koren

Filogenetsko je korenina nastala pozneje kot steblo in list - v povezavi s prehodom rastlin v življenje na kopnem in verjetno izvira iz korenin podobnih podzemnih vej. Korenina nima listov ali popkov, razporejenih v določenem vrstnem redu. Zanj je značilna apikalna rast v dolžino, njegove stranske razvejanosti izhajajo iz notranjih tkiv, rastna točka je pokrita s koreninskim pokrovčkom. Koreninski sistem se oblikuje skozi celotno življenje rastlinskega organizma. Včasih lahko korenina služi kot mesto odlaganja pri oskrbi s hranili. V tem primeru se spremeni.

Vrste korenin

Glavna korenina nastane iz embrionalne korenine, ko seme vzklije. Od nje segajo stranske korenine.

Na steblih in listih se razvijejo naključne korenine.

Stranske korenine so veje katere koli korenine.

Vsaka korenina (glavna, stranska, naključna) ima sposobnost razvejanja, kar znatno poveča površino koreninskega sistema, kar prispeva k boljši krepitvi rastline v tleh in izboljšanju njene prehrane.

Vrste koreninskih sistemov

Obstajata dve glavni vrsti koreninskih sistemov: osrednji, z dobro razvito glavno korenino in vlaknasti. Vlaknasti koreninski sistem je sestavljen iz velikega števila naključnih korenin enake velikosti. Celotna masa korenin je sestavljena iz stranskih ali naključnih korenin in je videti kot reženj.

Zelo razvejan koreninski sistem tvori ogromno vpojno površino. na primer

• skupna dolžina korenin ozimne rži doseže 600 km;
• dolžina koreninskih dlak - 10.000 km;
• skupna površina korenin - 200 m 2.

To je večkrat večja od površine nadzemne mase.

Če ima rastlina dobro izraženo glavno korenino in se razvijejo nadomestne korenine, potem nastane mešan koreninski sistem (zelje, paradižnik).

Zunanja struktura korenine. Notranja struktura korenine

Korenske cone

Koreninski pokrovček

Korenina raste v dolžino na njeni konici, kjer se nahajajo mlade celice izobraževalnega tkiva. Rastlinski del je pokrit s koreninsko kapo, ki ščiti vrh korenine pred poškodbami in olajša gibanje korenine skozi zemljo med rastjo. Slednja funkcija se izvaja zaradi lastnosti zunanjih sten koreninskega pokrova, da so prekrite s sluzom, kar zmanjša trenje med delci korenine in tal. Lahko celo razbijejo delce zemlje. Celice koreninskega klobuka so žive in pogosto vsebujejo škrobna zrna. Celice klobuka se zaradi delitve nenehno obnavljajo. Sodeluje v pozitivnih geotropskih reakcijah (smer rasti korenin proti središču Zemlje).

Celice delitvene cone se aktivno delijo, dolžina te cone ni enaka pri različnih vrstah in v različnih koreninah iste rastline.

Za območjem delitve se nahaja območje raztezanja (območje rasti). Dolžina tega območja ne presega nekaj milimetrov.

Ko je linearna rast končana, se začne tretja faza tvorbe korenin - njena diferenciacija, nastane cona diferenciacije in specializacije celic (ali cona koreninskih dlak in absorpcije). V tej coni se že razlikuje zunanja plast epibleme (rizoderma) s koreninskimi dlačicami, plast primarne skorje in osrednji cilinder.

Struktura koreninskih las

Koreninske dlake so zelo podolgovati izrastki zunanjih celic, ki pokrivajo korenino. Število koreninskih dlak je zelo veliko (na 1 mm 2 od 200 do 300 dlak). Njihova dolžina doseže 10 mm. Lasje se oblikujejo zelo hitro (pri mladih sadikih jablan v 30-40 urah). Koreninske dlake so kratkotrajne. Po 10-20 dneh odmrejo, na mladem delu korenine pa zrastejo nove. To zagotavlja razvoj novih obzorij tal s koreninami. Korenina nenehno raste in tvori vedno več področij koreninskih dlak. Lasje ne morejo samo absorbirati že pripravljenih raztopin snovi, ampak tudi prispevajo k raztapljanju določenih snovi v tleh in jih nato sesajo. Območje korenine, kjer so odmrle koreninske dlake, lahko nekaj časa absorbira vodo, nato pa se pokrije s pluto in to sposobnost izgubi.

