รากสามารถดูดซับน้ำด้วยสารที่ละลายได้ หน้าที่ของรากคือการดูดซึมน้ำจากดิน

ราก- อวัยวะหลักของพืชชั้นสูง ขึ้นอยู่กับชนิดของพืช ระบบรากอาจมีความยาวต่างกัน โดยไม่คำนึงถึงขนาดทางกายภาพของพืช รากทำหน้าที่หลักสามประการ:

1 - การดูดซึมน้ำและสารอาหาร
2 - การจัดเก็บ "วัสดุก่อสร้าง" ของโรงงาน
3 - การสนับสนุนทางกายภาพของพืชเหนือพื้นดิน

ข้าม รากพืชดูดซับน้ำจากดินไอออนของเกลือแร่ซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับผลิตภัณฑ์ของการสังเคราะห์ด้วยแสงที่ไหลจากใบทำให้เกิดสารประกอบอินทรีย์จำนวนหนึ่ง - ผลิตภัณฑ์จากการเผาผลาญขั้นต้นและทุติยภูมิ ภายใต้การกระทำของแรงดันรากและการคายน้ำ ไอออนและโมเลกุลอินทรีย์จะเคลื่อนผ่านหลอดเลือดของไซเลมไปยังลำต้นและใบ รากยังดำเนินการสังเคราะห์ทางชีวภาพของสารทุติยภูมิจำนวนหนึ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งอัลคาลอยด์ จากที่นี่ ฮอร์โมนบางชนิดจะเคลื่อนออกจากราก (โดยเฉพาะ cytokinins และ gibberellins) ซึ่งสังเคราะห์ขึ้นในเขต Meristematic ของราก และจำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตและการพัฒนาของส่วนทางอากาศของพืช

นอกเหนือจากหลัก รากมักจะได้รับหน้าที่อื่น ๆ เนื่องจากสามารถเปลี่ยนแปลงได้ บางครั้งรากทำหน้าที่เป็นอวัยวะระบบทางเดินหายใจ ทำปฏิกิริยากับรากของพืช จุลินทรีย์ และเชื้อราอื่นๆ ในดิน

ราก- อวัยวะในแนวแกนที่มีรูปทรงกระบอกไม่มากก็น้อยและมีความสมมาตรในแนวรัศมี มันสามารถเติบโตได้ตราบเท่าที่เนื้อเยื่อปลาย (ปลาย) ยังคงอยู่ ทางสัณฐานวิทยา รากแตกต่างจากยอดตรงที่ใบไม่ปรากฏ และเนื้อเยื่อปลายยอดถูกปกคลุมด้วยสิ่งที่เรียกว่าฝาครอบราก
เช่นเดียวกับหน่อ รากสามารถแตกแขนงได้ ส่งผลให้ a ระบบรากซึ่งเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นจำนวนทั้งสิ้น รากโรงงานแห่งหนึ่ง

อันดับแรก รากเมล็ดพืชพัฒนาจากรากของเชื้อโรค เรียกว่าตัวหลักครับ ในใบเลี้ยงคู่และต้นยิมโนสเปิร์มรากด้านข้างของคำสั่งแรกจะแยกจากรากหลักซึ่งจะก่อให้เกิดรากด้านข้างของลำดับที่สองเป็นต้น เป็นผลให้ก้านหรือความหลากหลายของมันเกิดขึ้น - แตกแขนง ระบบราก.

ในพืชสปอร์ที่สูงขึ้น - มอสคลับ, หางม้า, เฟิร์น - รากหลักไม่ได้เกิดขึ้นเลยและตั้งแต่เริ่มแรกมีเพียงรากที่แปลกประหลาดเท่านั้นที่ก่อตัวขึ้น

รากเช่นเดียวกับหน่อมีการเติบโตไม่ จำกัด มันเติบโตด้วยยอด Meristematic ซึ่งได้รับการปกป้องโดยฝาครอบรูต

(hsimage||ศูนย์)

โซนรากหนุ่ม. ส่วนต่าง ๆ ของรูททำหน้าที่ต่างกันและมีลักษณะทางสัณฐานวิทยาบางอย่าง ส่วนเหล่านี้เรียกว่าโซน (ดูรูป) ปลายรากจะหุ้มจากด้านนอกเสมอด้วยฝาครอบรูตที่ปกป้องเนื้อเยื่อส่วนปลาย เซลล์ของรูตแคปจะสร้างเมือกที่ปกคลุมพื้นผิวของรากอ่อน ต้องขอบคุณเมือก การเสียดสีบนพื้นผิวจึงลดลง และอนุภาคของมันจะเกาะติดกับปลายรากและขนรากได้ง่าย ฝาครอบรูทยังทำหน้าที่สำคัญอีกประการหนึ่ง เช่น การควบคุม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การตอบสนองของรูตต่อแรงโน้มถ่วง (จีโอโทรปิซึมเชิงบวก)

อยู่ใต้ปก เขตแบ่ง, แสดงโดยยอด Meristematic ของราก, ยอดของมัน. อันเป็นผลมาจากกิจกรรมของเนื้อเยื่อส่วนปลายทำให้เกิดโซนและเนื้อเยื่ออื่น ๆ ของราก การแบ่งเซลล์จะกระจุกตัวอยู่ในเขตแบ่งซึ่งมีขนาดประมาณ 1 มม. ส่วนนี้ของรากอ่อนแตกต่างจากโซนอื่นอย่างเห็นได้ชัดในสีเหลือง

ต่อจากโซนดิวิชั่นจะตั้งอยู่ โซนยืด (เติบโต). นอกจากนี้ยังมีความยาวขนาดเล็ก (หลายมิลลิเมตร) โดดเด่นด้วยสีอ่อนและโปร่งใส เซลล์ของโซนนี้ในทางปฏิบัติไม่แบ่ง แต่สามารถยืดออกในทิศทางตามยาวผลักรากที่สิ้นสุดลึกลงไปในสารตั้งต้น มีลักษณะเป็น turgor สูงซึ่งก่อให้เกิดการขยายตัวของอนุภาคดิน ภายในเขตการเจริญเติบโตจะเกิดความแตกต่างของเนื้อเยื่อที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าหลัก

จุดสิ้นสุดของโซนการเจริญเติบโตจะสังเกตได้จากการปรากฏตัวของขนรากจำนวนมากบน epibleme ขนรากอยู่ใน โซนดูดซึ่งมีหน้าที่ชัดเจนจากชื่อ ที่โคนจะมีพื้นที่ตั้งแต่ไม่กี่มิลลิเมตรไปจนถึงหลายเซนติเมตร ตรงกันข้ามกับโซนการเจริญเติบโต บางส่วนของโซนนี้จะไม่ถูกแทนที่เมื่อเทียบกับอนุภาคของซับสเตรตอีกต่อไป

รากอ่อนดูดซับน้ำและเกลือจำนวนมากในเขตการดูดซึมด้วยความช่วยเหลือของขนราก

เหนือโซนดูดซึ่งขนรากหายไปเริ่มต้นขึ้น พื้นที่ถือครอง. โครงสร้างของโซนนี้จะแตกต่างกันไปตามส่วนต่างๆ ผ่านส่วนนี้ของราก น้ำและสารละลายเกลือที่ถูกดูดซับโดยขนรากจะถูกส่งไปยังอวัยวะที่อยู่เหนือศีรษะของพืช

พืชที่ปลูกแบบ Aeroponically มีรากอยู่ในอากาศจริงๆ! Aeroponics สอนเราว่าพืชสามารถเติบโตได้ตามปกติแม้ว่ารากของมันจะโดนแสง ตราบใดที่ความชื้นสัมพัทธ์ 100%

อย่างไรก็ตาม การสัมผัสกับแสงทำให้เกิดสาหร่าย สาหร่ายปรากฏเป็นเมือกสีเขียวหรือสีน้ำตาลบนราก ผนังภาชนะ และในท่อ ผลการศึกษาบางชิ้นแสดงให้เห็นว่าพืชต้องทนทุกข์ทรมานเมื่อรากของพวกมันถูกแสง แต่สิ่งนี้เป็นไปได้มากที่สุดเนื่องจากผลกระทบของสาหร่ายที่โผล่ออกมาบนราก สาหร่ายเป็นคู่แข่งของพืชทั้งในด้านน้ำและอาหาร และออกซิเจน เพื่อป้องกันตัวเองจากปัญหานี้ ขอแนะนำให้ใช้ภาชนะทึบแสง ท่อ และถังสำหรับระบบไฮโดรโปนิกส์ใดๆ สีเข้ม เช่น เขียวเข้ม น้ำเงิน และดำจะทำงานได้ดีที่สุดเมื่อป้องกันแสงโดยตรง

