§ 21. Условия произрастания и видоизменения корней

Определения и обозначения

Условия произрастания корней — это особенности среды, необходимые для их роста: наличие воды и воздуха, а также достаточно рыхлая почва. Вода участвует в жизненных процессах растения, а воздух нужен клеткам корня для дыхания. Рыхлый грунт не мешает корням проникать вглубь и позволяет воздуху проходить между частицами почвы. Поэтому состояние почвы влияет на то, насколько хорошо растение развивается.

Корнеплод — утолщённый главный корень, в котором накапливаются питательные вещества. К нему относятся, например, морковь, свёкла и редька. Запас находится в самом корне и помогает растению пережить неблагоприятный период, а затем продолжить рост. По этому признаку корнеплод отличают от других утолщённых подземных органов.

Корневой клубень — утолщённый боковой или придаточный корень, в котором откладываются питательные вещества. Боковые корни отходят от главного, а придаточные могут возникать на стебле или других частях растения. Пример растения с корневыми клубнями — георгина. Такой запас питательных веществ помогает растению пережить время, когда условия для роста неблагоприятны.

Воздушные корни образуются над землёй или находятся в воздухе, как у некоторых орхидей. Они могут поглощать влагу из окружающего воздуха, а у отдельных растений помогают удерживаться на опоре. Такие корни полезны там, где растение не получает достаточно влаги обычным способом из почвы. Их строение связано с условиями, в которых живёт растение.

Как это устроено

Корень растёт в почве, где одновременно нужны вода и воздух. Вода поступает в растение и участвует в происходящих в его клетках процессах, а кислород необходим корневым клеткам для дыхания. Если воды мало, корень не может нормально обеспечивать жизнедеятельность растения, и его рост замедляется. Если грунт слишком плотный, корням труднее продвигаться между частицами, а воздуху сложнее проникать к ним.

Плотность почвы влияет на корни не только механически. В рыхлом грунте между комочками остаются промежутки, по которым движется воздух, и корням легче расти в стороны и вглубь. При уплотнении эти промежутки уменьшаются, а недостаток кислорода мешает дыханию корневых клеток. Поэтому длительно переувлажнённая и плохо пропускающая воздух почва тоже может быть неблагоприятной для многих растений.

Рыхление разбивает почвенную корку и увеличивает количество промежутков между частицами земли. Благодаря этому воздух лучше достигает корней, а им проще проникать в почву. Полив, в свою очередь, восполняет недостаток воды, без которой корни не могут нормально поддерживать жизненные процессы растения. Поливать следует с учётом состояния грунта: избыток воды способен вытеснить из почвы воздух.

Утолщённые корни выполняют роль хранилища. В них откладываются питательные вещества, которые растение может использовать в период, когда рост затруднён, например при неблагоприятной погоде. Когда условия улучшаются, запас помогает возобновить развитие новых побегов и листьев. Так корень не только снабжает растение водой и минеральными веществами, но и помогает пережить неблагоприятный период.

Корнеплод и корневой клубень различаются тем, какая часть корневой системы утолщается. У корнеплода это главный корень, а у корневого клубня — боковые или придаточные корни. В обоих случаях в утолщённых частях запасаются питательные вещества, но происхождение этих частей разное. Чтобы определить видоизменение, нужно выяснить, от какого корня образовалась его утолщённая часть.

Особые условия среды могут изменить и другие функции корней. Воздушные корни некоторых растений помогают получать влагу из воздуха, а корни-прицепки — удерживаться на опоре. У растений заболоченных мест дыхательные корни выступают над грунтом, потому что в переувлажнённой почве мало доступного воздуха. Каждое такое приспособление решает определённую задачу, поэтому нельзя считать, что все видоизменённые корни служат для одного и того же.

Видоизменения корней и их функции

Чтобы пользоваться таблицей, сначала определите, какие именно корни изменились, а затем найдите их основную функцию. Название растения помогает проверить ответ, но решающим остаётся строение корня. Если орган запасает вещества, всё равно уточните, главный это корень или боковой либо придаточный.

Разбор задач

Задача 1. Морковь и георгина накапливают питательные вещества в утолщённых подземных органах. Определите, где корнеплод, а где корневой клубень, и объясните различие. Внешний вид обоих органов может быть похож, поэтому одного признака «утолщённый и находится под землёй» недостаточно. Нужно выяснить, какой именно корень утолщился.

