Особенности корневой системы растений

Функции корня

Первые представители растительного мира не имели корней. С переходом растений на землю у них появились первые прообразы будущих корней, которые сейчас можно увидеть у современных мхов.

Подземная часть растения играет большую роль в его существовании и развитии. Без него растение быстро погибнет.

1.Всасывание полезных веществ

Проведение влаги и растворенных в ней полезных элементов хоть и не является основным способом питания растения, но играет важную роль в поддержания жизни растения.

2.Закрепление и удержание растений в толще земли

При лишении, например, дерева его корней, конечно, остановится процесс поглощения минеральных веществ. Последствия будут заметны через какое-то время. А первое, что случится с этим деревом, – это его падение. Так корни выполняют свою функцию, которые ученые еще называют заякоривание.

3.Синтез биологически активных веществ

Корень вырабатывает особые для растения соединения, обычно они ядовиты, как и многие представители растительного мира. Сначала эти яды накапливают корни и после они попадают в стебель и листья, а иногда и в плоды.

4.Запасание питательных веществ

Подземная часть растения – очень удобное место для формирования и  хранения запаса полезных для его жизнедеятельности компонентов. Находясь в почве, он оказывается доступен не для каждого желающего полакомиться запасами. Ведь нужно прокопать в земле нору, добыть корень, что не так и легко для некоторых животных, хоть такие и есть. Все это делает подземные части более надежным хранилищем, чем, например, стебли или листья. Правда, все это не относится к однолетним растениям, они почти не накапливают полезных веществ под землей.

Химический состав зародыша зерна

Зародыш зерна пшеницы состоит из следующих химических элементов:

• витамин Е 150 мг/кг;
• В1 19 мг/кг;
• В2, В6 по 12 мг/кг;
• РР 65 мг/кг;
• положительные зольные, микро-, макроэлементы;
• активные ферменты.

Массовая часть зародыша составляет 2-3%. Пшеничные белки содержат в своем составе незаменимые кислоты. В масле пшеницы главными элементами выступают олеиновые и линолевые кислоты. Помимо этого, в зернах пшеницы имеются каротиноиды, альфа-токоферол, стерины.

Питательные вещества постоянно кочуют от растения к семязачатку в период вегетации.

За счет этого процесса значительное количество питательных соединений скапливается в эндосперме. Зародыш полностью отделяется от семяножки, а питательные вещества переходят в созревшие плоды. Семечко высыхает, теряя влагу. Кожура становится твердой, окружая защитным слоем уже новый зародыш.

Вторичные корни у озимой пшеницы

У озимой культуры есть первичные корни, которые образуются в эмбриональном гипокотиле (зародышевом стебельке) семян, и вторичные, развивающиеся из узлов кущения. Последние появляются через 20 дней после всходов. В период кущения из каждого нового стебля формируется по 2 корня, которые питают боковые побеги. При этом первичные корни не прекращают свою работу, а если вторичные не развились (например, из-за засухи), то они полностью обеспечивают злак минералами и водой.

На поглощающую деятельность вторичной системы влияет такой элемент, как сера. Микроэлемент участвует в углеводном и азотном обмене веществ, обеспечивает накопление крахмала и сахара в зерне. При нехватке вещества в почве и корнях снижается урожайность культуры.

Содержание серы в корнях озимой пшеницы: 5:1 в соотношении с азотом.

Почему существуют различные виды корневых систем

Все это происходит с целью получения растениями максимального количества питательных веществ, воды и надежной фиксации в почве. Например, у верблюжьей колючки корни могут уходить на глубину более 10 м, достигая подземных вод. Но самые длинные они у вяза, уходящие в толщу земли на более чем 100 м.

В течение всей жизни растения набирает объем и длину его подземная часть. При этом растет именно кончик корня растения, продвигаясь все глубже в земляной слой. При удалении этого кончика, корень прекратит рост вглубь и начнет давать боковые корни. Данное умение используют многие огородники при ведении подсобного хозяйства. Представители растительного мира умеют приспосабливаться к окружающим условиям, чтобы жить и размножаться. При грамотном использовании информации о свойствах выращиваемых культур, можно получать богатые урожаи.

