Зоны корня: роста, растяжения, всасывания, проводящая. внутренне строение корня растения

Применение знаний о центральном цилиндре в сельском хозяйстве

Улучшение качества почвы

Использование знаний о центральном цилиндре позволяет эффективно улучшать качество почвы на сельскохозяйственных угодьях. При выращивании многолетних культур, знание особенностей строения корневой системы помогает оптимизировать схему посадки и улучшить качество почвы

При земледелии важно учитывать местонахождение корневого цилиндра, чтобы эффективно использовать различные методы обработки почвы и подкормки растений

Увеличение урожайности растений

Знание о центральном цилиндре также позволяет увеличить урожайность растений на полях и огородах. Зная особенности строения корня, можно выбирать наилучшие сорта растений, которые окупятся лучше на определенных почвах. Также, эффективное применение методов обработки почвы позволяет снизить количество засорения на полях и уберечь растения от возможных заболеваний.

Экономия ресурсов и энергии

Правильное использование знаний об особенностях центрального цилиндра помогает экономить не только ресурсы, но и энергию. Правильно выстроенный механизм обработки почвы сокращает использование удобрений, что в свою очередь снижает затраты на выращивание растений

Кроме того, грамотное использование знаний о корневой системе позволяет оптимизировать использование воды, что особенно важно в засушливых районах

Вывод

Знание о центральном цилиндре корня — важное понимание, которое может помочь увеличить качество урожая на полях и огородах. Те, кто работают в сельском хозяйстве, могут использовать полученные знания для улучшения качества почвы, повышения урожайности и снижения затрат на выращивание растений

Что такое центральный цилиндр корня?

Строение центрального цилиндра корня

Центральный цилиндр корня представляет собой основную часть корня, которая находится между корневым колпачком и первыми корневыми ветвями. Внутри центрального цилиндра находится медулла, окруженная ксилемой (древесиной) и флоэмой (либые).

Ксилема состоит из клеток, которые переносят воду и необходимые элементы питания на верхнюю часть растения. Флоэма же служит для транспортировки сахаров и других веществ вниз по растению.

Функции центрального цилиндра

Центральный цилиндр важен для роста и развития растения. Он служит для удержания растения в почве и поглощения питательных веществ и воды. Медулла же является основным источником энергии для растения.

Ксилема и флоэма важны для транспортировки воды, питательных веществ и сахаров в растение. Благодаря этим тканям, они обеспечивают необходимую жизнедеятельность растения.

Таким образом, центральный цилиндр корня — это ключевой элемент растения, который поддерживает его рост и развитие, обеспечивает питание и место жительства, а также способствует всей жизнедеятельности растения.

Внешнее строение корня. Внутреннее строение корня

Корневой чехлик

Корень растёт в длину своей верхушкой, где находятся молодые клетки образовательной ткани. Растущая часть покрыта корневым чехликом, защищающим кончик корня от повреждений, и облегчает продвижение корня в почве во время роста. Последняя функция осуществляется благодаря свойству внешних стенок корневого чехлика покрываться слизью, что уменьшает трение между корнем и частичками почвы. Могут даже раздвигать частички почвы. Клетки корневого чехлика живые, часто содержат зёрна крахмала. Клетки чехлика постоянно обновляются за счёт деления. Участвует в положительных геотропических реакциях (направление роста корня к центру Земли).

Клетки зоны деления активно делятся, протяженность этой зоны у разных видов и у разных корней одного и того же растения неодинакова.

За зоной деления расположена зона растяжения (зона роста). Протяжённость этой зоны не превышает нескольких миллиметров.

По мере завершения линейного роста наступает третий этап формирования корня — его дифференциация, образуется зона дифференциации и специализации клеток (или зона корневых волосков и всасывания). В этой зоне уже различают наружный слой эпиблемы (ризодермы) с корневыми волосками, слой первичной коры и центральный цилиндр.

