Корінь рослин: морфологія, функції, стрижнева та мочкувата кореневі системи. Які основні функції коренів у житті рослин? Основні функції кореня

Однією з найважливіших частин рослини є корінь. Саме він забезпечує нормальну життєдіяльність дерев, трав, чагарників та навіть водних представників флори. Найчастіше надземна частина рослини це лише верхівка айсберга. Більша його частина може бути під землею. Невипадково коріння настільки велике, адже на них покладено дуже важливі функції. Давайте познайомимося з дивовижними особливостями рослинного світу.

Функції коріння

Коріння кожної рослини виконує цілий спектр завдань, який може відрізнятися від виду на вигляд, але в більшості випадків ці завдання однакові як для дерев, так і для менших побратимів. Коріння дерев та інших надземних рослин дозволяють їм утримуватися у вертикальному положенні, протистояти вітру та тваринам. Це особливо актуально для великих дерев через їхню масу і висоту. Коренева система допомагає їм прикріплюватися до дна, а також запобігає перевертанню деяких із них.

Ще одна функція коріння – поживна. Вони поглинають воду і з ґрунту і доставляють їх у потрібні місця. Також у них синтезуються деякі амінокислоти, алкалоїди та інші елементи, яких потребують рослини. Деякі з представників флори взагалі запасають корисні речовини прямо в корінні (в основному це крохмаль та інші вуглеводи). Також не варто забувати про таку річ, як мікориза — симбіоз рослини з грибами. Ключову роль у ньому грає саме корінь. таке, деякі рослини розмножуються з його допомогою - кореневими нащадками.

Види коренів

Залежно від будови та функції, яка на них покладається, існують різні типи коренів. Перший – головний. Він виростає прямо з насіння при його проростанні, щоб потім стати основною віссю всієї кореневої системи. Крім головного кореня є також придаткові. Вони утворюються з різноманітних місць - на стеблах, іноді на листі, а в деяких випадках навіть на квітах. Ще один вид - бічні корені. Вони з'являються з головного або придаткового коріння і розгалужуються в сторони, утворюючи нові і нові відростки.

Кореневі системи

Всі коріння, яке має рослина, утворюють кореневу систему. Залежно від ролі різних коренів у житті їхнього господаря, розрізняють два види систем — стрижневу та мочкувату. Першу відрізняє орієнтованість на головний корінь, що розростається найінтенсивніше. У цьому типі основний стрижень розвивається значно ефективніше, ніж бічні. Однак цю відмінність можна помітити в основному на початковому етапізростання. Згодом бічні корені починають невблаганно наздоганяти свого головного побратима, а у старих рослин вони навіть більше, ніж основний. Стрижнева система характерна в основному для

Другий тип відрізняють протилежні стрижневому особливості кореня. Таку систему називають мочкуватою. Вона характерна і відрізняють її численні придаткові і бічні відростки, що заполонюють простір під рослиною. При цьому головний корінь зазвичай розвинений слабо або практично нерозвинений.

Корінь. Будова кореня

Кожен корінь поділяється на кілька зон, кожна з яких відповідає за унікальні функції. Одне з найважливіших місць – зона поділу. Вона знаходиться на кінчику кожного кореня і відповідає за його зростання завдовжки. Тут постійно розмножуються міріади дрібних клітин. Такий процес дозволяє цій частині кореня виконувати своє нелегке завдання. Але зона поділу марна без кореневого чохлика, який знаходиться на кінці кожного корінця. Він є шарами зрощених клітин, які захищають клітини, що діляться від механічних пошкоджень. Крім цього, кореневий чохлик виділяє своєрідний слиз, що сприяє просуванню коренів у ґрунті.

Наступний сегмент кореня – зона розтягування. Вона розташовується відразу за областю розподілу і відрізняється тим, що її клітини постійно ростуть, хоча вони практично повністю відсутній процес поділу. Потім йде зона всмоктування - місце, в якому втягуються з ґрунту вода та мінеральні речовини. Відбувається це завдяки міріадам крихітних волосків, що покривають цю ділянку. Вони суттєво збільшують загальну площупоглинання. При цьому кожна волосинка працює як насос, всмоктуючи з ґрунту все необхідне. Далі йде зона проведення, яка відповідає за транспортування води з мінеральними речовинами нагору. Також звідси спускаються донизу елементи, відповідальні за життєдіяльність кореневої системи. Ця частина дуже міцна і саме з неї ростуть бічні корені.

Поперечний зріз

Якщо розрізати корінь, можна побачити шари, у тому числі він складається. Спочатку йде шкірка шириною лише в одну клітинку. Під нею можна побачити основу кореня паренхіму. Саме через її пухку тканину вода з мінеральними речовинами надходить у осьовий циліндр. Формує його перикамбій — освітня, яка зазвичай оточує

Навколо циліндра, що проводить, розташовуються щільно зімкнуті клітини ендодерми. Вони водонепроникні, що змушує цілющу вологу з мінералами рухатися вгору. Але як тоді рідина потрапляє всередину? Це відбувається завдяки спеціальним пропускним клітинам, які розташовані на ендодермі. Найчастіше коріння трави, дерев, чагарників мають таку структуру, хоча іноді бувають відмінності.

Мікориза

Найчастіше коріння дерев є місцем їхнього симбіозу з іншими формами життя. Найчастішими партнерами рослин стають гриби.

Це називається мікоризою, що розшифровується як "грибокорінь". У це важко повірити, але більшість дерев залежить від плідного союзу з міцелієм. Звичні нам берізки, клени та дуби мають чимало користі з цього симбіозу.

При взаємодії грибниці з корінням відбувається обмін, при якому міцелій віддає дереву незамінні мінеральні речовини, одержуючи вуглеводи. Цей еволюційний хід дозволив багатьом видам рослин жити за умов, непридатних їх виду. Більше того, деякі представники флори не існували б зовсім, якби не мікориз. Крім симбіозу з грибами, є вигідна співпраця з бактеріями, до якої вдається корінь. Будова кореня в цьому випадку відрізнятиметься від звичного нам. На ньому можна виявити бульби, в яких мешкають спеціальні бактерії, що забезпечують дерево атмосферним азотом.

Висновок

Однією з найважливіших частин будь-якої рослини є корінь. Будова кореня ідеально пристосована для завдань, які виконує. Коренева система - дивовижний механізм, що живить рослини. Недаремно різні містичні течії вважають, що дерево поєднує в собі сили неба та землі. Його надземна частина поглинає сонячне світло, а коріння одержує живлення з ґрунту.

Значення кореневої системи не очевидне, оскільки основну увагу приковує до себе надземна частина рослини: листя, стовбур, квітка, стебло. Корінь при цьому залишається у тіні, скромно виконуючи свою почесну місію.

Запитання:
1.Функції кореня
2. Види коренів
3. Типи кореневої системи
4.Зони кореня
5.Видозміна коренів
6.Процеси життєдіяльності докорінно

1. Функції кореня
Корінь- Це підземний орган рослини.
Основні функції кореня:
- опорна: коріння закріплює рослину в ґрунті та утримує протягом усього життя;
- поживна: через коріння рослина отримує воду з розчиненими мінеральними та органічними речовинами;
- запасна: у деяких коренях можуть накопичуватися поживні речовини.

2. Види коренів

Розрізняють головні, придаткові та бічні корені. При проростанні насіння першим з'являється зародковий корінець, який перетворюється на головний. На стеблах може з'являтися додаткове коріння. Від головних і придаткових коренів відходять бічні корені. Придаткове коріння забезпечує рослину додатковим харчуваннямта виконують механічну функцію. Розвиваються при підгортанні, наприклад, томатів та картоплі.

