Морфологическое строение корня. Типы корней и корневых систем. Функции корня. Примеры растений с различными типами корневых систем

Корень – осевой орган, обладающий радиальной симметрией и нарастающий в длину до тех пор, пока сохраняется апикальная меристема. От стебля корень морфологически отличается тем, что на нем никогда не возникают листья, а апикальная меристема, как наперстком, прикрыта корневым чехликом. Ветвление и заложение придаточных почек у корнеотпрысковых растений происходит эндогенно (внутриродно) в результате деятельности перицикла ( первичной латеральной меристемы).

Функции корня. Корень поглощает из почвы воду с растворенными в ней минеральными веществами; выполняет якорную роль, закрепляя растение в почве; служит вместилищем питательных веществ; принимает участие в первичном синтезе некоторых органических веществ; у корнеотпрысковых растений выполняет функцию вегетативного размножения.

По происхождению корни делятся на главный, придаточные и боковые. Корень, развивающийся из зародышевого корешка семени, называется главным; корни, возникающие на других органах растений (стебле, листе, цветке), называются придаточными. Роль придаточных корней в жизни травянистых покрытосемянных огромна, так как у взрослых растений (как однодольных, так и многих двудольных) корневая система в основном состоит из придаточных корней. Наличие придаточных корней на базальной части побегов дает возможность легко размножать растения искусственно – делением их на отдельные побеги или группы побегов с придаточными корнями.

В молодых стеблях зачатки придаточных корней формируются эндогенно – из клеток межпучковой паренхимы, в старых – из паренхимы вблизи камбия сердцевидных лучей, т.е. камбия паренхимного происхождения. Придаточные корни стеблей однодольных возникают в паренхиме, окружающей пучки. У ряда представителей семейства Капустные придаточные корни возникают экзогенно.

Боковые корни образуются на главном и придаточном корнях. В результате их дальнейшего ветвления появляются боковые корни более высоких порядков. Чаще всего ветвление происходит доя четвертого-пятого порядков.

Главный корень обладает положительным геотропизмом; под влиянием земного притяжения он углубляется в почву вертикально вниз; для крупных боковых корней характерен поперечный геотропизм, т.е. под действием той же силы они растут почти горизонтально ил под углом к поверхности почвы; тонкие (всасывающие) корни геотропичностью не обладают и растут во всех направлениях. Рост корней в длину идет периодически – обычно весной и осенью, в толщину – начинается весной и заканчивается осенью.

По отношению к субстрату, или среде обитания, в которой развиваются корни, они бывают следующих типов: земляные (у 70% современных семенных растений, в том числе у водных, если их корни располагаются в илистом грунте) – развиваются в почве; водные или плавающие – находящиеся в воде; воздушные (эпифиты) – находятся в воздушной среде; чужеядные или корни-присоски – находятся в тканях растения-хозяина.

По форме корни также весьма разнообразны. Форму отдельного корня называют цилиндрической, если на протяжении почти всей длины он имеет одинаковый диаметр. При этом он может быть толстым (пион, мак); шнуровидным или струновидным (лук, тюльпан) и нитевидным (пшеницы). Кроме того выделяют узловатые корни – с неровными утолщениями в виде узлов (таволга) и четковидные – с равномерно чередующимися утолщениями и тонкими участками (заячья капуста). Запасающие корни могут быть коническими, реповидными, шаровидными, веретеновидными и др.

Корневая система. Совокупность всех корней одного растения называется корневой системой.

Классификация корневых систем по происхождению:

система главного корня развивается из зародышевого корешка и представлена главным корнем (первого порядка) с боковыми корнями второго и последующих порядков. Только система главного корня развивается у многих деревьев и кустарников и у однолетних и некоторых многолетних травянистых двудольных;

система придаточных корней развивается на стеблях, листьях, иногда на цветах. Адвентивное происхождение корней рассматривается как более примитивное, так как оно свойственно высшим споровым, у которых имеется только система придаточных корней. Система придаточных корней у покрытосеменных формируется, по-видимому, у орхидных, из семени которых развивается протокорм (зародышевый клубень), а на нем впоследствии – придаточные корни;

смешанная корневая система широко распространена как среди двудольных, так и однодольных. У растения, выросшего из семени, сначала развивается система главного корня, но рост ее продолжается недолго – часто прекращается уже к осени первого периода вегетации.

Классификация корневых систем по форме. Система главного корня называется стержневой, если главный корень заметно превышает по длине и толщине боковые; при сходной величине главного и боковых корней корневая система мочковатая. Обычно она представлена тонкими корнями, хотя у некоторых видов они бывают относительно толстыми. Смешанная корневая система также может быть стержневой, если главный корень значительно крупнее остальных, мочковатой, если все корни по величине относительно одинаковы. В пределах одной корневой системы корни нередко выполняют разные функции. Бывают корни скелетные (опорные, прочные, с развитыми механическими тканями), ростовые (быстро растущие, но мало ветвящиеся), сосущие (тонкие, недолговечные, интенсивно ветвящиеся).

Корневые системы: а – стержневая у клевера, б – мочковатая у злаков

Зоны молодого корня – это разные части корня по длине, выполняющие неодинаковые функции и характеризующиеся определенными морфологическими особенностями.

Апикальная меристема корня защищена, словно живым наперстком, корневым чехликом (калиптрой). Он отсутствует лишь у некоторых видных растений и паразитов. Чехлик состоит из живых клеток и постоянно обновляется. Клетки его продуцируют слизь, покрывающую поверхность молодого корня, благодаря чему снижается его трение о почву. Под чехликом находится зона деления, представленная апикальной меристемой, в результате работы которой формируются все прочие зоны корня. Ее протяженность менее 1 мм. Выше располагается зона растяжения, или роста. В ней клетки почти не делятся, а сильно растягиваются вдоль оси корня, проталкивая его кончик в глубь почвы. Протяженность зоны растяжения несколько миллиметров. В пределах этой зоны начинается дифференциация первичных проводящих тканей.

Общий вид (а) и продольный срез (б) корневого окончания (схема): I – корневой чехлик; II – зона роста ил растяжения; III – зона корневых волосков ил зона всасывания; IV – начало зоны проведения; 1 – эпиблема; 2 – перицикл; 3 – эндодерма; 4 – первичная кора; 5 – экзодерма; 6 – осевой цилиндр; 7 – корневые волоски на эпиблеме; 8 – заложившийся боковой корень.

Зона корня, несущая корневые волоски, называется зоной всасывания. Название отражает ее функцию. В более старой части корневые волоски постоянно отмирают, а в молодой – постоянно образуются вновь. Эта зона имеет протяженность от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров.

Выше зоны всасывания, там, где исчезают корневые волоски, начинается зона проведения, которая простирается вдоль всей остальной части корня. По ней вода и растворы солей, поглощенные корнем, транспортируются в вышележащие органы растения. Строение этой зоны на разных участках не одинаково.