Где используются колоски

Помимо традиционной переработки в муку, из зерен делают лекарства, колоски используют для составления букетов, отходы от обмолота – в пищу домашнему скоту.

В медицине

Из зародышей злака готовят экстракт «Холеф», который предназначен для пациентов с дистрофией мышц. Из зерна готовят «Жидкость Митрошина» для лечения лишая, экземы нейродермита, сикоза.

Зерна перерабатывают на масло, которое богато витаминами группы В и токоферолом. Этот препарат назначают для лечения ожогов, псориаза и экземы. В косметологии его рекомендуют для укрепления волос и лечения растяжек в послеродовом периоде.

В народной медицине готовят средства для внутреннего и наружного применения из отрубей, отвара зерна и пророщенных семян.

Во флористике

Из колосков хлебного злака опытные и начинающие мастера составляют красивые венки, букеты и композиции с участием различных элементов. Для разнообразия декора колоски окрашивают в яркие цвета.

В тренде украшение свадебных столов, посадочных карточек и приглашений для гостей маленькими снопиками из колосков. Из них делают украшения и детские игрушки.

В животноводстве

По оценкам специалистов, до 90% всей культивируемой в мире пшеницы уходит на корм скоту. Это зерно, сенаж, солома и зеленая масса.

Вещества, содержащиеся в зерне

Знания о строении и химическом составе зерна помогают правильно вырастить культуру, оказав ей должный уход.

Пшеница очень важна для экономики страны, так как она чрезвычайно урожайна и питательна

В городах России продукты из пшеницы имеют первостепенную важность у населения. Немалый процент содержания эндосперма в пшенице дает возможность получать высшие сорта муки, которая отличается отменным качеством

Для человека важны многие вещества, содержащиеся в зерне пшеницы, особенно белковые соединения и углеводы, без которых правильная работа организма невозможна.

Помимо полезных веществ, в составе зерна присутствует крахмал, который способен набухать. Также в пшенице есть сахароза, которую выводят разными методами из готовой муки. Она способна вызывать и поддерживать процесс ферментации.

В эндосперме присутствует огромное количество крахмала (78-82 %) от его общей массы, также заметно наличие сахарозы в небольшом объеме, и 13-15 % белков. Последние в основном представлены глиадином и глютенином, которые и создают известную всем клейковину. В эндосперме также присутствуют золы, жиры, пентозаны, клетчатка. В разных слоях эндосперма содержится различное количество белка.

Зародыш пшеницы располагается на остром кончике зерновки, именно из него впоследствии появляется новое растение. Он содержит значительную часть белка (33-39 %), а также различные нуклеопротеиды и альбумины. В зародыше достаточно большое количество сахарозы — около 25 %, а также в составе присутствуют жиры и клетчатка, минеральные вещества (около 5 %). Именно зародышевая часть содержит большое количество витаминов и незаменимых веществ для полноценной работы человеческого организма. В основном это токоферол (витамин Е), как и было сказано выше.

Внесение удобрений

Как и все сельскохозяйственные культуры, пшеница хорошо отзывается на внесение удобрений. Хорошо пшеница растет на почвах обогащенных азотом, калием и фосфором. Примерное употребление урожая пшеницы в 30 центнеров, составляет около 90 килограмм азота, 60 килограмм калия, 25 килограмм фосфора. При этом динамика потребления  питательных веществ зависит от фазы вегетации растения. В начальный период роста, пшеница потребляет азот, но в малых количествах. Ситуация меняется когда растение начинает набирать колосья и формировать дополнительные стебли, тут пшеница резко увеличивает свое потребление азота.

А вот в период формирования зерен, потребность в этом микроэлементе сводится к минимуму. Так как азотопоглощение в больших количествах, будет провоцировать снижение показателей созреваемости зерна

Фосфорное удобрение важно в период кущения пшеницы и выхода в трубку. Фосфорное удобрение играет важную роль в формировании и развитии корневой системы растения, а также колосьев

Калий в свою очередь на пшеницу оказывает прямое влияние, если пшеница будет испытывать недостаток калия, то хорошего урожая вы не получите, так как колошение напрямую зависит от процентного соотношения калия в почве. Калий увеличивает сопротивляемость пшеницы к некоторым болезням, влияет на размеры зерна, ускоряет доставку углеводов из стеблей в зерно, в результате чего зерно наливается и укрупняется.