3. Типи кореневої системи

Коріння однієї рослини – це коренева система. Коренева система буває стрижнева та мочкувата. У стрижневій кореневій системі добре розвинений головний корінь. Її має більшість дводольних рослин (буряк, морква). У багаторічних рослинголовний корінь може відмирати, а харчування відбувається за рахунок бічних коренів, тому головний корінь можна простежити лише у молодих рослин.

Сечковата коренева система утворена тільки підрядними та бічними корінням. У ній немає головного кореня. Таку систему мають однодольні рослини, наприклад, злаки, цибуля.

Кореневі системи займають багато місця у ґрунті. Наприклад, у жита коріння поширюється вшир на 1-1,5 м і проникає вглиб до 2 м.

4. Зони кореня
У молодому корені можна назвати такі зони: кореневий чохлик, зона поділу, зона зростання, зона всмоктування.

Кореневий чохлик має темніший колір, це самий кінчик кореня. Клітини кореневого чохлика захищають верхівку кореня від ушкоджень твердими частинками ґрунту. Клітини чохлика утворені покривною тканиною та постійно оновлюються.

Зона всмоктування має безліч кореневих волосків, які являють собою витягнуті клітини довжиною не більше 10 мм. Виглядає ця зона як гармата, т.к. кореневі волоски дуже маленькі. Клітини кореневої волоски також, як і інші клітини, мають цитоплазму, ядро ​​та вакуолі з клітинним соком. Ці клітини недовговічні, швидко відмирають, але в їх місце утворюються нові з молодших поверхневих клітин, розташованих ближче до кінчика кореня. Завдання кореневих волосків – всмоктування води із розчиненими поживними речовинами. Зона всмоктування постійно переміщається з допомогою відновлення клітин. Вона ніжна і легко ушкоджується під час пересадки. Тут є клітини основної тканини.

Зона проведення . Знаходиться вище всмоктування, не має кореневих волосків, поверхня покрита покривною тканиною, а в товщі знаходиться провідна тканина. Клітини зони проведення являють собою судини, якими вода з розчиненими речовинами переміщається в стебло і в листя. Тут також знаходяться клітини-судини, за якими органічні речовини з листя надходять у корінь.

Весь корінь покритий клітинами механічної тканини, що забезпечує міцність та пружність кореня. Клітини витягнуті, покриті товстою оболонкою і заповнені повітрям.

5. Видозміна коренів

Глибина проникнення коренів у ґрунт залежить від умов, у яких знаходяться рослини. На довжину коренів впливає вологість, склад ґрунту, вічна мерзлота.

Довге коріння утворюється у рослин у посушливих місцях. Особливо це притаманно рослин пустель. Так у верблюжої колючки коренева система досягає 15-25 м завдовжки. У пшениці на полях, що не зрошуються, коріння досягає в довжину до 2,5 м, а на зрошуваних - 50 см і збільшується їх густота.

Вічна мерзлота обмежує зростання коріння у глибину. Наприклад, у тундрі у карликової берези коріння всього 20 см. Коріння поверхневе, гіллясте.

У процесі пристосування до умов середовища коріння рослин видозмінилося і стало виконувати додаткові функції.

1. Кореневі бульби виконують роль сховища поживних речовинзамість плодів. Виникають такі бульби внаслідок потовщення бічних чи придаткових коренів. Наприклад, жоржини.

2. Коренеплоди – видозміни головного кореня таких рослин, як морква, ріпа, буряк. Коренеплоди утворюються нижньою частиноюстебла та верхньою частиною головного кореня. На відміну від плодів вони мають насіння. Коренеплоди мають дворічні рослини. У перший рік життя вони не цвітуть і накопичують у коренеплодах багато поживних речовин. На другому – вони швидко зацвітають, використовуючи накопичені поживні речовини та утворюють плоди та насіння.

3. Коріння-причіпки (присоски) - придаткові корі, що розвиваються у рослин тропічних місць. Вони дозволяють кріпитися до вертикальних опор (до стіни, скелі, стовбура дерева), виносячи листя до світла. Прикладом може бути плющ та ломонос.

4. Бактеріальні бульбашки. Своєрідно змінено бічні корені у конюшини, люпину, люцерни. У молодих бічних корінцях поселяються бактерії, що сприяє засвоєнню газоподібного азоту ґрунтового повітря. Таке коріння набуває вигляду бульбочок. Завдяки цим бактеріям ці рослини здатні жити на бідних азотом ґрунтах і робити їх більш родючими.

5. Повітряне корінняутворюються у рослин, які ростуть у вологих екваторіальних та тропічних лісах. Таке коріння звисає вниз і поглинає дощову воду з повітря – зустрічається у орхідей, бромелієвих, у деяких папоротей, у монстери.

Повітряне коріння-підпірки - це придаткове коріння, що утворюється на гілках дерев і досягає землі. Виникають у баньяна, фікуса.

6. Ходульне коріння. У рослин, що ростуть у припливно-відливній зоні, розвиваються ходульні корені. Вони високо над водою утримують на хисткому мулистому ґрунті великі облистяні пагони.

7. Дихальне коріння утворюється у рослин, яким не вистачає кисню для дихання. Рослини ростуть у надмірно зволожених місцях – у топких болотах, затоках, морських лиманах. Коріння росте вертикально вгору і виходить на поверхню, поглинаючи повітря. Прикладом можуть бути верба ламка, болотяний кипарис, мангрові ліси.

6. Процеси життєдіяльності докорінно

1 - Всмоктування корінням води

Всмоктування води кореневими волосками із ґрунтового живильного розчину та проведення її по клітинах первинної кори відбувається за рахунок різниці тисків та осмосу. Осмотичний тиск у клітинах змушує мінеральні речовини проникати у клітини, т.к. їх вміст солей у них менший, ніж у ґрунті. Інтенсивність поглинання води кореневими волосками називається смокче силою. Якщо концентрація речовин ґрунтового поживного розчину буде вищою, ніж усередині клітини, то вода виходитиме з клітин і настане плазмоліз – рослини зав'януть. Таке явище спостерігається в умовах сухості ґрунту, а також при непомірному внесенні мінеральних добрив. Кореневий тиск можна підтвердити за допомогою серії дослідів.

Рослина з корінням опускається у склянку з водою. Поверх води для захисту її від випаровування наллємо тонкий шар рослинного маслата відзначимо рівень. Через день-два вода в ємності опустилася нижче за позначку. Отже, коріння всмоктало воду і подали її нагору до листя.

Ціль: з'ясувати основну функцію кореня.

Зріжемо у рослини стебло, залишивши пеньок заввишки 2-3 см. На пеньок одягнемо гумову трубкудовжиною 3 см, а на верхній кінець надягнемо вигнуту скляну трубку висотою 20-25 см. Вода в скляній трубці піднімається, і витікає назовні. Це доводить, що воду з ґрунту корінь всмоктує у стебло.

Ціль: з'ясувати, як температура впливає на роботу кореня.

Одна склянка має бути з теплою водою(+17-18ºС), а інший з холодною (+1-2ºС). У першому випадку вода виділяється рясно, у другому - мало, або зовсім зупиняється. Це є доказом того, що температура сильно впливає на роботу кореня.

Тепла вода активно поглинається корінням. Кореневий тиск підвищується.

Холодна вода погано поглинається корінням. У цьому випадку кореневий тиск падає.

2 - Мінеральне харчування

Фізіологічна роль мінеральних речовин дуже велика. Вони є основою для синтезу органічних сполукта безпосередньо впливають на обмін речовин; виконують функцію каталізаторів біохімічних реакцій; впливають на тургор клітини та проникність протоплазми; є центрами електричних та радіоактивних явищ у рослинних організмах. За допомогою кореня здійснюється мінеральне харчування рослини.

3 - Дихання коріння

Для нормального росту та розвитку рослини необхідно щоб до кореня надходив свіже повітря.

Мета: перевірити наявність дихання біля коріння.

