بيولوجيا أنظمة الجذر. وظائف الجذر. وظائف جذور النباتات في البحث العلمي
أساسي وظائف جذر النباتالأتى:
- بمثابة الجهاز الرئيسي لامتصاص العناصر المعدنية من التربة.
- يقوم في المقام الأول بتجميع بعض المواد العضوية التي تحتوي على النيتروجين والفوسفور والكبريت.
- غالبًا ما يكون بمثابة خزان للعناصر الغذائية الاحتياطية؛
- يثبت النبات في التربة.
وظائف جذور النباتات في البحث العلمي
- حتى I. V. أثبت ميشورين أن الجذور لها تأثير كبير جدًا على عدد من الخصائص الفسيولوجية للنباتات المطعمة. عادة ما تؤدي جذور الأصل البري (مزيد من التفاصيل:) إلى تفاقم جودة الثمرة، بينما تعمل جذور الصنف المزروع على تحسينها.
- أظهر L. S. Litvinov و N. G. Potapov أن تحول بعض المواد المعدنية (مزيد من التفاصيل:) القادمة من التربة إلى مركبات عضوية معقدة يحدث في أنسجة الجذر.
- وفقا ل N. G. Potapov، في الذرة، من 50 إلى 70٪ من النيتروجين الممتص يدخل الجزء الموجود فوق سطح الأرض في شكل مركبات عضوية، منها ما يصل إلى 30٪ من الأحماض الأمينية.
- أثبت A. L. Kursanov، باستخدام C 14 وN 15، (مزيد من التفاصيل:) أن ثاني أكسيد الكربون الذي تمتصه الجذور هو جزء من الأحماض العضوية. ويحدث أيضًا تحويل الفوسفور والكبريت جزئيًا في الجذور.
- I. I. أوضح كولوسوف، الذي يعمل مع P 32، مسألة تحول الفوسفور في الجذور: لقد دخل الأعضاء الموجودة فوق الأرض في شكل بروتينات نووية وشحمية.
- أظهر A. A. Shmuk و G. S. Ilyina أن تكوين النيكوتين يحدث في جذور النبات: عندما تم تطعيم التبغ على جذور الطماطم والبهارات، لم يكن هناك نيكوتين في الأوراق.
هيكل الجذر
المورفولوجية التشريحية هيكل الجذرمتكيف بشكل جيد لامتصاص الماء والعناصر المعدنية من التربة. ومع ذلك، لا يشارك الجذر بأكمله في امتصاص العناصر المعدنية والماء، ولكن منطقة الامتصاص فقط - الجزء من الجذر الذي يحمل شعيرات الجذر.
رسم تخطيطي لمنطقة الجذر المتنامية. 1 - منطقة شعر الجذر، 2 - منطقة الاستطالة، 3 - منطقة الانقسام المكثف للخلايا، 4 - غطاء الجذر. تعمل الشعيرات الجذرية على زيادة سطح الشفط للجذر عدة مرات، ونتيجة لذلك، يزداد سطح التلامس بين الجذر والتربة. تكون الشعيرات الجذرية قصيرة العمر وتموت بعد 10-20 يومًا. تتشكل الشعيرات الجذرية الجديدة باستمرار في منطقة الجذر المتنامية. § امتصاص الماء والمعادن.يتم دخول محلول التربة إلى الجذر من خلال شعيرات الجذر. تؤثر الشعيرات بشكل فعال على محتويات التربة، وتطلقها مواد مختلفة، مما يسهل الامتصاص الانتقائي للأيونات من التربة. نظرًا لأن تركيز المعادن في عصارة الخلية أعلى منه في محلول التربة، فإن الماء الذي يحتوي على أملاح معدنية مذابة فيه على شكل أيونات يدخل إلى شعيرات الجذر. يتم تنفيذ دور المضخة في شعر الجذر عن طريق الفجوات التي يتم فيها إنشاء تركيز أعلى من الأملاح مقارنة بالتربة. يحدث دخول الأملاح المعدنية إلى الجذر بسبب النقل النشط للأنيونات والكاتيونات التي تشكل جزءًا من الأغشية باستخدام طاقة ATP. في هذه الحالة، يمكن أن يحدث تبادل الأيونات بين التربة والجذور. وبما أن تركيز عصارة الخلية في الفجوة أعلى من تركيز محلول التربة، فإن الماء يندفع إلى داخل الخلية أثناء عملية الانتشار. من الشعيرات الجذرية، يتحرك الماء وفقًا لنفس المبدأ إلى خلايا حمة القشرة المخية ومن خلال خلايا مرور الأديم الباطن يدخل الأوعية. القوة التي تدفع تدفق الماء إلى الأوعية وإلى جميع الأعضاء تسمى ضغط الجذر. وفقا للقوانين الهيدروستاتيكية، فإن قيمة ضغط الامتلاء (T) في جميع أجزاء الخلية هي نفسها، وبالتالي فإن قوة الشفط (S) تكون أكبر في الجزء الذي يكون فيه الضغط الأسموزي (P) أكبر. يمكن التعبير عن هذا القانون بصيغة:
S = P - T، حيث S هي قوة الشفط؛ ف - الضغط الاسموزي. T - ضغط التورم.
يتم منع التدفق العكسي للسائل عن طريق خلايا الأديم الباطن ذات الأغشية الكثيفة، والتي لا تسمح للمواد الذائبة في الماء بالمرور مرة أخرى إلى التربة، مما يخلق تركيزًا عاليًا من عصارة الخلايا في الأسطوانة المركزية. وهكذا تسهل حركة الماء والأملاح الذائبة فيه من خلال قوة شفط شعيرات الجذور، وضغط الجذور، وقوة الالتصاق بين جزيئات الماء وجدران الأوعية الدموية، وكذلك قوة شفط الأوراق التي تتبخر باستمرار. الماء، وجذبه من الجذور.
§ والوظيفة الرئيسية الثانية للجذر هي تقوية النباتات في التربة،والذي يحدث بسبب تفرع الجذر الرئيسي. ويسمى تفرع الجذر الرئيسي بالجذور الجانبية. تتشكل (داخليًا) في الدراجة الهوائية وتخرج من خلال القشرة الأولية. مع نمو الجذر الرئيسي تظهر جذور جانبية من الدرجة الأولى، والتي تتفرع فيما بعد وتشكل جذور من الدرجة الثانية، ومنها تتشكل جذور من الدرجة الثالثة، الخ. يساعد تفرع الجذور على تقوية النبات في التربة وزيادة السطح الماص للجذر. تتضمن وظائف الجذر الأخرى ما يلي.
§ تخليق المواد العضوية.
§ مخزون العناصر الغذائية, تصبح هذه الجذور سميكة جدًا وتعمل كاحتياطي من العناصر الغذائية.
§ بفضل الجذور، تتواصل النباتات مع البكتيريا والفطريات.يطلق الجذر مواد مختلفة في التربة ويدخل في تكافل مع الفطريات والبكتيريا.
§ يتم التكاثر الخضري باستخدام الجذور.
التنفس الجذريله أهمية كبيرة للأداء الطبيعي للمصنع. مجموعة العمليات التي تضمن دخول الأكسجين إلى النبات وإخراج ثاني أكسيد الكربون وكذلك استخدام الأكسجين بواسطة الخلايا والأنسجة لأكسدة المواد العضوية مع إطلاق الطاقة اللازمة لحياة النبات، يشكل التنفس.الطاقة التنفسية ضرورية لاستيعاب المواد ونقلها وتخليقها. من المركبات العضوية القادمة من الأوراق والأملاح المعدنية من التربة، يتم تصنيع العديد من المواد الحيوية في الخلايا الجذرية: الأحماض الأمينية والإنزيمات والهرمونات النباتية وغيرها. يشارك ثاني أكسيد الكربون المتكون أثناء التنفس في عملية التمثيل الغذائي وإيصال المواد إلى الجذر. جذور كثيرة النباتات البريةقادرة على تحمل الظروف اللاهوائية (خالية من الأكسجين). معظم النباتات المزروعة هي كائنات هوائية ويسبق تنفسها التحلل المائي (تحويل البوليمرات إلى مونومرات) وأكسدة المواد العضوية. التنفس هو عملية متعددة المراحل. عندما يحدث التنفس في الخلايا، يقوم الأكسجين بأكسدة عدد من المواد (الكربوهيدرات بشكل رئيسي) ويتم إطلاق الطاقة. ضروري للنباتاتللنمو وحركة البروتوبلازم وحركة المواد. التنفس هو العملية المعاكسة لعملية التمثيل الضوئي. أثناء عملية التمثيل الضوئي، يمتص النبات ثاني أكسيد الكربون والماء وينتج السكريات. أثناء التنفس، تتأكسد السكريات ويتكون ثاني أكسيد الكربون والماء:
البناء الضوئي
6(CO2 +H2O)C6H12O6 +6O2
عند أكسدة جرام واحد من جزيء السكر أثناء التنفس، يتم إطلاق 674 سعرة حرارية من الطاقة. يتم إنفاق الطاقة المنطلقة على مجموعة متنوعة من العمليات الكيميائية الحيوية والفيزيائية: تركيب المواد العضوية، وحركة وامتصاص المحاليل، ونمو وحركة الأعضاء. يطلق النبات جزءًا من الطاقة المنطلقة أثناء التنفس على شكل حرارة. يكون التنفس قويًا بشكل خاص عند نقاط نمو الجذر. زيادة كمية الأكسجين في الهواء وكذلك النقصان الطفيف في محتواه لا يؤثر على شدة التنفس، ولا يؤدي إلا انخفاض محتوى الأكسجين في الهواء بمقدار 10-20 مرة مقارنة بالطبيعي إلى إضعاف التنفس . يقوم الجذر بوظائفه المتمثلة في تزويد النبات بالعناصر الغذائية فقط عندما يكون هناك كمية كافية من الهواء في التربة. لذلك، عند زراعة النباتات، تحتاج إلى التأكد من أن الجذور تتلقى باستمرار هواء نقي. للقيام بذلك، يتم تخفيف التربة بانتظام مع المزارعين أو المعاول. يساعد تخفيف التربة أيضًا على الاحتفاظ بالرطوبة في المناطق الجافة. عندما تجف التربة، تتشكل قشرة على سطحها: فهي تساهم في التبخر السريع للمياه. أثناء التخفيف، يتم تدمير القشرة ويتم الاحتفاظ بالرطوبة في الطبقة السطحية. يتوقف الماء عن التبخر من الطبقات العميقة للتربة. ليس من قبيل الصدفة أن يُطلق على التخفيف أحيانًا اسم "السقي الجاف". يقولون: "من الأفضل أن ترخي جيدًا مرة واحدة بدلاً من أن تسقيها بشكل سيئ مرتين". يقوم عدد من نباتات المستنقعات الاستوائية (غابات المنغروف) بتطوير جذور تنفسية أثناء عملية التطور. إنها ترتفع عموديًا إلى الأعلى، وهناك ثقوب على سطحها يدخل من خلالها الهواء إلى الجذور، ثم إلى أجزاء النبات المغمورة في تربة المستنقعات.