Строение корневого волоска

Корневые волоски — это сильно удлинённые выросты наружных клеток, покрывающих корень. Количество корневых волосков очень велико (на 1 мм2 от 200 до 300 волосков). Их длина достигает 10 мм. Формируются волоски очень быстро (у молодых сеянцев яблони за 30-40 часов). Корневые волоски недолговечны. Они отмирают через 10-20 дней, а на молодой части корня отрастают новые. Это обеспечивает освоение корнем новых почвенных горизонтов. Корень непрерывно растёт, образуя всё новые и новые участки корневых волосков. Волоски могут не только поглощать готовые растворы веществ, но и способствовать растворению некоторых веществ почвы, а затем всасывать их. Участок корня, где корневые волоски отмерли, некоторое время способен всасывать воду, но затем покрывается пробкой и теряет эту способность.

Оболочка волоска очень тонкая, что облегчает поглощение питательных веществ. Почти всю клетку волоска занимает вакуоль, окружённая тонким слоем цитоплазмы. Ядро находится в верхней части клетки. Вокруг клетки образуется слизистый чехол, который содействует склеиванию корневых волосков с частицами почвы, что улучшает их контакт и повышает гидрофильность системы. Поглощению способствует выделение корневыми волосками кислот (угольной, яблочной, лимонной), которые растворяют минеральные соли.

Корневые волоски играют и механическую роль — они служат опорой верхушке корня, которая проходит между частичками почвы.

Под микроскопом на поперечном срезе корня в зоне всасывания видно его строение на клеточном и тканевом уровнях. На поверхности корня — ризодерма, под ней — кора. Наружный слой коры — экзодерма, вовнутрь от неё — основная паренхима. Её тонкостенные живые клетки выполняют запасающую функцию, проводят растворы питательных веществ в радиальном направлении — от всасывающей ткани к сосудам древесины. В них же происходит синтез ряда жизненно важных для растения органических веществ. Внутренний слой коры — эндодерма. Растворы питательных веществ, поступающие из коры в центральный цилиндр через клетки эндодермы, проходят только через протопласт клеток.

Кора окружает центральный цилиндр корня. Она граничит со слоем клеток, долго сохраняющих способность к делению. Это перицикл. Клетки перицикла дают начало боковым корням, придаточным почкам и вторичным образовательным тканям. Вовнутрь от перицикла, в центре корня, находятся проводящие ткани: луб и древесина. Вместе они образуют радиальный проводящий пучок.

Проводящая система корня проводит воду и минеральные вещества из корня в стебель (восходящий ток) и органические вещества из стебля в корень (нисходящий ток). Состоит она из сосудисто-волокнистых пучков. Основными слагаемыми частями пучка являются участки флоэмы (по ним вещества передвигаются к корню) и ксилемы (по которым вещества передвигаются от корня). Основные проводящие элементы флоэмы — ситовидные трубки, ксилемы — трахеи (сосуды) и трахеиды.

Корневые зоны и их функции

Клетки каждой зоны отличаются морфологией и функциями. В таблице “Зоны корня и их функции” описаны основные процессы, происходящие в разных частях корня.

Зона	Клетки	Функция
Чехлик	Уплотнённые, быстро отмирают, выделяют слизь	Защита молодых клеток от повреждений почвы
Зона деления	Мелкие, быстро делящиеся	Происходит непрерывное увеличение корня в длину за счёт деления клеток
Зона растяжения	Имеют цилиндрическую, вытянутую форму, мелкие вакуоли сливаются в одну большую	Клетки растягиваются и способствуют продвижению корня вглубь почвы
Зона всасывания	Имеют тонкую мембрану и всасывающие волоски	Из почвы с помощью волосков с водой всасываются минеральные вещества
Зона проведения и боковых корней	Мёртвые и живые клетки	Вверх по стеблям к листьям проводятся питательные вещества, полученные из почвы, а вниз – органические вещества для питания клеток корня.

