Корни играют важную роль в жизни растений. Вместе они образуют корневую систему, которая обеспечивает поглощение воды и минеральных веществ, закрепляет растение в почве и в некоторых случаях служит местом накопления питательных запасов. Основные типы корневых систем:
- Стержневая корневая система — имеет один хорошо выраженный главный корень, который может глубоко проникать в почву. От него отходят боковые ответвления.
- Мочковатая корневая система — состоит из множества примерно одинаковых по толщине корней, широко распространяющихся в разных направлениях.
Функции корневой системы
Главные функции корневой системы растений — поглощение воды и минеральных веществ из почвы, закрепление в грунте и проведение растворённых веществ к надземным органам. У некоторых видов подземные органы также накапливают питательные вещества. Водные растения нередко обходятся без хорошо развитой подземной части, используя для фиксации другие органы.
Поглощение воды происходит главным образом в зоне корневых волосков. Через их тонкие стенки вода и растворённые минеральные вещества поступают внутрь, а затем перемещаются по проводящим тканям к стеблю и листьям. У многих многолетних растений подземная система продолжает развиваться в течение всей жизни, хотя отдельные участки постепенно отмирают и заменяются новыми.
Подземная сеть некоторых культурных растений может достигать огромных размеров. Например, у одного растения ржи было зафиксировано:
- более 13 миллионов корешков общей длиной около 623 км;
- площадь поверхности корневых окончаний около 230 м² — больше половины баскетбольной площадки;
- годовой прирост подземной системы достигал 4,9 км, а общая длина корневых волосков составляла около 2 км.
Как растёт корень у растений
Когда семя прорастает, первым из него появляется зародышевый корешок. Он постепенно удлиняется, формирует главный корень и начинает образовывать боковые ответвления. По мере развития растение получает всё большую площадь соприкосновения с почвой и может эффективнее снабжать себя водой и минеральными веществами.
На конце находится корневой чехлик, или колпачок, защищающий нежную зону роста от повреждения частицами почвы. Его клетки постоянно слущиваются при продвижении подземного органа через грунт и заменяются новыми. Рост в длину происходит непосредственно за корневым чехликом, где клетки активно делятся и затем вытягиваются.
В отличие от стебля, у корня нет узлов, междоузлий и листьев. Однако у некоторых растений существуют видоизменённые подземные органы, внешне похожие на корни, но имеющие строение стебля.
Корневые волоски
Сразу за зоной роста располагается участок, на котором образуются многочисленные корневые волоски. Они настолько тонкие и короткие, что обычно незаметны невооружённым глазом. Даже крупным деревьям, например дубу, нужны эти нежные и недолговечные выросты, поскольку они значительно увеличивают площадь соприкосновения с почвой.
Корневые волоски поглощают воду и растворённые минеральные вещества. Они образуются на молодых участках, а продолжительность их жизни обычно составляет от нескольких дней до нескольких недель. По мере старения соответствующей зоны волоски отмирают, а новые формируются ближе к участку роста.
Формы корней
Подземные органы растений отличаются большим разнообразием форм и строения. У многих видов они образуют разветвлённую сеть тонких отростков. У других отдельные участки утолщаются и превращаются в хранилища питательных веществ.
На какую глубину уходят корни?
Глубина расположения подземной части сильно различается у разных видов и зависит от строения почвы, количества влаги и условий произрастания. Одни растения формируют глубокую стержневую систему, другие располагают основную массу корней близко к поверхности.
- Стержневой корень старого гикори или дуба иногда проникает на глубину до 30 м.
- У прозописа, растущего на засушливом юго-западе США, подземные органы могут достигать глубины около 15 м.
- У люцерны основная масса располагается на глубине 3–5 м, но отдельные корни способны углубляться до 10 м.
- У тсуги и большинства клёнов основная часть располагается значительно ближе к поверхности, нередко не глубже 60 см.
Поверхностная корневая система может делать высокие деревья более уязвимыми к сильному ветру и недостатку влаги в глубоких слоях грунта. Однако у неё есть и преимущества: она позволяет быстро использовать воду и минеральные вещества из верхнего слоя почвы, особенно после дождей.
Воздушные и опорные корни
У некоторых растений подземные органы появляются в необычных местах — например, на стеблях или даже над поверхностью почвы. Кипарис, растущий на болотах юго-востока Северной Америки, образует полые дыхательные корни, через которые к подземной части поступает кислород. У плюща придаточные корни, формирующиеся на стебле, помогают закрепляться на опоре.
Огромный баньян начинает свою жизнь как эпифит на другом растении. Его воздушные корни растут вниз, пока не достигают почвы. После укоренения они утолщаются и постепенно превращаются в дополнительные стволы. Один из известных баньянов, растущий в Индии, насчитывает сотни таких стволов.
Баньян — не единственное растение с надземными корнями. Злаки образуют опорные корни из нижних узлов стебля. Панданус, тропическое растение островов Тихого океана, формирует мощные ходульные корни, поддерживающие растение. У мангровых деревьев высокие опорные корни арочной формы помогают удерживать стволы в илистом грунте во время приливов.
Корневища, клубни и луковицы
Некоторые подземные органы легко перепутать с корнями растений, хотя по строению они относятся к видоизменённым побегам. Например, белая акация способна образовывать новые побеги из подземных стеблей — корневищ. Несмотря на внешнее сходство, корневище является стеблем: на нём имеются узлы и почки, из которых развиваются новые листья и побеги.
У некоторых растений корневища утолщаются и служат для накопления питательных веществ. Отдельные подземные побеги также превращаются в клубни. Самый известный пример — картофель, который с ботанической точки зрения является видоизменённым подземным побегом, а не корнеплодом.
Луковица представляет собой ещё один тип подземного запасающего органа. У нарцисса она состоит из укороченного стебля и мясистых чешуевидных листьев, в которых накапливаются питательные вещества. Репчатый лук также является луковицей. А «луковица» крокуса на самом деле называется клубнелуковицей — это укороченный утолщённый стебель с запасом питательных веществ.
Как человек использует корни растений
Иногда подземные части растений создают проблемы: разрастающиеся корни способны повреждать тротуары, фундаменты и инженерные коммуникации. Однако их значение для человека значительно больше. Корнеплоды, клубни и луковицы являются важными источниками пищи и питательных веществ.
Картофель, лук, морковь, свёкла и редис играют заметную роль в рационе человека. В тропических регионах большое значение имеют маниок и таро. Важными продовольственными культурами также являются батат и ямс. В районах, где сахарный тростник выращивать сложно из-за климата, сахар получают из сахарной свёклы. В пищу используют и некоторые подземные части одуванчика после соответствующей обработки. Чеснок и хрен также широко применяются в кулинарии: первый относится к луковичным растениям, а второй образует мясистый запасающеий орган.
Подземные части растений используются не только в пищу. Из них получают красители, лекарственное сырьё и другие полезные вещества. Например, корни марены исторически служили источником красного красителя, а некоторые лекарственные растения используются в народной и официальной медицине.