično navzgor in pridejo na površje ter absorbirajo zrak. Primer bi bila krhka vrba, močvirska čempresa, mangrov gozd.
6. Življenjski procesi v korenu
1 - Absorpcija vode s koreninami
Absorpcija vode s koreninskimi lasmi iz hranilne raztopine tal in njeno prevajanje skozi celice primarne skorje nastane zaradi razlike v tlaku in osmoze. Osmotski tlak v celicah minerali prodrejo v celice, saj. njihova vsebnost soli je manjša kot v tleh. Intenzivnost absorpcije vode s koreninskimi lasmi se imenuje sesalna sila. Če je koncentracija snovi v hranilni raztopini tal večja kot v celici, bo voda zapustila celice in prišlo bo do plazmolize - rastline bodo ovenele. Ta pojav opazimo v pogojih suhe zemlje, pa tudi pri nezmernem nanosu. mineralna gnojila. Koreninski pritisk lahko potrdimo z vrsto poskusov.
Rastlina s koreninami pade v kozarec vode. Vodo prelijemo s tanko plastjo, da jo zaščitimo pred izhlapevanjem. rastlinsko olje in upoštevajte raven. Po dnevu ali dveh je voda v rezervoarju padla pod oznako. Posledično so korenine posrkale vodo in jo prinesle do listov.
Namen: ugotoviti glavno funkcijo korena.
Rastlini odrežemo steblo in pustimo panj visok 2-3 cm, na panj nataknemo gumijasto cev dolžine 3 cm, na zgornji konec pa ukrivljeno stekleno cev visoko 20-25 cm.Voda v steklena cev se dvigne in izteče. To dokazuje, da korenina absorbira vodo iz zemlje v steblo.
Cilj: Ugotoviti, kako temperatura vpliva na delovanje korenine.
En kozarec naj bo topla voda(+17-18ºС), drugi pa z mrazom (+1-2ºС). V prvem primeru se voda sprošča obilno, v drugem pa malo ali popolnoma preneha. To je dokaz, da temperatura močno vpliva na delovanje korenin.
Korenine aktivno absorbirajo toplo vodo. Tlak v koreninah se poveča.
Hladno vodo korenine slabo absorbirajo. V tem primeru se koreninski pritisk zmanjša.
2 - Mineralna prehrana
Fiziološka vloga mineralov je zelo velika. So osnova za sintezo organske spojine in neposredno vplivajo na metabolizem; delujejo kot katalizatorji biokemičnih reakcij; vplivajo na turgor celice in prepustnost protoplazme; so središča električnih in radioaktivnih pojavov v rastlinskih organizmih. S pomočjo korenine se izvaja mineralna prehrana rastline.
3 - Dih korenin
Za normalno rast in razvoj rastline je potrebna korenina Svež zrak.
Namen: preveriti prisotnost dihanja pri koreninah.
Vzemimo dve enaki posodi z vodo. V vsako posodo damo razvijajoče se sadike. Vsak dan vodo v eni od posod nasičimo z zrakom s pomočjo razpršilke. Na površino vode v drugi posodi nalijte tanko plast rastlinskega olja, saj zadrži dotok zraka v vodo. Čez nekaj časa bo rastlina v drugi posodi prenehala rasti, ovenela in na koncu odmrla. Smrt rastline nastane zaradi pomanjkanja zraka, potrebnega za dihanje korenine.
Ugotovljeno je bilo, da je normalen razvoj rastlin možen le ob prisotnosti treh snovi v hranilni raztopini - dušika, fosforja in žvepla ter štirih kovin - kalija, magnezija, kalcija in železa. Vsak od teh elementov ima individualno vrednost in ga ni mogoče nadomestiti z drugim. To so makrohranila, njihova koncentracija v rastlini je 10-2-10%. Za normalen razvoj rastlin so potrebni mikroelementi, katerih koncentracija v celici je 10-5–10-3%. To so bor, kobalt, baker, cink, mangan, molibden itd. Vse te elemente najdemo v tleh, vendar včasih v nezadostnih količinah. Zato se v tla vnesejo mineralna in organska gnojila.
Rastlina raste in se razvija normalno, če okolje, ki obdaja korenine, vsebuje vsa potrebna hranila. Tla so takšno okolje za večino rastlin.
Koren rastline opravlja različne mehanske in fiziološke funkcije. Najpomembnejši med njimi so: vsrkavanje vode, organskih in mineralnih snovi iz tal ter njihov prenos do korenin in listov. Poleg tega korenine pomagajo rastlini, da se uveljavi v tleh, manj je občutljiva na vplive atmosferskih pojavov (močan veter, dež itd.). Praktično rastejo skupaj, zato nemalokrat pri puljenju rastline iz drobnih dlačic ostanejo delci zemlje.
S pomočjo korenin je rastlina povezana z organizmi, ki naseljujejo plast (mikoriza). Ta obvezni del rastlinskega organizma pomaga pri sintezi in kopičenju koristnih snovi, potrebnih za rast rastline. Poleg tega je koren odgovoren za vegetativno razmnoževanje- nastanek nove rastline, ki se pojavi z razpadanjem gomoljev ali korenike v matičnem osebku.