Корень растения обладает положительным геотропизмом, то есть постоянно растёт вниз, к центру Земли.

Почва как среда обитания корней

Почва для растений является средой, из которой оно получает воду и элементы питания. Количество минеральных веществ в почве зависит от специфических особенностей материнской горной породы, деятельности организмов, от жизнедеятельности самих растений, от типа почвы.

Почвенные частицы конкурируют с корнями за влагу, удерживая её своей поверхностью. Это так называемая связанная вода, которая подразделяется на гигроскопическую и плёночную. Удерживается она силами молекулярного притяжения. Доступная растению влага представлена капиллярной водой, которая сосредоточена в мелких порах почвы.

Между влагой и воздушной фазой почвы складываются антагонистические отношения. Чем больше в почве крупных пор, тем лучше газовый режим этих почв, тем меньше влаги удерживает почва. Наиболее благоприятный водно-воздушный режим поддерживается в структурных почвах, где вода и воздух находятся одновременно и не мешают друг другу – вода заполняет капилляры внутри структурных агрегатов, а воздух – крупные поры между ними.

Характер взаимодействия растения и почвы в значительной степени связан с поглотительной способностью почвы – способностью удерживать или связывать химические соединения.

Микрофлора почвы разлагает органические вещества до более простых соединений, участвует в формировании структуры почвы. Характер этих процессов зависит от типа почвы, химического состава растительных остатков, физиологических свойств микроорганизмов и других факторов. В формировании структуры почвы принимают участие почвенные животные: кольчатые черви, личинки насекомых и др.

В результате совокупности биологических и химических процессов в почве образуется сложный комплекс органических веществ, который объединяют термином «гумус».

Типы корневых систем

Различают два основных типа корневых систем: стержневая, имеющая хорошо развитый главный корень, и мочковатая. Мочковатая корневая система состоит из большого числа придаточных корней, одинаковых по величине. Вся масса корней состоит из боковых или придаточных корешков и имеет вид мочки.

Сильно разветвлённая корневая система образует огромную поглощающую поверхность. Например,

• общая длина корней озимой ржи достигает 600 км;
• длина корневых волосков — 10 000 км;
• общая поверхность корней — 200 м2.

Это во много раз превышает площадь надземной массы.

Если у растения хорошо выражен главный корень и развиваются придаточные корни, то формируется корневая система смешанного типа (капуста, помидор).

Метод водных культур

В каких солях нуждается растение, и какое влияние оказывают они на рост и развитие его, было установлено на опыте с водными культурами. Метод водных культур — это выращивание растений не в почве, а в водном растворе минеральных солей. В зависимости от поставленной цели в опыте можно исключить отдельную соль из раствора, уменьшить или увеличить ее содержание. Было выяснено, что удобрения, содержащие азот, способствуют росту растений, содержащие фосфор — скорейшему созреванию плодов, а содержащие калий — быстрейшему оттоку органических веществ от листьев к корням. В связи с этим содержащие азот удобрения рекомендуется вносить перед посевом или в первой половине лета, содержащие фосфор и калий — во второй половине лета.

С помощью метода водных культур удалось установить не только потребность растения в макроэлементах, но и выяснить роль различных микроэлементов.

В настоящее время известны случаи, когда выращивают растения методами гидропоники и аэропоники.

Гидропоника — выращивание растений в сосудах, заполненных гравием. Питательный раствор, содержащий необходимые элементы, подаётся в сосуды снизу.

Аэропоника — это воздушная культура растений. При этом способе корневая система находится в воздухе и автоматически (несколько раз в течение часа) опрыскивается слабым раствором питательных солей.

Свойства тканей

Во внутреннем строении корня можно выделить три участка:

• ризодерма(эпиблема) – внешняя кожица;
• первичная кора – включает экзодерму, мезодерму, эндодерму;
• центральный, осевой цилиндр или стела – состоит из клеток образовательной, проводящей и основной ткани.