Візьмемо дві однакові судини з водою. У кожну посудину помістимо проростки, що розвивають. Воду в одній із судин щодня насичуємо повітрям за допомогою пульверизатора. На поверхню води в другій посудині наллємо тонкий шар рослинної олії, оскільки вона затримує надходження повітря у воду. Через деякий час рослина в другій посудині перестане рости, зачахне, і зрештою загине. Загибель рослини настає через нестачу повітря, необхідного для дихання кореня.

Встановлено, що нормальний розвиток рослин можливий лише за наявності в живильному розчині трьох речовин – азоту, фосфору та сірки та чотирьох металів – калію, магнію, кальцію та заліза. Кожен із цих елементів має індивідуальне значення і може бути замінений іншим. Це макроелементи, їхня концентрація в рослині становить 10-2-10%. Для розвитку рослин потрібні мікроелементи, концентрація яких у клітині становить 10-5–10-3%. Це бір, кобальт, мідь, цинк, марганець, молібден та ін. Всі ці елементи є у ґрунті, але іноді у недостатній кількості. Тому в ґрунт вносять мінеральні та органічні добрива.

Рослина нормально росте і розвивається в тому випадку, якщо в навколишньому середовищі корені будуть утримуватися всі необхідні поживні речовини. Таким середовищем для більшості рослин є ґрунт.

§ Поглинання води та мінеральних речовин.Надходження ґрунтового розчину в корінь відбувається через кореневі волоски. Волоски активно впливають на вміст ґрунту, виділяючи різні речовини, що полегшують вибіркове поглинання іонів із ґрунту. Так як концентрація мінеральних речовин у клітинному соку вище, ніж у ґрунтовому розчині, вода з розчиненими в ній мінеральними солями у вигляді іонів надходить у кореневі волоски. Роль насоса в кореневому волоску виконують вакуолі, у яких створюється більш висока концентрація солей, ніж грунті. Надходження мінеральних солей у корінь відбувається за рахунок активного транспорту аніонів та катіонів, що входять до складу мембран з використанням енергії АТФ. При цьому може відбуватися обмін іонами між ґрунтом та корінням. Оскільки концентрація клітинного соку у вакуолі вища за концентрацію розчину ґрунту, то вода в процесі дифузії спрямовується всередину клітини. З кореневих волосків вода за таким самим принципом пересувається в клітини паренхіми кори і через пропускні клітини ендодерми надходять до судин. Сила, що рушить потік води до судин і в усі органи, називається кореневим тиском. Згідно з гідростатичними законами величина тургорного тиску (Т) у всіх частинах клітини однакова, тому всмоктувальна сила (S) більша в тій частині, де більший осмотичний тиск (Р). Цей закон можна висловити у вигляді формули:

S = Р - T, де S - всмоктувальна сила; Р – осмотичний тиск; Т – тургорний тиск.

Зворотному струму рідини перешкоджають клітини ендодерми із щільними оболонками, які не пропускають назад у ґрунт речовини, розчинені у воді, створюючи високу концентрацію клітинного соку в центральному циліндрі. Таким чином, просуванню води та розчинених у ній солей сприяє сисна сила кореневих волосків, кореневий тиск, сила зчеплення між молекулами води та стінками судин, а також сисна сила листя, яке постійно випаровує воду, притягує її з коренів.

§ Другою головною функцією кореня є зміцнення рослин у ґрунті,яке відбувається завдяки розгалуженню головного кореня. Розгалуження головного кореня називають бічним корінням. Вони закладаються (ендогенно) у перициклі та через первинну кору виходять назовні. У міру зростання головного кореня з'являються бічні корені першого порядку, які надалі розгалужуються і утворюють коріння другого порядку, а з них формуються корені третього порядку і т.д. Розгалуження кореня сприяє зміцненню рослини в грунті та збільшенню поглинаючої поверхні кореня. З інших функцій кореня можна назвати такі.

§ Синтез органічних речовин.

§ Запас поживних речовин,таке коріння сильно потовщується і виконую функцію запасу поживних речовин.

§ За рахунок коріння відбувається зв'язок рослин з бактеріями та грибами.Корінь виділяє в ґрунт різні речовини та вступає в симбіоз з грибами та бактеріями.

§ За допомогою коренів здійснюється вегетативне розмноження.

Дихання коренямає значення для нормального функціонування рослини. Сукупність процесів, що забезпечують надходження в рослину кисню та видалення діоксиду вуглецю, а також використання кисню клітинами та тканинами для окислення органічних речовин зі звільненням енергії, необхідної для життєдіяльності рослини, становить дихання.Енергія дихання необхідна для надходження, транспорту та синтезу речовин. З органічних сполук, що надходять з листя та мінеральних солей із ґрунту, у клітинах кореня синтезуються багато життєво важливих речовин: амінокислоти, ферменти та фітогормони тощо. Вуглекислота, що утворюється при диханні, бере участь в обміні і надходженні речовин в корінь. Коріння багатьох дикорослих рослинздатні переносити анаеробні (безкисневі) умови. Більшість культурних рослин- аероби та дихання у них передує гідроліз (перетворення полімерів на мономери) та окислення органічних речовин. Дихання – багатоступінчастий процес. При диханні в клітинах відбувається окислення киснем ряду речовин (головним чином вуглеводів) і звільняється енергія, необхідна рослинамдля зростання, руху протоплазми, пересування речовин. Дихання – процес, протилежний фотосинтезу. При фотосинтезі рослина поглинає вуглекислоту та воду та утворює цукру. При диханні цукру окислюються, і утворюється вуглекислота та вода:

фотосинтез

6(З 2 +Н 2 О) З 6 Н 12 О 6 +6О 2

При окисленні однієї грам-молекули цукру у процесі дихання звільняється 674 ккал енергії. Звільнена енергія витрачається на різноманітні біохімічні та фізичні процеси: синтез органічних речовин, пересування та поглинання розчинів, зростання та рух органів. Частина енергії, що звільнилася при диханні, рослина виділяє у вигляді тепла. Особливо енергійно дихання йде у точках зростання кореня. Збільшення кількості кисню повітря, як і, як деяке зменшення вмісту його, на інтенсивності дихання не відбивається, і лише зменшення вмісту кисню повітря в 10-20 разів проти нормального послаблює дихання. Корінь здійснює свої функції щодо забезпечення рослини поживними речовинами лише за достатньої кількості повітря у грунті. Тому, вирощуючи рослини, треба стежити, щоб до коріння постійно надходило свіже повітря. Для цього грунт регулярно розпушують культиваторами чи мотиками. Розпушування ґрунту, крім того, допомагає зберегти вологу на сухих ділянках. При підсиханні ґрунту на її поверхні утворюється кірка: вона сприяє швидкому випаровуванню води. Під час розпушування кірка руйнується і в поверхневому шарізберігається волога. Вода перестає випаровуватися з глибших шарів ґрунту. Недарма розпушування іноді називають «сухим поливанням». Кажуть так: «Краще раз добре розпушити, ніж двічі погано полити». У ряду тропічних болотних рослин (мангровий ліс) у процесі еволюції розвивається дихальне коріння. Вони піднімаються вертикально вгору, з їхньої поверхні є отвори, якими повітря надходить у коріння, та був у частині рослини, занурені в болотистий грунт.

Грунт- це материнська (грунтоутворююча) порода, оброблена спільною дією клімату, рослинних та тваринних організмів, а на окультурених територіях та діяльністю людини, здатна давати врожай рослин. Основною властивістю ґрунту є родючість - здатність задовольняти потребу рослин в елементах живлення, воді, повітрі, теплі для їх нормальної життєдіяльності та створення врожаю. Грунт відрізняється від гірських порід, піску чи глини наявністю гумусу. Родючість ґрунту залежить головним чином від структури ґрунту та запасів гумусу. Здатність ґрунту утворювати грудочки різної величини та форми називають структурністю ґрунту, а самі грудочки – структурою. Залежно від наявності структурних елементів ґрунту бувають структурні та безструктурні. Добре оструктурений грунт забезпечує сприятливі водно-повітряні властивості. До складу грунту входять пісок, глина та інші нерозчинні мінеральні речовини, а також розчинні мінеральні речовини та перегній. У ґрунті містяться також повітря та вода.