Toda vse rastline nimajo enakih korenin. Precej pogosta struktura je korenina. Takšna podzemna struktura rastlinskega organizma ima eno veliko palico, iz katere sega veliko število majhnih dlak. Obstaja snop, v katerem je več velikih paličastih las (na primer veliko vrst zelišč). Takšne rastline so izjemno koristne za tla, saj jih njihova gosta struktura ščiti pred erozijo.
Vsi dobro poznamo rastline, ki se med rastjo kopičijo veliko uporabne snovi. sladki krompir in svetlo do tega primer. Poleg tega obstajajo rastline, ki ne potrebujejo zemlje. Torej, nekatere vrste orhidej so na drevesih in dobijo vse potrebne snovi in vlago iz zraka, toda npr. bršljan pritrjen na drevesa z zračne korenine.
Sorodni videoposnetki
Koren je aksialni organ višjih rastlin, ki se običajno nahaja pod zemljo, zagotavlja absorpcijo in transport vode in mineralov ter služi tudi za pritrditev rastline v tleh. Glede na strukturo ločimo tri vrste koreninskih sistemov: koreninski, vlaknati in tudi mešani.
Koreninski sistem rastline tvorijo korenine različne narave. Določite glavno korenino, ki se razvije iz zarodne korenine, pa tudi stranske in adventivne. Stranske so odcepljene od glavne in se lahko oblikujejo na kateremkoli njenem delu, medtem ko pripomočne korenine najpogosteje začnejo rasti iz spodnjega dela stebla rastline, lahko pa se oblikujejo tudi na listih.
Koreninski sistem
Za koreninski sistem je značilna razvita glavna korenina. Ima obliko palice in zaradi te podobnosti je ta vrsta dobila ime. Stranske korenine takšnih rastlin so zelo šibko izražene. Korenina ima sposobnost rasti za nedoločen čas, glavna korenina v rastlinah s koreninskim sistemom pa doseže impresivno velikost. To je potrebno za optimizacijo črpanja vode in hranil iz tal, kjer se podzemna voda nahaja na veliki globini. Mnoge vrste imajo koreninski sistem - drevesa, grmičevje, pa tudi zelnate rastline: breza, hrast, regrat, sončnica, .
vlaknasti koreninski sistem
Pri rastlinah z vlaknastim koreninskim sistemom glavna korenina praktično ni razvita. Namesto tega so značilne številne razvejane naključne ali stranske korenine približno enake dolžine. Pogosto pri rastlinah najprej zraste glavna korenina, od katere začnejo odhajati stranske, vendar v procesu nadaljnji razvoj rastline odmrejo. Vlaknat koreninski sistem je značilen za rastline, ki se razmnožujejo vegetativno. Običajno ga najdemo v - kokosovo drevo, orhideje, praproti, trave.
Mešani koreninski sistem
Pogosto se razlikuje tudi mešani ali kombinirani koreninski sistem. Rastline, ki spadajo v to vrsto, imajo tako dobro diferencirano glavno korenino kot več stranskih in adventivnih korenin. Takšno strukturo koreninskega sistema lahko opazimo na primer pri jagodah in jagodah.
Modifikacije korenin
Korenine nekaterih rastlin so tako spremenjene, da jih je na prvi pogled težko pripisati kateri koli vrsti. Te modifikacije vključujejo korenovke - odebelitev glavne korenine in spodnjega dela stebla, ki jo opazimo pri repi in korenju, ter koreninske gomolje - odebelitev stranskih in adventivnih korenin, ki jo lahko opazimo pri sladkem krompirju. Poleg tega nekatere korenine morda ne služijo za vsrkavanje vode z raztopljenimi solmi, temveč za dihanje (dihalne korenine) ali dodatno oporo (hodiščne korenine).
Korenine pritrjujejo rastlino v tleh, zagotavljajo vodo v tleh in mineralno prehrano ter včasih služijo kot mesto za odlaganje rezervnih hranil. V procesu prilagajanja okoljskim razmeram korenine nekaterih rastlin pridobijo dodatne funkcije in se spremenijo.
Kakšne so vrste korenin
Rastline delimo na glavne, adventivne in stranske korenine. Ko seme kali, se najprej razvije v embrionalno korenino, ki kasneje postane glavna korenina. Na steblih in listih nekaterih rastlin rastejo adventivne korenine. Stranske korenine lahko odstopajo tudi od glavnih in stranskih korenin.
Koreninski sistemi
Vse korenine rastline so zložene v koreninski sistem, ki je vlaknat in vlaknat. Pri paličastem sistemu je glavna korenina bolj razvita od ostalih in je podobna paličici, pri vlaknatem pa premalo razvita ali zgodaj odmre. Prvi je najbolj značilen za, drugi - za enokaličnice. Vendar pa je glavna korenina običajno dobro izražena le pri mladih dvokaličnicah, pri starih pa postopoma odmre in se umakne stranskim koreninam, ki rastejo iz stebla.
Kako globoke so korenine
Globina korenin v tleh je odvisna od rastnih razmer rastline. Korenine pšenice na primer zrastejo na suhem 2,5 m, na namakanih poljih pa ne več kot pol metra. Vendar pa v zadnji primer koreninski sistem je gostejši.
