Корневая система. Как образуются придаточные корни
Корень является важным органом растения. Он выполняет несколько жизненно важных функций: осуществляет почвенное питание, удерживает растение в грунте, участвует в вегетативном размножении, а в некоторых случаях создает запас питательных веществ. В статье особое внимание будет уделено придаточным корням и рассмотрены их функции.
Историческое развитие корня
По данным филогенетики, которая идентифицирует эволюционные изменения среди разных видов жизни на Земле, корень у растения появился позже, чем стебель и лист. Это произошло при переходе растений к существованию на земле. Для закрепления на твердой почве им потребовались особые органы, началом которых послужили подземные веточки, подобные корням, позже превратившиеся в корни. Они не содержат листьев и почек и растут в длину за счет деления верхушечных клеток.
Вам будет интересно: Слово «счастье»: происхождение, легенды и значение
Боковые и придаточные корни появляются из тканей, содержащихся внутри корней и стеблей, точка роста которых для предохранения от повреждений покрыта корневым чехликом. Система корней не прекращает формироваться в период всей жизни и развития растения.
Основные функции корня
Вам будет интересно: Минерал ортоклаз: разновидности, свойства и характеристики
Корнем называют осевую, в основном подземную часть высшего сосудистого растения, которая обладает неограниченным ростом в длину вниз к центру земного шара. Основные функции корней состоят в следующем:
Виды корней
Корневая система растения состоит из совокупности всех корней. Все они разнятся по значимости и происхождению. Существует три вида корней:
Каждый из корней: главный боковой и придаточный способны ветвиться. А это существенно увеличивает корневую систему, что улучшает питание растения и укрепляет его в почве.
Классификация корневых систем по происхождению и по форме
Совокупность всех корней растения: основного, боковых и придаточных формирует корневую систему. Их различают три типа:
Часто внутри одной системы корни выполняют различные функции:
Классификация корней по происхождению
По происхождению корни подразделяются на несколько видов. Главный корень формируется из корешка зародыша и включает в себя главный корень и боковые корни нескольких порядков. Такая система наблюдается у большей части деревьев и кустарников, а также у травянистых, зародыш которых содержит только одну семядолю и ряда двудольных многолетников.
Придаточный корень – происходит его образование на листьях, стеблях, старых корнях, а иногда на цветках. Такой источник корней считается примитивным, потому что он свойственен споровым растениям. Смешанный – встречается у растений с одной и двумя зародышевыми долями. Сначала из семени начинает расти и развиваться главный корень, но к осени первого года жизни его рост прекращается, и система главного корня составляет малую часть всей корневой системы. На второй и последующие года придаточные корни образуются в междоузлиях, узлах, над и под узлами. Примерно через три года главный корень отмирает и у растения остаются только корни на стеблях и листьях.
Формирование корневой системы
Когда повреждается кончик корня, прекращается его рост в длину. При этом начинает образовываться много боковых корней, располагающихся неглубоко, в плодородном слое грунта. Используя это свойство, например, пересаживая капусту, отщипывают (прием называют прищипкой) кончик главного корня и пересаживают растение с помощью палочки (пики) – пикируют растение.
Корневая система злаковых культур
Среди цветковых растений злаковые культуры занимают особое положение. Они подразделяются на культурные и луговые. Для всех характерна мочковатая корневая система. Образуется она при недоразвитом главном и ранней его замены на придаточные корни растения. Они закладываются еще в стебельке зародыша и начинают развитие при прорастании семени вместе с главным корнем. А через несколько дней начинают появляться вторичные корни, которые образуются из подземных стеблевых узлов. А у таких культур, как сорго и кукуруза, развитие корней происходит из надземных узлов, близко расположенных к верхнему слою почвы. Они помогают растению сохранять устойчивость во время сильного ветра. Первичные корни злаковых проникают на большую глубину, но основная их масса располагается в верхнем, плодородном слое.
Зависимость корней от природных условий
Основной корень растений, содержащий зародыш с двумя семядолями, обычно сохраняется весь период их существования. Зародышевый корешок однодольных, наоборот, быстро отмирает, развития главного корня не происходит, а от основания побега начинает происходить разветвление корней нескольких порядков. Развиваются придаточные корни на листьях и стеблях. Эта особенность растений используется для размножения как листовыми, так и стеблевыми черенками. Первым способом разводят бегонию, фиалку, вторым – черную смородину, иву, тополь. Подземные черенки (корневища) часто используют для размножения лекарственных растений – купены, ландыша.
Заключение
Без корней жизнь высших сосудистых растений невозможна. Для получения полноценного питания, включающего минеральные вещества и воду, необходима развитая корневая система, состоящая из боковых, основного и придаточных корней.