Рис. 2. Внутреннее строение корня.

Рассмотрим подробнее особенности каждой части корня.

ТОП-4 статьи

которые читают вместе с этой

Ризодерма. Каждый корневой волосок в зоне всасывания длиной 8–10 мм – это часть клетки ризодермы. Тонкие волоски плотно расположены друг к другу. На один квадратный миллиметр приходится до 300 волосков. Большую часть клетки занимает вакуоль, которую окружает тонкий слой цитоплазмы. Благодаря создающемуся давлению через мембрану в клетку попадает вода и минеральные соли. Волоски отмирают через 10–12 дней. За это время в нижней части зоны вырастают новые отростки. Такая смена клеток позволяет волоскам оставаться на одинаковом расстоянии от кончика и постоянно по мере увеличения корня углубляться в почву.

Рис. 3. Строение корневого волоска.

• Первичная кора. Экзодерма содержит более крупные клетки, по сравнению с внутренними слоями. Когда ризодерма отмирает, её место занимает экзодерма. В мезодерме происходит накопление питательных веществ. Эндодерма образована одним клеточным слоем, опоясывающим осевой цилиндр.
• Стела (осевой цилиндр) включает ткани двух типов – ксилему или древесину и флоэму или луб. В состав более плотной ксилемы входят сосуды, доставляющие из зоны всасывания воду и минеральные вещества в стебли и листья. По тонкому лубу, содержащему ситовидные трубки, приходят органические вещества к каждой клетке корня.

Из-за постоянно растущего кончика клетки постепенно замещают друг друга в разных зонах. Верхние поделившиеся клетки по мере продвижения корня в почву растягиваются и становятся клетками зоны растяжения. Эти клетки, образуя со временем корневые волоски, становятся частью зоны всасывания.

Что мы узнали?

Каждый участок корня выполняет определённую функцию за счёт особых клеток, образующих ткани. Корень растет верхушкой к центру Земли, всасывает из почвы воду и минеральные соли, обеспечивая ими надземные органы растений.

1. /10

   Вопрос 1 из 10

   Как распределены зоны корня от кончика к стеблю?

   • Чехлик, деления, роста, всасывания, проведения
   • Чехлик, роста, деления, всасывания, проведения
   • Деления, чехлик, роста, проведения, всасывания
   • Роста, чехлик, деления, проведения, всасывания

Процессы жизнедеятельности корня

Транспорт воды в корне

Всасывание воды корневыми волосками из почвенного питательного раствора и проведение её в радиальном направлении по клеткам первичной коры через пропускные клетки в эндодерме к ксилеме радиального проводящего пучка. Интенсивность поглощения воды корневыми волосками называется сосущей силой (S), она равна разнице между осмотическим (P) и тургорным (T) давлением: S=P-T.

Когда осмотическое давление равно тургорному (P=T), то S=0, вода перестаёт поступать в клетку корневого волоска. Если концентрация веществ почвенного питательного раствора будет выше, чем внутри клетки, то вода будет выходить из клеток и наступит плазмолиз – растения завянут. Такое явление наблюдается в условиях сухости почвы, а также при неумеренном внесении минеральных удобрений. Внутри клеток корня сосущая сила корня возрастает от ризодермы по направлению к центральному цилиндру, поэтому вода движется по градиенту концентрации (т. е. из места с большей её концентрацией в место с меньшей концентрацией) и создаёт корневое давление, которое поднимает столбик воды по сосудам ксилемы, образуя восходящий ток. Это можно обнаружить на весенних безлистных стволах, когда собирают «сок», или на срезанных пнях. Истекание воды из древесины, свежих пней, листьев, называется «плачем» растений. Когда распускаются листья, то они тоже создают сосущую силу и притягивают воду к себе – образуется непрерывный столбик воды в каждом сосуде – капиллярное натяжение. Корневое давление является нижним двигателем водного тока, а сосущая сила листьев – верхним. Подтвердить это можно с помощью несложных опытов.