Rastline tundre same zaostajajo v rasti, njihove korenine pa so zaradi permafrosta koncentrirane blizu površine. Pri pritlikavi brezi so na primer na globini največ 20 cm. Korenine puščavske rastline, nasprotno, so zelo dolgi - to je treba doseči podtalnica. Na primer, hlev brez listov je zakoreninjen 15 m v zemljo.
Modifikacije korenin
Da se prilagodijo razmeram okolju korenine nekaterih rastlin so se spremenile in pridobile dodatne funkcije. Torej, korenovke redkvice, pese, repe, repe in rutabage, ki jih tvorijo glavna korenina in spodnji deli stebla, shranjujejo hranila. Odebelitve stranskih in adventivnih korenin chistyaka in dalije so postale koreninske gomolje. Korenine bršljana pomagajo rastlini, da se pritrdi na oporo (steno, drevo) in spravi liste na svetlobo.
Koren je eden glavnih organov rastline. Izvaja funkcijo absorpcije iz zemlje z elementi mineralne prehrane, raztopljenimi v njej. Korenina zasidra in drži rastlino v tleh. Poleg tega so korenine pomembne za presnovo. Kot rezultat primarne sinteze se v njih tvorijo aminokisline, hormoni itd., Ki se hitro vključijo v kasnejšo biosintezo, ki se pojavi v steblu in listih rastline. V koreninah se lahko odlagajo rezervna hranila.
Korenina je aksialni organ z radialno simetrično anatomsko strukturo. Korenina raste v dolžino za nedoločen čas zaradi delovanja apikalnega meristema, katerega nežne celice so skoraj vedno pokrite s koreninskim klobukom. Za razliko od poganjka je za koren značilna odsotnost listov in zato razkosanje na vozlišča in internodije ter prisotnost pokrovčka. Celoten rastni del korenine ne presega 1 cm.
Koreninski pokrovček, dolg približno 1 mm, je sestavljen iz ohlapnih tankostenskih celic, ki se nenehno zamenjujejo z novimi. Pri rastočem korenu se pokrovček praktično vsak dan posodablja. Celice, ki se luščijo, tvorijo sluz, ki olajša gibanje koreninskega vrha v zemlji. Naloge koreninske kapice so, da ščiti rastišče in daje koreninam pozitiven geotropizem, ki je še posebej izrazit pri glavni korenini.
Približno 1 mm velik predelni pas, sestavljen iz meristemskih celic, meji na klobuk. Meristem v procesu mitotičnih delitev tvori množico celic, ki zagotavlja rast korenin in obnavljanje celic koreninskega pokrova.
Delitveni coni sledi raztezna cona. Tukaj se dolžina korena poveča zaradi rasti celic in njihovega pridobivanja normalne oblike in velikosti. Razširitev razteznega območja je več milimetrov.
Za raztezno cono je sesalna ali absorpcijska cona. V tem območju celice primarne pokrivne korenine - epibleme - tvorijo številne koreninske dlake, ki absorbirajo talno raztopino mineralov. Absorpcijsko območje je dolgo nekaj centimetrov, tu korenine absorbirajo večino vode in raztopljenih soli. v. To območje se, tako kot prejšnji dve, postopoma premika in spreminja svoje mesto v tleh z rastjo korenine. Ko korenina raste, koreninske dlake odmrejo, absorpcijsko območje se pojavi na novo rastočem koreninskem območju in absorpcija hranil se pojavi iz novega volumna tal. Na mestu nekdanje absorpcijske cone se oblikuje prevodna cona.
Primarna struktura korenine
Primarna struktura korenine nastane kot posledica diferenciacije meristema vrha. V primarni strukturi korena v bližini njegovega vrha ločimo tri plasti: zunanjo je epiblem, srednja je primarna skorja, osrednji aksialni valj pa je stela.
Notranja tkiva naravno in v določenem zaporedju nastanejo v delitvenem območju v apikalnem meristemu. Tukaj je jasno ločevanje na dva oddelka. Zunanji del, ki izvira iz srednje plasti začetnih celic, se imenuje Periblem. Notranji del izhaja iz zgornje plasti začetnih celic in se imenuje pleroma.
Iz pleroma nastane stela, medtem ko se nekatere celice spremenijo v žile in traheide, druge v sitaste cevi, tretje v jedrne celice itd. Celice peribleme se spremenijo v primarno koreninsko skorjo, sestavljeno iz parenhimskih celic glavnega tkiva.
Iz zunanje plasti celic - dermatogena - je na površini korenine izolirano primarno pokrivno tkivo - epiblema ali rizoderma. Je enoslojno tkivo, ki doseže svoj polni razvoj v absorpcijski coni. Oblikovana rizoderma tvori najtanjše številne izrastke - koreninske dlake. Koreninski las je kratkotrajen in šele v rastočem stanju aktivno absorbira vodo in v njej raztopljene snovi. Tvorba dlačic prispeva k povečanju celotne površine sesalnega območja za 10 ali večkrat. Dolžina las ni večja od 1 mm. Njegova lupina je zelo tanka in je sestavljena iz celuloze in pektina.
Primarna skorja, ki je nastala iz periblema, je sestavljena iz živih tankostenskih parenhimskih celic in je predstavljena s tremi različnimi plastmi: endodermo, mezodermo in eksodermo.