التربة- هذه هي الصخور الأم (المكونة للتربة)، والتي تتم معالجتها من خلال العمل المشترك للكائنات المناخية والنباتية والحيوانية، وفي المناطق المزروعة والنشاط البشري، وهي قادرة على إنتاج المحاصيل النباتية. الخاصية الرئيسية للتربة هي الخصوبة - القدرة على تلبية احتياجات النباتات من العناصر الغذائية والماء والهواء والحرارة لحياتهم الطبيعية وإنتاج المحاصيل. التربة تختلف عن الصخوروالرمل أو الطين مع وجود الدبال. تعتمد خصوبة التربة بشكل أساسي على بنية التربة واحتياطيات الدبال. تسمى قدرة التربة على تكوين كتل بأحجام وأشكال مختلفة ببنية التربة، وتسمى الكتل نفسها بالبنية. اعتمادًا على وجود العناصر الهيكلية، يمكن أن تكون التربة منظمة أو غير هيكلية. توفر التربة جيدة التنظيم خصائص الهواء المائي المواتية. يشمل تكوين التربة الرمل والطين والمعادن الأخرى غير القابلة للذوبان، وكذلك المعادن القابلة للذوبان والدبال. تحتوي التربة أيضًا على الهواء والماء.
الدبال(الدبال) عبارة عن مركب معقد من المواد العضوية التي تتشكل في التربة أثناء تحلل المخلفات النباتية والحيوانية. كلما كانت الطبقة العليا من التربة التي تحتوي على الدبال أكثر سماكة، كلما كانت أكثر خصوبة. الأكثر خصوبة هي التربة السوداء الغنية بالدبال وتربة المروج الداكنة في السهول الفيضية النهرية. التربة البودوليكية والطينية والرملية ليس لها بنية وهي فقيرة في الدبال، وبالتالي فهي أقل خصوبة.
اعتمادًا على محتوى التربة من الجزيئات الصغيرة (الطينية) أو الأكبر (الرملية)، تنقسم التربة إلى رملية خفيفة وطينية رملية وطينية وطينية.
تعتمد إنتاجية المحاصيل المزروعة على خصوبة التربة. الأراضي المزروعة هي نتيجة عمليات العمل الطبيعية المعقدة لأجيال عديدة من الناس. تؤدي بعض تأثيرات الإنسان على التربة إلى زيادة خصوبتها، والبعض الآخر يؤدي إلى تدهورها وتدهورها وموتها. وتشمل العواقب الخطيرة بشكل خاص للتأثير البشري على التربة التآكل والتلوث بالأجانب مواد كيميائيةوالتملح والتشبع بالمياه وإزالة التربة لمختلف الهياكل (طرق النقل السريعة والخزانات). تقليل المساحة التربة الخصبةيحدث عدة مرات أسرع من تكوينها. يجب أن تكون حماية التربة ذات طبيعة بيئية وموفرة للموارد وتوفر الحفاظ عليها. ليزود الاستخدام العقلانيالأراضي في روسيا، يتم الحفاظ على السجل العقاري لأراضي الدولة، والذي يحتوي على معلومات عن الأراضي من جميع الفئات. تم اعتماد السجل العقاري في عام 2001، وهو يقوم بالأنشطة الرئيسية التالية:
1) ممارسة الرقابة على استخدام الأراضي وحمايتها؛
2) إجراء مراقبة الأراضي؛
3) تحديد الأراضي الملوثة والمتدهورة، وإعداد المقترحات لاستعادتها والحفاظ عليها.
من الأهمية بمكان إدخال زراعة بدون حرث واقية من التربة، مما يبطئ عمليات النترجة في التربة، ويقلل من حمل المبيدات الحشرية، ويقلل من محتوى النترات في المنتجات الزراعية، ويسرع أيضًا عمليات استعادة ترطيب المواد العضوية.
مراقبة الأراضي هي نظام لرصد حالة صندوق الأراضي لتحديد وتقييم التغييرات في الوقت المناسب ومنع وإزالة عواقب العمليات السلبية. تمت الموافقة على مراقبة الأراضي في عام 1992 وهي الآن جزء لا يتجزأالمراقبة البيئية.
لقد اعتمدت بلادنا قانون الأراضي. وينص على تدابير لزيادة خصوبة التربة وحمايتها. يمكن أن يؤدي الاستخدام غير السليم للتربة وعدم الامتثال لقواعد زراعة المحاصيل إلى تدمير بنية التربة وتآكل التربة والتملح والتشبع بالمياه. كل هذا يؤدي إلى تفاقم خصوبة التربة ويقلل من العائد. ولهذا السبب من المهم تنفيذ استصلاح الأراضي (التحسين).
اسمدة.تتكون الكائنات النباتية من مواد عضوية و المواد غير العضوية، والتي تشمل مختلف العناصر الكيميائية. من أجل النمو الطبيعي للنبات، يجب أن توفر الجذور الماء والأملاح المعدنية والعناصر الكبيرة (P، N، K، Ca، Mg، Fe) والعناصر الدقيقة من التربة
(ب، النحاس، المنغنيز، الزنك، مو). من المعروف أن النيتروجين جزء من الأحماض الأمينية والبروتينات وATP وADP والفيتامينات والإنزيمات. نقصه يؤخر نمو النبات . الفوسفور جزء من ATP و ADP والأحماض الأمينية والإنزيمات. يؤثر البوتاسيوم على حالة السيتوبلازم، والضغط الأسموزي لعصارة الخلية، ويؤثر أيضًا على نمو النبات. تعتبر العناصر الكلية والصغرى ذات أهمية كبيرة للحياة النباتية. كل عنصر له معنى فردي ولا يمكن استبداله بآخر. مع نقص أو زيادة أي عنصر معدني في التربة تحدث اضطرابات مختلفة في العمليات الحيوية للنباتات. وهكذا، أثناء تجويع الفوسفور في النباتات، لوحظ قمع التوليف وانهيار البروتينات التي تم تشكيلها سابقا. يؤدي نقص البوتاسيوم إلى توقف نمو النبات، حيث يتم انتهاك عملية التمثيل الغذائي للبروتينات والكربوهيدرات. تتم الإشارة إلى نقص الحديد باللون الأخضر الباهت أو الأصفر الشاحب بسبب عدم كفاية إنتاج الكلوروفيل. تتشكل الأملاح المعدنية التي تحتوي على العناصر الكبرى والصغرى في التربة بعد تمعدن المواد العضوية، وذوبان المعادن، وامتصاص التربة لعناصر معينة من الغلاف الجوي. تم العثور على العناصر الكبرى والصغرى في طبقة التربة الخصبة في التركيبة اتصالات مختلفة. جميع العناصر المذكورة أعلاه موجودة في التربة، ولكن بكميات غير كافية في بعض الأحيان. في كل عام، تقوم النباتات بإزالة العناصر الغذائية من التربة، ويتم استنفاد التربة، مما يقلل من إنتاجية النباتات الزراعية. لتحسين التغذية المعدنية، يتم تطبيق الأسمدة على التربة. باستخدام الأسمدة، يتدخل الشخص بشكل فعال في دورة المواد في الطبيعة، مما يخلق توازن العناصر الغذائية في التربة. يتم تطبيق الأسمدة على التربة بجرعات معينة في أوقات معينة مما يحسن نوعية التربة وتغذية النبات.
هناك الأسمدة العضوية والمعدنية والمختلطة والخضراء والبكتيرية.