Под посев яровой пшеницы необходимо подготовить насыщенные, удобренные земли, ведь если корневая система растения достигнет оптимального развития, то в последующем сможет эффективней использовать влагу и лучше противостоять засухе. На почвах центральной полосы и на подзолистых землях, благотворное влияние оказывает внесение органических и минеральных удобрений комплексно. Совместное внесение вместе с органикой навоза и торфяного компоста, удвоит ваш урожай пшеницы. Внесение удобрений должно быть определено своими сроками, которые будут зависеть от периода вегетации растения. Во время посева вносят меньшую часть удобрений минерального типа. А перед севом вносится основная часть органических и минеральных удобрений. Подкормки же проводят в период вегетации пшеницы, методом орошения.

Основными удобрениями для пшеницы служат торф, навоз, сидераты, а минеральными удобрениями фосфор и калий. Хорошие показатели урожайности пшеница дает при комплексном удобрении почвы, перед севом. Основное удобрение часто вносят совместно с семенами в рядки при посеве. Такой метод удобрения полностью обеспечит семена пшеницы комплексным питанием на весь период роста культуры, тем самым повысит шансы на получение хорошего урожая. Все чаще агротехники применяют новые удобрения бактериального типа, распространенные из них азотобактерин и фосфоробактерин. Данный класс удобрений может дать повышение урожая около 1,5 центнера на гектар.

Пшеница

Растение относится к роду мятликовых и считается одной из важнейших возделываемых культур.

Её выращиванием человечество занимается уже долгие годы — впервые это начали делать на территории Малой Азии.

Сейчас существует большое количество разнообразных сортов, но все они имеют сходные характеристики:

• стебель — прямостоячий, полный внутри;
• корневая система — мочковатая;
• соцветие — колос, длиной от 3 до 15 см;
• опыление — при помощи ветра;
• плод — зерновка, содержащая большое количество крахмала, белка, углеводов, дисахаридов.

Существует несколько сортов растения: мягкие и твёрдые, яровая, озимая. Из пшеницы производят муку, крупы. Мука идёт на приготовление хлебобулочных, кондитерских изделий, разнообразной пасты, алкоголя: виски, водки, пива. Из крупы варятся каши, изготавливается корм для животных.

Растение очень чувствительно к изменениям климата и качеству почвы. Поэтому оно не подходит для выращивания в экстремальных погодных условиях. Почву следует предварительно засеивать сидератами: клевер, горчица и другие. Также необходимо контролировать уровень кислотности и при необходимости вносить азотно-фосфорные удобрения. Лучше всего она растёт на плодородных чернозёмных почвах

Для озимых сортов важно наличие снежной подушки, иначе растение погибнет в зимний период

Цветение

Цветение у большинства зерновых культур наступает вслед за колошением. Ячмень цветет еще до полного колошения, а рожь через 8—10 дней после него. По характеру цветения зерновые хлеба делят на самоопыляющиеся (ячмень, пшеница, овес, просо, рис) и перекрестноопыляющиеся (рожь, кукуруза, сорго). У самоопыляющихся хлебов пыльники в основном созревают еще в закрытом цветке, поэтому пыльца их обычно падает на рыльце того же цветка раньше, чем раскроются пленки и станет возможным проникновение в цветок пыльцы с других растений. Наиболее строгий самоопылитель — ячмень, у которого пыльца высыпается на рыльце того же цветка во время колошения или даже до колошения  (закрытое цветение).

С наступлением цветения заканчивается развитие стебля, колоса и листьев. Наибольший прирост сырой массы наблюдается в фазе колошения, сухой массы — при восковой спелости зерна.