Гумус(перегній) - складний комплекс органічних речовин, що утворюється у ґрунті при розкладанні рослинних та тваринних залишків. Чим товщі верхній шар грунту, що містить гумус, тим вона родючіша. Найбільш родючими є багаті на гумус чорноземи і темні лугові грунти заплав річок. Підзолисті, глинисті та піщані ґрунтине мають структури і бідні на гумус, тому менш родючі.

Залежно від вмісту у ґрунті дрібних (глинистих) або більших (піщаних) частинок, ґрунти поділяються на легкі піщані, супіщані, суглинні та глинисті.

Від родючості грунту залежить врожайність оброблюваних культур. Оброблювані землі – результат складних природних процесів праці багатьох поколінь людей. Одні впливи людини на ґрунт призводять до підвищення їх родючості, інші – до погіршення, деградації та загибелі. До особливо небезпечним наслідкамвпливу людини на ґрунт слід віднести ерозію, забруднення чужорідними хімічними речовинами, засолення, заболочування, вилучення ґрунтів під різні споруди (транспортні магістралі, водосховища). Зменшення площ родючих ґрунтів відбувається у багато разів швидше, ніж їхнє утворення. Охорона ґрунтів повинна мати природоохоронний, ресурсозберігаючий характер та передбачати їх збереження. Для забезпечення раціонального використанняземель у Росії ведеться Державний земельний кадастр, який містить інформацію про землі всіх категорій. Кадастр прийнято у 2001 році, він здійснює такі основні заходи:

1) здійснює контроль за використанням та охороною земель;

2) веде моніторинг земель;

3) виявляє забруднені та деградовані землі, готує пропозиції щодо їх відновлення та консервації.

Велике значення має впровадження ґрунтозахисної безплужної обробки, яка уповільнює нітрофікаційні процеси у ґрунті, зменшує пестицидне навантаження, зменшує вміст нітратів у сільськогосподарській продукції, а також прискорює відновлювальні процеси гумифікації органічної речовини.

Моніторинг земель – система спостережень за станом земельного фонду для своєчасного виявлення та оцінки змін, попередження та усунення наслідків негативних процесів. Моніторинг земель затверджено у 1992 році і є складовоюмоніторингу довкілля.

У нашій країні ухвалено Закон про землю. Він передбачає заходи щодо підвищення родючості ґрунту та його охорони. Неправильне використання ґрунту, недотримання правил вирощування сільськогосподарських культур може призвести до руйнування структури ґрунту, ерозії ґрунту, засолення та заболочування його. Все це погіршує родючість ґрунту, знижує врожай. Саме тому важливо проводити меліорацію (покращення) земель.

Добрива.Рослинні організми складаються з органічних і неорганічних речовин, До складу яких входять різні хімічні елементи. Для нормального розвитку рослини коріння повинні доставляти з ґрунту воду та мінеральні солі, макроелементи (Р, N, K, Ca, Mg, Fe) та мікроелементи.
(B, Cu, Mn, Zn, Mo). Відомо, що азот входить до складу амінокислот, білків, АТФ, АДФ, вітамінів, ферментів. Нестача його затримує зростання рослин. Фосфор входить до складу АТФ та АДФ, амінокислот, ферментів; калій впливає стан цитоплазми, осмотичний тиск клітинного соку, і навіть впливає зростання рослин. Велике значення для життя рослин мають макро- та мікроелементи. Кожен із елементів має індивідуальне значення і може бути замінений іншим. При нестачі чи надлишку у ґрунті будь-якого мінерального елемента відбуваються різні порушення процесів життєдіяльності у рослин. Так, при фосфорному голодуванні у рослин спостерігається придушення синтезу і розпад білків, що раніше утворилися. Відсутність калію припиняє зростання рослин, оскільки порушується обмін білків та вуглеводів. На нестачу заліза вказує блідо-зелений або блідо-жовтий колір, зумовлений недостатнім утворенням хлорофілу. Мінеральні солі, що містять як макро-, так і мікроелементи утворюються у ґрунті після мінералізації органічних речовин, розчинення мінералів, поглинання ґрунтом деяких елементів з атмосфери. Макро- та мікроелементи знаходяться в родючому шаріґрунти у складі різних сполук. Всі перераховані вище елементи є в грунті, але іноді в недостатній кількості. Щорічно рослини виносять із ґрунту поживні речовини, ґрунт виснажується, що знижує врожайність сільськогосподарських рослин. Для покращення мінерального живлення в ґрунт вносяться добрива. Застосовуючи добрива, людина активно втручається у кругообіг речовин у природі, створює баланс поживних речовин у ґрунті. Добрива вносять у ґрунт у певних дозах, у певні терміни, що покращує якість ґрунту та харчування рослин.

Розрізняють органічні, мінеральні, змішані, зелені, бактеріальні добрива.

Органічні добрива(Гній, торф, пташиний послід, гноїва жижа, сапропель та ін). Вони містять поживні речовини у формі органічних сполук рослинного та тваринного походження. Органічні добрива вносять у ґрунт заздалегідь, зазвичай восени, оскільки вони розкладаються повільно і тривалий час можуть забезпечувати рослини елементами мінерального харчування. Органічні добрива є повними, вони містять як макро-, і мікроелементи. Крім того, вони покращують фізичні властивості ґрунту: підвищують його структурність, збільшують водопроникність, водоутримуючу здатність, покращують аерацію, тепловий режим, активізують діяльність мікроорганізмів, що населяють ґрунт.

Мінеральні добриванайчастіше містять один або два елементи живлення, рідше – більше, тоді їх називають комплексними. Мінеральні добрива легші і швидше, ніж органічні, розкладаються у грунті.

Залежно від вмісту мінеральних речовин розрізняють азотні, фосфорні та калійні мінеральні добрива.

До азотних добриввідносяться: нітрати - калієва, кальцієва та натрієва селітри (азот у формі NO амоній).

До калійним добривамвідносяться: калійні солі (сильвініт, каїніт, карналіт); концентровані калійні добрива (хлористий калій, сульфат калію та ін.).

Фосфорні добрива- суперфосфат, фосфоритне борошно, томасшлак. До змішаних добрив відносяться органомінеральні - гумати, гумоамофоси, нітрогумати, суміші органічних та мінеральних добрив, часто компостовані або виготовлені у вигляді гранул. В основному це продукти хімічної обробки органічних речовин (торф), аміаку, азотної або фосфорної кислоти.

Мінеральні добривавносяться в ґрунт у строго певній дозі та у визначені терміни. Кожне мінеральне добриво має специфічні особливості. Тому навесні в період росту рослині необхідний азот, оскільки він сприяє накопиченню вегетативної маси, збільшенню хлорофілу та фотосинтезу. До моменту бутонізації та цвітіння зростає потреба у фосфорі та калії, оскільки фосфор, калій та магній впливають на побудову нових клітин в ембріональних тканинах (насіння). На утворення насіння та плодів особливо сприятливо впливає калій. Враховуючи різну потребу рослин в елементах мінерального живлення у різні фази розвитку, добрива вносять не тільки перед посівом, але й у період вегетації у вигляді підживлення, іноді при посіві у рядки. Останнім часом поширюється метод позакореневої підгодівлі, коли рідкі добрива розбризкують безпосередньо на рослини, часто з літаків. Розчинені поживні речовини поглинаються листям. Особливо зручний цей метод для застосування мікроелементів, оскільки досягається рівномірне попадання розчинів на листя рослин та економічніше використання дефіцитних добрив.