1. Вспомним признак корнеплода: в нём утолщается главный корень. Морковь образует такой запасающий орган. Значит, подземный орган моркови — корнеплод.
2. У корневого клубня утолщаются боковые или придаточные корни. Георгина накапливает вещества в таких корнях. Поэтому её утолщённые органы — корневые клубни.
3. Сравним происхождение органов, а не только их форму. И у моркови, и у георгины есть запас питательных веществ, но он находится в разных частях корневой системы. Это и позволяет правильно назвать видоизменение.

Ответ: у моркови образуется корнеплод, потому что утолщается главный корень; у георгины — корневые клубни, потому что утолщаются боковые или придаточные корни.

Задача 2. Растение растёт в плотной сухой почве. Назовите два условия, которых не хватает корням, и предложите меры, улучшающие их рост. Подсказка в условии — почва одновременно плотная и сухая. Свяжем каждую особенность с потребностью корней и подберём подходящее действие.

1. Сухая почва означает, что корням может не хватать воды. Для восполнения этой нехватки растение нужно полить, не допуская постоянного переувлажнения грунта.
2. Плотная почва хуже пропускает воздух, а корням нужен кислород для дыхания. Её следует осторожно разрыхлить, чтобы между частицами земли образовались промежутки.
3. Проверим, что каждой проблеме соответствует своя мера. Полив добавляет воду, а рыхление улучшает доступ воздуха и облегчает проникновение корней в грунт. Одно действие не заменяет другое, потому что решает отдельную задачу.

Ответ: корням не хватает воды и воздуха; почву нужно полить и разрыхлить.

Задача 3. У растения, живущего на заболоченной почве, над поверхностью грунта выступают корни. Объясните, какую проблему они решают, и сравните их функцию с воздушными корнями орхидеи. Оба типа корней связаны с воздухом, поэтому их легко перепутать. Чтобы различить их, учитываем условия обитания и основную функцию.

1. На заболоченном участке почва насыщена водой, и в ней может быть мало доступного корням воздуха. Выступающие над грунтом корни получают возможность обеспечивать газообмен. Такие видоизменения называют дыхательными корнями.
2. Воздушные корни орхидеи находятся в воздухе и помогают растению поглощать из него влагу. У некоторых растений они также участвуют в прикреплении к опоре. Их основная задача в данном сравнении — получать влагу из окружающего воздуха.
3. Сопоставим не только положение корней, но и проблему, которую они решают. Дыхательные корни помогают при нехватке воздуха в переувлажнённой почве, а воздушные корни орхидеи помогают получать влагу из воздуха. Значит, это разные видоизменения и функции.

Ответ: выступающие над грунтом корни — дыхательные, они обеспечивают газообмен в условиях заболоченной почвы; воздушные корни орхидеи помогают поглощать влагу из воздуха и могут служить для прикрепления.

Типичные ошибки

Не всякий утолщённый подземный орган — корнеплод. Так ошибаются, потому что внешняя форма и расположение под землёй кажутся достаточными признаками. Проверьте, какой корень утолщился: главный — значит, это корнеплод; боковой или придаточный — корневой клубень.

Корень можно спутать с подземным побегом, если судить только по месту, где он находится. Однако у этих органов разное происхождение и строение, поэтому не каждый утолщённый орган под землёй является корнем. Чтобы проверить себя, определите, от какой части растения он образовался, и обратите внимание на его признаки.

Неверно считать, что корням нужна только вода. Вода действительно необходима, но корневые клетки также дышат и нуждаются в кислороде. Проверка простая: вспомните, почему почва не должна быть слишком плотной и почему её рыхлят. Рыхление улучшает доступ воздуха, а не заменяет полив.

Не все видоизменённые корни выполняют одну функцию. Их могут путать из-за общего названия и необычного вида, хотя одни запасают вещества, другие получают влагу, обеспечивают газообмен или прикрепляют растение. Проверяйте себя вопросом: какое изменение условий среды помогает преодолеть этот корень? Ответ позволит связать строение с его назначением.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в видоизменениях корней, нужно знать строение корня, различать главный, боковые и придаточные корни и помнить их основные функции. Эти знания помогают определить, какая часть корневой системы изменилась и почему её нельзя путать с подземным побегом. Связь строения с условиями среды пригодится при изучении приспособлений растений к разным местам обитания. Запасающие органы также помогают понять, как растение переживает неблагоприятное время и возобновляет рост.

Что запомнить

• Для роста корням необходимы вода и воздух.
• Рыхлая почва облегчает доступ воздуха к корням.
• Корнеплод образуется при утолщении главного корня.
• Корневой клубень — утолщённый боковой или придаточный корень.
• Воздушные корни помогают получать влагу из воздуха и могут служить для прикрепления.
• Дыхательные корни помогают растениям получать воздух в переувлажнённой почве.