Пшеница в зависимости от внешних условий может цвести при закрытых и открытых цветковых чешуях. Первое наблюдается при неблагоприятной погоде (пасмурная и дождливая), и в этом случае возможно только самоопыление. Во время жаркой и сухой погоды пшеница может цвести при раскрытых цветковых чешуях, обычно в утренние часы.

Перекрестноопыляющиеся растения цветут при открытых цветковых чешуях. Опыление у ржи происходит следующим образом. Цветковые чешуи под давлением сильно набухших прицветковых пленок (лодикул) раздвигаются, и тычинки, разрастаясь, выходят наружу, свисая за край цветка. По мере созревания пыльники растрескиваются, освобождающаяся пыльца с одних растений переносится ветром на рыльце пестика других, и происходит оплодотворение. Если пыльца попадает на рыльце пестика того же растения, оплодотворения не происходит. Жаркая погода, сухие ветры и дожди отрицательно влияют на опыление и вызывают чреззерницу, особенно в верхней и нижней частях колоса.

У кукурузы опыление происходит иначе. Мужские и женские цветки у нее расположены в разных соцветиях: мужские — в верхушечной метелке, женские — в початке. Обычно метелка зацветает на 2—4 дня раньше початка. От каждой завязи женского цветка отходит очень длинный столбик с раздвоенным рыльцем на верхушке. Столбики цветков початка во время цветения выходят из обертки початка наружу в виде шелковистого пучка. Легкая пыльца мужских соцветий разносится ветром и попадает на рыльце. Прорастая на рыльцах нитей початков, пыльца проникает в завязь женского цветка и оплодотворяет семяпочку.

У колосовых культур (пшеница, рожь, ячмень) цветение начинается с колосков средней части колоса. Зерна, образовавшиеся первыми, бывают более крупными и имеют наивысшие семенные качества. У метельчатых хлебов (просо, овес, сорго) цветение начинается с верх-ней части метелки, лучшие зерна образуются в верхней части соцветия.

Корневая система

Корневой системой называют все корни растения. Ее формируют главный корень, боковые корни и придаточные корни. Главный корень растения развивается из зародышевого корешка. Придаточные корни обычно отрастают от нижних частей стебля растения. Боковые корни развиваются на главном и придаточном корнях.

Корневая система растений выполняет две основные функции.

Во-первых, она удерживает растение в почве. Во вторых, корни всасывают из почвы необходимые растению воду и растворенные в ней минеральные вещества.

Если у растения развивается мощный главный корень, то формируется стержневая корневая система.

Если же главный корень остается неразвитым или отмирает, а развитие получают придаточные корни, то у растения формируется мочковатая корневая система.

Часто задаваемые вопросы

Давайте кратко рассмотрим некоторые из распространенных вопросов о корнях растений:

Какие существуют типы корней и корневых систем?

Выделяют четыре вида корней:

• главные
• боковые
• придаточные
• стержневые

И два вида корневых систем:

• Стержневые
• Мочковатые

Каковы функции корней?

Корни выполняют следующие функции:

• Поглощают воду и питательные вещества из почвы
• Закрепляют растение в земле
• Помогают в хранении питательных веществ
• Транспортируют воду и минералы к различным частям растения

В чем разница между корнями однодольных и двудольных растений?

Однодольные растения имеют мочковатую корневую систему, в то время как двудольные – стрежневую. Также различие между корнями однодольных и двудольных заключается в том, что корни однодольных имеют только первичную структуру, а у двудольных наблюдается вторичное утолщение за счет роста вторичных латеральных меристем – камбия и феллогена.

Растения с стержневыми корнями включают:

• Свекла
• Морковь
• Петрушка
• Одуванчик
• И все двудольные растения

Какие корни являются съедобными?

Некоторые съедобные корни включают в себя:

• Имбирь
• Репа
• Клубни ямса
• Клубни маниоки
• Картофель
• Сельдерей
• Редис
• Свекла
• Морковь

Что такое мочковатые корни?

Мочковатые корни – это корни, образованные тонкими, умеренно ветвящимися придаточными корнями, растущими из стебля. Пшеница, рис и кукуруза – некоторые примеры растений с мочковатой корневой системой.