Зелені добрива. На площах, що вимагають органічних добрив, вирощують такі культури, як люпин, сераделла, люцерна, горох, конюшина, гречка, гірчиця та ін. У період найбільшої зеленої маси їх заорюють. При розкладанні рослин у ґрунті утворюються органічні речовини.

Бактеріальні добрива. До них належить нітрагін. Його вносять при посіві насіння бобових рослин. Для різних культурвикористовують специфічні форми нітрагіну, так як раси бульбочкових бактерій, які розвиваються на коренях одного виду, не можуть жити на коренях інших видів. Азотобактерин, що містить культуру азотобактеру, - специфічний для окремих видівкультурних рослин. Фосфоробактерин – препарат, що містить бактерії, які мінералізують органічні сполуки фосфорної кислоти. Як мікродобрива застосовують борні, мідні, марганцеві, молібденові, цинкові та кобальтові сполуки.

Дози внесення органічних та мінеральних добрив залежать від вмісту поживних речовин у ґрунті та індивідуальних потреб рослини. Зайва кількість добрива у ґрунті так само шкідлива, як і недолік. Нераціональне застосування добрив завдає серйозної шкоди не тільки рослинам, а й ґрунту і в кінцевому рахунку може призвести до підвищення кислотності, засолення, а отже, і втрати родючості. Надмірно внесені добрива накопичуються в сільськогосподарській продукції та надають шкідливу дію на організм людини.

Значення обробітку ґрунту.Обробіток ґрунту – це механічний впливна ґрунт робочими органами машин або знарядь, що забезпечують створення найкращих умовдля вирощування культур.

Основними завданнями обробітку ґрунту є:

§ Зміна будови орного шару ґрунту та його структурного стану для створення сприятливих водно-повітряного та теплового режимів.

§ Посилення круговороту поживних речовин шляхом вилучення їх з глибших горизонтів ґрунту та впливу в необхідному напрямку на мікробіологічні процеси.

§ Знищення бур'янів шляхом провокування їх проростання, знищення сходів, підрізання нащадків і вивертання кореневищ на поверхню.

§ Закладення стерни та добрив.

§ Знищення шкідників та збудників хвороб культурних рослин, що гніздяться в рослинних рештках або у верхніх шарах ґрунту.

§ Корінне поліпшення підзолистих і солонцюватих ґрунтів глибоким обробітком.

§ Боротьба з водною та вітровою ерозією.

§ Підготовка ґрунтів до посіву та догляд за рослинами: вирівнювання та ущільнення поверхні ґрунту або, навпаки, створення гребнистої поверхні, підгортання рослин тощо.

§ Знищення багаторічної рослинності при обробці цілинних та залежних земель, а також пласту сіяних багаторічних трав.

Коріння багатьох дикорослих рослин здатне переносити анаеробні (безкисневі) умови. Більшість культурних рослин - аероби, і дихання у них передує гідроліз (перетворення полімерів на мономери) та безкисневе окислення органічних речовин. Перед посівом культурних рослин виробляють обов'язково оранку на глибину 22-25 см або перекопування. Оранка- прийом обробки ґрунту, що забезпечує обертання та розпушування оброблюваного шару ґрунту, а також підрізання підземної частини рослин, закладення добрив та пожнивних залишків. Цей агротехнічний захід проводять восени або ранньою весноюперед посівом проводять боронування, культивацію (глибоке розпушування) з метою поліпшення газообміну в грунті. Після появи сходів і протягом усього вегетаційного періоду догляд за рослинами полягає в розпушуванні ґрунту (культивація), внесенні добрив (підживлення) та поливі. Розпушуваннязабезпечує доступ до коріння та мікрофлори ґрунту кисню; добрива, особливо органічні, покращують структуру ґрунту та ґрунтове харчування. Поливзаповнює нестачу води у житті рослин. Вода, випаровуючись, запобігає перегріванню рослин, забезпечує пересування рослиною речовин, підтримує тургор. При нестачі води тургор у рослин падає і відбувається в'янення. Тому у зоні недостатнього зволоженняпроводять полив рослин. Після поливу обов'язково необхідно провести розпушування, оскільки вода витісняє кисень із ґрунту. При підвищенні температури повітря на ґрунті утворюється кірка та відбувається сильне випаровування води внаслідок капілярності ґрунту. Щоб зменшити випаровування, необхідно порушити капілярність. Це досягається лише розпушуванням. Розпушування називають сухим поливом.

Коренеплоди та їх використання людиною.Внаслідок тривалого процесу еволюції у зв'язку з виконанням спеціалізованих функцій типовий головний корінь видозмінився на коренеплід. Коренеплід формується з головного кореня завдяки відкладенню у ньому великої кількості запасних поживних речовин. Коренеплід є потовщеним, соковитим, м'ясистим головним коренем. У коренеплоду розрізняють три складові: головку, шийку і власне корінь. Головкою коренеплоду називають верхню частину, яка несе листя та листові бруньки. З морфологічної точки зору, головка коренеплоду – це укорочене стебло, на ньому розвивається велика кількість листя. Під головкою розташована шийка коренеплоду, вона гладка, несе на собі ні листя, ні коріння. Головка і шийка - це підсім'ядольне коліно, що розрослося (тобто воно теж стеблового походження). І лише нижня частина коренеплоду є власне коренем. Коренеплоди утворюються у дворічних рослин (буряк, морква, бруква, ріпа, редька тощо). У перший рік життя накопичуються поживні речовини, навесні 2-го року коренеплоди висаджують у ґрунт, і вони утворюють репродуктивні органи – квіти та плоди. Коренеплоди цукрових буряків є технічною сировиною для цукрової промисловості, оскільки містять 14-20% вуглеводів. Коренеплоди брюкви, ріпи, редьки, моркви, столових буряків є необхідними продуктами харчування і використовуються як лікарські рослини. Коренеплоди кормових буряків використовуються на корм худобі.

Кореневі бульби або кореневі шишки представляють м'ясисті потовщення бічних коренів, а також додаткових коренів. У коренеклубні можуть накопичуватися запасні речовини, переважно вуглеводи, крохмаль, інулін. Коренеклубні утворюються у орхідей, чистяку, жоржини, земляної груші.

ВТЕЧА

Втеча- орган вищих рослин, що складається зі стебла з розташованим на ньому листям і нирками. Головна функція втечі – фотосинтез. У процесі розвитку втеча формується як єдиний орган із нирки насіння, а потім із освітньої тканини конуса наростання. Характерна риса втечі метамерність, тобто. розчленування його осі на подібні ділянки - вузли з листком і ниркою або нирками і міжвузлями, що лежать під ними. Вузли та міжвузля, стебло, листя, нирки. структурні елементивтечі.

Мал. 17.Стебло:

а, б – платана східного (а – подовжений, б – укорочений); в – багаторічна укорочена втеча яблуні (кільчатка); 1 – міжвузля; 2 – річні прирости.

Нирка.Нирка є зародковою втечею, що ще не розвинулася, всі частини якої сильно зближені. Нирка складається із зародкового стеблинки, оточеного зачатками листя, а в пазухах зародкового листя закладено бічні нирки у вигляді горбків. Нирки вкриті лусочками (видозміненим листям), які оберігають їх від низьких зимових температур. Луски нирок часто бувають покриті волосками, шаром кутикули, а іноді і смолистими виділеннями, які щільно склеюють ниркові луски і тим самим захищають нирки від вимерзання та висихання. Нирки забезпечують тривале наростання втечі та її розгалуження. Вершина стеблинки, що знаходиться в нирці, називається конусом наростання. Складається вона з мерімастичної тканини, клітини якої, поділяючись, утворюють ряд шарів однорідних клітин. Розрізняють нирки бічні та верхівкові. Верхівкові бруньки розташовуються на верхівках стебла та його бічних відгалуженнях. Бічні бруньки можуть бути пазушними та підрядними. Пазушні бруньки розташовуються по одній у пазусі аркуша. У деяких рослин виникає не одна, а кілька бруньок. Вони можуть розташовуватися одна над одною або перебувати поруч. Верхівкова та бічні пазушні нирки утворюються з меристеми конуса наростання і розрізняються лише за місцем розташування. У дерев і чагарників пазушні бруньки бувають ростовими (вегетативними) із зачатками листя та стебла та квітковими із зачатками квіток чи суцвіть. Деякі пазушні нирки можуть залишатися у стані спокою невизначено довго. Це "сплячі нирки". Вони починають функціонувати при пошкодженні верхівкової бруньки та інших пошкодженнях стебла.