Помимо этого, корни удерживают растение в почве, оберегая его от проливных дождей и сильного ветра, а также способствуют размножению. Да и на почву они влияют благотворно, укрепляя ее верхний слой у неплотных, песчаных, делая более рыхлыми глинистые и каменистые грунты.
Формирование корневой системы адениума
Морковка, осьминог или что делать начинающему любителю адениумов?
Случилось чудо – все семена проросли, и вы стали счастливым обладателем маленьких толстячков. Они наращивают свои пузики и листочки, а вы взахлеб читаете гору материалов про формирование сеянцев. В голове хаотично мелькают слова – морковка, осьминог, прищипка точки роста, обработка места среза.
Подходит время первой пересадки. Вы, как заправский хирург, вооружились скальпелем и диском со спиртом для его обработки. Вот он – момент истины! Но мы предлагаем остановиться и принять взвешенное решение о том, что же все-таки делать с этими замечательными малышами – или резать, или прищипывать, или просто пересадить и не трогать.
Давайте вместе разложим и систематизируем все возможные варианты, их плюсы и минусы, а потом вы приступите к созданию своего единственного и неповторимого адениума.
Формирование корневой системы у сеянцев
Обрезка центрального корня
Самым главным направлением в деятельности начинающего адениумовода считается обрезка центрального корня или «морковки», как мы все его называем (уж очень они похожи на этот корнеплод).
Все очень просто. При первой пересадке адениумов в 2-3 месяца вы впервые увидите их корневую систему. Чаще всего будет один толстый центральный корень – это и есть «морковка», которую рекомендуют обрезать для ветвления корневой системы. Ничего сложного в этой манипуляции нет. Отрезали, присыпали древесным углем или ничем не присыпали и, вуаля, – операция закончена. Дальше сажаем сеянец и ждем.
Плюсы у этой операции есть, но они сомнительные. Вы можете получить не тот результат, на который надеялись. Либо вырастет еще одна или пара «морковок», или ветвление будет недостаточным. Что точно можно получить, так это замедление роста сеянца. Ведь он займется своей подземной частью, а наземная в это время будет отдыхать.
Существует методика комбинировать обрезку центрального корня с прищипыванием верхушки (точки роста). Цель – намеренно направить все силы растения на бурный рост корневой системы. Скорее всего рост растения еще больше замедлится. Помните, что формируя корневую систему, вы все больше отодвигаете цветение сеянца. Хотя, справедливости ради, надо сказать, что некоторые адениумоводы больше увлекаются формированием интересного каудекса и корней, не придавая избыточной важности цветению.
Обрезка центрального корня с частью каудекса.
Такая форма обрезки может быть вынужденной мерой в тех случаях когда у вашего сеянца подгнили корни, но гниль не затронула бОльшую часть каудекса. Или Вы хотите получить необычное растение «осьминога», фотографиями которых пестрит лента новостей адениумоводов из Таиланда.
Если вы намеренно решили приступить к формированию «осьминога», то делайте и не бойтесь. Конечно, как говорят опытные любители адениумов, в нашем деле не обойтись без потерь. Но ведь если не экспериментировать, то жизнь становится неинтересной!
Итак, все опять несложно. Вынимаем сеянец из грунта, аккуратно промываем корни проточной водой, острым стерильным ножом или скальпелем обрезаем часть каудекса с корнями в месте его сужения. Промакиваем срез салфеткой и подсушиваем. Время для просушки – сутки, чтобы не было потерь воды (некоторые рекомендуют до 3 суток). Обработать просушенный срез можно клеем с цианакрилатом, залить воском (если нет клея) или не обрабатывать ничем. Укоренять можно в грунте или в перлите. Перед посадкой необходимо вырезать кружок из пластика чуть большего диаметра, чем срез каудекса. Сажаем сеянец на кружок и присыпаем грунтом (или перлитом, если решили укоренять в нем). Тут то и наступает момент истины – не залить адениум, чтобы срез не начал подгнивать. Лучше всего опрыскивать сверху по мере высыхания грунта. Если все получилось, через месяц Вы увидите маленькие корешки, которые будут расти по поверхности пластикового круга. Это самое начало процесса. В дальнейшем нужно будет при пересадке формировать красивые корни, какие-то отрезать, остальные красиво раскладывать и укреплять. Ваш маленький «осьминог» через некоторое время превратится в шикарное растение необычной формы.
Нельзя не отметить, что быстро и просто формируется осьминог из укорененного черенка. Об этом мы поговорим в наших следующих статьях.