Минеральное питание

Физиологическая роль минеральных веществ очень велика. Они являются основой для синтеза органических соединений, а также факторами, которые изменяют физическое состояние коллоидов, т.е. непосредственно влияют на обмен веществ и строение протопласта; выполняют функцию катализаторов биохимических реакций; воздействуют на тургор клетки и проницаемость протоплазмы; являются центрами электрических и радиоактивных явлений в растительных организмах.

Установлено, что нормальное развитие растений возможно только при наличии в питательном растворе трёх неметаллов – азота, фосфора и серы и – и четырёх металлов – калия, магния, кальция и железа. Каждый из этих элементов имеет индивидуальное значение и не может быть заменён другим. Это макроэлементы, их концентрация в растении составляет 10-2–10%. Для нормального развития растений нужны микроэлементы, концентрация которых в клетке составляет 10-5–10-3%. Это бор, кобальт, медь, цинк, марганец, молибден др. Все эти элементы есть в почве, но иногда в недостаточном количестве. Поэтому в почву вносят минеральные и органические удобрения.

Растение нормально растёт и развивается в том случае, если в окружающей корни среде будут содержаться все необходимые питательные вещества. Такой средой для большинства растений является почва.

Дыхание корней

Для нормального роста и развития растения необходимо, чтобы к корню поступал свежий воздух.
Гибель растения наступает из-за недостатка воздуха, необходимого для дыхания корня.

Метод водных культур

В каких солях нуждается растение, и какое влияние оказывают они на рост и развитие его, было установлено на опыте с водными культурами. Метод водных культур – это выращивание растений не в почве, а в водном растворе минеральных солей. В зависимости от поставленной цели в опыте можно исключить отдельную соль из раствора, уменьшить или увеличить ее содержание. Было выяснено, что удобрения, содержащие азот, способствуют росту растений, содержащие фосфор – скорейшему созреванию плодов, а содержащие калий – быстрейшему оттоку органических веществ от листьев к корням. В связи с этим содержащие азот удобрения рекомендуется вносить перед посевом или в первой половине лета, содержащие фосфор и калий – во второй половине лета.

С помощью метода водных культур удалось установить не только потребность растения в макроэлементах, но и выяснить роль различных микроэлементов.

В настоящее время известны случаи, когда выращивают растения методами гидропоники и аэропоники.

Гидропоника – выращивание растений в сосудах, заполненных гравием. Питательный раствор, содержащий необходимые элементы, подаётся в сосуды снизу.

Аэропоника – это воздушная культура растений. При этом способе корневая система находится в воздухе и автоматически (несколько раз в течение часа) опрыскивается слабым раствором питательных солей.

Функции ткани пробки

Изоляция

Пробка является основной тканью, которая защищает растение от вредителей, механических повреждений и неблагоприятных условий окружающей среды. Пробочные клетки содержат воск, который позволяет ткани быть гидрофобной и создавать устойчивый защитный барьер.

Дыхание

Пробочные клетки являются живыми и имеют возможность выполнять ряд функций, в том числе дыхание растения. Пробка содержит специальные канальцы, через которые происходит газообмен между воздухом и тканью.

Хранение веществ

Пробочные клетки могут служить хранилищем для различных веществ, в том числе для защитных экстрактов и эфирных масел. Также, пробка может запасать запасные питательные вещества на период стрессовых ситуаций.

Регулирование температуры

Пробка является прекрасным изолятором, который способен защитить растение от сильных перепадов температур. Пробочные клетки препятствуют выходу тепла из внутренней среды растения, что помогает сохранять оптимальный тепловой режим.

Как расположены зоны

Главный корень развивается из зародыша и растёт исключительно вглубь почвы. Корень разделяется на пять зон. Ниже описаны зоны корня по порядку от кончика (верхушки) к стеблю.

