По форме верхушки пластинки листья бывают тупые, острые, заострённые и остроконечные.
По форме основания пластинки различают листья клиновидные, сердцевидные, копьевидные, стреловидные и др.
Анатомическое строения корня. Понятие корневого давления
Первичное строение корня.
Оно характерно для молодых корней всех растений. У плаунов, хвощей, папоротников и однодольных растений оно сохраняется в течение всей жизни. Первичное строение возникает в результате дифференциации меристемы конуса нарастания. На поперечном срезе корня в зоне всасывания можно различить три части: эпиблему, первичную кору и центральный осевой цилиндр (стелу).
Эпиблема (ризодерма), или кожица – первичная покровная ткань корня. Состоит из одного ряда плотно сомкнутых клеток, имеющих выросты – корневые волоски.
Первичная кора состоит из живых тонкостенных клеток в периферической части корня. Представлена тремя четко отличающимися друг от друга слоями: экзодермой, мезодермой и эндодермой.
1 - ризодерма,
2 - экзодерма,
3 - основная паренхима (мезодерма),
4 - эндодерма,
5 - пропускная клетка эндодермы,
6 - перицикл,
7 - луч первичной ксилемы,
8 - участок первичной флоэмы (2-5 - первичная кора, 6-8 - центральный цилиндр).
• Экзодерма располагается непосредственно под эпиблемой, являясь наружной частью первичной коры. Ее клетки многоугольные, плотно сомкнутые, располагаются в один или несколько рядов. По мере отмирания корневых волосков экзодерма оказывается на поверхности корня и выполняет роль покровной ткани, при этом происходит утолщение и опробковение клеточных оболочек и отмирание содержимого клеток.
• Мезодерма,или основнаяпаренхима, располагается кнаружи от эндодермы. Состоит из рыхло расположенных клеток с системой межклетников, по которым идет интенсивный газообмен.
Здесь происходит синтез и передвижение в другие ткани пластических веществ, накапливаются питательные вещества, располагается микориза.
• Эндодерма – самый внутренний слой коры, непосредственно прилегающий к стеле. У двудольных растений он состоит из одного ряда клеток, имеющих утолщения на радиальных стенках, – пояски Каспари, непроницаемые для воды. У однодольных растений образуются подковообразные утолщения клеточных стенок. В эндодерме встречаются живые тонкостенные клетки, которые называют пропускными клетками. Эти клетки также имеют пояски Каспари. Клетки эндодермы контролируют поступление воды и растворенных в ней минеральных веществ из коры в центральный цилиндр и обратно.
Центральный цилиндр, или осевой цилиндр, или стела, занимает центральную часть корня. Наружный слой стелы, примыкающий к эндодерме, называется перициклом. Его клетки долго сохраняют способность к делению. Здесь закладываются боковые корешки. В центральной части осевого цилиндра находится сосудисто-волокнистый пучок. Для корней характерно чередование в стеле участков первичной ксилемы и первичной флоэмы. Ксилема образует звезду, а между ее лучами располагается флоэма. Количество лучей ксилемы различно – от двух до нескольких десятков, у двудольных – до пяти, у однодольных – более пяти. В самом центре цилиндра могут находиться элементы ксилемы, склеренхима или тонкостенная паренхима.
Вторичное строение корня.
У двудольных и голосеменных растений первичное строение корня сохраняется недолго. Примерно через 10 дней после прорастания семян происходят изменения, в результате которых возникает вторичное строение корня.
Процесс вторичных изменений начинается с появления прослоек камбия под участками первичной флоэмы, внутрь от нее. Камбий возникает из слабо дифференцированной паренхимы центрального цилиндра. Внутрь он откладывает элементы вторичной ксилемы (древесины), наружу – элементы вторичной флоэмы (луба). Сначала прослойки камбия разобщены, затем смыкаются, образуя сплошной слой. Это происходит благодаря делению клеток перицикла напротив лучей ксилемы. Камбиальные участки, возникшие из перицикла, образуют только паренхимные клетки серцевинных лучей, остальные клетки камбия образуют проводящие элементы – ксилему и флоэму. При делении клеток камбия исчезает радиальная симметрия, характерная для первичного строения корня.
В перицикле возникает и пробковый камбий (феллоген). Он откладывает наружу слои клеток вторичной покровной ткани – пробки. При этом первичная кора отмирает.
Строение корня
Корневая система – это совокупность всех корней растения. В образовании корневой системы участвует главный корень, боковые и придаточные корни. По форме различают два основных типа корневых систем:
• Стержневая корневая система(А) имеет хорошо выраженный главный корень. Она характерна для двудольных растений.
• Мочковатая корневая система(Б) образована боковыми и придаточными корнями. Главный корень растет слабо и рано прекращает свой рост. Она типична для однодольных растений.
Почва
Для нормального роста и развития растений необходимы вода и питательные вещества, источником которых является почва. Почвой называют верхний корнеобитаемый, плодородный слой земной коры, в котором располагаются корни растений.