Формирование без обрезки корней и каудекса
Хотим отметить, что иногда у сеянцев изначально нет выраженного центрального корня. В таких случаях Вы можете начать формирование «осьминожки» с самого раннего детства. Подложите под такой сеянец пластиковый кружок и аккуратно разложите по нему корни. Теперь они будут расти вбок, а не вниз. Абсолютно никакого риска загнивания, а результат может получиться такой же, как и при обрезке.
Иногда форма корневой системы такова, что при пересадке вы спокойно можете скрутить корень в кольцо или заплести косичку из корней. Нет никаких ограничений для вашей фантазии.
Некоторые малыши сами без всяких вмешательств удивят вас своей подземной частью. Закругление или причудливое переплетение корней может быть намного интереснее искусственно созданного.
Подводя итог вышеописанному, хотим сказать – делайте все, что считаете нужным. Только ваш личный опыт бесценен!
Формирование корневых систем
В оптимальных для древесной породы почвенно-гидрологических условиях (например, свежие дерновые почвы на супесях для сосны, свежие гигротопы черноземных и серых лесных почв для дуба и т. п.) корневая система формируется в процессе естественного роста и развития ее морфологических групп, что обусловлено биологическими особенностями древесных пород.
Так формируются определенное сочетание корней различных морфологических групп, горизонтальная площадь проекции корней, глубина проникновения стержневого корня и вертикальных ответвлений от горизонтальных корней.
На примере сосны обыкновенной в соответствии с особенностями возрастной динамики роста ее стержневых, горизонтальных корней и их вертикальных ответвлений для условий среднедерново-слабоподзолистых хорошо дренированных супесчаных почв, где сосна образует древостой I и Iа классов бонитета, выделяются пять возрастных периодов формирования корневых систем:
в возрасте 1—8 лет наблюдается интенсивный рост в длину горизонтальных корней первого порядка;
в возрасте 9—25 лет проявляется значительный рост горизонтальных и стержневых корней. Прирост горизонтальных корней в длину превышает прирост стержневых корней. В начале периода отмечается активное ветвление горизонтальных корней первого порядка, формируются вертикальные ответвления от горизонтальных корней;
в возрасте 26—40 лет прирост стержневого корня в глубину прекращается. Снижается до минимума прирост горизонтальных корней первого порядка, отмечается усиленный рост в глубину вертикальных ответвлений;
в возрасте 40—60 лет прирост в глубину вертикальных ответвлений прекращается. Наблюдаются ветвление стержневого корня по всей его протяженности, рост корней третьего и более высоких порядков горизонтальной ориентации. Увеличивается количество корней второго и третьего порядков и интенсивно растут вновь образованные ответвления. Насыщается корнями почвенное пространство, ранее освоенное корневой системой;
в возрасте 60 лет и старше при активном ветвлении старых корней образуются и растут новые корни второго, третьего и более высоких порядков. Продолжается процесс насыщения корнями почвенного пространства, освоенного корневой системой.
Развитие корневых систем в возрастной динамике предопределяет Последовательную смену типов строения онтогенезного характера. Наиболее характерным признаком при этом является развитие стержневого корня. Проникновение его в глубь почвы ограничивается естественными, генетически обусловленными пределами, свойственными каждой древесной породе. После достижения этого предела в соответствующем возрасте рост стержневого корня в глубину замедляется, затем прекращается. В то же время вертикальные ответвления от горизонтальных корней (якорные корни), являясь более молодыми по отношению к стержневому корню, растут интенсивнее и через определенное количество лет достигают глубины проникновения стержневого корня. Таким образом, к возрасту спелости дерева его корневой системе присуще наличие стержневого корня, корней горизонтальной ориентации и их вертикальных ответвлений, достигших глубины проникновения стержневого корня. Формируется генетически обусловленный для данной породы тип корневой системы.
Возрастная динамика формирования генетически обусловленного для данной породы типа корневой системы представляет последовательную во времени смену следующих промежуточных типов таксонов строения онтогенезного характера:
стержневой корень неразветвлен; корневая система характеризуется превалирующим развитием стержневого корня с наличием неразветвленных боковых ответвлений горизонтальной ориентации;
стержневой корень разветвлен, однако еще не достиг предельной глубины проникновения в почву; на горизонтальных корнях — наличие неразветвленных и слаборазветвленных вертикальных ответвлений;
стержневой корень разветвлен и закончил свой рост; глубина его проникновения в почву достигла максимального значения, обусловленного генетическими особенностями древесной породы. Горизонтальные корни хорошо развиты, их вертикальные ответвления продолжают интенсивный рост в глубь почвы, но не достигают глубины проникновения стержневого корня. В корневой системе преобладают горизонтальные корни;
стержневой корень, достигший максимальной генетически обусловленной глубины проникновения в почву, комплексируется с якорными корнями, представляющими вертикальные ответвления, также достигшие предельной глубины проникновения в почву, разветвленность их интенсивная. В корневой системе преобладают горизонтальные корни.