Lasna ovojnica je zelo tanka, kar olajša absorpcijo hranilnih snovi. Skoraj celotno lasno celico zaseda vakuola, obdana s tanko plastjo citoplazme. Jedro je na vrhu celice. Okoli celice se oblikuje sluzni ovoj, ki spodbuja oprijem koreninskih dlak z delci zemlje, kar izboljša njihov stik in poveča hidrofilnost sistema. Absorpcijo pospešuje sproščanje kislin (ogljične, jabolčne, citronske) iz koreninskih dlak, ki raztapljajo mineralne soli.

Koreninske dlake imajo tudi mehansko vlogo – služijo kot opora koreninskega vrha, ki prehaja med delci zemlje.

Pod mikroskopom je na prečnem prerezu korenine v območju absorpcije vidna njena struktura na celični in tkivni ravni. Na površini korenine je rizoderm, pod njim je lubje. Zunanja plast skorje je eksoderma, navznoter od nje je glavni parenhim. Njegove tankostenske žive celice opravljajo funkcijo shranjevanja, prenašajo raztopine hranil v radialni smeri - od sesalnega tkiva do žil lesa. Prav tako sintetizirajo številne organske snovi, ki so pomembne za rastlino. Notranja plast skorje je endoderma. Hranilne raztopine iz skorje v osrednji valj skozi celice endoderme prehajajo le skozi protoplast celic.

Lubje obdaja osrednji valj korenine. Meji na plast celic, ki dolgo časa ohranjajo sposobnost delitve. To je pericikel. Periciklične celice povzročajo stranske korenine, pomožne popke in sekundarna izobraževalna tkiva. Navznoter od pericikla, v središču korenine, so prevodna tkiva: lič in les. Skupaj tvorita radialni prevodni snop.

Koreninski prevodni sistem vodi vodo in minerale od korenine do stebla (tok navzgor) in organske snovi od stebla do korenine (tok navzdol). Sestavljen je iz žilnih vlaknastih snopov. Glavne sestavine snopa so odseki floema (po katerem se snovi premikajo do korenine) in ksilema (po katerem se snovi premikajo od korenine). Glavni prevodni elementi floema so sitaste cevi, ksilemi so sapnik (žile) in traheide.

Koreninski vitalni procesi

Prevoz koreninske vode

Absorpcija vode s koreninskimi dlakami iz talne hranilne raztopine in njeno prenašanje v radialni smeri vzdolž celic primarne skorje skozi prehodne celice v endodermi do ksilema radialnega prevodnega snopa. Intenzivnost absorpcije vode s koreninskimi dlakami se imenuje sesalna sila (S), enaka je razliki med osmotskim (P) in turgornim (T) tlakom: S = P-T.

Ko je osmotski tlak enak turgorskemu tlaku (P = T), potem je S = 0, voda preneha teči v celico koreninskega dlaka. Če je koncentracija snovi v talni hranilni raztopini višja kot znotraj celice, bo voda zapustila celice in prišlo bo do plazmolize - rastline bodo ovenele. Ta pojav opazimo v pogojih suhe zemlje, pa tudi pri prekomerni uporabi mineralnih gnojil. V notranjosti koreninskih celic se sesalna sila korenine povečuje od rizoderme proti osrednjemu cilindru, zato se voda premika vzdolž gradienta koncentracije (tj. iz mesta z višjo koncentracijo na mesto z nižjo koncentracijo) in ustvarja koreninski tlak. , ki dvigne vodni stolpec vzdolž ksilemskih posod in tvori tok navzgor. To lahko najdemo na brezlistnih spomladanskih deblih, ko se nabira "sok", ali na posekanih drevesnih štorih. Odtok vode iz lesa, svežih štorov, listov se imenuje "jok" rastlin. Ko listi zacvetijo, ustvarijo tudi sesalno silo in k sebi pritegnejo vodo – v vsaki posodi nastane neprekinjen stolpec vode – napetost kapilar. Koreninski tlak je spodnji motor vodnega toka, sesalna sila listov pa zgornja. To je mogoče potrditi s pomočjo preprostih poskusov.

Absorpcija vode s koreninami

Cilj: ugotoviti osnovno funkcijo korena.

Kaj počnemo: rastlino, vzgojeno na mokri žagovini, otresite njen koreninski sistem in korenine dajte v kozarec vode. Na vodo nalijte tanko plast rastlinskega olja, da jo zaščitite pred izhlapevanjem, in označite nivo.

Kaj opažamo: v dnevu ali dveh je voda v posodi padla pod oznako.

rezultat: zato so korenine posrkale vodo in jo prinesle do listov.