Любая почва состоит из трех главных компонентов:
• твердой фазы – мелкораздробленных простых и сложных минералов, органических веществ;
• жидкой фазы – почвенного раствора;
• газообразной фазы – почвенного воздуха.
Твердая фаза на 90% и более состоит из минералов и примерно на 10% из органических веществ – гумуса, образованного остатками растительного и животного происхождения. Количество гумуса в почве определяет ее плодородие. Содержание гумуса можно определить по цвету почвы: чем больше в почве гумуса, тем она темней.
Жидкая фазапредставляет собой водный раствор различных минеральных солей, углекислоты, минеральных и органических кислот. Она служит непосредственным источником питательных веществ для растений.
Газообразная фаза служит источником кислорода для дыхания корней.
В основе классификации почв лежит размер частиц твердой фазы — от крупного гравия (свыше 2 мм в диаметре) до глины (диаметр частиц менее 0,002 мм). Различают каменистые, песчаные, суглинистые (50% песка, 25% пыли и 25% глины) и подзолистые почвы. Самыми благоприятными для произрастания растений являются черноземы — почвы, богатые перегноем. От механического состава почвы зависит ее влаго- и воздухоемкость.
Помимо гумуса почва содержит большое количество бактерий и грибов, принимающих участие в разложении органических остатков.
Удобрения
Для улучшения роста растений в почву вносят минеральные вещества и органические соединения — удобрения. Удобрением называются органические или минеральные вещества, применяемые для улучшения условий питания растений.
Удобрения делят на две группы:
• органические (навоз, торф, навозная жижа, птичий помет, фекалии, компосты, зеленое удобрение);
• минеральные — азотные, фосфорные, калийные и другие промышленные удобрения, а их местных удобрений — зола.
Минеральные удобрения.
Промышленные удобрения в зависимости от содержания основных питательных элементов делятся на:
• простые, или односторонние — удобрения, содержащие в своем составе лишь один из трех важнейших питательных элементов (N, P или K) — азотные, фосфорные, калийные;
• сложные, или комбинированные — удобрения, содержащие в своем составе два или три элемента: азотно-калийные, азотно-фосфорные, азотно-фосфорно-калийные (нитрофоски).
К важнейшим удобрениям относятся:
• азотные — аммиачная селитра, карбамид (синтетическая мочевина), сульфат аммония, хлористый аммоний, натриевая селитра, кальциевая селитра (усиливают рост стеблей и листьев);
• фосфорные — суперфосфат простой, суперфосфат двойной, фосфоритная мука, костяная мука (продлевают цветение, ускоряют созревание плодов);
• калийные: хлористый калий, сульфат калия, карбонат калия, сернокислый калий (усиливают рост корней, луковиц, клубней);
• комплексные удобрения: сульфатная нитрофоска, сернокислая нитрофоска, нитроаммофоска (N, P, K), аммофос, диаммофос (N, P), полифосфат калия, метафосфат калия (P, K).
Кроме N, P, K, требующихся растениям в значительных количествах, растениям необходимы и некоторые другие элементы, такие как бор, марганец, медь, молибден, цинк и другие. Эти элементы требуются не всем культурам и не на всех почвах в незначительных количествах. Они необходимы для получения высоких урожаев. Такие элементы получили название микроэлементов, а удобрения, их содержащие, — микроудобрениями. Микроудобрениями могут быть и отходы промышленности, и специально выпускаемые соединения.
Органические удобрения.Достоинством органических удобрений является, прежде всего, их комплексность. Они соединяют в себе и минеральные соли, и органические вещества, образующие при разложении не только минеральные соединений, но и много углекислого газа, то есть улучшают и корневое и воздушное питание растений.
Одним из основных органических удобрений является навоз — отход животноводства, состоящий из выделений животных и подстилки.
Органические вещества навоза становится доступным растениям лишь после минерализации. Этот процесс протекает медленно, поэтому в течение нескольких лет растения обеспечиваются необходимыми им веществами.
Вместе с навозом в почву вносится не только бесчисленное количество микробов, но и важный источник их пищи, что усиливает энергию биологических процессов в ней.
Применение навоза одновременно улучшает корневое и воздушное питание культур. Но это еще не все. Органические вещества навоза способствуют увеличению содержания в почве гумуса.
Применение удобрений.Наиболее высокие прибавки урожая получают при правильном сочетании органических и минеральных удобрений, поскольку они взаимодополняют друг друга в целом ряде отношений.
Польза от совместного применения или сочетания органических и минеральных удобрений заключается в том что:
- органические удобрения действуют медленно, минеральные быстро; для растений создаются лучшие условия питания в том случае, когда внесены обе группы удобрений;
- органические вещества поглощают излишки минеральных удобрений и затем постепенно отдают их;
- органические удобрения доставляют пищу полезным микробам, которые превращают ее в необходимые растениям соли;
- органические удобрения улучшают структуру и свойства почвы.