Анализ анатомического строения второго снизу междоузлия сортов яровой пшеницы разных лет селекции

Механическая ткань у пшеницы состоит из склеренхимы и проводящих пучков. Склеренхима представляет собой сплошное ребристое кольцо, отделяющее остатки первичной коры от сердцевинной паренхимы, и имеет пери-циклическое происхождение (Дорофеев, Градчанинова, 1971; Латыпов и др., 1978; Тетерятченко, 1984). Хорошее развитие механической ткани и увеличение толщины стенки соломины уменьшает вероятность поникания и обламывания колоса в период созревания зерна (Лазаревич, 1999).

В нашей работе составные элементы механической ткани представлены линейными размерами и расчетными показателями анатомических структур. Толщину склеренхимного кольца измеряли в четырех местах анатомического среза на гистологическом препарате и усредняли результаты измерения, (прилож.5), затем вычисляли ее площадь (табл.22, рис.32); у каждого сосудисто-волокнистого пучка измеряли тангентальный диаметр и, используя формулу площади круга, рассчитывали площадь каждого пучка, затем суммировали (табл.22, прилож.8, рис. 33). Хотя проводящие пучки у пшеницы имеют несколько неправильную, слегка вытянутую форму, было решено ограничиться измерением их тангентального диаметра в связи со значительными техническими трудностями получения данных и большим объемом подопытного материала. По нашим данным, у всех сортов, включенных в исследование, склеренхима составляет примерно 35 — 40 % от выполненной части соломины, причем у новых сортов ее содержание значительно снижено по сравнению с Лютесценс 62. Содержание элементов проводящей системы колеблется в пределах 12 — 14 %, слегка понижаясь у сортов И, III и IV периодов сорто смены, и снова повышаясь у новых сортов. А вся механическая ткань занимает около половины толщины стенки соломины, причем у новых сортов ее-содержание значительно снижено по сравнению с «точкой отсчета» — Лютес-ценс 62 (табл.24). Оставшаяся часть стенки соломины представлена паренхимой — около 50 % (табл.24).

У сортов V — VI периодов сортосмены отмечено значительное возрастание общей площади всей проводящей системы по сравнению с Лютесценс 62 (табл. 22, рис. 33). Однако процентное соотношение площади пучков паренхимы и первичной коры в общей площади проводящей системы в процессе селекции не претерпело изменений: у всех изучаемых сортов содержание ППпар составляет около 70, а ППпк — около 30 % (табл. 23).

Поскольку в механической ткани содержание склеренхимы преобладает — 70 — 76 % (табл. 25), то это и явилось причиной отсутствия значимых изменений признака у изучаемого набора сортов в процессе селекционной работы.

Анализируя соотношение составных частей механической ткани (табл. 25), можно отметить снижение содержания склеренхимы (от 74 к 72 %) и, соответственно, увеличение содержания проводящей системы (от 26 к 28 %). Причем возрастание доли проводящей системы произошло, в основном, за счет увеличения содержания проводящих пучков как первичной коры, так и паренхимы (табл.25).

Предпосевная подготовка почвы

Подготовка почвы к севу, должна быть нацелена на обеспечение аэрации корневой системы, сохранении влаги, истреблении сорняков, максимальной заделки растительных остатков от предыдущей культуры. Предпосевная подготовка должна обеспечить оптимально выровненную поверхность грунта и семенного ложа, для дальнейшей заделки семян. Предпосевная обработка напрямую зависит от погодных условий, располагаемой вами техники, состояния пашни и предшествующей культуры. Безотвальную обработку почвы, пред севом пшеницы, применяют после непаровых культур, глубиной в 10-12 сантиметров, с помощью комбинированных пропашных агрегатов.