Neposredno na osrednji valj (stela) se prilega notranja plast primarne skorje - endoderma. Sestavljen je iz ene vrste celic z zadebelitvami na radialnih stenah, tako imenovanih kasparskih trakov, ki so prepredeni s tankostenskimi celicami - skozi celice. Endoderm nadzoruje pretok snovi iz skorje v osrednji valj in obratno.
Navzven od endoderma je mezoderm - srednja plast primarne skorje. Sestavljen je iz ohlapno razporejenih celic s sistemom medceličnih prostorov, skozi katere poteka intenzivna izmenjava plinov. V mezodermu se plastične snovi sintetizirajo in premikajo v druga tkiva, rezervne snovi se kopičijo in se nahaja mikoriza.
Zunanji del primarne skorje se imenuje eksoderma. Nahaja se neposredno pod rizodermo in ko koreninske dlake odmrejo, se pojavi na površini korenine. V tem primeru lahko eksoderm opravlja funkcijo pokrivnega tkiva: pride do zgostitve in zamašitve celičnih membran ter smrti celične vsebine. Med zamašenimi celicami ostanejo nezamašene celice, skozi katere prehajajo snovi.
Zunanja plast stele, ki meji na endodermo, se imenuje pericikel. Njegove celice dolgo časa ohranjajo sposobnost delitve. V tej plasti so položene stranske korenine, zato se pericikl imenuje koreninska plast.
Za korenine je značilno menjavanje delov ksilema in floema v steli. Ksilem tvori zvezdo (z različnim številom žarkov pri različnih skupinah rastlin), med njenimi žarki pa je floem. V samem središču korenine je lahko ksilem, sklerenhim ali tankostenski parenhim. Menjava ksilema in floema vzdolž oboda stele - pomembna značilnost koren, ki ga močno loči od stebla.
Zgoraj opisana primarna struktura korenin je značilna za mlade korenine vseh skupin višjih rastlin. Pri plavastih mahovih, preslicah, praprotih in predstavnikih razreda enokaličnic Oddelka za cvetnice se primarna struktura korenine ohrani vse življenje.
Sekundarna zgradba korenine
V koreninah golosemenk in dvokaličnic kritosemenke primarna struktura korenine se ohrani le do začetka njenega zgostitve zaradi delovanja sekundarnih stranskih meristemov - kambija in felogena (pluta kambij). Proces sekundarnih sprememb se začne s pojavom plasti kambija pod območji primarnega floema, navznoter od njega. Kambij izhaja iz slabo diferenciranega parenhima osrednjega valja. V notranjosti odlaga elemente sekundarnega ksilema (les), zunaj - elemente sekundarnega floema (ličje). Sprva so plasti kambija ločene, nato pa se zaprejo in tvorijo neprekinjeno plast. To je posledica delitve pericikličnih celic proti ksilemskim žarkom. Kambijske regije, ki izhajajo iz pericikla, tvorijo samo parenhimske celice medularnih žarkov, preostale celice kambija pa tvorijo prevodne elemente - ksilem in floem. Ta proces lahko traja dolgo časa, korenine pa dosežejo precejšnjo debelino. V korenu trajnice v njenem osrednjem delu ostane izrazito izražen primarni žarkasti ksilem.
V periciklu se pojavlja tudi plutovinski kambij (felogen). Postavlja plasti celic sekundarnega pokrivnega tkiva - plute. Primarna skorja (endoderm, mezoderm in eksoderm), izolirana s plastjo plute od notranjih živih tkiv, odmre.
Koreninski sistemi
Skupek vseh korenin rastline se imenuje koreninski sistem. Njegova sestava vključuje glavno korenino, stranske in adventivne korenine.
Koreninski sistem je paličast ali vlaknat. Za koreninski sistem je značilna prevladujoča razvitost glavne korenine po dolžini in debelini in dobro izstopa od drugih korenin. V strešnem koreninskem sistemu se lahko poleg glavnih in stranskih korenin pojavijo tudi adventivne korenine. Večina dvodomnih rastlin ima koreninski sistem.
Pri vseh enokaličnicah in pri nekaterih dvokaličnicah, zlasti tistih, ki se razmnožujejo vegetativno, glavna korenina zgodaj odmre ali se slabo razvije, koreninski sistem pa nastane iz naključnih korenin, ki izhajajo na dnu stebla. Takšen koreninski sistem imenujemo vlaknati.
Za razvoj koreninskega sistema velik pomen imajo lastnosti tal. Tla vplivajo na strukturo koreninskega sistema, rast njegovih korenin, globino prodiranja in njihovo prostorsko razporeditev v tleh.
Izločki korenin ustvarijo v zemlji okoli nje območje, polno bakterij, gliv in drugih mikroorganizmov, ki se imenuje rizosfera. Oblikovanje površinskih, globokih in drugih koreninskih sistemov odraža prilagoditev rastlin na pogoje oskrbe tal z vodo.
Poleg tega se v vsakem koreninskem sistemu nenehno spreminjajo, povezane s starostjo rastlin, spremembo letnih časov itd.
Koreninske specializacije in metamorfoze
Poleg glavnih funkcij lahko korenine opravljajo še nekatere druge, medtem ko se korenine spreminjajo, njihove metamorfoze.
V naravi je pojav simbioze korenin višjih rastlin s talnimi glivami zelo razširjen. Konci korenin, prepleteni s površine s hifami glive ali jih vsebujejo v koreninskem lubju, se imenujejo mikoriza (dobesedno - "glivična korenina"). Mikoriza je zunanja ali ektotrofna, notranja ali endotrofna in zunanje-notranja.