Lahko naredimo še en poskus, da dokažemo, da korenina absorbira hranila.

Kaj počnemo: Rastlini odrežite steblo, tako da ostane panj visok 2-3 cm. Na panj položite gumijasto cev dolžine 3 cm, na zgornji konec pa ukrivljeno stekleno cev višine 20-25 cm.

Kaj opažamo: voda v stekleni cevi se dvigne in izteče.

rezultat: to dokazuje, da korenina absorbira vodo iz zemlje v steblo.

Ali temperatura vode vpliva na stopnjo absorpcije vode s korenino?

Cilj: ugotoviti, kako temperatura vpliva na delo korenine.

Kaj počnemo: en kozarec mora biti s toplo vodo (+ 17-18 ° C), drugi pa s hladno (+ 1-2 ° C).

Kaj opažamo: v prvem primeru se voda sprošča obilno, v drugem - malo ali popolnoma ustavi.

rezultat: to je dokaz, da temperatura močno vpliva na delovanje korenine.

Toplo vodo korenine aktivno absorbirajo. Koreninski tlak se dvigne.

Korenine slabo absorbirajo hladno vodo. V tem primeru se koreninski tlak zmanjša.

Mineralna prehrana

Zelo pomembna je fiziološka vloga mineralov. So osnova za sintezo organskih spojin, pa tudi dejavnikov, ki spreminjajo agregatno stanje koloidov, t.j. neposredno vplivajo na presnovo in strukturo protoplasta; služijo kot katalizatorji za biokemične reakcije; vplivajo na celični turgor in prepustnost protoplazme; so središča električnih in radioaktivnih pojavov v rastlinskih organizmih.

Ugotovljeno je bilo, da je normalen razvoj rastlin mogoč le, če hranilna raztopina vsebuje tri nekovine - dušik, fosfor in žveplo ter - in štiri kovine - kalij, magnezij, kalcij in železo. Vsak od teh elementov ima individualni pomen in ga ni mogoče nadomestiti z drugim. To so makrohranila, njihova koncentracija v rastlini je 10 -2 -10%. Za normalen razvoj rastlin so potrebni mikroelementi, katerih koncentracija v celici je 10-5-10-3%. To so bor, kobalt, baker, cink, mangan, molibden itd. Vsi ti elementi so prisotni v tleh, vendar včasih v nezadostnih količinah. Zato se v tla vnesejo mineralna in organska gnojila.

Rastlina normalno raste in se razvija, če so vsa potrebna hranila v okolju, ki obdaja korenine. Tla so tako medij za večino rastlin.

Dihalne korenine

Za normalno rast in razvoj rastline je potrebno, da svež zrak priteka do korenine. Preverimo, če je temu tako?

Cilj: ali korenina potrebuje zrak?

Kaj počnemo: vzemite dve enaki posodi z vodo. V vsako posodo bomo namestili razvijajoče se sadike. Vodo v eni od posod vsak dan nasičimo z zrakom s pomočjo razpršilnika. Na površino vode v drugi posodi nalijte tanko plast rastlinskega olja, saj upočasni pretok zraka v vodo.

Kaj opažamo:čez nekaj časa bo rastlina v drugi posodi prenehala rasti, ovenela in na koncu umrla.

rezultat: do smrti rastline pride zaradi pomanjkanja zraka, potrebnega za dihanje korenine.

Korenske modifikacije

Nekatere rastline hranijo rezervne hranilne snovi v koreninah. Kopičijo ogljikove hidrate, mineralne soli, vitamine in druge snovi. Takšne korenine močno rastejo v debelini in pridobijo nenavaden videz. Tako korenina kot steblo sodelujeta pri tvorbi korenovk.

Korenine

Če se v glavni korenini in na dnu stebla glavnega poganjka kopičijo skladiščne snovi, nastanejo korenovke (korenje). Rastline, ki tvorijo korenine, so večinoma dvoletnice. V prvem letu življenja ne cvetijo in kopičijo veliko hranil v korenovih pridelkih. Na drugem hitro zacvetijo z uporabo nakopičenih hranil in tvorijo plodove in semena.

Koreninski gomolji

Pri dalijah se rezervne snovi kopičijo v naključnih koreninah, ki tvorijo koreninske gomolje.