الأسمدة العضوية(السماد، الخث، فضلات الطيور، الطين، السابروبيل، الخ). أنها تحتوي على العناصر الغذائية في شكل مركبات عضوية من أصل نباتي وحيواني. يتم تطبيق الأسمدة العضوية على التربة مسبقًا، عادةً في الخريف، لأنها تتحلل ببطء و منذ وقت طويليمكن أن تزود النباتات بعناصر التغذية المعدنية. الأسمدة العضوية كاملة، فهي تحتوي على العناصر الكبيرة والصغرى. بالإضافة إلى ذلك، فإنها تتحسن الخصائص الفيزيائيةالتربة: زيادة بنيتها، زيادة نفاذية الماء، قدرتها على الاحتفاظ بالماء، تحسين التهوية، الظروف الحرارية، تنشيط نشاط الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في التربة.
الأسمدة المعدنيةغالبًا ما تحتوي على بطارية واحدة أو بطاريتين، وفي كثير من الأحيان - أكثر، يطلق عليها اسم معقد. تتحلل الأسمدة المعدنية في التربة بشكل أسهل وأسرع من الأسمدة العضوية.
اعتمادًا على محتوى المواد المعدنية ، يتم تمييز الأسمدة المعدنية النيتروجينية والفوسفورية والبوتاسيوم.
للأسمدة النيتروجينيةتشمل: النترات - البوتاسيوم، ونترات الكالسيوم والصوديوم (النيتروجين على شكل NO الأمونيوم).
ل أسمدة البوتاستشمل: أملاح البوتاسيوم (سيلفينيت، كينيت، كارناليت)؛ أسمدة البوتاس المركزة (كلوريد البوتاسيوم، كبريتات البوتاسيوم، الخ).
الأسمدة الفوسفورية- السوبر فوسفات، صخور الفوسفات، الخبث. الأسمدة المختلطة تشمل الأسمدة العضوية المعدنية - الهيومات، الهوموفوس، النيتروجومات، مخاليط العضوية و الأسمدة المعدنية، غالبًا ما يتم تحويلها إلى سماد أو تحويلها إلى كريات. وهي بشكل أساسي منتجات المعالجة الكيميائية للمواد العضوية (الخث) والأمونيا وحمض النيتريك أو الفوسفوريك.
الأسمدة المعدنيةيتم إدخالها في التربة بجرعة محددة بدقة وفي وقت معين. كل سماد معدني له خصائصه الخاصة. لذلك، في الربيع، خلال فترة النمو، يحتاج النبات إلى النيتروجين، لأنه يساهم في تراكم الكتلة الخضرية، وزيادة الكلوروفيل والتمثيل الضوئي. بحلول وقت التبرعم والإزهار، تزداد الحاجة إلى الفوسفور والبوتاسيوم، حيث يؤثر الفوسفور والبوتاسيوم والمغنيسيوم على بناء خلايا جديدة في الأنسجة الجنينية (البذور). للبوتاسيوم تأثير مفيد بشكل خاص على تكوين البذور والفواكه. مع الأخذ في الاعتبار الاحتياجات المختلفة للنباتات من عناصر التغذية المعدنية في مراحل مختلفة من التطور، يتم استخدام الأسمدة ليس فقط قبل البذر، ولكن أيضًا خلال موسم النمو في شكل تسميد، وأحيانًا عند البذر في صفوف. في الآونة الأخيرة، أصبحت طريقة التغذية الورقية منتشرة على نطاق واسع، حيث يتم رش الأسمدة السائلة مباشرة على النباتات، غالبًا من الطائرات. يتم امتصاص العناصر الغذائية المذابة عن طريق الأوراق. هذه الطريقة مناسبة بشكل خاص لاستخدام العناصر الدقيقة، لأنها تضمن التطبيق الموحد للحلول على أوراق النباتات والاستخدام الأكثر اقتصادا للأسمدة النادرة.
الأسمدة الخضراء. في المناطق التي تتطلب الأسمدة العضوية، تزرع محاصيل مثل الترمس والسراديلا والبرسيم والبازلاء والبرسيم والحنطة السوداء والخردل وما إلى ذلك، ويتم حرثها خلال فترة الكتلة الخضراء الأكبر. عندما تتحلل النباتات، تتشكل المادة العضوية في التربة.
الأسمدة البكتيرية. وتشمل هذه النتراجين. يتم إضافته عند زرع بذور البقوليات. بالنسبة للمحاصيل المختلفة، يتم استخدام أشكال محددة من النتراجين، لأن سلالات البكتيريا العقيدية التي تتطور على جذور نوع واحد لا يمكن أن تعيش على جذور الأنواع الأخرى. Azotobacterin، الذي يحتوي على ثقافة Azotobacter، مخصص لأنواع معينة من النباتات المزروعة. الفوسفوروباكتيرين هو مستحضر يحتوي على بكتيريا تعمل على تمعدن المركبات العضوية لحمض الفوسفوريك. وتستخدم مركبات البورون والنحاس والمنغنيز والموليبدينوم والزنك والكوبالت كأسمدة دقيقة.
تعتمد جرعات الأسمدة العضوية والمعدنية على محتوى العناصر الغذائية في التربة والاحتياجات الفردية للنبات. إن كثرة الأسمدة في التربة ضارة بنفس القدر من الضرر. الاستخدام غير الرشيد للأسمدة يسبب ضررا خطيرا ليس فقط للنباتات، ولكن أيضا للتربة ويمكن أن يؤدي في النهاية إلى زيادة الحموضة والملوحة، وبالتالي فقدان الخصوبة. الأسمدة المستخدمة بشكل مفرط تتراكم في المنتجات الزراعية ولها تأثير ضارعلى جسم الإنسان.
أهمية الحراثة.الحراثة هي تأثير ميكانيكي على التربة بواسطة الأجزاء العاملة من الآلات أو الأدوات التي تضمن الإنشاء أفضل الظروفلزراعة المحاصيل.
المهام الرئيسية لزراعة التربة هي:
§ تغيير بنية طبقة التربة الصالحة للزراعة وحالتها الهيكلية لخلق أنظمة مائية وهوائية وحرارية ملائمة.
§ تعزيز دورة العناصر الغذائية عن طريق استخراجها من آفاق التربة العميقة وتعريضها لها الاتجاه اللازمعلى العمليات الميكروبيولوجية.
§ تدمير الحشائش عن طريق إثارة إنباتها، وتدمير الشتلات، وقطع البراعم وتحويل الجذور إلى السطح.
§ دمج القش والأسمدة.
§ تدمير الآفات ومسببات الأمراض للنباتات المزروعة التي تعشش في مخلفات النباتات أو فيها الطبقات العلياتربة.
§ التحسين الجذري للتربة البودزولية والسولونيتسية عن طريق الزراعة العميقة.
§ مكافحة التعرية المائية والرياح.
§ تحضير التربة للبذر ورعاية النباتات: تسوية وضغط سطح التربة أو، على العكس من ذلك، إنشاء سطح متعرج، ونباتات التلال، وما إلى ذلك.
§ تدمير النباتات المعمرة عند زراعة الأراضي البكر والبور وكذلك طبقة الحشائش المعمرة المزروعة.
يمكن لجذور العديد من النباتات البرية أن تتحمل الظروف اللاهوائية (الخالية من الأكسجين). معظم النباتات المزروعة هي كائنات هوائية، ويسبق تنفسها التحلل المائي (تحويل البوليمرات إلى مونومرات) وأكسدة المواد العضوية الخالية من الأكسجين. قبل زرع النباتات المزروعة، من الضروري الحرث على عمق 22-25 سم أو الحفر. الحرث– طريقة لزراعة التربة تضمن تغليف وتفكيك طبقة التربة المزروعة وكذلك قطع الجزء الموجود تحت الأرض من النباتات ودمج الأسمدة ومخلفات المحاصيل. يتم تنفيذ هذا الحدث الزراعي في الخريف أو في أوائل الربيع، قبل البذر، يتم إجراء عملية الترويض والزراعة (التخفيف العميق) من أجل تحسين تبادل الغازات في التربة. بعد ظهور النبات وطوال موسم النمو، تتكون العناية بالنبات من تخفيف التربة (الزراعة)، واستخدام الأسمدة (التغذية) والري. تخفيفيوفر وصول الأكسجين إلى الجذور والنباتات الدقيقة في التربة. تعمل الأسمدة، وخاصة العضوية منها، على تحسين بنية التربة وتغذيتها. سقييعوض نقص المياه في الحياة النباتية. يمنع الماء المتبخر ارتفاع درجة حرارة النباتات، ويضمن حركة المواد في جميع أنحاء النبات، ويحافظ على التورم. مع نقص الماء، ينخفض \u200b\u200bتورم النباتات ويحدث الذبول. لذلك، في مناطق عدم كفاية الرطوبة، تسقى النباتات. بعد الري من الضروري القيام بها تخفيفلأن الماء يحل محل الأكسجين من التربة. مع ارتفاع درجة حرارة الهواء، تتشكل قشرة على التربة ويحدث تبخر قوي للمياه نتيجة لشعرية التربة. لتقليل التبخر، من الضروري كسر الشعيرات الدموية. ولا يمكن تحقيق ذلك إلا عن طريق التخفيف. يسمى التخفيف بالسقي الجاف.