Ektotrofna mikoriza nadomešča koreninske laske rastline, ki se običajno ne razvijejo. Zunanja in zunanja notranja mikoriza je bila opažena pri lesnatih in grmičastih rastlinah (na primer pri hrastu, javorju, brezi, leski itd.).
Notranja mikoriza se razvije pri mnogih vrstah zelnatih in lesnate rastline(na primer v številnih vrstah žit, čebuli, oreh, grozdje itd.). Vrste družin, kot so Heather, Wintergreen in Orchids, ne morejo obstajati brez mikorize.
Simbiotski odnos med glivo in avtotrofno rastlino se kaže v naslednjem. Avtotrofne rastline glivičnemu simbiontu zagotavljajo topne ogljikove hidrate, ki so mu na voljo. Po drugi strani glivni simbiont oskrbuje rastlino z najpomembnejšimi mineralnimi snovmi (gljivični simbiont, ki veže dušik, rastlini dostavlja dušikove spojine, hitro fermentira težko topna rezervna hranila in jih pretvori v glukozo, katere presežek poveča absorpcijsko aktivnost korenine.
Poleg mikorize (mikozimbiotrofija) v naravi obstaja simbioza korenin z bakterijami (bakteriosimbiotrofija), ki nima take razširjena kot prvi. Včasih se na koreninah oblikujejo izrastki, imenovani noduli. Znotraj nodulov je veliko nodulnih bakterij, ki imajo sposobnost fiksiranja atmosferskega dušika.
skladiščne korenine
Mnoge rastline so sposobne v svojih koreninah shraniti rezervna hranila (škrob, inulin, sladkor itd.). Spremenjene korenine, ki opravljajo funkcijo skladiščenja, se imenujejo "korenovke" (na primer v pesi, korenju itd.) Ali koreninski stožci (močno odebeljene naključne korenine dalije, chistyaka, lyubke itd.). Med korenovkami in korenovkami so številni prehodi.
Retraktorske ali kontraktilne korenine
Pri nekaterih rastlinah pride do močnega zmanjšanja korenine v vzdolžni smeri na njenem dnu (npr. čebulnice). Umikajoče se korenine so zelo razširjene pri kritosemenkah. Te korenine povzročijo, da se rozete tesno prilegajo tlom (na primer pri trpotcu, regratu itd.), Podzemni položaj koreninskega vratu in navpične korenike ter zagotavljajo nekaj poglabljanja gomoljev. Tako uvlečene korenine pomagajo poganjkom, da najdejo najboljšo globino v tleh. Na Arktiki uvlečene korenine zagotavljajo neugodno izkušnjo zimsko obdobje cvetni popki in obnovitveni popki.
zračne korenine
Zračne korenine se razvijejo v številnih tropskih epifitih (iz družin orhidej, aronnikov in bromelijevk). Imajo aerenhim in lahko absorbirajo atmosfersko vlago. Na močvirnatih tleh v tropih drevesa tvorijo dihalne korenine (pnevmatofore), ki se dvigajo nad površino tal in skozi sistem lukenj oskrbujejo podzemne organe z zrakom.
Drevesa, ki rastejo ob obalah tropskih morij kot del mangrov v območju plimovanja, tvorijo steblaste korenine. Zaradi močne razvejanosti teh korenin ostanejo drevesa stabilna na nestabilnih tleh.
Filogenetsko je korenina nastala pozneje kot steblo in list - v povezavi s prehodom rastlin na življenje na kopnem in verjetno izvira iz koreninskih podzemnih vej. Korenina nima niti listov niti določen vrstni red locirane ledvice. Zanj je značilna apikalna rast v dolžino, njegove stranske veje izhajajo iz notranjih tkiv, rastna točka je prekrita s koreninsko kapico. Koreninski sistem se oblikuje skozi celotno življenje rastlinskega organizma. Včasih lahko koren služi kot mesto odlaganja pri oskrbi s hranili. V tem primeru se spremeni.
Vrste korenin
Glavna korenina nastane iz zarodne korenine med kalitvijo semena. Ima stranske korenine.
Adventivne korenine se razvijejo na steblih in listih.
Stranske korenine so veje katere koli korenine.
Vsaka korenina (glavna, stranska, adventivna) ima sposobnost razvejanja, kar znatno poveča površino koreninskega sistema, kar prispeva k boljši krepitvi rastline v tleh in izboljša njeno prehrano.
Vrste koreninskih sistemov
Obstajata dve glavni vrsti koreninskega sistema: glavni koren, ki ima dobro razvito glavno korenino, in vlaknati. Vlaknasti koreninski sistem je sestavljen iz veliko število naključne korenine enake velikosti. Celotna masa korenin je sestavljena iz stranskih ali adventivnih korenin in izgleda kot reženj.
Zelo razvejan koreninski sistem tvori ogromno vpojno površino. na primer
- skupna dolžina korenin zimske rži doseže 600 km;
- dolžina koreninskih las - 10.000 km;
- skupna površina korenin je 200 m 2.
To je večkrat večje od površine nadzemne mase.