• Корневой чехлик. Это более плотное и тёмное образование на самом конце корня. Чехлик можно увидеть без лупы. Он не меняется в размерах и всегда, на протяжении всей жизни защищает зону деления корня.

• Зона деления.

  Находится сразу за чехликом и составляет всего 1 мм в длину. Здесь расположены клетки образовательной ткани, которые постоянно делятся и образуют клетки всего корня.

• Зона роста или растяжения. Это гладкий отрезок корня, длина которого составляет 6–9 мм. Здесь клетки, образуемые в зоне деления, растут.
• Зона всасывания. Самая важная часть корня. Длина составляет несколько сантиметров. Клетки покровной ткани (ризодермы) образуют волоски до 1 см длиной. За счет корневых волосков во много раз увеличивается площадь всасывания из почвы воды и минеральных веществ.
• Зона проведения или зона боковых корней. Вся остальная часть корня от зоны всасывания до стебля. Имеет плотный покров (пробку) и широкий диаметр. В этом месте корень разветвляется в стороны.

Рис. 1. Схема корневых зон.

Место, где корень переходит в стебель, называется корневой шейкой. Обычно это часть тёмная и напоминает по плотности кору.

Первичное строение корня.

Первичное строение корня является результатом дифференциации меристемы апекса. В первичной структуре корня в области его кончика, можно выделить 3 слоя: наружный — эпиблему, средний — первичную кору и центральный осевой цилиндр — стелу. См. рисунок ниже.

В сформированной ризодерме образуется множество тончайших выростов — корневых волосков (см. рисунки ниже).

Эндодерма, мезодерма и экзодерма

Корневые волоски недолговечны. Воду и и растворённые в воде вещества они могут активно поглощать лишь только в растущем состоянии. Благодаря образованию волосков увеличивается более чем в 10 раз общая поверхность зоны всасывания. Как правило, длина волосков составляет не более 1 мм. Они покрыты очень тонкой оболочкой, состоящей из целлюлозы и пектиновых веществ.

В клетки корневых волосков вода проникает пассивно, а именно, благодаря разности в осмотическом давлении почвенного раствора и клеточного сока. А вот минеральные вещества поступают в корневые волоски в результате активного всасывания. Это процесс протекает с затратами энергии, чтобы преодолеть градиент концентрации. После попадания в цитоплазму, минеральные вещества передаются от корневого волоска до ксилемы от клетки к клетке. Благодаря корневому давлению, которое создается силой всасывания всех корневых волосков, а также испарению воды с поверхности листьев растения (транспирацией) обеспечивается движение почвенного раствора вверх по сосудам корня и стебля.

Все эти энергоемкие процессы растение может обеспечивать за счет дыхания!

В результате диффузии кислорода из почвы в ткани происходит дыхание. Для дыхания растениям необходимы органические вещества. Эти органические вещества поступают в корень из листьев. Энергия, образуемая в процессе дыхания, запасается в молекулах АТФ. Эта энергия будет расходоваться на деление клеток, рост, процессы синтеза, транспорт веществ и т.п. Именно по этой причине необходимо, чтобы в почву проникал воздух, а для этого почву надо рыхлить. Кроме того, благодаря рыхлению почвы в ней сохраняется влага, поэтому рыхление часто называют еще «сухим поливом».

Первичная кора, которая, как было сказано выше, образуется из периблемы, состоит из живых тонкостенных паренхимных клеток. В первичной коре можно выделить 3 четко различающихся друг от друга слоя: эндодерму, мезодерму и экзодерму.

Эндодерма — это внутренний слой первичной коры, который прилегает непосредственно к центральному цилиндру или стеле. Эндодерма состоит из одного ряда клеток, у которых есть утолщения на радиальных стенках (также они называются пояски Каспари), чередуемых с тонкостенными пропускными клетками. Эндодерма контролирует прохождение веществ из коры в центральный цилиндр и обратно, так называемые горизонтальные токи.