الخضروات الجذرية واستخدامها من قبل الإنسان.نتيجة لعملية تطور طويلة تتعلق بأداء وظائف متخصصة، تم تعديل الجذر الرئيسي النموذجي إلى خضروات جذرية. يتكون المحصول الجذري من الجذر الرئيسي بسبب ترسب كمية كبيرة من العناصر الغذائية الاحتياطية فيه. الخضروات الجذرية عبارة عن جذر رئيسي سميك وعصير ولحمي. يتكون محصول الجذر من ثلاثة مكونات: الرأس والرقبة والجذر نفسه. رأس الجذر هو الجزء العلوي الذي يحمل الأوراق وبراعم الأوراق. من وجهة نظر مورفولوجية، فإن رأس المحصول الجذري عبارة عن ساق مختصرة، ويتطور عليه عدد كبير من الأوراق. وتقع عنق الجذر تحت الرأس، وهو أملس لا يحمل أوراقاً ولا جذوراً. الرأس والرقبة عبارة عن فلقة فرعية متضخمة (أي أنها أيضًا من أصل جذعي). والجزء السفلي فقط من محصول الجذر هو الجذر نفسه. تتشكل الخضروات الجذرية في نباتات كل سنتين (البنجر والجزر واللفت واللفت والفجل وما إلى ذلك). في السنة الأولى من الحياة، تتراكم العناصر الغذائية، في ربيع السنة الثانية، تزرع المحاصيل الجذرية في التربة، وتشكل الأعضاء التناسلية - الزهور والفواكه. تعتبر جذور بنجر السكر من المواد الخام التقنية لصناعة السكر حيث تحتوي على 14-20% من الكربوهيدرات. الخضروات الجذرية هي اللفت، والفجل، والجزر، والبنجر المنتجات الضروريةالغذاء وتستخدم كما النباتات الطبية. تستخدم جذور بنجر العلف كعلف للماشية.
الدرنات الجذرية أو المخاريط الجذرية عبارة عن سماكات لحمية للجذور الجانبية، بالإضافة إلى الجذور العرضية. يمكن أن تتراكم المواد المخزنة، وخاصة الكربوهيدرات والنشا والإينولين، في درنات الجذر. تتشكل الدرنات الجذرية في بساتين الفاكهة والتشيستياكوف والدالياس والكمثرى الترابية.
الهروب
الهروب- عضو نباتات أعلىيتكون من ساق توجد عليه أوراق وبراعم. الوظيفة الأساسيةتبادل لاطلاق النار - التمثيل الضوئي. أثناء النمو، يتشكل الفسيلة كعضو واحد من برعم البذرة، ومن ثم من الأنسجة التعليمية لمخروط النمو. السمة المميزة للهروب هي metamerism، أي. تقسيم محورها إلى أقسام متشابهة - عقد ذات ورقة وبرعم أو براعم وأجزاء داخلية أساسية. العقد والأجزاء الداخلية والساق والأوراق والبراعم هي العناصر الهيكلية للتصوير.
أرز. 17.ينبع:
أ، ب – شجرة الدلب الشرقية (أ – ممدودة، ب – مختصرة)؛ ج - لقطة معمرة لشجرة التفاح (حلقة)؛ 1 - الرمز الداخلي؛ 2- النمو السنوي .
برعم.البرعم عبارة عن نبتة بدائية غير متطورة، وجميع أجزائها قريبة جدًا من بعضها البعض. يتكون البرعم من ساق بدائي محاط بأوراق بدائية، وفي محاور الأوراق البدائية توجد براعم جانبية بدائية على شكل درنات. البراعم مغطاة بالمقاييس ( أوراق معدلة) مما يحميهم من درجات الحرارة المنخفضة في الشتاء. غالبًا ما تكون قشور البراعم مغطاة بالشعر وطبقة من البشرة وأحيانًا بإفرازات راتنجية تلصق قشور البراعم بإحكام وبالتالي تحمي البراعم من التجمد والجفاف. تضمن البراعم نموًا طويل المدى للبراعم وتفرعها. يسمى الجزء العلوي من الساق الموجود في البرعم بمخروط النمو. يتكون من أنسجة مريمية ، تشكل خلاياها ، المنقسمة ، عددًا من طبقات الخلايا المتجانسة. هناك براعم جانبية وقمية. توجد البراعم القمية في قمم الساق وفروعه الجانبية. يمكن أن تكون البراعم الجانبية إبطية أو عرضية. توجد البراعم الإبطية واحدة تلو الأخرى في إبط الورقة. لا تتطور بعض النباتات براعم واحدة بل عدة براعم. يمكن أن تكون موجودة واحدة فوق الأخرى أو بجانب بعضها البعض. تتشكل البراعم الإبطية القمية والجانبية من النسيج الإنشائي لمخروط النمو وتختلف فقط في الموقع. في الأشجار والشجيرات، البراعم الإبطية هي نمو (نباتي) مع أساسيات الأوراق والسيقان وزهرية مع أساسيات الزهور أو النورات. قد تظل بعض البراعم الإبطية خاملة إلى أجل غير مسمى. هذه هي "براعم نائمة". تبدأ في العمل عند تلف البرعم القمي وحدوث أضرار أخرى في الساق.
براعم عرضية - يمكن أن توجد في أي مكان في الجزء الداخلي من الجذع. وتتكون من الكامبيوم الموجود في الأجزاء السفلية من السيقان، ومن الطبقات السطحية للحمة في الجزء العلوي من الساق.
الهروب من التنمية.نمو الجذع في الارتفاعيوفر البرعم القمي، أو برعم جنين البذرة. تنقسم خلايا الأنسجة التعليمية لمخروط النمو باستمرار. أثناء عملية التقسيم، يتم تشكيل بدايات جديدة من الأوراق والبراعم. يتبع انقسام الخلايا نمو الخلايا، مما يستلزم إطالة العقد الداخلية والساق ككل. في تطوير تبادل لاطلاق النار، يتم تمييز فترتين: الكلى - وضع عناصر تبادل لاطلاق النار في المستقبل، وخارج الكلوي - نشر ونمو هياكل تبادل لاطلاق النار في المستقبل جزءا لا يتجزأ من برعم.
عندما يبتعد المرء عن مخروط النمو، تقل قدرة الخلايا على الانقسام، ويبدأ تمايزها مع تكوين الأنسجة. هناك طريقة أخرى ممكنة لنمو الجذع: المقحم أو المقحم. وفي هذه الحالة يتم تقسيم النسيج التعليمي على مناطق من الخلايا غير المنقسمة. عادة ما يقع في قاعدة الأجزاء الداخلية. هذا النمو نموذجي للحبوب.
يبدأ نمو البراعم في الربيع بزيادة حجم البراعم وبدائية الجذع والأوراق المدمجة فيها. تتباعد حراشف البراعم وتتساقط وتظهر براعم صغيرة. يوجد في الجزء العلوي من مخروط النمو نسيج قمي يضمن النمو المستمر للنمو في الطول وتكوين جميع أجزائه وأنسجته. ينتهي نمو اللقطة بتكوين زهرة أو إزهار أو برعم قمي.
ينبع- يمثل الجزء المحوري من النبات، له نمو غير محدود - ينمو طوال عمر النبات. وظائف الجذع:
1) يضمن الجذع حركة الماء والمعادن من الجذر إلى أعلى والمواد العضوية من الأوراق إلى جميع الأعضاء؛
2) يشارك الجذع في تكوين التاج.
3) هو مكان ترسب العناصر الغذائية الاحتياطية؛
4) يعمل على التكاثر الخضري.
5) يؤدي وظيفة وقائية.
تتشكل مكونات اللقطة على الساق. العقدة هي مكان تعلق الورقة بالساق. عادةً ما يكون للعقدة الجذعية بعض السُمك، وهذا ملحوظ بشكل خاص في الحبوب (القمح والخيزران). تسمى مناطق الجذع الواقعة بين عقدتين متجاورتين بالعقد الداخلية. يختلف طول الأجزاء الداخلية، كما في نباتات مختلفةوعلى ساق نبات واحد حسب الموقع. للكثير النباتات العشبيةتوجد الأجزاء الداخلية الجذعية تحت الأرض (الهندباء، الأقحوان). تنتج مثل هذه النباتات عددًا كبيرًا من الأوراق الكثيفة التي تشكل وردة على سطح التربة (الهندباء والموز). وتسمى الزاوية التي يشكلها الجذع والورقة الممتدة منه محور الورقة.
تفرع الجذع (تبادل لاطلاق النار).عدد قليل جدًا من النباتات لها ساق غير متفرعة. في معظم النباتات تتفرع الساق مما يؤدي إلى زيادة في سطح النبات وبالتالي كتلة أوراقه. هناك 4 أنواع من تفرع سيقان النباتات: ثنائي التفرع، أحادي الأرجل، تناظري، وثنائي كاذب.
المتفرعة ثنائية التفرع- هو الشكل الأساسي الرئيسي لتفرع النباتات، والذي نشأت منه الأشكال الأخرى. ويتميز بأن براعمين يتكونان في أعلى الجذع، واللذان عند النمو يشكلان فرعين متطابقين على شكل شوكة. يستمر كل فرع من هذه الفروع في التفرع بنفس الطريقة. هذا النوع من التفرع نموذجي للطحالب والطحالب والسراخس.