Придаткові бруньки можуть розташовуватися в будь-якому місці міжвузля стебла. Вони утворюються з камбію в нижніх частинах стебел, з поверхневих шарів паренхіми у верхній частині стебла.

Розвиток втечі.Зростання стебла у висотузабезпечує верхівкова нирка, або нирка зародка насіння. Клітини освітньої тканини конуса наростання постійно діляться. У процесі розподілу утворюються нові зачатки листя та нирок. За розподілом слід зростання клітин, що тягне у себе подовження міжвузлів і загалом стебла. У розвитку втечі розрізняють два періоди: нирковий – закладка елементів майбутньої втечі, та позанирковий – розгортання та зростання закладених у нирці структур майбутньої втечі.

У міру віддалення від конуса наростання здатність клітин до поділу падає і починається їх диференціювання з утворенням тканин. Можливий інший спосіб зростання стебла: вставний чи інтеркалярний. У цьому випадку освітня тканина розділена ділянками клітин, що не діляться. Розташовується вона зазвичай біля основи міжвузлів. Таке зростання характерне для злакових.

Зростання втечі навесні починається зі збільшення розмірів нирок та закладених у них зачатків стебла та листя. Ниркові лусочки розсуваються, опадають, і з'являється молода втеча. На самій верхівці конуса наростання знаходиться верхівкова меристема, яка забезпечує постійне зростання втечі в довжину та формування всіх його частин та тканин. Завершується зростання втечі утворенням квітки, суцвіття чи верхівкової нирки.

Стебло- являє собою осьову частину втечі, має необмежене зростання - росте протягом усього життя рослини. Функції стебла:

1) стебло забезпечує пересування води з мінеральними речовинами від кореня догори та органічних речовин від листя до всіх органів;

2) стебло бере участь у формуванні крони;

3) є місцем відкладення запасних поживних речовин;

4) служить для вегетативного розмноження;

5) виконує захисну функцію.

На стеблі формуються складові втечі. Вузлом називається місце прикріплення листа до стебла. Стебловий вузол зазвичай має деяке потовщення, особливо добре це помітно у злаків (пшениця, бамбук). Ділянки стебла між двома сусідніми вузлами називаються міжвузлями. Довжина міжвузля буває неоднаковою, як у різних рослин, так і на стеблі однієї рослини в залежності від місця розташування. У багатьох трав'янистих рослинстеблові міжвузля є під землею (кульбаба, маргаритка). Такі рослини розвивають велику кількість густо розташованого листя, яке утворює на поверхні грунту прикореневу розетку (кульбаба, подорожник). Кут, який утворений стеблом і листом, що відходить від нього, називається пазухою листа.

Розгалуження стебла (втечі).Дуже деякі рослини мають стебло, що не гілкується. Більшість рослин стебло гілкується, у результаті збільшується поверхню рослини, отже, та її листова маса. Існує 4 типи розгалуження стебел рослин: дихотомічне, моноподіальне, симподіальне та хибнодихотомічне.

Дихотомічне розгалуження- є основною первинною формою розгалуження рослин, від якої виникли інші. Характеризується тим, що на верхівці стебла формуються дві бруньки, які при розростанні утворюють дві однакові гілки у вигляді виделки. Кожна з цих гілок продовжує розгалужуватися таким же способом. Такий тип розгалуження характерний для мохів, плаунів, папоротей.

Мал. 18.Розгалуження:

А – моноподіальне (а – схема, б – гілка сосни); Б - симподіальне (в - схема, г - гілка черемхи); В – хибно-дихотомічне (д – схема, е – гілка бузку);
1-4 – осі першого та наступних порядків.

Монопідіальне розгалуженняхарактеризується необмеженим верхівковим зростанням пагона; властиво рослинам, у яких на верхівці пагона знаходиться одна нирка. Ця нирка служить продовження зростання головного втечі (осі), а бічні гілки першого порядку формуються з допомогою бічних нирок, причому бічні гілки не переростають головний пагін (хвойні - ялина, сосна, ялиця тощо.).

Симподільне розгалуженнявідрізняється раннім припиненням верхівкового зростання, при цьому верхівкова брунька відмирає. Замість неї розвивається бічна нирка, яка відсуває головну вісь дещо убік, а втеча, що сформувалася з цієї нирки, дає продовження основному стеблу. Характерно для деревних - яблуня, груша, персик і т.д., з трав'янистих - картопля, бавовник та ін. Характер розгалуження визначає зовнішній вигляд рослини, її габітус.

При неправдиводихотомічному розгалуженнізростання верхівки на головній осі припиняється, і під нею формуються дві нирки, з яких розвиваються більш менш однакові гілки, а між ними помітна відмерла верхівкова нирка (бузок, каштан). Воно виникає при супротивному розташуванні листя, а отже, і бруньок.

Формування крони.У розгалуженої рослини головне стебло називають віссю першого порядку, пазушні нирки бічних гілок, що розвинулися з нього, - є осі другого порядку, з них утворюються осі третього порядку і т.д. На деревах може бути до 20 таких осей. Розгалужена надземна частина дерева називається кроною.

Формування крони ґрунтується на знанні закономірностей розвитку втечі. Видалення конуса наростання викликає припинення зростання стебла у довжину і посилене зростання бічних бруньок, тобто. розгалуження. Це використовують фахівці при озелененні міст та формуванні крони фруктових дерев. За формою крони бувають кулясті (клен гостролистий), пірамідальні (тополя), колоноподібні (кіпарис) та ін. природних особливостей. Овочеводи використовують ці дані при вирощуванні овочів: на бічних пагонах огірків більше формується жіночих квіток, ніж головних. При вирощуванні квітів (троянди) видалення бічних квіткових пагонів викликає збільшення розмірів головної втечі і квітки, що розвивається на ньому.

Внутрішня будовадеревного стебла у зв'язку з його функціями. Зростання стебла завтовшки. Освіта річних кілець. Для деревного стебла характерною особливістю є здатність невизначено довго рости у товщину, даючи приріст кожен вегетаційний період. Анатомічні особливостіполягають в утворенні на його поверхні перидерми (вторинної покривної тканини), яка змінює епідерміс, та появи чітко виражених річних кілець у деревині. У деревному стеблі зазвичай виділяють кору, камбій, деревину та серцевину.

До складу кори входять усі тканини, розташовані на поверхні від камбію. Зовнішні шари кори представлені перидермою, що складається з пробки, коркового камбію та фелодерми. Іноді на поверхні пробки зберігаються залишки епідермісу. За перидермою розташовані елементи первинної кори, що у результаті диференціації первинної освітньої тканини конуса наростання. До неї відноситься пластинчаста коленхіма, клітини основної тканини, ендодерма, що містить крохмальні зерна. За ендодермою розташовується перициклічна склеренхіма - це склеренхімні волокна. За перициклічною склеренхімою починається флоема чи вторинна кора. У ній виділяють м'який луб та твердий луб. М'який луб представлений ситоподібними трубками з клітинами-супутницями та флоемною паренхімою, а твердий луб – вторинними склеренхімними волокнами. Вони виникають у результаті діяльності та диференціації клітин камбію. Камбій відкладає поперемінно елементи м'якого, то елементи твердого лубу. Волокна твердого лубу є мертвими клітинами з сильно потовщеними здерев'янілими стінками - луб'яними волокнами. У зону флоеми входять первинні серцевинні промені, що розширюються трикутниками від камбію. Вони представлені клітинами основної паренхіми та є місцем відкладення запасних поживних речовин. Продовжуючи у вигляді вузьких смужок по ксилемі, первинні серцеві промені доходять до серцевини стебла. Є й вторинні серцевинні промені, які закінчуються в ксілемі не доходячи до серцевини, вони значно первинніших променів. Вони також виникають із клітин камбію. Частина стебла від камбію до ендодерми називається вторинною корою. Разом із первинною корою вона утворює корову частину стебла.