Следующим слоем, идущим после эндодермы является мезодерма или средний слой первичной коры. В состав мезодермы входят клетки с системой межклетников, расположенные рыхло. По этим клеткам идет интенсивный газообмен. В мезодерме происходит синтез пластических веществ и дальнейшее их передвижение в другие ткани, накапление запасных веществ, а также располагается микориза.

Последний, наружный слой первичной коры называют экзодермой. Экзодерма располагается непосредственно под ризодермой, а по мере того, как отмирают корневые волоски, оказывается на поверхности корня. В данном случае экзодерма может выполнять функции покровной ткани: у нее происходит утолщение и опробковение клеточных оболочек, отмирание содержимого клеток. Среди этих опробковевших клеток остаются неопробковевшие пропускные клетки. Через эти пропускные клетки происходит прохождение веществ.

Наружный слой стелы, который примыкает к эндодерме, называют перициклом. Его клетки в течение длительного времени сохраняют способность к делению. В этом слое происходит зарожение боковых корешков, поэтому перицикл еще называют корнеродным слоем. Характерной чертой корней является чередование в стеле участков ксилемы и флоэмы. Ксилема образует звезду. У различных групп растений число лучей этой звезды может быть разным. Между лучами этой зведы располагается флоэма. В самом центре корня могут располагаться элементы первичной ксилемы, склеренхима или тонкостенная паренхима. Характерной особенностью корня, которая отличает его по анатомической структуре от стебля, является чередование первичной ксилемы и первичной флоэмы по периферии стелы.

Такое первичное строение корня характерно для молодых корней у всех групп высших растений. У папоротников, хвощей, плаунов и представителей класса однодольных цветковых растений первичная структура корня сохранятся в течение всей его жизни.

Роль центрального цилиндра в росте и развитии растений

Структура центрального цилиндра

Центральный цилиндр состоит из пробковой и паренхимной тканей. Пробковая ткань располагается наружу и защищает растение от вредителей и перепадов температур. Паренхимная ткань находится внутри и играет важную роль в транспорте воды и питательных веществ по всему растению.

Роль центрального цилиндра в росте и развитии растений

Центральный цилиндр является ключевым элементом в растительном росте и развитии. Он является путем передачи воды и питательных веществ, необходимых для обеспечения метаболизма всех клеток растения. Паренхимная ткань центрального цилиндра также механически поддерживает растение, позволяя ему протягиваться вверх при росте.

Взаимодействие центрального цилиндра и корневой системы

Корневая система, состоящая из корней и корневых волосков, ответственна за захват воды и питательных веществ из почвы. Центральный цилиндр распределяет эти вещества по всему растению, поддерживая жизнедеятельность каждой клетки. Пробковая ткань центрального цилиндра также защищает корни от вредителей и передачи широких колебаний температуры.

Вывод

Центральный цилиндр корня — это критически важный элемент в росте и развитии растений. Он играет роль в транспорте воды и питательных веществ, механической поддержке растения и защите корней от вредителей. Поэтому обеспечение здорового центрального цилиндра помогает растениям расти и процветать.

Видоизменения корней

У некоторых растений в корнях откладываются запасные питательные вещества. В них накапливаются углеводы, минеральные соли, витамины и другие вещества. Такие корни сильно разрастаются в толщину и приобретают необычный внешний вид. В формировании корнеплодов участвуют и корень, и стебель.

Корнеплоды

Если запасные вещества накапливаются в главном корне и в основании стебля главного побега, образуются корнеплоды (морковь). Растения, образующие корнеплоды, в основном двулетники. В первый год жизни они не цветут и накапливают в корнеплодах много питательных веществ. На второй – они быстро зацветают, используя накопленные питательные вещества и образуют плоды и семена.

У георгина запасные вещества накапливаются в придаточных корнях, образуя корневые клубни.