ควรจำไว้ว่ารากของพืชนั้นบอบบางมากและสามารถถูกทำลายได้ง่ายมาก แม้จะสัมผัสด้วยมือของคุณ เมื่อถึงจุดหนึ่ง คุณจะต้องย้ายต้นกล้าหรือกิ่งตอนไปที่สวนไฮโดรโปนิกส์ของคุณ อดทนและอ่อนโยนมากควรให้รากเปียกชื้นเสมอ เป็นไปได้ว่ารากเมื่อโตขึ้นอาจเริ่มรบกวนการชะล้างหรือการระบายน้ำในระบบตามปกติ คุณจะไม่มีตัวเลือกอื่นนอกจากต้องแก้ไขตำแหน่ง - คุณสามารถทำความเสียหายได้โดยไม่ตั้งใจหากไม่ระวัง

การรักษาความชื้นให้เพียงพอในระบบรากของพืชเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง ความชื้นต่ำอาจทำให้แห้งและรากตายอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ จำไว้ว่าอย่าปล่อยให้รากแช่ในน้ำนิ่งเพราะอาจตายจากการขาดออกซิเจน สามารถเห็นการตายของรากได้ถ้ามันแห้งเหี่ยวย่นบางครั้งเริ่มเน่า หากรากของพืชตายจะไม่มีโอกาสฟื้นคืนชีพ หากความเสียหายของรากมีมาก คุณอาจเสี่ยงต่อการสูญเสียพืชผล

คำถาม:
1. ฟังก์ชั่นรูท
2. ประเภทของราก
3. ประเภทของระบบรูท
4. โซนราก
5. การดัดแปลงของราก
6. กระบวนการชีวิตที่รูท

1. ฟังก์ชั่นรูท
รากเป็นอวัยวะใต้ดินของพืช
หน้าที่หลักของรูท:
- การสนับสนุน: รากยึดพืชในดินและยึดไว้ตลอดชีวิต
- มีคุณค่าทางโภชนาการ: ทางรากพืชได้รับน้ำที่มีแร่ธาตุและสารอินทรีย์ที่ละลายในน้ำ
- การเก็บรักษา: รากบางชนิดสามารถสะสมสารอาหารได้

2. ประเภทของราก

มีรากหลักที่บังเอิญและด้านข้าง เมื่อเมล็ดงอก รากงอกจะปรากฏขึ้นก่อน ซึ่งจะเปลี่ยนเป็นรากหลัก รากที่บังเอิญอาจปรากฏบนลำต้น รากด้านข้างขยายจากรากหลักและรากที่บังเอิญ รากที่แปลกประหลาดช่วยให้พืชได้รับสารอาหารเพิ่มเติมและทำหน้าที่ทางกล พัฒนาเมื่อปลูกเช่นมะเขือเทศและมันฝรั่ง

3. ประเภทของระบบรูท

รากของพืชชนิดหนึ่งคือระบบราก ระบบรากเป็นแบบก้านและเส้นใย ในระบบรากของแทป รูทหลักได้รับการพัฒนามาอย่างดี มีพืชใบเลี้ยงคู่มากที่สุด (หัวบีท, แครอท) ในไม้ยืนต้น รากหลักอาจตาย และโภชนาการเกิดขึ้นจากรากด้านข้าง ดังนั้นรากหลักจึงสามารถสืบหาได้เฉพาะในต้นอ่อนเท่านั้น

ระบบรากที่มีเส้นใยเกิดขึ้นจากรากที่บังเอิญและด้านข้างเท่านั้น ไม่มีรากหลัก พืชใบเลี้ยงเดี่ยวเช่นซีเรียล, หัวหอม, มีระบบดังกล่าว

ระบบรากใช้พื้นที่ในดินมาก ตัวอย่างเช่น ในข้าวไรย์ รากจะแผ่กว้าง 1-1.5 ม. และเจาะลึกถึง 2 ม.

4. โซนราก
ในรากอ่อนโซนต่อไปนี้สามารถแยกแยะได้: หมวกราก, เขตแบ่ง, เขตการเจริญเติบโต, เขตดูดซับ

หมวกราก มีสีเข้มกว่าซึ่งเป็นส่วนปลายสุดของราก เซลล์หมวกรากปกป้องส่วนปลายรากจากความเสียหายจากของแข็งในดิน เซลล์ของหมวกถูกสร้างขึ้นโดยเนื้อเยื่อจำนวนเต็มและมีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง

โซนดูด มีขนรากจำนวนมากซึ่งเป็นเซลล์ที่ยาวไม่เกิน 10 มม. โซนนี้ดูเหมือนปืนใหญ่เพราะ ขนรากมีขนาดเล็กมาก เซลล์รากขน เช่นเดียวกับเซลล์อื่นๆ มีไซโตพลาสซึม นิวเคลียส และแวคิวโอลที่มีน้ำนมจากเซลล์ เซลล์เหล่านี้มีอายุสั้น ตายอย่างรวดเร็ว และแทนที่เซลล์เหล่านี้จะสร้างเซลล์ผิวเผินที่อายุน้อยกว่าที่อยู่ใกล้กับปลายราก งานของรากขนคือการดูดซึมน้ำด้วยสารอาหารที่ละลายน้ำ เขตการดูดซึมเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องเนื่องจากการต่ออายุเซลล์ มีความละเอียดอ่อนและเสียหายได้ง่ายระหว่างการปลูกถ่าย นี่คือเซลล์ของเนื้อเยื่อหลัก

สถานที่ . มันอยู่เหนือการดูดไม่มีขนรากพื้นผิวถูกปกคลุมด้วยเนื้อเยื่อจำนวนเต็มและเนื้อเยื่อที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าอยู่ในความหนา เซลล์ของเขตการนำไฟฟ้าเป็นภาชนะที่น้ำที่ละลายสารจะเคลื่อนเข้าสู่ลำต้นและใบ นอกจากนี้ยังมีเซลล์หลอดเลือดซึ่งสารอินทรีย์จากใบเข้าสู่ราก

รากทั้งหมดถูกปกคลุมด้วยเซลล์ของเนื้อเยื่อกลซึ่งทำให้มั่นใจถึงความแข็งแรงและความยืดหยุ่นของราก เซลล์ถูกยืดออกปกคลุมด้วยเปลือกหนาและเต็มไปด้วยอากาศ

5. การดัดแปลงของราก

ความลึกของการแทรกซึมของรากลงไปในดินขึ้นอยู่กับเงื่อนไขที่พืชตั้งอยู่ ความยาวของรากได้รับผลกระทบจากความชื้น องค์ประกอบของดิน ดินเยือกแข็ง

รากยาวเกิดขึ้นในพืชในที่แห้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับพืชทะเลทราย ดังนั้นในหนามอูฐระบบรากจะมีความยาว 15-25 เมตร ในข้าวสาลีบนทุ่งที่ไม่ได้ให้น้ำรากจะมีความยาวสูงสุด 2.5 ม. และบนพื้นที่ชลประทาน - 50 ซม. และความหนาแน่นเพิ่มขึ้น

Permafrost จำกัดการเติบโตของรากในเชิงลึก ตัวอย่างเช่นในทุ่งทุนดรารากของต้นเบิร์ชแคระเพียง 20 ซม. รากนั้นตื้นและแตกแขนง

ในกระบวนการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อม รากของพืชได้เปลี่ยนไปและเริ่มทำหน้าที่เพิ่มเติม

1. หัวรากทำหน้าที่เป็นที่เก็บสารอาหารแทนผลไม้ หัวดังกล่าวเกิดขึ้นจากความหนาของรากด้านข้างหรือรากที่บังเอิญ ตัวอย่างเช่น dahlias

2. พืชราก - การดัดแปลงรากหลักในพืช เช่น แครอท หัวผักกาด หัวบีต พืชรากเกิดจากส่วนล่างของลำต้นและส่วนบนของรากหลัก ไม่มีเมล็ดเหมือนผลไม้ พืชรากมีพืชล้มลุก ในปีแรกของชีวิตพวกเขาจะไม่บานสะพรั่งและสะสมสารอาหารจำนวนมากในพืชราก ในวินาที - พวกเขาจะบานอย่างรวดเร็วโดยใช้สารอาหารที่สะสมและสร้างผลไม้และเมล็ดพืช