Аналогичная в принципе схема формирования типа корневой системы присуща всем лесообразующим породам, произрастающим в оптимальных почвенно-гидрологических условиях. Различия определяются в основном разной глубиной проникновения корней вертикальной ориентации и количественным соотношением корней различных структурных групп.
Под влиянием уплотненных горизонтов почвы в виде ортштейновых линз, оглеенных прослоек, скоплений карбонатов и т. д., представляющих определенное препятствие для проникновения корней вертикальной ориентации в глубь почвы, деформируется генетически обусловленный тип строения корневой системы на разных стадиях процесса его формирования. Здесь стержневой корень развивается присущими данной породе темпами лишь в пределах почвенного слоя, ограниченного по глубине уплотненным горизонтом.
В этих пределах формируется тип корневой системы, соответствующий типам, наблюдаемым в первые периоды формирования корневых систем на глубоких почвах. При достижении уплотненного горизонта рост стержневого корня либо приостанавливается, либо заканчивается, не разветвляясь, что встречается более часто, он интенсивно ветвится, образуя толстые разветвления и иногда формируя за их счет значительный по интенсивности второй ярус корней.
Период времени А, на протяжении которого сохраняется данный тип строения корневой системы, определяемый наличием стержневого корня в качестве лидера, представляет число лет, необходимое для достижения стержневым корнем уплотненного горизонта почвы. Этот период является производным от скорости роста корня (a) и глубины залегания уплотненного горизонта (h), т. е. A=h/a.
Более глубокие горизонты почвы в таких условиях осваиваются ответвлениями от основного корня или вертикальными ответвлениями от горизонтальных корней, которые проникают вглубь, используя архитектонику почвы, старые ходы корней, щели и трещины в уплотненном горизонте. Здесь в большинстве случаев при достижении глубины залегания уплотненного горизонта стержневой корень прекращает развитие, а лидирующее положение занимают якорные корни. С возрастом максимальной глубины проникновения достигают несколько таких Корней, и формируется корневая система конфигурации усеченного конуса.
При наличии в почве корненепроницаемого горизонта в первый период формирования корневой системы также формируется конусообразный тип ее строения со стержневым корнем. При достижении уплотненного горизонта почвы или уровня залегания грунтовых вод стержневой корень изменяет вертикальное направление своего роста на горизонтальное, формируя интенсивно развитой второй ярус корней. Вертикальные ответвления от горизонтальных корней, достигнув корненепроницаемого горизонта, также принимают в этой зоне горизонтальное направление, усиливая интенсивность корненаселенности второго яруса. В конечном результате формируется двухъярусная корневая система, ограниченная по глубине проникновения корненепроницаемым горизонтом.
При недостаточной влагообеспеченности в условиях непромывного водного режима, когда верхняя кайма капиллярной влаги, образуемая за счет атмосферных осадков, не соединяется с каймой капиллярной влаги, расположенной над поверхностью грунтовых вод, корневые системы древесных пород располагаются только в пределах зоны с наличием корнедоступной влаги, т. е. в верхних горизонтах почвы, периодически промачиваемых атмосферными осадками. Стержневой корень занимает лидирующее положение в пределах мощности каймы капиллярной влаги. Достигнув ее нижних границ, он прекращает рост в глубину. Вертикальные ответвления от горизонтальных корней также прекращают свой рост в глубину, достигнув границы зоны, промываемой атмосферными осадками. В этих условиях формируется так называемый гребенчатый тип корневой системы. По стереометрическим критериям гребенчатый тип в конечном своем развитии характеризуется цилиндрической формой почвенного пространства, занятого корневой системой.
В почвенном горизонте небольшой мощности, подстилаемом корненепроницаемыми породами или ограниченном высоким уровнем грунтовых вод, стержневой корень быстро прекращает развитие и отмирает. Вертикальные ответвления от горизонтальных корней здесь не образуются в связи с тем, что под влиянием высоко расположенного корненепроницаемого горизонта они быстро принимают горизонтальную ориентацию. Вся корневая система принимает определенно выраженный поверхностный характер с глубиной размещения, регламентируемой мощностью корнедоступного горизонта.