Če ima rastlina dobro izraženo glavno korenino in se razvijejo naključne korenine, se oblikuje koreninski sistem mešanega tipa (zelje, paradižnik).
Zunanja zgradba korenine. Notranja zgradba korenine
Koreninske cone
koreninski pokrovček
Korenina raste v dolžino s konico, kjer se nahajajo mlade celice izobraževalnega tkiva. Rastni del je pokrit s koreninsko kapico, ki ščiti konico korenine pred poškodbami in olajša gibanje korenine v zemlji med rastjo. Slednja funkcija se izvaja zaradi lastnosti zunanjih sten koreninskega pokrova, da so prekrite s sluzom, kar zmanjša trenje med korenino in delci zemlje. Lahko celo potisnejo delce zemlje. Celice koreninskega pokrovčka so žive, pogosto vsebujejo zrna škroba. Celice kapice se nenehno posodabljajo zaradi delitve. Sodeluje pri pozitivnih geotropskih reakcijah (smer rasti korenin proti središču Zemlje).
Celice območja delitve se aktivno delijo, dolžina tega območja je različni tipi in različne korenine iste rastline niso enake.
Za cono delitve je cona razširitve (cona rasti). Dolžina tega območja ne presega nekaj milimetrov.
Ko je linearna rast končana, se začne tretja faza nastajanja korenine - njena diferenciacija, nastane cona diferenciacije in specializacije celic (ali cona koreninskih dlak in absorpcije). V tem območju se že razlikuje zunanja plast epibleme (rizoderma) s koreninskimi dlakami, plast primarne skorje in osrednji valj.
Struktura koreninskega lasu
Koreninski dlaki so močno podolgovati izrastki zunanjih celic, ki pokrivajo korenino. Število koreninskih laskov je zelo veliko (od 200 do 300 laskov na 1 mm2). Njihova dolžina doseže 10 mm. Dlake se oblikujejo zelo hitro (v mladih sadikah jablane v 30-40 urah). Koreninske dlake so kratkotrajne. V 10-20 dneh odmrejo, na mladem delu korenine pa zrastejo nove. To zagotavlja razvoj novih talnih horizontov s korenino. Korenina nenehno raste in tvori vedno več novih predelov koreninskih dlak. Lasje ne morejo samo absorbirati pripravljene rešitve snovi, ampak tudi za spodbujanje raztapljanja določenih snovi v tleh in njihovo nato absorbiranje. Območje korenine, kjer so koreninske dlake odmrle, lahko nekaj časa absorbira vodo, nato pa se prekrije s pluto in izgubi to sposobnost.
Ovoj dlake je zelo tanek, kar olajša absorpcijo hranil. Skoraj celotno lasno celico zavzema vakuola, obdana s tanko plastjo citoplazme. Jedro je na vrhu celice. Okoli celice se oblikuje sluzni ovoj, ki spodbuja lepljenje koreninskih las z delci zemlje, kar izboljša njihov stik in poveča hidrofilnost sistema. Absorpcijo pospešuje izločanje kislin (ogljikova, jabolčna, citronska) s koreninskimi laski, ki topijo mineralne soli.
Koreninski dlaki imajo tudi mehansko vlogo – služijo kot opora za vrh korenine, ki prehaja med delce zemlje.
Pod mikroskopom na prerezu korenine v absorpcijski coni je vidna njena struktura na celični in tkivni ravni. Na površini korenine je rizoderma, pod njo je lubje. Zunanja plast skorje je eksoderma, navznoter od nje je glavni parenhim. Njegove tankostenske žive celice opravljajo funkcijo shranjevanja, vodijo hranilne raztopine v radialni smeri - od absorbirajočega tkiva do posod lesa. Prav tako sintetizirajo številne bistvene za rastlino organska snov. Notranja plast skorje je endoderm. Hranilne raztopine, ki prihajajo iz skorje v osrednji valj skozi celice endoderme, prehajajo le skozi protoplast celic.
Lubje obdaja osrednji valj korenine. Meji na plast celic, ki dolgo časa ohranjajo sposobnost delitve. To je pericikel. Celice pericikla povzročajo stranske korenine, adneksalne popke in sekundarna izobraževalna tkiva. Navznoter od pericikla, v središču korenine, so prevodna tkiva: ličja in les. Skupaj tvorita radialni prevodni žarek.
Prevodni sistem korenine vodi vodo in minerale od korenine do stebla (navzgornji tok) ter organske snovi od stebla do korenine (nizhodni tok). Sestavljen je iz vaskularnih fibroznih snopov. Glavne sestavine snopa so odseki floema (skozi katere se snovi premikajo do korena) in ksilema (skozi katerega se snovi premikajo iz korenine). Glavni prevodni elementi floema so sitaste cevi, ksilemi so traheje (žile) in traheide.
Življenjski procesi korenin
Vodni promet v korenu
Absorpcija vode s koreninskimi lasmi iz hranilne raztopine tal in njeno prevajanje v radialni smeri vzdolž celic primarne skorje skozi prehodne celice v endodermisu do ksilema radialnega žilnega snopa. Intenzivnost vpijanja vode s koreninskimi lasmi imenujemo sesalna sila (S), enaka je razliki med osmotskim (P) in turgorskim (T) tlakom: S=P-T.