3. รากที่แนบมา (ตัวดูด) - โรคหัดส่วนเสริมที่พัฒนาในพืชเขตร้อน ช่วยให้คุณยึดติดกับฐานรองรับแนวตั้ง (กับผนัง, หิน, ลำต้นของต้นไม้) นำใบไม้ไปสู่แสง ตัวอย่างจะเป็นไม้เลื้อยและไม้เลื้อยจำพวกจาง

4. ก้อนแบคทีเรีย รากด้านข้างของโคลเวอร์, ลูปิน, อัลฟัลฟามีการเปลี่ยนแปลงเป็นพิเศษ แบคทีเรียตั้งถิ่นฐานในรากข้างอ่อนซึ่งก่อให้เกิดการดูดซึมไนโตรเจนก๊าซจากอากาศในดิน รากดังกล่าวอยู่ในรูปของก้อน ต้องขอบคุณแบคทีเรียเหล่านี้ พืชเหล่านี้จึงสามารถอาศัยอยู่บนดินที่มีไนโตรเจนต่ำและทำให้พวกมันมีความอุดมสมบูรณ์มากขึ้น

5. รากอากาศก่อตัวขึ้นในพืชที่เติบโตในเขตเส้นศูนย์สูตรและป่าเขตร้อนชื้น รากดังกล่าวห้อยลงมาและดูดซับน้ำฝนจากอากาศ - พบได้ในกล้วยไม้, บรอมมีเลียด, เฟิร์น, มอนสเตอรา

รากเสาทางอากาศเป็นรากที่แปลกประหลาดซึ่งก่อตัวขึ้นบนกิ่งก้านของต้นไม้และไปถึงพื้นดิน เกิดขึ้นในต้นไทรไทร

6. รากแหลม พืชที่เติบโตในเขตน้ำขึ้นน้ำลงจะพัฒนารากที่แหลม อยู่สูงเหนือน้ำ พวกมันมียอดใบขนาดใหญ่บนดินโคลนที่ไม่มั่นคง

7. รากระบบทางเดินหายใจก่อตัวในพืชที่ขาดออกซิเจนในการหายใจ พืชเติบโตในที่ที่มีความชื้นมากเกินไป - ในหนองบึง, หนองน้ำ, ปากแม่น้ำทะเล รากงอกขึ้นในแนวตั้งขึ้นสู่ผิวน้ำดูดซับอากาศ ตัวอย่าง ได้แก่ วิลโลว์เปราะ, ป่าพรุ, ป่าชายเลน.

6. กระบวนการชีวิตที่รูท

1 - การดูดซึมน้ำโดยราก

การดูดซึมน้ำโดยขนรากจากสารละลายธาตุอาหารในดินและการนำน้ำผ่านเซลล์ของเยื่อหุ้มสมองปฐมภูมิเกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างของความดันและการดูดซึม แรงดันออสโมติกในเซลล์ทำให้แร่ธาตุแทรกซึมเข้าสู่เซลล์ได้เพราะ มีปริมาณเกลือน้อยกว่าในดิน ความเข้มของการดูดซึมน้ำโดยรากขนเรียกว่าแรงดูด หากความเข้มข้นของสารในสารละลายธาตุอาหารในดินสูงกว่าภายในเซลล์ น้ำจะออกจากเซลล์และพลาสโมไลซิสจะเกิดขึ้น - พืชจะเหี่ยวเฉา ปรากฏการณ์นี้พบได้ในสภาพดินแห้งเช่นเดียวกับการใช้ปุ๋ยแร่มากเกินไป แรงดันรากสามารถยืนยันได้ด้วยชุดการทดลอง

พืชที่มีรากตกลงไปในแก้วน้ำ ด้านบนของน้ำเพื่อป้องกันการระเหยให้เทน้ำมันพืชบาง ๆ แล้วทำเครื่องหมายระดับ หลังจากหนึ่งหรือสองวัน น้ำในถังก็ลดลงต่ำกว่าเครื่องหมาย รากดูดน้ำแล้วดึงขึ้นบนใบ

วัตถุประสงค์: เพื่อค้นหาหน้าที่หลักของรูท

เราตัดโคนต้นออกเหลือตอสูง 2-3 ซม. เราใส่ท่อยางยาว 3 ซม. บนตอไม้แล้ววางท่อแก้วโค้งสูง 20-25 ซม. ที่ปลายด้านบน น้ำใน หลอดแก้วลอยขึ้นและไหลออก นี่เป็นการพิสูจน์ว่ารากดูดซับน้ำจากดินเข้าสู่ลำต้น

วัตถุประสงค์: เพื่อค้นหาว่าอุณหภูมิส่งผลต่อการทำงานของรากอย่างไร

แก้วหนึ่งควรใส่น้ำอุ่น (+17-18ºС) และอีกแก้วใช้น้ำเย็น (+1-2ºС) ในกรณีแรกน้ำจะถูกปล่อยออกมาอย่างล้นเหลือ ในครั้งที่สอง - หยุดเพียงเล็กน้อยหรือหยุดทั้งหมด นี่เป็นข้อพิสูจน์ว่าอุณหภูมิมีผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพของรูท

น้ำอุ่นถูกดูดซับโดยรากอย่างแข็งขัน แรงดันรากสูงขึ้น

น้ำเย็นถูกดูดซึมได้ไม่ดีโดยราก ในกรณีนี้ความดันรากจะลดลง

2 - โภชนาการแร่ธาตุ

บทบาททางสรีรวิทยาของแร่ธาตุนั้นดีมาก เป็นพื้นฐานสำหรับการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์และส่งผลโดยตรงต่อการเผาผลาญ ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาทางชีวเคมี ส่งผลกระทบต่อ turgor ของเซลล์และการซึมผ่านของโปรโตพลาสซึม เป็นศูนย์กลางของปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าและกัมมันตภาพรังสีในสิ่งมีชีวิตของพืช ด้วยความช่วยเหลือของรากสารอาหารแร่ธาตุของพืชจะดำเนินการ

3 - ลมหายใจของราก

สำหรับการเจริญเติบโตและการพัฒนาตามปกติของพืชจำเป็นต้องมีอากาศบริสุทธิ์เข้าสู่ราก

วัตถุประสงค์: เพื่อตรวจสอบการหายใจที่ราก

ลองใช้ภาชนะที่เหมือนกันสองลำกับน้ำ เราวางต้นกล้าที่กำลังพัฒนาในแต่ละภาชนะ เราทำให้น้ำอิ่มตัวในเรือลำใดลำหนึ่งทุกวันด้วยอากาศโดยใช้ปืนฉีด เทน้ำมันพืชบาง ๆ บนผิวน้ำในภาชนะที่สองเนื่องจากจะทำให้อากาศไหลลงสู่น้ำล่าช้า หลังจากนั้นไม่นาน พืชในภาชนะที่สองจะหยุดเติบโต เหี่ยวเฉา และตายในที่สุด การตายของพืชเกิดขึ้นเนื่องจากขาดอากาศที่จำเป็นสำหรับการหายใจของราก

เป็นที่ยอมรับว่าการพัฒนาตามปกติของพืชเป็นไปได้เมื่อมีสารสามชนิดในสารละลายธาตุอาหาร - ไนโตรเจน ฟอสฟอรัสและกำมะถัน และโลหะสี่ชนิด - โพแทสเซียม แมกนีเซียม แคลเซียมและเหล็ก แต่ละองค์ประกอบเหล่านี้มีค่าเฉพาะและไม่สามารถแทนที่ด้วยองค์ประกอบอื่นได้ เหล่านี้เป็นธาตุอาหารหลักความเข้มข้นในพืชคือ 10-2-10% สำหรับการพัฒนาตามปกติของพืชจำเป็นต้องมีองค์ประกอบขนาดเล็กซึ่งมีความเข้มข้นในเซลล์อยู่ที่ 10-5–10-3% เหล่านี้คือโบรอน โคบอลต์ ทองแดง สังกะสี แมงกานีส โมลิบดีนัม ฯลฯ ธาตุเหล่านี้พบได้ในดิน แต่บางครั้งก็มีปริมาณไม่เพียงพอ ดังนั้นจึงใช้แร่ธาตุและปุ๋ยอินทรีย์กับดิน