أرز. 18.المتفرعة:
أ – أحادي (أ – رسم تخطيطي، ب – فرع الصنوبر)؛ ب – رمزي (ج – رسم تخطيطي، د – فرع الكرز الطيور)؛ C – ثنائية كاذبة (د – مخطط، و – فرع أرجواني)؛
1-4- محاور الأمر الأول والأوامر اللاحقة.
المتفرعة Monopodialتتميز بنمو غير محدود للبراعم القمية؛ سمة من سمات النباتات التي لها برعم واحد في الجزء العلوي من اللقطة. يعمل هذا البرعم على مواصلة نمو الفرع الرئيسي (المحور)، وتتشكل الفروع الجانبية من الدرجة الأولى بسبب البراعم الجانبية، ولا تتفوق الفروع الجانبية على الفرع الرئيسي (الصنوبريات - شجرة التنوب، والصنوبر، والتنوب، إلخ.).
المتفرعة سيمبوديلتتميز بالتوقف المبكر للنمو القمي، بينما يموت البرعم القمي. وبدلاً من ذلك، يتطور برعم جانبي، والذي يحرك المحور الرئيسي إلى حد ما إلى الجانب، ويستمر الفرع المتكون من هذا البرعم في الجذع الرئيسي. نموذجي للأشجار - التفاح والكمثرى والخوخ، وما إلى ذلك، للأعشاب - البطاطس والقطن وما إلى ذلك. تحدد طبيعة المتفرعة مظهرالنباتات، عادتهم.
في التفرع الثنائي الكاذبيتوقف نمو القمة على المحور الرئيسي، ويتشكل تحتها براعمان، تتطور منهما فروع متطابقة إلى حد ما، ويلاحظ بينهما برعم قمي ميت (أرجواني، كستناء). يحدث ذلك عندما تكون الأوراق، وبالتالي البراعم، متقابلة.
تشكيل التاج.في النبات المتفرع يسمى الجذع الرئيسي محور الرتبة الأولى، والبراعم الإبطية للفروع الجانبية المتكونة منه هي محاور الرتبة الثانية، والتي تتشكل منها محاور الرتبة الثالثة، الخ. يمكن أن تحتوي الأشجار على ما يصل إلى 20 مثل هذه المحاور. يسمى الجزء المتفرع الموجود فوق سطح الأرض من الشجرة بالتاج.
يعتمد تكوين التاج على معرفة أنماط تطور البراعم. تؤدي إزالة مخروط النمو إلى توقف نمو الساق في الطول وزيادة نمو البراعم الجانبية أي. المتفرعة. يستخدم هذا من قبل المتخصصين عند تنسيق الحدائق في المدن وتشكيل تاج الأشجار المثمرة. يمكن أن يكون شكل التاج كرويًا (القيقب الضيق)، هرميًا (الحور)، عموديًا (السرو)، إلخ. تيجان الفاكهة و أشجار الزينةتتشكل عن طريق التقليم مع مراعاة خصائصها الطبيعية. يستخدم مزارعي الخضروات هذه البيانات عند زراعة الخضروات: يتشكل عدد أكبر من الزهور الأنثوية على البراعم الجانبية للخيار مقارنة بالزهور الرئيسية. عند زراعة الزهور (الورود)، تؤدي إزالة براعم الزهرة الجانبية إلى زيادة حجم الفرع الرئيسي والزهرة النامية عليه.
الهيكل الداخلي للساق الخشبية فيما يتعلق بوظائفها. نمو الجذع في سمك. تشكيل حلقات الشجرة. للجذع الخشبي ميزة مميزةهي القدرة على النمو بكثافة إلى أجل غير مسمى، مما يعطي النمو في كل موسم نمو. تشمل السمات التشريحية تكوين الأدمة المحيطية (نسيج غلافي ثانوي) على سطحه، والذي يحل محل البشرة، وظهور حلقات نمو محددة بوضوح في الخشب. ينقسم الجذع الخشبي عادة إلى لحاء وكامبيوم وخشب ولب.
تشمل القشرة جميع الأنسجة الموجودة على السطح من الكامبيوم. يتم تمثيل الطبقات الخارجية للقشرة بواسطة الأدمة المحيطية، التي تتكون من الفلين وكامبيوم الفلين والأديم الجلدي. في بعض الأحيان تبقى بقايا البشرة على سطح الفلين. خلف الأدمة المحيطة توجد عناصر القشرة الأولية، الناتجة عن تمايز الأنسجة التعليمية الأولية لمخروط النمو. ويشمل الملوية الصفائحية، وخلايا الأنسجة الرئيسية، والأديم الباطن، الذي يحتوي على حبيبات النشا. خلف الأدمة الباطنة توجد الخلايا الصلبة المحيطة بالحلقة - وهي عبارة عن ألياف صلبة صلبة. خلف الصلبة الحلقية، يبدأ اللحاء أو القشرة الثانوية. يتكون من اللحاء الناعم واللحاء الصلب. يتم تمثيل اللحاء الناعم بواسطة أنابيب غربالية مع خلايا مصاحبة وحمة اللحاء، ويتم تمثيل اللحاء الصلب بواسطة ألياف صلبة ثانوية. أنها تنشأ نتيجة لنشاط وتمايز خلايا الكامبيوم. يقوم الكامبيوم بترسيب عناصر ناعمة ثم عناصر من اللحاء الصلب بالتناوب. الألياف اللحائية الصلبة عبارة عن خلايا ميتة ذات جدران خشبية سميكة للغاية - ألياف اللحاء. تشتمل منطقة اللحاء على الأشعة النخاعية الأولية، والتي تتوسع إلى مثلثات من الكامبيوم. يتم تمثيلها بخلايا الحمة الرئيسية وهي موقع ترسيب العناصر الغذائية الاحتياطية. تستمر الأشعة النخاعية الأولية في شكل خطوط ضيقة على طول نسيج الخشب، وتصل إلى قلب الساق. هناك أيضًا أشعة نخاعية ثانوية تنتهي في نسيج الخشب قبل أن تصل إلى اللب، وهي أضيق بكثير من الأشعة الأولية. كما أنها تنشأ من خلايا الكامبيوم. يسمى الجزء من الجذع الممتد من الكامبيوم إلى الأديم الباطن بالقشرة الثانوية. جنبا إلى جنب مع اللحاء الأساسي، فإنه يشكل الجزء اللحاء من الجذع.
يتكون الكامبيوم من خلايا مقسمة مستطيلة ذات جدران رقيقة تحتوي على محتويات حية. عندما يعمل بقوة، لا يتوفر لخلاياه الوقت للتمييز، ويمكن تمييز الكامبيوم والخلايا المتكونة منه بوضوح.
أرز. 19.هيكل جذع نبات خشبي ثنائي الفلقة:
1 - بقايا البشرة. 2 - محيط الجلد. 3 - الكولنشيمية. 4 – حمة القشرة الأولية. 5 – الصلبة من أصل محيطي. 6 – جزء اللحاء من الشعاع النخاعي الأولي؛ 7 - ألياف لحائية. 8 - اللحاء الناعم. 9 - الكامبيوم. 10 - خشب الربيع. 11 - خشب الخريف. 12 – جزء من نسيج الخشب من الشعاع النخاعي الأساسي. 13 - الخشب الأساسي. 14 – الحمة الأساسية. أ – القشرة (أ΄ - الابتدائي، أ΄΄ - الثانوي)؛ ب – الخشب. (I-III – النمو السنوي للخشب)؛ ب – جوهر .
يتكون الجزء الأكبر من جذع النبات الخشبي من خشب ثانوي (يشكل 9/10 من حجم الجذع)، والذي ينتقل من الكامبيوم إلى المركز. يشمل الخشب (نسيج الخشب) القصبة الهوائية (الأوعية)، والقصبة الهوائية، وحمة الخشب، وألياف الخشب (الصلبة). الميزة العامةلجميع عناصر الخشب – تشحيم جدران الخلايا. بسبب النشاط غير المتكافئ للكامبيوم، فإن الخلايا الخشبية التي يتكون منها لها أحجام مختلفة. تتشكل أكبر الخلايا في الربيع، عندما يكون نشاط الكامبيوم في ذروته. تدريجيًا، يتباطأ نشاط الكامبيوم، وتصبح الخلايا التي يتكون منها الكامبيوم أصغر حجمًا وأكثر سمكًا الجدران. بحلول فصل الشتاء، يدخل الكامبيوم في فترة سبات. وهكذا، خلال موسم النمو واحد خاتم الشجرةحيث تظهر بوضوح خلايا الربيع والصيف والخريف. بعد فترة من السكون الشتوي، يستأنف نشاط الكامبيوم حلقة نمو جديدةحيث تتجاور الخلايا الربيعية الكبيرة مباشرة مع الخلايا الصغيرة التي تكونت في خريف العام السابق. كقاعدة عامة، يتم تشكيلها في غضون عام حلقة واحدة فقط من الخشب. من خلال عرض حلقات النمو، يمكنك معرفة الظروف التي نمت فيها الشجرة سنوات مختلفةحياة. تشير حلقات النمو الضيقة إلى قلة الرطوبة وتظليل الشجرة وسوء التغذية. يمكن أيضًا تحديد الاتجاهات الأساسية بواسطة حلقات النمو. عادة ما تكون حلقات الأشجار أوسع على جانب الشجرة المواجه للجنوب وأضيق على الجانب المواجه للشمال. تتبع الخشب الثانوي نحو المركز العناصر الخشبية الأساسية، والتي تتكون من عدد صغير من الأوعية الحلزونية والحلقية.
