Для чего нужны корни растениям

Корни растений поднимают из почвы воду и растворенные в ней питательные соли. К тому же они накапливают питательные вещества, т.е. откладывают запас, к которому растение сможет прибегнуть, если почва станет сухой.

Другой важной функцией корней является укрепление растения в почве, ведь все они подвержены воздействию ветра и погоды. При этом своей формой корни приспосабливаются к окружающей среде. Растения с поверхностно стелющимися корнями, как пихта, могут удержаться на тонком слое почвы. А там, где воду можно найти лишь глубоко под землей, растут такие деревья, как сосны, чей стержневой корень врастает глубоко в почву способами: некоторые виды выпускают сростки, из которых вырастают новые растения.

Когда семя прорастает, первой формирующейся структурой является корень. Посадив в почву семена, мы можем ожидать появления признаков жизни на поверхности почвы или компоста, не подозревая, что под поверхностью уже много чего происходит.

Само собой разумеется, что нет смысла сажать побег, пока не появятся корни, которые будут его поддерживать, поэтому иногда нам нужно набраться терпения. Это особенно актуально для чеснока, посаженного осенью (хотя технически это не семена), так как до весны мы можем не увидеть никаких всходов над землёй, хотя корни будут укореняться под землёй.

Мы всё знаем о первичных функциях корней растений: они крепят растение к земле и поглощают воду и питательные вещества из окружающей почвы. Однако корни также выполняют ряд вторичных функций. К ним относятся хранение элементов питания, транспортировка и производство гормонов и других соединений, которые могут быть использованы в других частях растения или влиять на жизнедеятельность почвы вблизи растения.

Если вы курите, вам может быть интересно узнать, что никотин, который вы вдыхаете, вырабатывается в корнях табачных растений, а не в листьях. Растение вырабатывает никотин в качестве инсектицида и переносит его из-под земли вверх по стеблям и листьям в ответ на атаку вредителей. Никотин смертелен для насекомых и мелких млекопитающих, в то время люди могут переносить относительно небольшие дозы, содержащиеся в паре листьев.

Чувствительность корнеплодов

Растущий корень чрезвычайно чувствителен к окружающей среде и меняет направление роста в зависимости от силы тяжести, освещения, температуры, влажности или наличия и концентрации питательных веществ в почве. Изменения в направлении роста корней происходят на растущей верхушке - главным образом, в результате изменения концентрации растительного гормона ауксина. Реакция корней на внешние раздражители называется тропизмом, причём каждый из них называется в зависимости от раздражителя, например, геотропизм (гравитация), фототропизм (свет) или гидротопизм (вода).

Существует ряд причин, по которым овощеводам могут быть интересны тропизмы. Хемотропизм (также называемый нутритропизмом) - это реакция растения на питательные вещества, в результате которой корни растут в направлении питательных карманов в почве.

Это является преимуществом при выращивании капусты, но не столь желательно при выращивании моркови. Конечно, моркови все равно, ровная она или нет: она просто ищет наиболее плодородную почву, поэтому изменит направление роста или пустит новые корни, чтобы воспользоваться любым источником пищи. Таким образом, хемотропизм является причиной того, что мы не удобряем грядку с морковью перед посевом (и не создаем питательных карманов), чтобы избежать образования раздвоенных корней.

Гормоны растений

Как мы уже говорили, именно гормон ауксин в основном отвечает за изменение направления роста корней. Это один и тот же гормон, который контролирует рост надземной части, но, что интересно, разные части растения реагируют на один и тот же гормон по-разному. Реакция побега на ауксин заключается в том, что он растёт навстречу свету для усиления фотосинтеза, в то время как корень уходит вглубь почвы в поисках воды и питательных веществ.

Ауксин также отвечает за стимуляцию роста корней и инициацию роста боковых корней у растений с центральным стержневым корнем (почти у всех огородных овощей, за исключением сладкой кукурузы). Поэтому при черенковании мы используем гели или порошки для укоренения, так как они содержат ауксин и, следовательно, ускоряют формирование новой корневой системы.

Корневые волоски

Часть корня, которая прорастает сквозь почву, на самом деле очень мала; сюда входит кончик корня и "зона удлинения" за ним. Общая длина обоих корней может составлять всего несколько миллиметров. За подвижной зоной удлинения следует "зона созревания", которая представляет собой часть корня, содержащую корневые волоски. Опять же, зона корневых волосков относительно невелика, но именно эта часть корня выполняет большую часть работы по поглощению влаги и питательных веществ растением.