Ko je osmotski tlak enak turgorskemu tlaku (P=T), takrat je S=0, voda preneha dotekati v koreninsko lasno celico. Če je koncentracija snovi v hranilni raztopini tal večja kot v celici, bo voda zapustila celice in prišlo bo do plazmolize - rastline bodo ovenele. Ta pojav opazimo v suhih tleh, pa tudi pri prekomerni uporabi mineralnih gnojil. Znotraj koreninskih celic se sesalna sila korenine povečuje od rizoderma proti osrednjemu cilindru, zato se voda premika po koncentracijskem gradientu (tj. od mesta z višjo koncentracijo do mesta z nižjo koncentracijo) in ustvarja koreninski pritisk. ki dvigne vodni stolpec vzdolž ksilemskih žil in tvori tok navzgor. Najdemo ga na spomladanskih neolistnih deblih ob spravilu »soka« ali na posekanih štorih. Odtok vode iz lesa, svežih štorov, listov imenujemo "jokanje" rastlin. Ko listi odcvetijo, ustvarijo tudi sesalno silo in pritegnejo vodo nase – v vsaki posodi nastane neprekinjen vodni steber – kapilarna napetost. Koreninski pritisk je spodnji motor vodnega toka, sesalna moč listov pa zgornji. To lahko potrdite s pomočjo preprostih poskusov.
Absorpcija vode s koreninami
Cilj: ugotoviti glavno funkcijo korena.
Kar počnemo: rastlini, ki raste na mokri žagovini, otresemo koreninski sistem in spustimo korenine v kozarec vode. Na vrh vode, da jo zaščitite pred izhlapevanjem, nalijte tanko plast rastlinskega olja in označite nivo.
Kaj opazimo: po dnevu ali dveh je voda v rezervoarju padla pod oznako.
rezultat: zato so korenine posrkale vodo in jo prinesle do listov.
Lahko naredimo še en poskus, ki dokazuje absorpcijo hranil s korenino.
Kar počnemo: rastlini odrežemo steblo in pustimo panj 2-3 cm visoko, na panj nataknemo gumijasto cev dolžine 3 cm, na zgornji konec pa ukrivljeno stekleno cev visoko 20-25 cm.
Kaj opazimo: voda v stekleni cevi se dvigne in izteče.
rezultat: to dokazuje, da korenina absorbira vodo iz zemlje v steblo.
Ali temperatura vode vpliva na hitrost absorpcije vode s strani korenine?
Cilj: ugotovite, kako temperatura vpliva na delovanje korenin.
Kar počnemo: en kozarec mora biti s toplo vodo (+17-18ºС), drugi pa s hladno vodo (+1-2ºС).
Kaj opazimo: v prvem primeru se voda sprosti obilno, v drugem - malo ali popolnoma preneha.
rezultat: to je dokaz, da temperatura močno vpliva na delovanje korenin.
Korenine aktivno absorbirajo toplo vodo. Tlak v koreninah se poveča.
Hladno vodo korenine slabo absorbirajo. V tem primeru se koreninski pritisk zmanjša.
mineralna prehrana
Fiziološka vloga mineralov je zelo velika. So osnova za sintezo organskih spojin, pa tudi dejavniki, ki spreminjajo agregatno stanje koloidov, t.j. neposredno vplivajo na metabolizem in strukturo protoplasta; delujejo kot katalizatorji biokemičnih reakcij; vplivajo na turgor celice in prepustnost protoplazme; so središča električnih in radioaktivnih pojavov v rastlinskih organizmih.
Ugotovljeno je bilo, da je normalen razvoj rastlin možen le ob prisotnosti treh nekovin v hranilni raztopini - dušika, fosforja in žvepla ter - in štirih kovin - kalija, magnezija, kalcija in železa. Vsak od teh elementov ima individualno vrednost in ga ni mogoče nadomestiti z drugim. To so makrohranila, njihova koncentracija v rastlini je 10 -2 -10%. Za normalen razvoj rastlin so potrebni mikroelementi, katerih koncentracija v celici je 10 -5 -10 -3%. To so bor, kobalt, baker, cink, mangan, molibden itd. Vse te elemente najdemo v tleh, vendar včasih v nezadostnih količinah. Zato se v tla vnesejo mineralna in organska gnojila.
Rastlina raste in se razvija normalno, če okolje, ki obdaja korenine, vsebuje vsa potrebna hranila. Tla so takšno okolje za večino rastlin.
Koreninski dih
Za normalno rast in razvoj rastline je potreben svež zrak v korenino. Preverimo, če je?
Cilj: ali korenine potrebujejo zrak?
Kar počnemo: Vzemimo dve enaki posodi z vodo. V vsako posodo damo razvijajoče se sadike. Vsak dan vodo v eni od posod nasičimo z zrakom s pomočjo razpršilke. Na površino vode v drugi posodi nalijte tanko plast rastlinskega olja, saj zadrži dotok zraka v vodo.
Kaj opazimo:čez nekaj časa bo rastlina v drugi posodi prenehala rasti, ovenela in na koncu odmrla.
rezultat: smrt rastline nastane zaradi pomanjkanja zraka, potrebnega za dihanje korenine.
Modifikacije korenin
Pri nekaterih rastlinah se rezervna hranila odlagajo v korenine. V njih se kopičijo ogljikovi hidrati, mineralne soli, vitamini in druge snovi. Takšne korenine močno rastejo v debelini in pridobijo nenavaden videz. Tako koren kot steblo sodelujeta pri nastajanju korenovk.