พืชจะเติบโตและพัฒนาได้ตามปกติหากสภาพแวดล้อมรอบ ๆ รากมีสารอาหารที่จำเป็นทั้งหมด ดินเป็นสภาพแวดล้อมสำหรับพืชส่วนใหญ่

คุณสมบัติของระบบรากเป็นอวัยวะของการดูดซึมน้ำใช่. ซาบินินวิเคราะห์กิจกรรมการดูดซึมของระบบรากดึงความสนใจไปที่ความจริงที่ว่าความเร็วของการเคลื่อนที่ของน้ำในดินต่ำมาก เนื่องจากการแพร่กระจายความชื้นในดินจะเคลื่อนที่ได้ไม่เกิน 1 ซม. / วัน ด้วยการดูดซึมน้ำในอัตรา 1 มก. / (ชม. * ซม. 2) การทำให้ดินแห้งอย่างรวดเร็ว ดังนั้นในดินไม่ใช่น้ำที่เคลื่อนเข้าหาราก แต่เป็นรากที่เคลื่อนเข้าหาน้ำในกระบวนการเจริญเติบโต บน. Maksimov เปรียบเปรยมากเกี่ยวกับสิ่งนี้:“ ตรงกันข้ามกับแนวคิดที่นิยมระบบรูทไม่ได้รับการแก้ไขเลยในบางพื้นที่ของดิน แต่ทุกครั้งที่มันเคลื่อนไปข้างหน้าและไปข้างหน้าในนั้นเช่นขนาดใหญ่ ฝูงสัตว์เล็ก ๆ ที่ขุดโพรง "ดูด" ทรายทุกเม็ดที่มันพบและ "เลีย" จากเธอ ดังนั้นพูดได้ว่าฟิล์มน้ำที่บางที่สุดที่แต่งตัวเธอ

สถานการณ์นี้กำหนดล่วงหน้าองค์กรเฉพาะของระบบรูท - ขนาดใหญ่และการแตกแขนงที่แข็งแกร่ง พื้นผิวทั้งหมดของรากมักจะเกินพื้นผิวของอวัยวะที่อยู่เหนือพื้นดิน 130-140 เท่า ในต้นแอปเปิ้ลอายุหนึ่งปีแล้ว 5-7 คำสั่งของการแตกแขนงของรากนั้นมีความยาวรวม 250 ม. และมีขนรากประมาณ 3 กม. ในพืชที่โตเต็มวัยระบบรากจะวัดได้หลายสิบกิโลเมตร ความหนาแน่นของรากของไม้ยืนต้นและไม้ล้มลุกในชั้นที่เหมาะแก่การเพาะปลูกถึง 0.3-5 ซม. ต่อ 1 ซม. 3 ของดิน ในขณะที่ 0.1-1 ซม./ซม. 3 เพียงพอสำหรับโภชนาการไนโตรเจนที่ประสบความสำเร็จ

ความสามารถเฉพาะตัวของรากในการพัฒนาดินปริมาณใหม่ ทำให้ช่องว่างที่อยู่ติดกับพวกมันแห้ง สัมพันธ์กับการมีอยู่ของจุดเติบโตจำนวนมาก (เนื้อเยื่อเนื้อเยื่อมีสัดส่วน 10% ของมวลรากในลำต้น - เพียง 1%) อัตราการเจริญเติบโตสูง (1-10 ซม. / วัน) และ hydrotropism เชิงบวก ขนรากเพิ่มรัศมีรากที่มีประสิทธิภาพ ขนรากมีบทบาทสำคัญในการให้น้ำและแร่ธาตุแก่พืชก็ต่อเมื่อถูกขัดขวางไม่ให้แพร่กระจายไปยังผิวราก ในการเพาะเลี้ยงในน้ำ ขนรากมักจะไม่ก่อตัว

ดังนั้นปัจจัยชี้ขาดสำหรับการทำงานของระบบรากในฐานะอวัยวะที่ดูดซับน้ำนั้นไม่ได้มีความยาวรวมหรือพื้นผิวดูดซับมากนัก แต่เป็นคุณสมบัติแบบไดนามิก - อัตราของเนื้องอกและการเจริญเติบโตของรากในพืชข้าวไรย์ที่ปลูกภายใต้สภาพประดิษฐ์ ความยาวรวมของรากทั้งหมดเพิ่มขึ้น 5 กม. ต่อวัน อย่างไรก็ตาม ใน biogeocenosis ที่มีความหนาแน่นของพืชสูง ขนาดของระบบรากจะเล็กกว่ามาก การขาดความชื้นในดินทำให้เกิดการยับยั้งการเจริญเติบโตของอวัยวะที่อยู่เหนือพื้นดิน ในขณะที่สามารถกระตุ้นการเจริญเติบโตของระบบรากได้ก่อน การศึกษาทั้งไม้ล้มลุกและไม้ยืนต้นพบว่าการขาดน้ำและการเติมอากาศในดินที่ดีจะกระตุ้นการก่อตัวของระบบรากที่ทรงพลังยิ่งขึ้นและการแทรกซึมเข้าไปในชั้นลึกของดิน นี่คือปฏิกิริยาป้องกันของพืชมุ่งเป้าไปที่การได้รับน้ำ ควรระลึกไว้เสมอว่าหากขาดน้ำ การเติบโตของรากจะมุ่งไปตามการไล่ระดับความชื้น ไม่ใช่แรงโน้มถ่วง ในสภาพอากาศที่แห้งแล้งระบบรากที่ใหญ่กว่าจะเกิดขึ้น 3-4 เท่า ในช่วงฤดูแล้งการเจริญเติบโตของหน่อจะถูกยับยั้งก่อนจากนั้นจึงทำให้ราก การเจริญเติบโตที่เพิ่มขึ้นของระบบรากส่งผลเสียต่อการเติบโตของมวลเหนือพื้นดินและผลผลิตของพืช อัตราส่วนที่เหมาะสมของมวลเหนือพื้นดินและใต้ดินนั้นมาจากแหล่งน้ำและสารอาหารที่เพียงพอของพืชผลทางการเกษตร และเป็นกุญแจสำคัญในการผลิตที่สูง

คุณสมบัติของโครงสร้างทางกายวิภาคของรากทำให้เกิดฟังก์ชั่นการดูดซึมเป็นที่ทราบกันว่ารากแบ่งออกเป็นสี่โซน (รูปที่ 8): การแบ่งเซลล์ การยืดตัว การดูดซับ (หรือขนราก) และการนำไฟฟ้า (หรือบริเวณที่ปิดก๊อก)

ข้าว. 8 โครงสร้างราก:

เอ - โซนรูท: 1 - ฝาครอบรูท; 2 - โซนของการแบ่งเซลล์; 3 – โซนการยืดตัวของเซลล์; 4 - โซนของความแตกต่างของเซลล์ (โซนของขนราก); 5 - โซนไม้ก๊อก (โซนดำเนินการ); b - ภาพตัดขวาง: 1 - ขนราก; 2 - เปลือกต้น; 3 - เอนโดเดิร์ม; 4 - เปริไซเคิล; 5 - หลอดตะแกรง; 6 - เรือ

พื้นที่แบ่งเซลล์ป้องกันโดยฝาครอบรูต ต้องการน้ำปริมาณเล็กน้อย เซลล์มีลักษณะโดยนิวเคลียสของราก ความอิ่มตัวของไซโตพลาสซึมสูง การไม่มีแวคิวโอล และโครงสร้างหลักของเยื่อหุ้มเซลล์ ศักยภาพของน้ำนั้นพิจารณาจากศักยภาพของเมทริกซ์เป็นหลัก กล่าวคือ ความสามารถในการบวมคอลลอยด์ของโปรโตพลาสซึมและผนังเซลล์ (- = - m)