Бактериальные клубеньки

Своеобразно изменены боковые корни у клевера, люпина, люцерны. В молодых боковых корешках поселяются бактерии, что способствует усвоению газообразного азота почвенного воздуха. Такие корни приобретают вид клубеньков. Благодаря этим бактериям эти растения способны жить на бедных азотом почвах и делать их более плодородными.

Ходульные

У пандуса, произрастающего в приливно-отливной зоне, развиваются ходульные корни. Они высоко над водой удерживают на зыбком илистом грунте крупные облиственные побеги.

Воздушные

У тропических растений, живущих на ветвях деревьев, развиваются воздушные корни. Они часто встречаются у орхидей, бромелиевых, у некоторых папоротников. Воздушные корни свободно висят в воздухе, не достигая земли и поглощая попадающую на них влагу от дождя или росы.

Втягивающие

У луковичных и клубнелуковичных растений, например у крокусов, среди многочисленных нитевидных корней имеется несколько более толстых, так называемых втягивающих, корней. Сокращаясь, такие корни втягивают клубнелуковицу глубже в почву.

Изучение центрального цилиндра корня: методы исследования

Сечение корня

Для изучения центрального цилиндра корня используется метод сечения корня. Для этого необходимо выкопать растение, очистить корни и нарезать их на тонкие секции. Полученные сечения можно изучать под микроскопом, увеличивая изображение и анализируя строение тканей.

Цветовые реакции

Другим методом исследования центрального цилиндра корня являются цветовые реакции. Они позволяют выявить наличие определенных веществ в тканях корня. Например, реакцией с йодом можно выявить крахмал, а с фенилгидразином – альдегиды.

Использование различных микроскопических методов

Также для изучения центрального цилиндра корня широко используются различные микроскопические методы. К ним относятся световая микроскопия, электронная микроскопия, флуоресцентная микроскопия и другие. Благодаря этим методам можно получить более точную информацию о строении и функциях тканей пробки и паренхимы, из которых состоит центральный цилиндр корня.

Использование генетических методов исследования

В настоящее время также активно развиваются генетические методы исследования центрального цилиндра корня. С их помощью можно изучать особенности экспрессии генов, связанных с функционированием тканей корня. Это позволяет получить более глубокое понимание процессов, происходящих в растительном организме и облегчает получение новых знаний о центральном цилиндре корня.

Почва как среда обитания корней

Почва для растений является средой, из которой оно получает воду и элементы питания. Количество минеральных веществ в почве зависит от специфических особенностей материнской горной породы, деятельности организмов, от жизнедеятельности самих растений, от типа почвы.

Почвенные частицы конкурируют с корнями за влагу, удерживая её своей поверхностью. Это так называемая связанная вода, которая подразделяется на гигроскопическую и плёночную. Удерживается она силами молекулярного притяжения. Доступная растению влага представлена капиллярной водой, которая сосредоточена в мелких порах почвы.

Между влагой и воздушной фазой почвы складываются антагонистические отношения. Чем больше в почве крупных пор, тем лучше газовый режим этих почв, тем меньше влаги удерживает почва. Наиболее благоприятный водно-воздушный режим поддерживается в структурных почвах, где вода и воздух находятся одновременно и не мешают друг другу — вода заполняет капилляры внутри структурных агрегатов, а воздух — крупные поры между ними.

Характер взаимодействия растения и почвы в значительной степени связан с поглотительной способностью почвы — способностью удерживать или связывать химические соединения.

Микрофлора почвы разлагает органические вещества до более простых соединений, участвует в формировании структуры почвы. Характер этих процессов зависит от типа почвы, химического состава растительных остатков, физиологических свойств микроорганизмов и других факторов. В формировании структуры почвы принимают участие почвенные животные: кольчатые черви, личинки насекомых и др.

В результате совокупности биологических и химических процессов в почве образуется сложный комплекс органических веществ, который объединяют термином «гумус».