Типы корневых систем формируются на протяжении длительного периода, продолжительность которого зависит от скорости роста корней и морфологии почвы. Тип строения корневой системы на протяжении этого периода может меняться, постепенно трансформируясь и приобретая признаки и особенности того типа строения, который соответствует данным почвенно-гидрологическим условиям. Приведенные схемы формирования пяти типов пространственной структуры корневой системы не исчерпывают всего разнообразия типов, встречающихся в природе. В частности, следует назвать тип корневой системы, формирующийся в условиях, когда капиллярно-подвешенная влага периодически соприкасается с каймой капиллярно-подпертой влаги, образующейся над поверхностью грунтовых вод. В условиях недостаточной обеспеченности деревьев влагой из запасов капиллярно-подвешенной влаги их корни проникают через горизонты почвы с наименьшим увлажнением, находящиеся в зоне соприкосновения капиллярно-подвешенной и капиллярно-подпертой влаги, а затем интенсивно растут в направлении грунтовых вод до горизонта, имеющего запасы влаги, достаточные для удовлетворения потребности дерева. Здесь вертикальные корни ветвятся и прекращают рост вглубь. В описанных гидрологических условиях корни растут намного глубже, чем их глубина проникновения в оптимальных условиях увлажнения почвы. Этим объясняются случаи необычно глубокого проникновения корневых систем сосны, дуба и других пород.
Сверхглубокое проникновение корневых систем древесных пород иногда объясняется соответствующей архитектоникой почвы. Наблюдаемое в Шиповом лесу проникновение корней дуба на глубину до 14 м объясняется тем, что они используют водяные трещины, образующиеся в суглинках. На трещиноватых горных породах корневые системы дуба проникают на глубину более 23 м, где в летние и осенние месяцы они активно поглощают воду из зоны капиллярной каймы, расположенной над уровнем грунтовых вод. Здесь корни, используя водяные трещины в скальных породах, достигают зоны постоянной влагообеспеченности.
В случаях формирования двухъярусной корневой системы на почвах, отличающихся ярусным расположением более или менее плодородных горизонтов, глубина проникновения корневой системы в почву не ограничивается глубиной расположения второго яруса корней. Стержневой корень и некоторые вертикальные ответвления, образуя дополнительное ветвление в более плодородном глубинном слое почвы, проникают через него и продолжают расти в нижележащем менее плодородном горизонте, но уже с меньшей разветвленностью.
Процесс естественного формирования корневых систем древесных пород происходит в силу их биологических особенностей, обусловленных генетически. Эти особенности конкретно проявляются под влиянием почвенных условий, которые могут существенно изменять характер процесса формирования корневых систем и их строение.
Можно выделить группу основных признаков, характеризующих строение корневой системы. Признаки формируются под влиянием генетических особенностей древесных пород и изменяются в результате воздействия на процесс формирования конкретных почвенных условий: интенсивность и соотношение роста в длину горизонтальных и стержневых корней; темпы образования и роста вертикальных ответвлений от горизонтальный корней, характер их ветвления; интенсивность и характер образования корней более высоких порядков; соотношение в корневой системе корней различных генетических групп (горизонтальных, стержневых, вертикальных ответвлений от горизонтальных корней); пространственная структура корневых систем.
Громаднейшая мозаичность почвенных условий, влияя на строение корневых систем, обусловливает их особенности у деревьев каждой древесной породы. Это существенно затрудняет и усложняет классификацию типов строения корневых систем.
В связи с влиянием почвенных условий для каждой древесной породы должен быть изучен, определен и описан своеобразный эталон строения корневой системы. В качестве такого эталона целесообразно принять строение корневой системы данной породы в тех почвенно-гидрологических и климатических условиях, где она образует в приспевающем и спелом возрастных периодах насаждения I и Iа классов бонитета. С учетом того, что на строение корневых систем влияет густота древостоев, следует в качестве эталонов отбирать корневые системы деревьев, сформировавшиеся при наиболее распространенном режиме их выращивания: в молодняках полнотой 0,8—1,0, в средневозрастных насаждениях 0,7—0,9, в приспевающих и спелых 0,7—0,8. Характеристика полученных эталонов должна включать полный комплекс биометрических и стереометрических показателей, дающих представление о морфологии корневых систем. В комплексную характеристику должны входить следующие данные: число и протяженность скелетных корней горизонтальной ориентации; протяженность, глубина проникновения стержневого корня, количество и протяженность его ответвлений; число, протяженность и глубина проникновения вертикальных ответвлений от горизонтальных корней по их порядкам ветвления; интенсивность разветвленности корневой системы; соотношение массы корней и надземных частей; показатель плотности пространственного размещения корневых систем.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