การดูดซึมน้ำเริ่มต้นอย่างเข้มข้นด้วย โซนยืดที่นี่มีเนื้องอกที่เพิ่มขึ้นของโปรตีนไซโตพลาสซึม (เนื้อหาต่อเซลล์เพิ่มขึ้น 1.5–2 เท่า) ซึ่งช่วยเพิ่มความเป็นไปได้ของการจับน้ำเมทริกซ์ ปริมาณเซลล์เพิ่มขึ้นอย่างมากเนื่องจากการก่อตัวของแวคิวโอลส่วนกลางขนาดใหญ่ซึ่งทำหน้าที่เป็นแหล่งกักเก็บสารออกฤทธิ์ออสโมติก นี่คือลักษณะที่องค์ประกอบที่สองของศักย์น้ำปรากฏขึ้น - ออสโมติก ควบคู่ไปกับการเพิ่มขึ้นของปริมาตร สังเกตได้ว่าเยื่อหุ้มเซลล์อ่อนตัวและยืดตัว เนื่องจากความยืดหยุ่นจึงไม่ต้านทานการดูดซึมน้ำ ดังนั้นศักย์ของน้ำจึงถูกกำหนดโดยผลรวมของเมทริกซ์และศักย์ออสโมติก: - = (- m) + (- π) และให้ความสามารถมหาศาลในการดูดซับน้ำ ปริมาณน้ำต่อเซลล์เพิ่มขึ้นจาก (1-5)*10 -8 2 ในโซนการแบ่งเป็น (6-35)*10 -8 2 เมื่อยืดออก

โซนรากผมเป็นโซนดูดซับหลักของรากซึ่งนำน้ำเข้าสู่ช่องทางการขนส่งทางไกล Epiblema ครอบคลุมรากอ่อน ประกอบด้วยเซลล์ชั้นเดียว ผนังด้านนอกของเซลล์ epiblema ไม่มีหนังกำพร้าหรือแว็กซ์ ดังนั้นจึงถูกปรับให้รับน้ำได้ดี เซลล์ epiblema บางเซลล์จะยืดออกและกลายเป็นขนราก ดังนั้น epiblema ที่เป็นเนื้อเยื่อดูดซับจึงไม่เหมือนกัน ด้วยขนรากทำให้พื้นผิวของรากสัมผัสกับดินเพิ่มขึ้น 10-15 เท่า นอกจากนี้ โปรตีนขนส่งที่อยู่ในพลาสมาเลมมาของขนรากยังมีการทำงานมากกว่าในเซลล์อื่นๆ มีพลาสโมเดสมาตาจำนวนมากขึ้นจากรากขนไปจนถึงเซลล์เอ็กโซเดิร์ม รากผมอยู่ได้หลายวันแล้วก็ตาย แทนที่จะเป็นแบบใหม่จะเกิดขึ้นที่ส่วนบนของโซนการยืดตัว เมื่อรากโตขึ้น epiblem จะถูกแทนที่ด้วยจุกไม้ก๊อกทีละน้อย vacuolization ที่แข็งแกร่งของเซลล์ในเขตดูด (มีและไม่มีขนราก) การพัฒนาระดับสูงของโครงสร้างเมมเบรนและการขยายตัวที่ จำกัด ของผนังเซลล์ที่เสร็จสิ้นการก่อตัวทำหน้าที่เป็นกลไกของการควบคุมออสโมติกของการขนส่งทางน้ำ ควบคู่ไปกับแรงออสโมติก ความดันอุทกสถิตที่พัฒนาแล้ว (Ψ р) มีความสำคัญอย่างยิ่ง ดังนั้น –Ψ = (-Ψ π) + Ψ р.

ฟังก์ชั่นการดูดซึม โซนนำไฟฟ้ารากเนื่องจากการอุดของเนื้อเยื่อจำนวนเต็มจะลดลงอย่างเห็นได้ชัด อย่างไรก็ตาม ส่วนที่เป็นคอร์กี้ของรากก็สามารถดูดซับน้ำได้เช่นกัน นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับไม้ยืนต้น ในพืชที่มีไมคอร์ไรซา ส่วนหลังทำหน้าที่เป็นพื้นผิวดูดซับเพิ่มเติม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนที่เก่ากว่าของราก

กลไกการไหลของน้ำจากดินสู่ราก. น้ำเกือบทั้งหมดที่พืชดูดซึมเข้าไปทางราก มีน้ำเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่อวัยวะพืชเหนือพื้นดินดูดซึมได้ เพื่อให้น้ำเข้าสู่ราก ศักยภาพน้ำของดินต้องสูงกว่าศักยภาพน้ำของราก นั่นก็คือต้องมี การไล่ระดับศักย์น้ำระหว่างสารละลายในดินกับเซลล์ราก

ค่าศักย์น้ำของดินถูกกำหนดโดยนิพจน์:

Ψโพสต์ \u003d P - π ดี - ม. โพสต์ ,

โดยที่ P, π ref, m ref - แรงดันไฮโดรสแตติก, ออสโมติกและเมทริกซ์ในดิน ค่าของ Ψ โพสต์ แตกต่างกันมากขึ้นอยู่กับชนิดของดินและสภาพแวดล้อม หลังฝนตก ศักยภาพน้ำในดินจะเป็นศูนย์ และน้ำจะเข้าสู่รากได้ง่าย เมื่อดินแห้ง ศักยภาพของน้ำจะลดลง (กลายเป็นลบ) เมื่อศักย์น้ำของดินต่ำกว่าศักยภาพน้ำของเซลล์ราก พืชก็จะเหี่ยวเฉา ความชื้นในดินระดับนี้เรียกว่า ความชื้นเหี่ยวเฉา. สำหรับดินที่แตกต่างกันจะแตกต่างกัน: สำหรับทราย - 1.3% สำหรับดินร่วน - 14.5% การเหี่ยวแห้งอย่างต่อเนื่องของพืชมักเกิดขึ้นเมื่อดินΨ ต่ำกว่า -1.5 MPa ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ พืชไม่สามารถรับน้ำจากดินได้ ถือได้ว่าเมโซไฟต์มีน้ำเพียงพอหาก Ψ ดิน ไม่ต่ำกว่า -0.5 MPa ภายใต้สภาพธรรมชาติตลอดจนเมื่อปลูกพืชแต่ละชนิดโดยไม่ต้องชลประทานในเขตภูมิอากาศกลาง Ψ ดิน ผันผวนในช่วงตั้งแต่ -0.5 ถึง -1.2 MPa ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ น้ำยังคงมีให้สำหรับพืชโดยไม่ลดอัตราการดูดซึมและการยับยั้งการเจริญเติบโตอย่างเห็นได้ชัด

การไล่ระดับศักย์น้ำระหว่างดินและเซลล์รากเกิดจากสองกลไก ประการแรกเนื่องจากการดูดซึมสารจากดินโดยเซลล์และประการที่สองเนื่องจากการระเหยของน้ำจากใบ จากผลของกระบวนการทั้งสองนี้ ความเข้มข้นของน้ำนมเซลล์ในเซลล์รากจะเพิ่มขึ้น ยิ่งความอิ่มตัวของเซลล์ที่มีน้ำต่ำเท่าใด ศักยภาพของน้ำก็จะยิ่งต่ำลง (เป็นลบมากขึ้น) การไหลของน้ำสู่รากจะนำไปสู่ศักยภาพของน้ำที่เป็นลบมากขึ้น

คำถาม:
1. ฟังก์ชั่นรูท
2. ประเภทของราก
3. ประเภทของระบบรูท
4. โซนราก
5. การดัดแปลงของราก
6. กระบวนการชีวิตที่รูท

1. ฟังก์ชั่นรูท
รากเป็นอวัยวะใต้ดินของพืช
หน้าที่หลักของรูท:
- การสนับสนุน: รากยึดพืชในดินและยึดไว้ตลอดชีวิต
- มีคุณค่าทางโภชนาการ: ทางรากพืชได้รับน้ำที่มีแร่ธาตุและสารอินทรีย์ที่ละลายในน้ำ
- การเก็บรักษา: รากบางชนิดสามารถสะสมสารอาหารได้

2. ประเภทของราก

มีรากหลักที่บังเอิญและด้านข้าง เมื่อเมล็ดงอก รากงอกจะปรากฏขึ้นก่อน ซึ่งจะเปลี่ยนเป็นรากหลัก รากที่บังเอิญอาจปรากฏบนลำต้น รากด้านข้างขยายจากรากหลักและรากที่บังเอิญ รากที่แปลกประหลาดช่วยให้พืชได้รับสารอาหารเพิ่มเติมและทำหน้าที่ทางกล พัฒนาเมื่อปลูกเช่นมะเขือเทศและมันฝรั่ง

3. ประเภทของระบบรูท

รากของพืชชนิดหนึ่งคือระบบราก ระบบรากเป็นแบบก้านและเส้นใย ในระบบรากของแทป รูทหลักได้รับการพัฒนามาอย่างดี มีพืชใบเลี้ยงคู่มากที่สุด (หัวบีท, แครอท) ในไม้ยืนต้น รากหลักอาจตาย และโภชนาการเกิดขึ้นจากรากด้านข้าง ดังนั้นรากหลักจึงสามารถสืบหาได้เฉพาะในต้นอ่อนเท่านั้น

ระบบรากที่มีเส้นใยเกิดขึ้นจากรากที่บังเอิญและด้านข้างเท่านั้น ไม่มีรากหลัก พืชใบเลี้ยงเดี่ยวเช่นซีเรียล, หัวหอม, มีระบบดังกล่าว

ระบบรากใช้พื้นที่ในดินมาก ตัวอย่างเช่น ในข้าวไรย์ รากจะแผ่กว้าง 1-1.5 ม. และเจาะลึกถึง 2 ม.