يوجد في وسط الجذع نواة تتكون من خلايا حمة مستديرة. تتراكم فيها مواد مختلفة. يحدث نمو الجذع في السماكة بسبب خلايا النسيج التعليمي الثانوي للكامبيوم. يتم ترسيب الخلايا نحو الخشب بمعدل أربعة أضعاف تقريبًا مقارنة باللحاء، ولهذا السبب يكون الخشب أكثر سمكًا من اللحاء.
حركة المواد المعدنية والعضويةعلى طول الجذع يحدث في اتجاهين. يتدفق تيار صاعد من الجذر إلى الأوراق وجميع الأعضاء الموجودة فوق الأرض من خلال الأوعية الخشبية الموصلة (نسيج الخشب) (المياه والأملاح المعدنية). يتم تسهيل صعود الماء إلى ارتفاع الساق (ويمكن أن يصل إلى حوالي مائة متر) من خلال عملية شفط الأوراق، وضغط الجذور، وقوة التصاق جزيئات الماء ببعضها البعض وبجدران الأوعية الدموية. . بسبب قوة امتصاص الأوراق، يتم إنشاء ضغط هيدروستاتيكي سلبي في الساق. يتضح هذا من خلال الملاحظات: عند قطع شجرة، يتم امتصاص الهواء في الخشب مع هسهسة. وبسبب قوة التماسك بين جزيئات الماء في النظام الموصل، يتشكل عمود متواصل من السائل، يُسحب إلى الأعلى بواسطة قوة شفط الأوراق ويُدفع من الأسفل بواسطة ضغط الجذر (التيار التصاعدي).
حركة المواد العضويةيحدث من خلال أنابيب غربال اللحاء (اللحاء) من الأوراق إلى الجذر (التدفق نحو الأسفل). هذه ليست ظاهرة ميكانيكية بسيطة، ولكنها عملية فسيولوجية تنطوي على إنفاق الطاقة، أي. المرتبطة بالتنفس. في الصيف، لا تدخل المواد العضوية إلى الجذور فحسب، بل تدخل أيضًا إلى الزهور والفواكه التي غالبًا ما توجد فوق الأوراق. ونتيجة لذلك، تتحرك المادة العضوية إلى الأسفل وإلى الأعلى. بالإضافة إلى حركة العناصر الغذائية عموديًا، فإنها تتحرك في النباتات أفقيًا من قلب الجذع إلى الأطراف. لهذا الغرض، يتم استخدام الأشعة النخاعية، التي تتكون من الأنسجة الرئيسية وتمتد من القلب عبر الخشب إلى اللحاء. يطلق عليها اسم الأشعة بسبب شكلها: فهي تبدأ كخطوط ضيقة في القلب، وتتسع قليلاً في الخشب وبقوة شديدة في اللحاء.
ترسيب المواد الاحتياطية.تترسب العناصر الغذائية الاحتياطية أو العضوية في أنسجة تخزين خاصة من اللب والأشعة النخاعية وفي خلايا الأنسجة الرئيسية للقشرة الأولية على شكل سكر ونشا وأحماض أمينية وبروتينات وزيوت. يمكن أن تتراكم في شكل ذائب (جذور البنجر)، أو صلبة (حبوب النشا، البروتين في درنات البطاطس، ثمار الحبوب، البقوليات) أو في حالات شبه سائلة (قطرات الزيت في السويداء من حبوب الخروع). يتم ترسيب الكثير من المواد بشكل خاص في البراعم المعدلة (الجذور والدرنات والمصابيح) وكذلك في البذور والفواكه. وتكمن أهمية المواد الاحتياطية ليس فقط في أن النبات، إذا لزم الأمر، يتغذى على هذه المواد العضوية، ولكن أيضا في كونها منتجا غذائيا للإنسان والحيوان، وتستخدم أيضا كمواد أولية.
البراعم المعدلة:الجذمور، الدرنة، اللمبة، تركيبها، أهميتها البيولوجية والاقتصادية.
فيما يتعلق بالتنفيذ وظائف اضافيهيخضع الجذع لتعديلات مختلفة، سواء فوق سطح الأرض (اللاقطات، العمود الفقري) أو تحت الأرض - الجذور، الدرنات، المصابيح، التي تؤدي وظائف تراكم العناصر الغذائية الاحتياطية والتكاثر الخضري.
جذمور- لقطة معمرة تحت الأرض ذات حراشف وبراعم. وهو يختلف عن الجذر في عدم وجود غطاء الجذر، ووجود العقد والعقد الداخلية، والأوراق (وبعد موتها، ندبات الأوراق)، ووجود البراعم القمية والإبطية. يمكن أن يكون الشكل طويلًا ورفيعًا (نباتات الجذور الطويلة - عشبة القمح) أو قصيرًا وسميكًا (نباتات الجذور القصيرة - الحميض والقزحية). في كل عام تنمو شجيرة تحت الأرض من الأعلى. في حالة تلف الجذمور، فإن كل قطعة بها برعم تؤدي إلى ظهور نبات جديد يقع بالتوازي مع التربة.
أرز. 20.تحولات البراعم تحت الأرض.
وصف العلاقة بين البنية الداخلية للنص ووظيفته الرئيسية.2) ما أهمية تساقط الأوراق في حياة النبات؟
3) أعط أمثلة على النباتات ذات الأوراق المعدلة.
4) ما أهمية الأحزمة الحرجية في مكافحة الجفاف؟
5) اذكر الوظائف الرئيسية لساق النبات.
6) إقامة علاقة الهيكل الداخليالجذع ووظائفه الرئيسية.
7) لماذا، عند إزالة الأعشاب الضارة من المحاصيل باليد، لا يجب عليك إزالة الأعشاب الضارة من التربة بسرعة كبيرة؟
8) لماذا تصنف الدرنة على أنها فرع معدل وليس جذر معدل؟
9) قم بإعداد تقرير عن البراعم المعدلة في النباتات التي تنمو في منزلك
أجب عن سؤال واحد على الأقل.
ج) غشاء الخلية
د) البلاستيدات الخضراء
2) جميع النباتات من الطحالب البدائية إلى كاسيات البذور عالية التنظيم تحتوي على:
ب) الأعضاء
د) التركيب الخلوي
3) مجموعة الخلايا المتشابهة في التركيب والتي تؤدي وظيفة محددة تسمى:
أ) الجسم
ب) الجسم
د) جزء من النبات
4) تتشكل الأعضاء في الكائن النباتي :
أ) التغطية والتعليمية فقط
ب) الأقمشة المختلفة
ج) بقطعة قماش واحدة فقط
د) فقط الأنسجة الرئيسية والموصلة
5) السيتوبلازم في الخلية :
أ) التنفيذ الاتصال بين أجزاء الخلية
ب) يؤدي وظيفة وقائية
ج) يعطي شكل الخلية
د) يضمن تدفق المواد إلى الخلية
6) أثناء عملية انقسام الخلايا من المهم أن تحتوي الخلايا الوليدة على نفس الشيء:
أ) عدد البلاستيدات
ب) عدد الفجوات
ج) عدد السيتوبلازم
د) عدد الكروموسومات
7) الأنسجة الميكانيكية في النبات :
أ) يضمن حركة المواد
ب) سوف تكتسب القوة والمرونة
ج) يحمي من التلف
د) يوفر النمو
8) دور الجذر في حياة النبات :
أ) منظمة التعليم. مواد من غير العضوية
ب) تقوية النبات في التربة وامتصاص الماء والحد الأدنى. المواد ج) امتصاص العضوية. مواد
د) يوفر النمو
9) يتم تسهيل تسريع نمو الجذور والتفرع عن طريق:
أ) ربيب
ب) تقليم الجزء العلوي من الساق
ج) إزالة جزء من البراعم
د) تلال النبات
10) امتصاص الجذور من التربة :
أ) الماء ودقيقة. ملح
ب) المنظمة. مواد
ج) ثاني أكسيد الكربون
د) الدبال
1. وظيفة الجذر هي:أ) تثبيت النبات في التربة
ب) امتصاص الماء والمعادن
ب) التكاثر وتراكم العناصر الغذائية
د) جميع الإجابات صحيحة
2. يسمى الجذر الذي ينمو من ساق أو ورقة:
أ) جانبي ب) ملحق ج) رئيسي د) جنيني
3. يتميز نظام الجذر الليفي بما يلي:
أ) عدم تعبير الجذر الرئيسي
ب) وجود عدة جذور رئيسية
ب) جذور عرضية وجانبية متطورة
د) عدم وجود تعبير عن الجذر الرئيسي والجذور العرضية المتطورة
4. نمو الجذور:
أ) القاعدة ب) الجزء الأوسط ج) القمة د) غطاء الجذر
5. تتكون منطقة الانقسام من الأنسجة:
أ) التخزين ب) التعليمية
ج) موصل د) ميكانيكية
6. منطقة الجذر التي يحدث فيها زيادة في حجم الخلايا هي المنطقة:
أ) الامتصاص ب) الانقسام ج) النمو د) التوصيل
7. الشعر الجذري موجود عادة:
أ) عدة أيام ب) موسم واحد
ج) عدة أسابيع د) عمر النبات كله
8. تمتص الجذور أثناء التنفس :
أ) الأكسجين ب) ثاني أكسيد الكربون
ج) الماء د) المعادن الذائبة
9. الخضروات الجذرية هي جذور متكيفة:
أ) لدعم الجذع ب) لامتصاص الرطوبة من الهواء
ج) سحب النبات إلى التربة د) ترسيب العناصر الغذائية
10. التكوين الوقائي في الجزء العلوي من الجذر المتنامي هو:
أ) قشور الكلى ب) منطقة الانقسام
ج) منطقة التوصيل د) غطاء الجذر
أسئلة:
1. وظائف الجذر
2. أنواع الجذور
3. أنواع نظام الجذر
4. مناطق الجذر
5. تعديل الجذور
6. عمليات الحياة في الجذر
1. وظائف الجذر
جذر- هذا هو العضو الموجود تحت الأرض في النبات.