Камбій складається з прямокутних тонкостінних клітин, що діляться, з живим вмістом. Коли він енергійно функціонує, клітини його не встигають диференціюватися, і камбій разом з клітинами, що утворилися з нього, добре помітний.

Мал. 19.Будова стовбура дводольного деревної рослини:

1 – залишки епідерми; 2 – перидерма; 3 – коленхіму; 4 – паренхіма первинної кори; 5 – склеренхіма перициклічного походження; 6 – флоемна частина первинного серцевинного променя; 7 – луб'яні волокна; 8 – м'який луб; 9 – камбій; 10 – весняна деревина; 11 – осіння деревина; 12 – ксилемна частина первинного серцевого променя; 13 – первинна ксилема; 14 - паренхіма серцевини; А - кора (а - первинна; а - вторинна); Б – деревина; (I-III – річні прирости деревини); В – серцевина.

Основна маса стебла деревної рослини складається з вторинної деревини (що становить 9/10 обсягу стовбура), яка йде від камбію до центру. Деревина (ксилема) включає трахеї (судини), трахеїди, деревну паренхіму та деревні волокна (склеренхіму). Загальна особливість всіх елементів ксилеми – здібнення клітинних стінок. Внаслідок нерівномірної діяльності камбію утворені ним клітини деревини мають різні розміри. Найбільші клітини утворюються навесні, коли діяльність камбію найінтенсивніша. Поступово діяльність камбію сповільнюється, і клітини, що утворюються камбієм, стають більш дрібними і товстостінними. До зими камбій входить у період спокою. Таким чином, за один вегетаційний період утворюється одне річне кільце деревини, в якому добре помітні весняні, літні та осінні клітини. Після періоду зимового спокою діяльність камбію відновлюється та формується. нове річне кільцевеликі весняні клітини якого безпосередньо примикають до дрібних клітин, що утворилися восени попереднього року. Як правило, за рік формується тільки одне кільце деревини. По ширині річних кілець можна дізнатися в яких умовах росло дерево різні рокижиття. Вузькі річні кільця свідчать про нестачу вологи, про затінення дерева, про його погане харчування. По річним кільцям можна визначити й сторони світла. Річні кільця зазвичай ширші з того боку дерева, яка звернена на південь, і вже з тієї, що звернена на північ. За вторинною деревиною до центру йдуть елементи первинної деревини, які складаються з невеликої кількості спіральних та кільчастих судин.

У центрі стебла знаходиться серцевина, що складається з округлих паренхімних клітин. Вони накопичуються різноманітні речовини. Зростання стебла у товщину відбувається за рахунок клітин вторинної освітньої тканини камбію. У бік деревини відкладається приблизно вчетверо більше клітин, ніж корі, тому деревина товщі кори.

Пересування мінеральних та органічних речовинпо стеблі відбувається у двох напрямках. Від кореня до листя і всіх надземних органів по судинах деревини (ксилеми), що проводять, йде висхідний струм. (води та мінеральних солей). Підйому води на висоту стебла (а вона може досягати близько сотні метрів) сприяє дії листя, що присмоктує, кореневе тиск, сила зчеплення молекул води один з одним і зі стінками судин. Завдяки сиючій силі листя в стеблі створюється негативний гідростатичний тиск. Про це свідчать спостереження: при рубанні дерева повітря із шипінням всмоктується у деревину. Завдяки силі зчеплення між молекулами води в провідній системі утворюється безперервний стовп рідини, що підтягується зверху сисною силою листя і підштовхується знизу кореневим тиском (висхідний струм).

Пересування органічних речовинвідбувається по ситоподібних трубках лубу (флоеми) із листя в корінь (низхідний струм). Не просте механічне явище, а фізіологічний процес, що йде з витратою енергії, тобто. пов'язаний із диханням. Влітку органічні речовини надходять у коріння, а й у квіти і плоди, які часто розташовуються вище листя. Отже, органічні речовини пересуваються і вниз, і вгору. Крім пересування поживних речовин по вертикалі, рослин відбувається їх рух у горизонтальному напрямку від серцевини стовбура до периферії. Для цієї мети служать серцеві промені, які складаються з основної тканини і тягнуться від серцевини через деревину до кори. Променями вони названі через форму: починаються вузькими смужками в серцевині, трохи розширюються у деревині і дуже сильно в корі.

Відкладення запасних речовин.Запасні або органічні поживні речовини відкладаються в спеціальних тканинах, що запасають серцевини, серцевинних променях і в клітинах основної тканини первинної кори у вигляді цукру, крохмалю, амінокислот, білків, масел. Вони можуть накопичуватися в розчиненому (коренеплід буряків), твердому (зерна крохмалю, білка в бульбах картоплі, в плодах злаків, бобових) або напіврідкому стані (краплі олії в ендоспермі рицини). Особливо багато речовин відкладається у видозмінених пагонах (кореневищах, бульбах, цибулинах), а також у насінні та плодах. Значення запасних речовин полягає не тільки в тому, що рослина при необхідності харчується цими органічними речовинами, а й у тому, що вони є продуктом харчування людини та тварин, а також використовують як сировину.

Видозмінені пагони:кореневище, бульба, цибулина, їх будова, біологічне та господарське значення.

У зв'язку з виконанням додаткових функцій стебло зазнає різних видозмін, як надземні (усики, колючки), так і підземні - кореневища, бульби, цибулини, які виконують функції накопичення запасних поживних речовин та вегетативного розмноження.

Кореневище- багаторічна підземна втеча з лусочками та нирками. Відрізняється від кореня відсутністю кореневого чохлика, наявністю вузлів та міжвузлів, листя (а після їх відмирання листових рубців), наявністю верхівкової та пазушних бруньок. За формою може бути довгим і тонким (довгокореневищні рослини - пирій) або коротким і товстим (короткокореневищні - щавель, ірис). Щороку з верхівки виростає підземна втеча. При пошкодженні кореневища кожен шматочок із ниркою дає нову рослину, яка розташовується паралельно до ґрунту.

Мал. 20.Метаморфози підземних пагонів.

Основні функції кореня рослиннаступні:

• служить основним органом поглинання мінеральних елементів та з ґрунту;
• первинно синтезує деякі органічні речовини, що містять азот, фосфор та сірку;
• часто є вмістилищем запасних поживних речовин;
• закріплює рослину у ґрунті.

Функції кореня рослин у дослідженнях вчених

• Ще І. В. Мічурін встановив, що коріння дуже істотно впливає на ряд фізіологічних особливостей щеплених рослин. Коріння дикої підщепи, (докладніше:) зазвичай погіршували якість плодів, коріння культурного сорту його покращували.
• Л. С. Литвиновим і Н. Г. Потаповим було показано, що перетворення деяких мінеральних речовин, що (докладніше: ) надійшли з ґрунту, у складні органічні сполуки відбувається в тканинах кореня.
• За даними Н. Г. Потапова, у кукурудзи від 50 до 70% поглиненого азоту надходить у надземну частину у вигляді органічних сполук, з яких до 30% посідає амінокислоти.
• А. Л. Курсанов, застосовуючи З 14 і N 15 (докладніше:) встановив, що вуглекислота, поглинається корінням, входить до складу органічних кислот. Перетворення фосфору та сірки також частково відбувається у корінні.
• І. І. Колосов, працюючи з Р 32 , з'ясував питання про перетворення фосфору на коріння: в надземні органи він надійшов вже у вигляді нуклеопротеїдів і ліпоїдів.
• А. А. Шмук та Г. С. Ільїна показали, що утворення нікотину відбувається в корінні рослини: при щепленні тютюну на корені томату та пасліну в листі не було нікотину.