4. โซนราก
ในรากอ่อนโซนต่อไปนี้สามารถแยกแยะได้: หมวกราก, เขตแบ่ง, เขตการเจริญเติบโต, เขตดูดซับ

หมวกราก มีสีเข้มกว่าซึ่งเป็นส่วนปลายสุดของราก เซลล์หมวกรากปกป้องส่วนปลายรากจากความเสียหายจากของแข็งในดิน เซลล์ของหมวกถูกสร้างขึ้นโดยเนื้อเยื่อจำนวนเต็มและมีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง

โซนดูด มีขนรากจำนวนมากซึ่งเป็นเซลล์ที่ยาวไม่เกิน 10 มม. โซนนี้ดูเหมือนปืนใหญ่เพราะ ขนรากมีขนาดเล็กมาก เซลล์รากขน เช่นเดียวกับเซลล์อื่นๆ มีไซโตพลาสซึม นิวเคลียส และแวคิวโอลที่มีน้ำนมจากเซลล์ เซลล์เหล่านี้มีอายุสั้น ตายอย่างรวดเร็ว และแทนที่เซลล์เหล่านี้จะสร้างเซลล์ผิวเผินที่อายุน้อยกว่าที่อยู่ใกล้กับปลายราก งานของรากขนคือการดูดซึมน้ำด้วยสารอาหารที่ละลายน้ำ เขตการดูดซึมเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องเนื่องจากการต่ออายุเซลล์ มีความละเอียดอ่อนและเสียหายได้ง่ายระหว่างการปลูกถ่าย นี่คือเซลล์ของเนื้อเยื่อหลัก

สถานที่ . มันอยู่เหนือการดูดไม่มีขนรากพื้นผิวถูกปกคลุมด้วยเนื้อเยื่อจำนวนเต็มและเนื้อเยื่อที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าอยู่ในความหนา เซลล์ของเขตการนำไฟฟ้าเป็นภาชนะที่น้ำที่ละลายสารจะเคลื่อนเข้าสู่ลำต้นและใบ นอกจากนี้ยังมีเซลล์หลอดเลือดซึ่งสารอินทรีย์จากใบเข้าสู่ราก

รากทั้งหมดถูกปกคลุมด้วยเซลล์ของเนื้อเยื่อกลซึ่งทำให้มั่นใจถึงความแข็งแรงและความยืดหยุ่นของราก เซลล์ถูกยืดออกปกคลุมด้วยเปลือกหนาและเต็มไปด้วยอากาศ

5. การดัดแปลงของราก

ความลึกของการแทรกซึมของรากลงไปในดินขึ้นอยู่กับเงื่อนไขที่พืชตั้งอยู่ ความยาวของรากได้รับผลกระทบจากความชื้น องค์ประกอบของดิน ดินเยือกแข็ง

รากยาวเกิดขึ้นในพืชในที่แห้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับพืชทะเลทราย ดังนั้นในหนามอูฐระบบรากจะมีความยาว 15-25 เมตร ในข้าวสาลีบนทุ่งที่ไม่ได้ให้น้ำรากจะมีความยาวสูงสุด 2.5 ม. และบนพื้นที่ชลประทาน - 50 ซม. และความหนาแน่นเพิ่มขึ้น

Permafrost จำกัดการเติบโตของรากในเชิงลึก ตัวอย่างเช่นในทุ่งทุนดรารากของต้นเบิร์ชแคระเพียง 20 ซม. รากนั้นตื้นและแตกแขนง

ในกระบวนการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อม รากของพืชได้เปลี่ยนไปและเริ่มทำหน้าที่เพิ่มเติม

1. หัวรากทำหน้าที่เป็นที่เก็บสารอาหารแทนผลไม้ หัวดังกล่าวเกิดขึ้นจากความหนาของรากด้านข้างหรือรากที่บังเอิญ ตัวอย่างเช่น dahlias

2. พืชราก - การดัดแปลงรากหลักในพืช เช่น แครอท หัวผักกาด หัวบีต พืชรากเกิดจากส่วนล่างของลำต้นและส่วนบนของรากหลัก ไม่มีเมล็ดเหมือนผลไม้ พืชรากมีพืชล้มลุก ในปีแรกของชีวิตพวกเขาจะไม่บานสะพรั่งและสะสมสารอาหารจำนวนมากในพืชราก ในวินาที - พวกเขาจะบานอย่างรวดเร็วโดยใช้สารอาหารที่สะสมและสร้างผลไม้และเมล็ดพืช

3. รากที่แนบมา (ตัวดูด) - โรคหัดส่วนเสริมที่พัฒนาในพืชเขตร้อน ช่วยให้คุณยึดติดกับฐานรองรับแนวตั้ง (กับผนัง, หิน, ลำต้นของต้นไม้) นำใบไม้ไปสู่แสง ตัวอย่างจะเป็นไม้เลื้อยและไม้เลื้อยจำพวกจาง

4. ก้อนแบคทีเรีย รากด้านข้างของโคลเวอร์, ลูปิน, อัลฟัลฟามีการเปลี่ยนแปลงเป็นพิเศษ แบคทีเรียตั้งถิ่นฐานในรากข้างอ่อนซึ่งก่อให้เกิดการดูดซึมไนโตรเจนก๊าซจากอากาศในดิน รากดังกล่าวอยู่ในรูปของก้อน ต้องขอบคุณแบคทีเรียเหล่านี้ พืชเหล่านี้จึงสามารถอาศัยอยู่บนดินที่มีไนโตรเจนต่ำและทำให้พวกมันมีความอุดมสมบูรณ์มากขึ้น

5. รากอากาศก่อตัวขึ้นในพืชที่เติบโตในเขตเส้นศูนย์สูตรและป่าเขตร้อนชื้น รากดังกล่าวห้อยลงมาและดูดซับน้ำฝนจากอากาศ - พบได้ในกล้วยไม้, บรอมมีเลียด, เฟิร์น, มอนสเตอรา

รากเสาทางอากาศเป็นรากที่แปลกประหลาดซึ่งก่อตัวขึ้นบนกิ่งก้านของต้นไม้และไปถึงพื้นดิน เกิดขึ้นในต้นไทรไทร

6. รากแหลม พืชที่เติบโตในเขตน้ำขึ้นน้ำลงจะพัฒนารากที่แหลม อยู่สูงเหนือน้ำ พวกมันมียอดใบขนาดใหญ่บนดินโคลนที่ไม่มั่นคง

7. รากระบบทางเดินหายใจก่อตัวในพืชที่ขาดออกซิเจนในการหายใจ พืชเติบโตในที่ที่มีความชื้นมากเกินไป - ในหนองบึง, หนองน้ำ, ปากแม่น้ำทะเล รากงอกขึ้นในแนวตั้งขึ้นสู่ผิวน้ำดูดซับอากาศ ตัวอย่าง ได้แก่ วิลโลว์เปราะ, ป่าพรุ, ป่าชายเลน.