Bakterijski vozlički

Stranske korenine detelje, volčjega boba in lucerne so posebno spremenjene. Bakterije se naselijo v mladih stranskih koreninah, kar olajša asimilacijo plinastega dušika v talnem zraku. Takšne korenine imajo obliko vozličev. Zahvaljujoč tem bakterijam lahko te rastline živijo v tleh, revnih z dušikom, in jih naredijo bolj rodovitne.

Napeto

Rampa, ki raste v coni oseke, razvije nagibne korenine. Držijo velike listnate poganjke visoko nad vodo na nestabilnih blatnih tleh.

Zrak

Tropske rastline, ki živijo na drevesnih vejah, razvijejo zračne korenine. Pogosto jih najdemo v orhidejah, bromelijah in nekaterih praproti. Zračne korenine prosto visijo v zraku, ne dosežejo tal in absorbirajo vlago, ki pade nanje zaradi dežja ali rose.

Umik

V čebulicah in stebelnih stebelcih, kot so krokusi, je med številnimi nitastimi koreninami več debelejših, tako imenovanih pomikajočih se korenin. Ko se krčijo, takšne korenine potegnejo stebelce globlje v zemljo.

Stolpčasti

Fikus razvije stebraste zračne korenine ali podporne korenine.

Tla kot habitat za korenine

Tla za rastline so medij, iz katerega prejemajo vodo in hranila. Količina mineralnih snovi v tleh je odvisna od specifičnih značilnosti matične kamnine, aktivnosti organizmov, od življenja samih rastlin, od vrste tal.

Delci tal tekmujejo s koreninami za vlago in jo zadržujejo na svoji površini. To je tako imenovana vezana voda, ki jo delimo na higroskopsko in filmsko vodo. Držijo ga sile molekularne privlačnosti. Vlago, ki je na voljo rastlini, predstavlja kapilarna voda, ki je koncentrirana v majhnih porah tal.

Razvijajo se antagonistični odnosi med vlago in zračno fazo tal. Večje ko so pore v tleh, boljši je plinski režim teh tal, manj vlage zadržujejo tla. Najugodnejši vodno-zračni režim se ohranja v strukturnih tleh, kjer se voda in zrak nahajata hkrati in se ne motita drug v drugega - voda napolni kapilare znotraj strukturnih agregatov, zrak pa zapolni velike pore med njimi.

Narava interakcije med rastlino in tlemi je v veliki meri povezana z absorpcijsko sposobnostjo tal – zmožnostjo zadrževanja ali vezave kemičnih spojin.

Mikroflora tal razgrajuje organsko snov na enostavnejše spojine, sodeluje pri oblikovanju strukture tal. Narava teh procesov je odvisna od vrste tal, kemične sestave rastlinskih ostankov, fizioloških lastnosti mikroorganizmov in drugih dejavnikov. Pri tvorbi strukture tal sodelujejo talne živali: anelidi, ličinke žuželk itd.

Kot rezultat kombinacije bioloških in kemičnih procesov v tleh nastane kompleksen kompleks organskih snovi, ki jih združuje izraz "humus".

Metoda vodne kulture

Kakšne soli rastlina potrebuje in kakšen vpliv imajo na njeno rast in razvoj, je bilo ugotovljeno s poskusi z vodnimi rastlinami. Metoda vodne kulture je gojenje rastlin ne v tleh, ampak v vodni raztopini mineralnih soli. Glede na cilj v poskusu lahko posamezno sol izključite iz raztopine, zmanjšate ali povečate njeno vsebnost. Ugotovljeno je bilo, da gnojila, ki vsebujejo dušik, spodbujajo rast rastlin, ki vsebujejo fosfor - zgodnje zorenje plodov, in tista, ki vsebujejo kalij - najhitrejši odtok organske snovi iz listov v korenine. V zvezi s tem je priporočljivo uporabiti gnojila, ki vsebujejo dušik, pred setvijo ali v prvi polovici poletja, ki vsebujejo fosfor in kalij - v drugi polovici poletja.

Z metodo vodnih kultur je bilo mogoče ugotoviti ne le potrebo rastline po makrohranilih, ampak tudi razjasniti vlogo različnih elementov v sledovih.

Trenutno obstajajo primeri, ko rastline gojijo z uporabo hidroponike in aeroponike.

Hidroponika - gojenje rastlin v posodah, napolnjenih z gramozom. Hranilna raztopina, ki vsebuje potrebne elemente, se dovaja v posode z dna.

Aeroponika je zračna rastlinska kultura. S to metodo je koreninski sistem v zraku in se samodejno (večkrat v eni uri) poškropi s šibko raztopino hranilnih soli.