الوظائف الرئيسية للجذر:
- الدعم: الجذور تثبت النبات في التربة وتحافظ عليه طوال حياته؛
- مغذية: من خلال الجذور يتلقى النبات الماء بالمعادن الذائبة والمواد العضوية.
- التخزين: يمكن أن تتراكم العناصر الغذائية في بعض الجذور.
2. أنواع الجذور
هناك جذور رئيسية وعرضية وجانبية. عندما تنبت البذرة، يظهر الجذر الجنيني أولاً ويتحول إلى الجذر الرئيسي. قد تظهر جذور عرضية على السيقان. تمتد الجذور الجانبية من الجذور الرئيسية والعرضية. توفر الجذور العرضية للنبات تغذية إضافية وتؤدي وظيفة ميكانيكية. أنها تتطور عند التلال، على سبيل المثال، الطماطم والبطاطس.
3. أنواع نظام الجذر
جذور نبات واحد هي نظام الجذر. يمكن أن يكون نظام الجذر متجذرًا أو ليفيًا. يحتوي نظام الجذر الرئيسي على جذر رئيسي متطور. تحتوي عليه معظم النباتات ثنائية الفلقة (البنجر والجزر). ش النباتات المعمرةقد يموت الجذر الرئيسي، وتحدث التغذية من خلال الجذور الجانبية، لذلك لا يمكن تتبع الجذر الرئيسي إلا في النباتات الصغيرة.
يتكون نظام الجذر الليفي فقط من الجذور العرضية والجانبية. ليس لها جذر رئيسي. تمتلك نباتات أحادية الفلقة، مثل الحبوب والبصل، مثل هذا النظام.
تشغل أنظمة الجذر مساحة كبيرة في التربة. على سبيل المثال، في الجاودار، تنتشر الجذور بعرض 1-1.5 متر وتخترق عمقًا يصل إلى 2 متر.
4. مناطق الجذر
في الجذر الشاب، يمكن تمييز المناطق التالية: غطاء الجذر، منطقة التقسيم، منطقة النمو، منطقة الشفط.
قلنسوة الجذر لديه اكثر لون غامق، هذا هو قمة الجذر. تحمي خلايا غطاء الجذر طرف الجذر من التلف الناتج عن جزيئات التربة الصلبة. تتكون خلايا الغطاء من الأنسجة الغشائية وتتجدد باستمرار.
منطقة الشفط تحتوي على العديد من الشعيرات الجذرية، وهي عبارة عن خلايا ممدودة لا يزيد طولها عن 10 مم. هذه المنطقة تبدو مثل المدفع، لأن... الشعيرات الجذرية صغيرة جدًا. تحتوي الخلايا الشعرية الجذرية، مثل الخلايا الأخرى، على السيتوبلازم ونواة وفجوات مع عصارة الخلية. هذه الخلايا قصيرة العمر، وتموت بسرعة، وفي مكانها تتشكل خلايا جديدة من خلايا سطحية أصغر سنًا تقع بالقرب من طرف الجذر. مهمة الشعيرات الجذرية هي امتصاص الماء والمواد المغذية الذائبة. منطقة الامتصاص تتحرك باستمرار بسبب تجديد الخلايا. إنها حساسة وتتلف بسهولة أثناء عملية الزرع. خلايا الأنسجة الرئيسية موجودة هنا.
منطقة المكان . يقع فوق الشفط، ولا يحتوي على شعيرات جذر، والسطح مغطى بنسيج غلافي، وفي السماكة يوجد نسيج موصل. خلايا منطقة التوصيل هي أوعية ينتقل من خلالها الماء والمواد الذائبة إلى الساق وإلى الأوراق. توجد هنا أيضًا خلايا وعائية تدخل من خلالها المواد العضوية من الأوراق إلى الجذر.
يتم تغطية الجذر بأكمله بخلايا الأنسجة الميكانيكية، مما يضمن قوة ومرونة الجذر. الخلايا ممدودة ومغطاة بغشاء سميك ومملوءة بالهواء.
5. تعديل الجذوريعتمد عمق تغلغل الجذر في التربة على الظروف التي توجد فيها النباتات. يتأثر طول الجذور بالرطوبة وتكوين التربة والتربة الصقيعية.
تتشكل جذور طويلة في النباتات في الأماكن الجافة. وهذا ينطبق بشكل خاص على النباتات الصحراوية. وهكذا يصل طول نظام جذر شوك الجمل إلى 15-25 مترًا. في القمح في الحقول غير المروية يصل طول الجذور إلى 2.5 متر، وفي الحقول المروية - 50 سم وتزداد كثافتها.
يحد الجليد الدائم من عمق نمو الجذور. على سبيل المثال، في التندرا، يبلغ طول جذور البتولا القزم 20 سم فقط، وتكون الجذور سطحية ومتفرعة.
في عملية التكيف مع الظروف البيئية، تغيرت جذور النباتات وبدأت في أداء وظائف إضافية.
1. تعمل الدرنات الجذرية كمخزن للمواد الغذائية بدلاً من الفاكهة. تنشأ هذه الدرنات نتيجة لسماكة الجذور الجانبية أو العرضية. على سبيل المثال، الدالياس.
2. الخضروات الجذرية - تعديلات على الجذر الرئيسي للنباتات مثل الجزر واللفت والبنجر. تتكون الجذور من الجزء السفلي من الساق والجزء العلوي من الجذر الرئيسي. على عكس الفواكه، ليس لديهم بذور. المحاصيل الجذرية هي نباتات كل سنتين. في السنة الأولى من الحياة، لا تتفتح وتتراكم الكثير من العناصر الغذائية في الجذور. وفي الثانية، تزدهر بسرعة، وذلك باستخدام العناصر الغذائية المتراكمة وتشكيل الفواكه والبذور.
3. الجذور المقطورة (المصاصة) هي جذور عرضية تتطور في النباتات في الأماكن الاستوائية. أنها تسمح لك أن نعلق على يدعم العمودي(إلى جدار، صخرة، جذع شجرة)، جلب أوراق الشجر نحو الضوء. ومن الأمثلة على ذلك اللبلاب وياسمين في البر.
4. العقيدات البكتيرية. لقد تغيرت الجذور الجانبية للبرسيم والترمس والبرسيم بشكل غريب. تستقر البكتيريا في الجذور الجانبية الشابة، مما يعزز امتصاص النيتروجين الغازي من هواء التربة. تأخذ هذه الجذور مظهر العقيدات. وبفضل هذه البكتيريا، تستطيع هذه النباتات العيش في تربة فقيرة بالنيتروجين وتجعلها أكثر خصوبة.
5. تتشكل الجذور الهوائية في النباتات التي تنمو في الغابات الاستوائية والاستوائية الرطبة. تتدلى هذه الجذور وتمتص مياه الأمطار من الهواء - وهي موجودة في بساتين الفاكهة والبروميليا وبعض السرخس والمونستيرا.
جذور الدعامة الهوائية هي جذور عرضية تتشكل على أغصان الأشجار وتصل إلى الأرض. يحدث في أشجار البانيان واللبخ.
6. جذور طوالة. النباتات التي تنمو في منطقة المد والجزر تطور جذورًا مرتكزة. لديهم براعم مورقة كبيرة على تربة طينية غير مستقرة مرتفعة فوق الماء.
7. تتشكل جذور الجهاز التنفسي في النباتات التي تفتقر إلى الأكسجين اللازم للتنفس. تنمو النباتات في أماكن شديدة الرطوبة - في المستنقعات والجداول ومصبات الأنهار البحرية. تنمو الجذور عموديًا إلى أعلى وتصل إلى السطح وتمتص الهواء. ومن الأمثلة على ذلك الصفصاف الهش، وأشجار السرو المستنقعات، وغابات المنغروف.