Всі ці дані вказують на можливість синтезу в коренях найрізноманітніших органічних сполук.

Будова кореня

Морфолого-анатомічний будова коренядобре пристосовано для поглинання води та мінеральних елементів із ґрунту. Однак у поглинанні мінеральних елементів і води бере участь не весь корінь, а тільки його зона, що поглинає, - частина кореня, що несе кореневі волоски.
Схема зростаючої зони кореня. 1 – зона кореневих волосків, 2 – зона розтягування, 3 – зона інтенсивного клітинного поділу, 4 – кореневий чохлик. Кореневі волоски багато разів збільшують всмоктувальну поверхню кореня, і внаслідок цього зростає поверхня зіткнення кореня і ґрунту. Кореневі волоски дуже недовговічні і через 10-20 діб відмирають. Нові кореневі волоски постійно утворюються на зоні кореня, що росте.

Коріння переважної більшості рослин виконують шістьосновних функцій:

Коріння утримують рослину у певному положенні. Ця функція очевидна для наземних рослин, особливо значуща вона для великих дерев із великою масою гілок та листя. У багатьох водних рослинзакріплення на дні дозволяє вигідно розподілити у просторі листя. У плаваючих рослин, наприклад у ряски, коріння не дозволяє рослині перевертатися.

Коріння здійснюють ґрунтове харчування рослини, поглинаючи з ґрунту воду з розчиненими в ній мінеральними речовинами, та проведення речовин до втечі (рис. 1).

У деяких рослин у головному корені здійснюється зберігання запасних поживних речовин, таких як крохмаль та інші вуглеводи.

У коренях відбувається утворення певних речовин, потрібних організмурослини. Так, у коренях здійснюється відновлення нітратів до нітритів, синтез деяких амінокислот та алкалоїдів.

Коріння можуть здійснювати симбіоз з грибами та мікроорганізмами, що мешкають у ґрунті (мікориза, бульби представників сімейства Бобові).

За допомогою коренів може здійснюватись вегетативне розмноження (наприклад, кореневими нащадками). Кореневими нащадками розмножуються такі рослини, як кульбаба, слива, малина, бузок.

Поглинання води та мінеральних речовин коренем

Ця функція виникла рослин у зв'язку з виходом на сушу.

Поглинання води та мінеральних речовин рослиною відбувається незалежно один від одного, оскільки ці процеси ґрунтуються на різних механізмах дії. Вода проходить у клітини кореня пасивно, а мінеральні речовини надходять до клітин кореня в основному в результаті активного транспорту, що йде з витратами енергії.

Мал. 1. Горизонтальний транспорт води:

1 - кореневий волосок; 2 - апопласний шлях; 3 - симпластний шлях; 4 – епіблема (ризодерма); 5 – ендодерма; 6 – перицикл; 7 - судини ксилеми; 8 - первинна кора; 9 – плазмодесми; 10 – пояски Каспарі.

Вода надходить у рослину переважно за законом осмосу. Кореневі волоски мають величезну вакуоль з концентрованим клітинним соком, що має великий осмотичний потенціал, який забезпечує надходження води з ґрунтового розчину в кореневу волосину.

Горизонтальний транспорт речовин

Вода потрапляє в тіло рослини через різодерму,поверхня якої сильно збільшена завдяки наявності кореневих волосків.

У цій зоні в провідному циліндрі кореня формується провідна система кореня - судини ксилеми, необхідна для забезпечення висхідного струму води та мінеральних речовин.

Вода з мінеральними солями поглинається кореневими волосками. Ендодерма перекачує ці речовини в циліндр, що проводить, створюючи кореневе тиск і не дозволяючи воді виходити назад. Вода з солями надходить у судини циліндра, що проводить, і піднімається транспіраційним струмом по стеблі до листя.

ВЕРТИКАЛЬНИЙ ТРАНСПОРТ РЕЧОВИН

Коріння здійснюють проведення води та мінеральних речовин до наземних органів рослини.

Вертикальне переміщення води відбувається по мертвим клітинам ксілеми, які не здатні штовхати воду до листя. Цей рух підтримується транспіраційною функцією листя.

Визначення

Кореневий тиск- Сила, з якої корінь нагнітає воду в стебло.

Корінь активно перекачує мінеральні та органічні речовини в судини ксилеми; в результаті виникає підвищений осмотичний тиск у судинах кореня щодо тиску ґрунтового розчину. Розмір кореневого тиску може досягати 3 атм. Доказом наявності кореневого тиску є, наприклад, гуттація(Виділення крапельок води листям).

ОСМОС І ТУРГІР

Надходження води з ґрунту в корінь і просування її стеблом обумовлено різницею осмотичного тиску.

Тиск розчину клітинного соку, що виявляється на цитоплазму та стінки клітини, називається осмотичний.

Оскільки концентрація органічних та мінеральних речовин усередині кореневої волоски вища, ніж у ґрунті, довкілляпо відношенню до клітинного соку кореневих волосків є гіпотонічний розчин. Всмоктуючи воду, клітина волоска розбавляє концентрацію клітинного соку. Поступово клітинний сік волосків стає гіпотонічним по відношенню до глибше розташованих клітин кори. І вода, надходячи в них із кореневих волосків, також знижує концентрацію речовин у соку. Тепер, у наступних групах клітин, концентрація соку буде вищою, ніж у попередніх. У міру всмоктування води концентрація соку від клітин кори до судин ксилеми підвищуватиметься. Однак у зв'язку з тим, що вода йде з кореневого волоска, концентрація органічних речовин у ньому знову збільшується, що забезпечує подальше поглинання води із ґрунту. Зовнішня мембрана клітин шкірки кореня і кореневого волоска є напівпроникною перетинкою, проникною для ґрунтового розчину і майже не проникною для розчинених у клітинному соку речовин.

Одностороннє проходження розчинів через напівпроникні мембрани, що відокремлюють розчини різних концентрацій, називається осмосом.

Осмотичному тиску протиставляється тиск клітинної стінки, що розтягнулася - тургорне.Інтенсивність поглинання води зовнішніми клітинами кореня залежить від сили, з якої вода проникає всередину вакуолі клітини.

Визначення

Смоктна сила- це різниця між осмотичним та тургорним тисками.

Всмоктувальна сила всіх кореневих волосків кореня створює кореневе тиск, завдяки якому вода надходить у судини і піднімається вгору. Сила, з якою вода надходить із кореня в стебло, називається кореневим тиском.

Таким чином, просуванню води та розчинених у ній солей сприяє сисна сила кореневих волосків, кореневий тиск, сила зчеплення між молекулами води та стінками судин, а також сисна сила листя, яке постійно випаровує воду, притягує її з коренів.

Розгорнути

У живих клітинах кореня відбувається перший відбір речовин, що допускаються всередину рослини. Участь живих клітин у прийнятті речовин обумовлює вибіркову здатність рослини, завдяки якій різні речовини поглинаються у різних кількостях. Так як надходження сильно залежить від споживання, рослина приймає на різних стадіях розвитку то одні солі, то інші. Чим сильніше розвинена коренева система, тим активніше йде поглинання води та солей.

Часто виникають ситуації, коли коріння рослин виконує деякі додаткові функції або одна з основних функцій потребує більшого розвитку. У разі утворюються видозміни коренів (див. Видозміни органів рослини).