Корневые волоски настолько малы и многочисленны, что занимают огромную площадь поверхности по сравнению с занимаемым ими пространством. Четырёхмесячная рожь имеет 14 миллиардов корневых волосков и поглощающую поверхность площадью 400 квадратных метров, которая, будучи посаженной вплотную друг к другу, покрывает 10 000 километров. Б.зЮ

Учитывая, что корневые волоски такие маленькие, имеет смысл, чтобы часть корня, покрытая корневыми волосками, оставалась неподвижной: в противном случае тонкие волоски обламывались бы от трения, когда корень прорастал бы сквозь почву.

Это актуально для нас при пересадке многолетних растений, кустарников или деревьев, и именно поэтому при посадке растения важно взять достаточное количество почвы. Если растение "вырвать" из почвы, а не выровнять с помощью хорошего дёрна, то большая часть корневых волосков останется, и пересадка будет происходить медленнее, если растение вообще приживётся.

Корневые выделения

Если мы будем иметь в виду, насколько большими могут быть корни, и примем во внимание взаимосвязь с гифами микоризных грибов (об этом расскажем чуть позже), мы сможем получить представление о том, насколько сильно корни влияют на почву. Корневая система взрослого бука может в 8 раз превышать диаметр кроны, а рабочие, копавшие Суэцкий канал, обнаружили корни акации и тамарина на глубине до 30 метров под поверхностью.

Ризосфера - это место с массовыми популяциями микроорганизмов, которые поддерживаются корневыми выделениями. Эти бактерии, простейшие водоросли и другие организмы становятся низшими звеньями почвенной пищевой цепочки, которая обеспечивает более крупных бенефициаров, таких как дождевые черви и насекомые. Все эти животные дышат и выделяют отходы жизнедеятельности, которые являются идеально сбалансированными питательными веществами для растений.

Корневые выделения оказывают влияние на ризосферу. Они поддерживают жизнедеятельность определенных полезных микробов и служат сигналами для привлечения симбиотических партнеров (например, бактерий rhizobia, которые перерабатывают азот в горохе и фасоли). Корни также подавляют рост вредных микробов и выделяют соединения, способствующие росту собственных и родственных растений, принадлежащих к тому же семейству, что и они сами.

Возможно, вы заметили, что лотки с семенами, высеянные близко друг к другу, дают лучшие результаты, чем те, которые высеваются в отдельные ячейки. Одна из причин более сильного прорастания и роста заключается в том, что ваши рассадные растения, расположенные близко друг к другу, лучше регулируют влажность компоста (несколько растений могут поглощать много воды и справляться со слишком влажным компостом), но также вероятно, что химический состав почвы, создаваемый корнями рассады, является взаимовыгодным для группы.

Микоризные грибы

Последним самым важным для овощеводов является взаимосвязь между корнями растений и микоризными грибами. Растущая тенденция садоводства «без перекопки» направлена на то, чтобы уменьшить загрязнение почвы и защитить эти грибковые сети.

Нужно понимать, что взаимосвязь между микоризными грибами и корнями растений настолько древняя (буквально с момента появления первых растений), что мы должны думать о них как об одном и том же, а не как об отдельных сущностях. Окаменелости показывают, что, вероятно, именно взаимоотношения с грибами позволили первым растениям покинуть океаны и заселить сушу.

В то время как взаимосвязи между азотфиксирующими бактериями в бобовых насчитывают 40 миллионов лет, симбиотические связи между растениями и грибами насчитывают 450 миллионов лет.

Симбиотические отношения между растениями и грибами включают обмен сахарами, поступающими из корней растений (в виде экссудата), и питательными веществами, которые грибы получают взамен.

Микоризные грибы обладают «особым набором навыков», которые включают в себя способность разрушать горные породы (и высвобождать содержащиеся в них минералы) и заселять обширные территории.

Слово «микориза» происходит от греческих «мукес» (гриб) и «риза» (корень), что в точности соответствует их функциям. Грибковые гифы служат продолжением корней растения и позволяют ему получать воду и питательные вещества из гораздо большего объёма почвы, чем позволяет его собственная корневая система. Кроме того, поскольку грибы добывают и поставляют широкий спектр питательных веществ, растениям потребуется меньше ресурсов со стороны садоводов в плане их подкормки. К сожалению, современные методы ведения сельского хозяйства разрушают микоризные сети, поскольку приводят к более интенсивному внесению удобрений, чем требуется.

Ещё одним интересным свойством микоризных растений является то, что они являются эффективными поглотителями углерода, поскольку используют большое количество углеводов (гидратированного углерода) для своего метаболизма и роста грибковой биомассы. Учитывая, что грибы получают углерод из корней растений (корневые сахара - это углеводы), потенциал накопления углерода при восстановлении лесов, например, будет увеличен, поскольку мы должны учитывать углерод, накопленный в растении, а также в грибковой сети, которую оно поддерживает.