6. กระบวนการชีวิตที่รูท

1 - การดูดซึมน้ำโดยราก

การดูดซึมน้ำโดยขนรากจากสารละลายธาตุอาหารในดินและการนำน้ำผ่านเซลล์ของเยื่อหุ้มสมองปฐมภูมิเกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างของความดันและการดูดซึม แรงดันออสโมติกในเซลล์ทำให้แร่ธาตุแทรกซึมเข้าสู่เซลล์ได้เพราะ มีปริมาณเกลือน้อยกว่าในดิน ความเข้มของการดูดซึมน้ำโดยรากขนเรียกว่าแรงดูด หากความเข้มข้นของสารในสารละลายธาตุอาหารในดินสูงกว่าภายในเซลล์ น้ำจะออกจากเซลล์และพลาสโมไลซิสจะเกิดขึ้น - พืชจะเหี่ยวเฉา ปรากฏการณ์นี้พบได้ในสภาพดินแห้งเช่นเดียวกับการใช้ปุ๋ยแร่มากเกินไป แรงดันรากสามารถยืนยันได้ด้วยชุดการทดลอง

พืชที่มีรากตกลงไปในแก้วน้ำ ด้านบนของน้ำเพื่อป้องกันการระเหยให้เทน้ำมันพืชบาง ๆ แล้วทำเครื่องหมายระดับ หลังจากหนึ่งหรือสองวัน น้ำในถังก็ลดลงต่ำกว่าเครื่องหมาย รากดูดน้ำแล้วดึงขึ้นบนใบ

วัตถุประสงค์: เพื่อค้นหาหน้าที่หลักของรูท

เราตัดโคนต้นออกเหลือตอสูง 2-3 ซม. เราใส่ท่อยางยาว 3 ซม. บนตอไม้แล้ววางท่อแก้วโค้งสูง 20-25 ซม. ที่ปลายด้านบน น้ำใน หลอดแก้วลอยขึ้นและไหลออก นี่เป็นการพิสูจน์ว่ารากดูดซับน้ำจากดินเข้าสู่ลำต้น

วัตถุประสงค์: เพื่อค้นหาว่าอุณหภูมิส่งผลต่อการทำงานของรากอย่างไร

แก้วหนึ่งควรใส่น้ำอุ่น (+17-18ºС) และอีกแก้วใช้น้ำเย็น (+1-2ºС) ในกรณีแรกน้ำจะถูกปล่อยออกมาอย่างล้นเหลือ ในครั้งที่สอง - หยุดเพียงเล็กน้อยหรือหยุดทั้งหมด นี่เป็นข้อพิสูจน์ว่าอุณหภูมิมีผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพของรูท

น้ำอุ่นถูกดูดซับโดยรากอย่างแข็งขัน แรงดันรากสูงขึ้น

น้ำเย็นถูกดูดซึมได้ไม่ดีโดยราก ในกรณีนี้ความดันรากจะลดลง

2 - โภชนาการแร่ธาตุ

บทบาททางสรีรวิทยาของแร่ธาตุนั้นดีมาก เป็นพื้นฐานสำหรับการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์และส่งผลโดยตรงต่อการเผาผลาญ ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาทางชีวเคมี ส่งผลกระทบต่อ turgor ของเซลล์และการซึมผ่านของโปรโตพลาสซึม เป็นศูนย์กลางของปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าและกัมมันตภาพรังสีในสิ่งมีชีวิตของพืช ด้วยความช่วยเหลือของรากสารอาหารแร่ธาตุของพืชจะดำเนินการ

3 - ลมหายใจของราก

สำหรับการเจริญเติบโตและการพัฒนาตามปกติของพืชจำเป็นต้องมีอากาศบริสุทธิ์เข้าสู่ราก

วัตถุประสงค์: เพื่อตรวจสอบการหายใจที่ราก

ลองใช้ภาชนะที่เหมือนกันสองลำกับน้ำ เราวางต้นกล้าที่กำลังพัฒนาในแต่ละภาชนะ เราทำให้น้ำอิ่มตัวในเรือลำใดลำหนึ่งทุกวันด้วยอากาศโดยใช้ปืนฉีด เทน้ำมันพืชบาง ๆ บนผิวน้ำในภาชนะที่สองเนื่องจากจะทำให้อากาศไหลลงสู่น้ำล่าช้า หลังจากนั้นไม่นาน พืชในภาชนะที่สองจะหยุดเติบโต เหี่ยวเฉา และตายในที่สุด การตายของพืชเกิดขึ้นเนื่องจากขาดอากาศที่จำเป็นสำหรับการหายใจของราก

เป็นที่ยอมรับว่าการพัฒนาตามปกติของพืชเป็นไปได้เมื่อมีสารสามชนิดในสารละลายธาตุอาหาร - ไนโตรเจน ฟอสฟอรัสและกำมะถัน และโลหะสี่ชนิด - โพแทสเซียม แมกนีเซียม แคลเซียมและเหล็ก แต่ละองค์ประกอบเหล่านี้มีค่าเฉพาะและไม่สามารถแทนที่ด้วยองค์ประกอบอื่นได้ เหล่านี้เป็นธาตุอาหารหลักความเข้มข้นในพืชคือ 10-2-10% สำหรับการพัฒนาตามปกติของพืชจำเป็นต้องมีองค์ประกอบขนาดเล็กซึ่งมีความเข้มข้นในเซลล์อยู่ที่ 10-5–10-3% เหล่านี้คือโบรอน โคบอลต์ ทองแดง สังกะสี แมงกานีส โมลิบดีนัม ฯลฯ ธาตุเหล่านี้พบได้ในดิน แต่บางครั้งก็มีปริมาณไม่เพียงพอ ดังนั้นจึงใช้แร่ธาตุและปุ๋ยอินทรีย์กับดิน

พืชจะเติบโตและพัฒนาได้ตามปกติหากสภาพแวดล้อมรอบ ๆ รากมีสารอาหารที่จำเป็นทั้งหมด ดินเป็นสภาพแวดล้อมสำหรับพืชส่วนใหญ่

การแลกเปลี่ยนน้ำในพืชประกอบด้วยสามขั้นตอน: 1) การดูดซึมน้ำโดยราก 2) การเคลื่อนที่ผ่านเส้นเลือด 3) การคายน้ำ กล่าวคือ การระเหยของน้ำด้วยใบ แต่ละขั้นตอนเหล่านี้ประกอบด้วยกระบวนการที่สัมพันธ์กันหลายอย่าง

แม้ว่าส่วนทางอากาศของพืชสามารถดูดซับน้ำจำนวนเล็กน้อยได้ แต่น้ำและเกลือแร่เกือบทั้งหมดเข้าสู่ร่างกายของพืชที่สูงขึ้นผ่านระบบรากจากดิน

หน้าที่หลักของรากคือการดูดซึมน้ำจากดินด้วยแร่ธาตุที่ละลายในดิน

โซนการดูดซึมน้ำอย่างเข้มข้นที่สุดเกิดขึ้นพร้อมกับโซนการพัฒนาของขนรากเนื่องจากพื้นผิวการดูดซึมของรากเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น ต้นไรย์อายุ 4 เดือนที่ปลูกในสภาวะที่เหมาะสมมีรากเฉลี่ย 13,800,000 ราก โดยมีพื้นที่ผิวรวม 232 ตร.ม. มีขนรากที่มีชีวิต 14 พันล้านเส้น โดยมีพื้นที่ผิว 399 ตร.ม. พื้นที่รวมของรากและขนรากคือ 631 ตร.ม. และปลูกในดิน 0.05 ม.3 ในกรณีนี้ พื้นผิวทั้งหมดของระบบรากทั้งหมดเท่ากับ 130 เท่าของพื้นผิวของส่วนทางอากาศของพืชเดียวกัน เซลล์ผิวหนังชั้นนอกที่ไม่มีขนดูดซับน้ำในอัตราเดียวกันต่อพื้นที่หนึ่งหน่วยเช่นเดียวกับเซลล์ที่มีขนราก เหนือโซนของขนราก อัตราการดูดซึมน้ำลดลงเนื่องจากการปิดเซลล์ อย่างไรก็ตาม น้ำบางส่วนถูกส่งผ่านบริเวณที่ปิดจุกของราก ในพืชที่มีไมคอร์ไรซา ส่วนหลังยังทำหน้าที่เป็นพื้นผิวดูดซับเพิ่มเติม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนที่เก่ากว่าของราก

* การเจริญเติบโตของรากการแตกแขนงอย่างต่อเนื่องตลอดชีวิตของพืชนั่นคือมันแทบไม่ จำกัด Meristems - เนื้อเยื่อเพื่อการศึกษา - อยู่ที่ด้านบนสุดของแต่ละราก สัดส่วนของเซลล์ Meristematic มีขนาดค่อนข้างใหญ่