Классической обработкой пашни является боронование и культивирование, агрегатами с катками или боронами. Поле перед севом должно иметь уплотненную структуру почвы, предпосевной пласт, в посевном пласте не допускается наличие крупных комьев. Преобладание почвенных частиц в грунте не должны превышать более 3 миллиметров. Чтобы обеспечить дружность всходов пшеницы, необходимо наладить оптимальный контакт семя и почвы

Немаловажно организовать на пахоте зяблевую обработку, после уборки предшествующей культуры, данная процедура повысит устойчивость почвы к накоплению влаги и уменьшит численность сорняков и вредоносных насекомых. Если на пахоте возделывались многолетние травы, проводится дисковое лущение почвы, с интервалом в десять дней, проводится и лемешное лущение, иногда проводится подрезание отросшей культуры плоскорезом на глубину 12 сантиметров

После проведенных агротехнических процедур, через две недели проводится вспашка плугом, с культурными отвалами и предплужниками на глубину около двадцати сантиметров, заделывая пласт на дно борозды для того чтобы не смог прорости сорняк. Обработка с двумя лущениями, дисковым, а потом лемешным проводится после возделывания зернобобовых, стерневых растений, а также на полях засоренных сорными травами. По мере отрастания многолетних сорных трав, на пахоте проводится лемешное лущение или ранняя вспашка на 22 сантиметра с боронованием, или несколькими культивациями по осени, для борьбы со всходами сорняка и падалицы.

Гребнистая зябь предпочтительна для раннего ярового сева пшеницы, это относится и к тяжелым почвам. После возделывания таких культур, как подсолнечник и кукуруза, обработку почвы осуществляют перекрестным дискованием и вспашкой плугами с предплужниками на глубину 20 сантиметров. Без предварительного лущения пашут почву после возделывания таких культур как свекла и картофель, а на склонах проводится обработка, направленная на ликвидацию эрозии почвы, уменьшающая смыв паводками и дождями плодородного слоя.

Как растет и развивается корень

Когда лопается околоплодник в нижней части зерна, появляется главный корень. Через 2-3 дня формируются первые 2 боковых корня, еще через 1-2 дня развивается вторая пара. Над ними образуются шестой и седьмой, которые растут под прямым углом относительно первых 2 пар.

В начале развития 4 листа на зародышевом стебле на уровне 1 листа начинают формироваться узлы кущения с придаточными корнями, которые выглядят пока, как небольшие сосочки. По мере роста они прорывают лист, от которого были заложены, так как находятся близко друг с другом.

Какие факторы влияют

На развитие и рост корней влияет много факторов: удобрения, температура и влажность земли, структура и кислотность почвы, время посева.

Для правильного формирования первичной корневой системы температура почвы должна находиться в пределах +15…+20°С. Развитие начнется и при более низких показателях, но тогда оно будет более медленным. На узел кущения влияет влажность земли: если почва сухая, он не получит достаточно питательных веществ.

Растение плохо развивается в слишком кислой почве. Кислотность негативно влияет на зону всасывания, препятствуя поглощению минералов.

Питательные вещества в зерне

В зерновке запасы питательных веществ содержатся в эндосперме. Наружный его слой, примыкающий к оболочке, содержит зерна алейрона, богатые азотистыми соединениями. Под эндоспермом расположены крахмалсодержащие клетки.

Семена пшеницы содержат в своем составе:

• 75-85% крахмала;
• 2% сахарозы;
• 0,3% редуцирующего сахара;
• 15% белка (глианид, глютенин);
• 0,5% золы;
• 0,8% жира;
• 1,5% пентозана;
• 0,12% клетчатки.

Слои эндосперма отличаются по содержанию белка. От центральной части до периферии его количество в слоях растет от 7 до 16%. Семена пшеницы состоят из эндосперимия, который занимает около 80% общей массы культуры.

Заключение

Анатомическое строение зерна представлено оболочками различных типов, эндоспермом и зародышем. Плодовой оболочкой называется внешняя часть зерна. Она состоит из двух слоев, под ней находится семенной слой. Зародыш разделен на различные части. Питательными веществами зародыш обеспечивает семядоля, это необходимо для его последующего развития в полноценное растение. В эндосперме есть наружный слой и внутренняя мучнистая часть. На последнюю приходится около 85 % всего веса эндосперма.

Зерно пшеницы богато питательными веществами, витаминами, микроэлементами, аминокислотами и клетчаткой, которые способствуют эффективной работе человеческого организма, укреплению иммунитета, улучшению состояния кожи и волос.