Действие удобрений на растения зависит не только от их вида, состава, растворимости, но и от способа внесения в почву. Существует три способа применения удобрений:
· Основное удобрение вносят перед вспашкой и заделывают в почву (навоз, торф и не менее двух третей минеральных удобрений, предназначенных для культуры). Основное удобрение растения используют для питания в течение большей части вегетационного периода.
· Припосевное удобрение вносится в небольших количествах при посеве семян, посадке клубней, корней, рассады. Оно снабжает растения хорошо доступной пищей в начале роста, когда корневая система еще слаборазвита. Поэтому в качестве припосевного удобрения используют легко растворимые в воде и быстро усваиваемые растениями вещества.
· Подкормка — внесение легкоусвояемых удобрений в сухом или растворенном виде во время роста растений. При подкормке обычно вносят вещества, наиболее необходимые растению в данный период его жизни.
Для правильного внесения удобрений необходимо знать состав почвы и потребность того или иного вида растений в питательных веществах.
Физиология корня
Рост корня.Корень обладает неограниченным ростом. Растет он верхушкой, на которой располагается апикальная меристема.
Возьмем 3-4 дневные проростки семян фасоли, нанесем на развивающийся корень тушью тонкие метки на расстоянии 1 мм друг от друга и поместим их во влажную камеру. Через несколько дней можно обнаружить, что расстояние между метками на кончике корня увеличилось, в то время как в более высоко расположенных участках корня оно не меняется. Этот опыт доказывает верхушечный рост корня (рис. 2).
Данный факт используется в практической деятельности человека. При пересадке рассады культурных растений проводят пикировку — удаление верхушки корня. Эта приводит к прекращению роста главного корня и вызывает усиленное развитие боковых корней (рис 3). В результате всасывающая площадь корневой системы значительно увеличивается, все корни располагаются в верхних наиболее плодородных слоях почвы, что приводит к увеличению урожайности растений.
Поглощение корнем и транспортировка воды и минеральных веществ.Поглощение из почвы и передвижение к наземным органам воды и минеральных веществ — одна из важнейших функций корня. Эта функция возникла у растений в связи с выходом на сушу. Строение корня приспособлено для поглощения воды и элементов питания из почвы. Вода попадает в тело растения через ризодерму, поверхность которой сильно увеличена благодаря наличию корневых волосков. В этой зоне корня формируется проводящая система корня — ксилема, необходимая для обеспечения восходящего тока воды и минеральных веществ.
Поглощение воды и минеральных веществ.
Поглощение воды и минеральных веществ растением происходит независимо друг от друга, так как эти процессы основаны на различных механизмах действия. Вода проходит в клетки корня пассивно, а минеральные вещества поступают в клетки корня в основном в результате активного транспорта, идущего с затратами энергии.
Вода поступает в растение в основном по закону осмоса. Корневые волоски имеют огромную вакуоль, обладающую большим осмотическим потенциалом, который обеспечивает поступление воды из почвенного раствора в корневой волосок.
Горизонтальный транспорт веществ.
Поглощению минеральных веществ способствует и выделение корнем различных органических кислот, переводящих неорганические соединения в доступную для поглощения корнями форму.
В корне поперечное движение воды и минеральных веществ осуществляется в следующем порядке: корневой волосок, клетки паренхимы коры, эндодерма, перицикл, паренхима осевого цилиндра, сосуды корня. Горизонтальный транспорт воды и минеральных веществ происходит по трем путям
Путь через апопласт (Апопласт — система, включающая в себя все межклеточные пространства и клеточные стенки). Данный путь является основным для транспорта воды и ионов неорганических веществ.
Горизонтальный транспорт воды и минеральных веществ в корне:
1 — клетки эндодермы двудольных растений;
2 — клетки эндодермы однодольных растений;
3 — вакуолярный путь;
4 — апопластный путь;
5 — симпластный путь.
Путь через симпласт (Симпласт — система протопластов клеток, соединенных посредством плазмодесм). Служит для транспортировки минеральных и органических веществ.
Вакуолярный путь. Вода переходит из вакуоли в вакуоль через другие компоненты смежных клеток (плазматические мембраны, цитоплазма и тонопласт вакуолей). Этот путь используется исключительно для транспорта воды. Передвижение по вакуолярному пути в корне ничтожно мало.
В корне вода передвигается по апопласту до эндодермы. Здесь ее дальнейшему продвижению мешают водонепроницаемые клеточные стенки, пропитанные суберином (пояски Каспари). Поэтому вода попадает в стелу по симпласту через пропускные клетки (вода проходит через плазматическую мембрану под контролем цитоплазмы пропускных клеток эндодермы). Благодаря этому происходит регуляция движения воды и минеральных веществ из почвы в ксилему. В стеле вода уже не встречает сопротивления и поступает в проводящие элементы ксилемы.
Дата: 2018-12-21, просмотров: 617.