การเจริญเติบโตของรากเป็นไปอย่างรวดเร็ว เชื่อกันว่าต้นข้าวหนึ่งต้นในสภาพที่เอื้ออำนวยสามารถสร้างรากใหม่ได้สูงถึง 5 กม. ต่อวัน เนื่องจากระบบรากที่เพิ่มขึ้นนี้ น้ำอีก 1.5 ลิตรจึงสามารถเข้าไปในพืชได้ สิ่งที่สำคัญอย่างยิ่งคือปรากฏการณ์ของ hydrotropism ซึ่งการเติบโตของระบบรากตามที่เป็นอยู่ได้มาจากชั้นดินที่ผึ่งให้แห้งมากขึ้นไปจนถึงชั้นที่ชื้นมากขึ้น การกระจายของระบบรากในดินจะแตกต่างกันขึ้นอยู่กับชนิดของพืช ในพืชบางชนิดระบบรากจะแทรกซึมได้ลึกมากในพืชบางชนิดจะมีความกว้างเป็นหลัก

รูปที่ 5

เอ - ส่วนตามยาว: 1 - หมวกราก; 2 - เนื้อเยื่อ; 3 - โซนยืด; 4 - โซนของขนราก; 5 - โซนแตกแขนง; B - ภาพตัดขวาง: 1 - เหง้า; 2 - ขนราก 3 - เนื้อเยื่อ 4 - เอนโดเดิร์ม; 5 - วง Casparian, 6 - pericycle, 7 - phloem, 8 - xylem ลูกศร - เส้นทางการเคลื่อนที่ของสารที่ดูดซับจากสารละลายภายนอก ลูกศรทึบ - เส้นทางของการแก้ปัญหาตามสัญญาณ ไม่ต่อเนื่อง - ตามแนวอะพอพลาสต์

จากมุมมองทางสรีรวิทยา ระบบรากนั้นต่างกัน ไม่ใช่พื้นผิวทั้งหมดของรากที่เกี่ยวข้องกับการดูดซึมน้ำ แต่ละรูตมีความโดดเด่นหลายโซน (รูปที่ 5) แม้ว่าจะไม่ได้ออกเสียงทุกโซนเท่ากันเสมอไป ส่วนปลายของรากได้รับการปกป้องจากภายนอกโดยฝาครอบรากที่มีลักษณะคล้ายหมวกกลม ซึ่งประกอบด้วยเซลล์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าผนังบางที่มีชีวิต หมวกรากทำหน้าที่เป็นตัวป้องกันจุดเติบโต เซลล์ของฝาครอบรากจะหลุดออกมา ซึ่งช่วยลดแรงเสียดทานและช่วยให้รากซึมลึกลงไปในดินได้ง่ายขึ้น ใต้ฝาครอบรากเป็นเขตเมอริสเทมาติก เนื้อเยื่อประกอบด้วยเซลล์ขนาดเล็กที่แบ่งตัวอย่างรวดเร็วและหนาแน่นจำนวนมาก ซึ่งเต็มไปด้วยโปรโตพลาสซึมเกือบทั้งหมด โซนต่อไปเป็นโซนยืด ที่นี่เซลล์มีปริมาตรเพิ่มขึ้น (ยืด) ในเวลาเดียวกัน ท่อตะแกรงแบบแยกส่วนจะปรากฏในโซนนี้ จากนั้นตามโซนของขนราก เมื่ออายุของเซลล์เพิ่มขึ้นอีก เช่นเดียวกับระยะห่างจากปลายราก ขนของรากจะหายไป การตัดและการอุดของเยื่อหุ้มเซลล์จึงเริ่มต้นขึ้น การดูดซึมน้ำเกิดขึ้นส่วนใหญ่ในเซลล์ของโซนการยืดตัวและโซนของขนราก น้ำปริมาณหนึ่งสามารถผ่านเข้าไปในโซนรูตที่ทำด้วยไม้ก๊อกได้ ส่วนใหญ่จะเห็นในต้นไม้ ในกรณีนี้ น้ำจะซึมผ่านเลนทิเซลหรือบาดแผล

พื้นผิวรากในโซนของขนรากนี้ปกคลุมด้วยเหง้า เป็นเนื้อเยื่อชั้นเดียวที่มีเซลล์สองประเภทที่ก่อตัวและไม่ก่อให้เกิดขนราก ขนรากจะงอกโดยการยืดผนังเซลล์ ซึ่งเกิดขึ้นในอัตราสูง (0.1 มม./ชม.) การมีแคลเซียมเป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับการเจริญเติบโต

ในพืชส่วนใหญ่ เซลล์เหง้าจะมีผนังบาง การติดตามเหง้าไปยังรอบนอกเป็นเซลล์เยื่อหุ้มสมอง เยื่อหุ้มสมองประกอบด้วยเซลล์เนื้อเยื่อหลายชั้น คุณลักษณะที่สำคัญของเยื่อหุ้มสมองคือการพัฒนาระบบช่องว่างระหว่างเซลล์ขนาดใหญ่ บนขอบของเยื่อหุ้มสมองและกระบอกสูบกลางเซลล์หนึ่งชั้นที่อยู่ติดกันพัฒนาอย่างใกล้ชิด - เอนโดเดิร์มซึ่งมีลักษณะเป็นแถบแคสพาเรียน ไซโตพลาสซึมในเซลล์ของเอนโดเดิร์มเกาะติดกับเยื่อหุ้มเซลล์อย่างแน่นหนา เมื่ออายุมากขึ้น พื้นผิวด้านในทั้งหมดของเซลล์เอนโดเดิร์ม ยกเว้นเซลล์ จะถูกปกคลุมด้วยซับเบริน เมื่ออายุมากขึ้น อาจมีการซ้อนทับชั้นบนมากขึ้น เห็นได้ชัดว่ามันเป็นเซลล์ของเอนโดเดิร์มที่ทำหน้าที่เป็นอุปสรรคทางสรีรวิทยาหลักในการเคลื่อนที่ของทั้งน้ำและสารอาหาร เนื้อเยื่อนำไฟฟ้าของรากอยู่ในทรงกระบอกกลาง โดยปกติโซนดูดซับจะยาวประมาณ 5 ซม. ค่าของมันขึ้นอยู่กับอัตราการเติบโตของรากโดยรวม ยิ่งรากโตช้าโซนการดูดซึมก็จะสั้นลง

ระบบรูทเปลี่ยนแปลงภายใต้อิทธิพลของเงื่อนไขบางประการ อิทธิพลของอุณหภูมิต่อการก่อตัวของระบบรากนั้นแสดงให้เห็นเป็นอย่างดี ตามกฎแล้ว อุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการเจริญเติบโตของระบบรากจะค่อนข้างต่ำกว่าเมื่อเทียบกับการเจริญเติบโตของอวัยวะเหนือพื้นดินในพืชชนิดเดียวกัน อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิที่ลดลงอย่างมากจะยับยั้งการเจริญเติบโตของรากอย่างเห็นได้ชัด และส่งเสริมการก่อตัวของระบบรากที่มีความหนา อ้วน และแตกแขนงเล็กน้อย

ความชื้นในดินมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการก่อตัวของระบบราก การกระจายของรากทั่วขอบฟ้าของดินมักถูกกำหนดโดยการกระจายของน้ำในดิน โดยปกติในช่วงแรกของชีวิตของพืช ระบบรากจะเติบโตอย่างมากและเป็นผลให้ถึงชั้นดินที่เปียกชื้นเร็วขึ้น พืชบางชนิดพัฒนาระบบรากตื้น ตั้งอยู่ใกล้กับพื้นผิว รากแตกแขนงอย่างแรงจะสกัดกั้นการตกตะกอนในชั้นบรรยากาศ ในพื้นที่แห้งแล้งมักมีรากที่ลึกและตื้นเติบโตเคียงข้างกัน อย่างแรกให้ความชุ่มชื้นแก่ตัวเองเนื่องจากชั้นดินลึก ส่วนที่สองเกิดจากการดูดกลืนของฝน การเติมอากาศเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการพัฒนาระบบราก การขาดออกซิเจนซึ่งเป็นสาเหตุของการพัฒนาระบบรากที่ไม่ดีบนดินที่มีน้ำขัง พืชที่ปรับตัวให้เติบโตบนดินที่มีอากาศถ่ายเทได้ไม่ดีจะมีระบบช่องว่างระหว่างเซลล์ในรากของมัน ซึ่งเมื่อรวมกับช่องว่างระหว่างเซลล์ในลำต้นและใบจะทำให้เกิดระบบระบายอากาศแบบเดียว

ภาวะโภชนาการมีความสำคัญมาก แสดงให้เห็นว่าการใช้ปุ๋ยฟอสฟอรัสมีส่วนช่วยให้ระบบรากลึกและการใช้ปุ๋ยไนโตรเจนในการแตกแขนงที่เพิ่มขึ้น