Korenine
Če se rezervne snovi kopičijo v glavni korenini in na dnu stebla glavnega poganjka, nastanejo korenovke (korenje). Rastline, ki tvorijo korenine, so večinoma dvoletnice. V prvem letu življenja ne cvetijo in kopičijo veliko hranil v korenovkah. Na drugem hitro zacvetijo, pri čemer uporabljajo nakopičena hranila in tvorijo plodove in semena.
koreninski gomolji
V dalijah se rezervne snovi kopičijo v naključnih koreninah, ki tvorijo koreninske gomolje.
bakterijski vozlički
Posebno spremenjene so stranske korenine detelje, volčjega boba, lucerne. Bakterije se naselijo v mladih stranskih koreninah, kar prispeva k absorpciji plinastega dušika iz zraka v tleh. Takšne korenine imajo obliko nodulov. Zahvaljujoč tem bakterijam lahko te rastline živijo na tleh, revnih z dušikom, in jih naredijo bolj rodovitne.
hodulj
Rampa, ki raste v coni plimovanja, razvije korenine. Visoko nad vodo držijo velike listnate poganjke na nestalnih blatnih tleh.
zrak
pri tropske rastline ki živijo na drevesnih vejah, razvijejo zračne korenine. Pogosto jih najdemo v orhidejah, bromelijah in nekaterih praproti. Zračne korenine prosto visijo v zraku, ne dosežejo tal in absorbirajo vlago iz dežja ali rose, ki pade nanje.
Navijala
Pri čebulicah in stebelnih rastlinah, na primer pri krokusih, je med številnimi nitastimi koreninami več debelejših, tako imenovanih vlečnih korenin. Zmanjšanje, takšne korenine potegnejo gomolj globlje v tla.
V obliki stebra
Fikus razvije stebraste nadzemne korenine ali podporne korenine.
Tla kot življenjski prostor za korenine
Tla so za rastline okolje, iz katerega prejemajo vodo in hranila. Količina mineralov v tleh je odvisna od posebnosti matične kamnine, aktivnosti organizmov, življenjske aktivnosti samih rastlin in vrste tal.
Delci zemlje tekmujejo s koreninami za vlago in jo zadržujejo na površini. To je tako imenovana vezana voda, ki jo delimo na higroskopsko in filmsko. Držijo ga sile molekularne privlačnosti. Rastlini dostopna vlaga je kapilarna voda, ki je skoncentrirana v majhnih porah prsti.
Med vlago in zračno fazo tal se razvijejo antagonistični odnosi. Več ko je velikih por v tleh, boljši je plinski režim teh tal, manj vlage zadržuje tla. Najugodnejši vodno-zračni režim se vzdržuje v strukturnih tleh, kjer se voda in zrak nahajata sočasno in se ne motita - voda polni kapilare znotraj strukturnih agregatov, zrak pa velike pore med njimi.
Narava interakcije med rastlino in tlemi je v veliki meri povezana z absorpcijsko sposobnostjo tal – sposobnostjo zadrževanja ali vezave kemičnih spojin.
Talna mikroflora razgradi organsko snov na več enostavne povezave, sodeluje pri oblikovanju strukture tal. Narava teh procesov je odvisna od vrste tal, kemična sestava rastlinski ostanki, fiziološke lastnosti mikroorganizmov in drugi dejavniki. Talne živali sodelujejo pri oblikovanju strukture tal: anelidi, ličinke žuželk itd.
Kot rezultat kombinacije bioloških in kemičnih procesov v tleh nastane kompleksen kompleks organskih snovi, ki jih združuje izraz "humus".
Metoda vodne kulture
Kakšne soli potrebuje rastlina in kako vplivajo na njeno rast in razvoj, so ugotovili s poskusi z vodnimi kulturami. Metoda vodne kulture je gojenje rastlin ne v tleh, ampak v vodni raztopini mineralnih soli. Odvisno od cilja v poskusu lahko iz raztopine izključite ločeno sol, zmanjšate ali povečate njeno vsebnost. Ugotovljeno je bilo, da gnojila, ki vsebujejo dušik, spodbujajo rast rastlin, tista, ki vsebujejo fosfor - najzgodnejše zorenje plodov, in tista, ki vsebujejo kalij - najhitrejši pretok organskih snovi iz listov v korenine. V zvezi s tem je priporočljivo, da se gnojila, ki vsebujejo dušik, uporabljajo pred setvijo ali v prvi polovici poletja, ki vsebujejo fosfor in kalij - v drugi polovici poletja.
Z uporabo metode vodnih kultur je bilo mogoče ugotoviti ne le potrebo rastline po makroelementih, ampak tudi ugotoviti vlogo različnih mikroelementov.
Trenutno obstajajo primeri, ko se rastline gojijo z metodami hidroponike in aeroponike.
Hidroponika je gojenje rastlin v lončkih, napolnjenih z gramozom. Hranilna raztopina, ki vsebuje potrebne elemente, se dovaja v posode od spodaj.
Aeroponika je zračna kultura rastlin. Pri tej metodi je koreninski sistem v zraku in se samodejno (večkrat v eni uri) poškropi s šibko raztopino hranilnih soli.