6. عمليات الحياة في الجذر
1- امتصاص الجذور للماء
يحدث امتصاص الماء بواسطة شعيرات الجذر من المحلول المغذي للتربة وتوصيله عبر خلايا القشرة الأولية بسبب الاختلاف في الضغط والتناضح. الضغط الأسموزي في الخلايا يجبر المعادن على التغلغل في الخلايا، وذلك لأن. محتواها من الملح أقل مما هو موجود في التربة. تسمى شدة امتصاص الماء بواسطة شعيرات الجذر قوة الشفط. إذا كان تركيز المواد في المحلول المغذي للتربة أعلى منه داخل الخلية، فإن الماء سيترك الخلايا وسيحدث تحلل البلازما - سوف تذبل النباتات. لوحظت هذه الظاهرة في ظروف التربة الجافة، وكذلك مع الاستخدام المفرط للأسمدة المعدنية. يمكن التأكد من ضغط الجذر من خلال سلسلة من التجارب.
يتم إنزال النبات ذو الجذور في كوب من الماء. صب طبقة رقيقة فوق الماء لحمايته من التبخر. زيت نباتيووضع علامة على المستوى. وبعد يوم أو يومين، انخفض مستوى الماء في الخزان إلى ما دون العلامة. ونتيجة لذلك، امتصت الجذور الماء وأوصلته إلى الأوراق.
الهدف: معرفة الوظيفة الأساسية للجذر.
نقطع ساق النبات، ونترك جذعاً بارتفاع 2-3 سم، ونضع على الجذع أنبوباً مطاطياً بطول 3 سم، وفي الطرف العلوي نضع أنبوباً زجاجياً منحنياً بارتفاع 20-25 سم، ونضع الماء فيه يرتفع الأنبوب الزجاجي ويتدفق للخارج. وهذا يثبت أن الجذر يمتص الماء من التربة إلى الجذع.
الهدف: معرفة كيف تؤثر درجة الحرارة على وظيفة الجذر.
يجب أن يكون كوب واحد بالماء الدافئ (+17-18 درجة مئوية)، والآخر بالماء البارد (+1-2 درجة مئوية). في الحالة الأولى، يتم إطلاق الماء بكثرة، في الثانية - قليلا، أو يتوقف تماما. وهذا دليل على أن درجة الحرارة تؤثر بشكل كبير على وظيفة الجذر.
يمتص الماء الدافئ بنشاط من الجذور. يزداد ضغط الجذر.
يتم امتصاص الماء البارد بشكل سيئ من قبل الجذور. في هذه الحالة، ينخفض ضغط الجذر.
2- التغذية المعدنية
الدور الفسيولوجي للمعادن عظيم جدا. فهي الأساس لتخليق المركبات العضوية وتؤثر بشكل مباشر على عملية التمثيل الغذائي. بمثابة محفزات للتفاعلات الكيميائية الحيوية. تؤثر على تورم الخلايا ونفاذية البروتوبلازم. هي مراكز الظواهر الكهربائية والإشعاعية في الكائنات النباتية. يوفر الجذر التغذية المعدنية للنبات.
3- التنفس الجذري
للنمو الطبيعي وتطور النبات، يجب توفير الهواء النقي للجذور.
الهدف: التحقق من التنفس عند الجذور.
لنأخذ سفينتين متطابقتين بالماء. وضع الشتلات النامية في كل وعاء. نقوم كل يوم بتشبع الماء في أحد الأوعية بالهواء باستخدام زجاجة رذاذ. صب طبقة رقيقة من الزيت النباتي على سطح الماء في الوعاء الثاني، حيث أنه يؤخر تدفق الهواء إلى الماء. بعد مرور بعض الوقت، سيتوقف النبات الموجود في الوعاء الثاني عن النمو ويذبل ويموت في النهاية. يحدث موت النبات بسبب نقص الهواء اللازم لتنفس الجذر.
لقد ثبت أن التطور الطبيعي للنبات لا يمكن تحقيقه إلا إذا كانت هناك ثلاث مواد في المحلول المغذي - النيتروجين والفوسفور والكبريت وأربعة معادن - البوتاسيوم والمغنيسيوم والكالسيوم والحديد. كل عنصر من هذه العناصر له معنى فردي ولا يمكن استبداله بآخر. هذه عناصر كبيرة، تركيزها في النبات هو 10-2-10٪. لتطور النبات الطبيعي، هناك حاجة إلى العناصر الدقيقة، وتركيزها في الخلية هو 10-5-10-3٪. وهي البورون والكوبالت والنحاس والزنك والمنغنيز والموليبدينوم وما إلى ذلك. كل هذه العناصر موجودة في التربة، ولكن في بعض الأحيان بكميات غير كافية. لذلك تضاف الأسمدة المعدنية والعضوية إلى التربة.
ينمو النبات ويتطور بشكل طبيعي إذا كانت البيئة المحيطة بالجذور تحتوي على جميع العناصر الغذائية الضرورية. هذه البيئة لمعظم النباتات هي التربة.
المحاضرة رقم 5. الجذر ونظام الجذر.
أسئلة:
مناطق الجذر المتنامية.
meristem القمي للجذر.
الهيكل الأساسي للجذر.
الهيكل الثانوي للجذر.
تعريف الجذر ووظائفه. تصنيف أنظمة الجذر حسب الأصل والبنية.
الجذر (lat. radix) هو عضو محوري له تناظر شعاعي وينمو في الطول طالما تم الحفاظ على النسيج الإنشائي القمي. يختلف الجذر شكلياً عن الجذع من حيث أن الأوراق لا تظهر عليه أبدًا، كما أن النسيج الإنشائي القمي، مثل الكشتبان، مغطى بغطاء جذر. يحدث التفرع وتكوين البراعم العرضية في النباتات الجذرية داخليًا (عن طريق الوريد) نتيجة لنشاط الدورة الهوائية (النسيج الإنشائي الجانبي الأولي).
وظائف الجذر.
1. يمتص الجذر الماء من التربة مع المعادن الذائبة فيه؛
2. يلعب دور المرساة، ويثبت النبات في التربة؛
3. بمثابة وعاء للمواد الغذائية.
4. يشارك في التركيب الأولي لبعض المواد العضوية.
5. في النباتات ذات الجذور الجذرية تقوم بوظيفة التكاثر الخضري.
تصنيف الجذور:
أولا: حسب الأصلوتنقسم الجذور إلى رئيسي, الجمل الثانويةو جانبي.
الجذر الرئيسييتطور من الجذر الجنيني للبذور.
الجذور العرضيةأو جذور عرضية(من الكلمة اللاتينية adventicius - الوافد الجديد) تتشكل على أعضاء نباتية أخرى (الساق، الورقة، الزهرة) . إن دور الجذور العرضية في حياة كاسيات البذور العشبية هائل، لأنه في النباتات البالغة (سواء أحادية الفلقة أو العديد من ثنائيات الفلقة) يتكون نظام الجذر بشكل أساسي (أو فقط) من جذور عرضية. إن وجود جذور عرضية على الجزء الأساسي من البراعم يجعل من الممكن نشر النباتات بسهولة بشكل مصطنع - عن طريق تقسيمها إلى براعم فردية أو مجموعات من البراعم ذات جذور عرضية.
جانبيتتشكل الجذور على الجذور الرئيسية والعرضية. ونتيجة لمزيد من التفرع، تظهر الجذور الجانبية للطلبات الأعلى. في أغلب الأحيان، يحدث التفرع حتى الطلبات الرابعة أو الخامسة.
الجذر الرئيسي له انتحاء جغرافي إيجابي. تحت تأثير الجاذبية، فإنه يتعمق في التربة عموديا إلى الأسفل؛ تتميز الجذور الجانبية الكبيرة بالانتحاء الجيولوجي المستعرض ، أي أنها تحت تأثير نفس القوة تنمو بشكل أفقي تقريبًا أو بزاوية على سطح التربة ؛ الجذور الرفيعة (الماصة) ليست جغرافية وتنمو في كل الاتجاهات. يحدث نمو الجذر في الطول بشكل دوري - عادة في الربيع والخريف، في السماكة - يبدأ في الربيع وينتهي في الخريف.
يؤدي موت قمة الجذر الرئيسي أو الجانبي أو العرضي أحيانًا إلى تطور جذر جانبي ينمو في نفس الاتجاه (في شكل استمراره).
ثالثا. حسب الشكلالجذور أيضًا متنوعة جدًا. يسمى شكل الجذر الفردي إسطواني،إذا كان له نفس القطر على كامل طوله تقريبًا. علاوة على ذلك، يمكن أن تكون سميكة (الفاوانيا، الخشخاش)؛ إيشوروس,أو على شكل سلسلة (القوس، الخزامى)، و خيطي(قمح). وبالإضافة إلى ذلك، فإنها تسليط الضوء معقودالجذور - ذات سماكة غير متساوية على شكل عقد (حلوة المروج) و كلاريت -مع سماكات وأقسام رفيعة متناوبة بالتساوي (ملفوف أرنب). جذور التخزينيمكن ان يكون مخروطي الشكل، على شكل اللفت، كروي، على شكل مغزلوإلخ.
نظام الجذر.
يُطلق على مجموع جميع جذور نبات واحد اسم نظام الجذر.
تصنيف أنظمة الجذر حسب الأصل:
اضغط على نظام الجذريتطور من الجذر الجنيني ويمثله الجذر الرئيسي (الرتبة الأولى) مع الجذور الجانبية للرتبة الثانية والأوامر اللاحقة. يتطور نظام الجذر الرئيسي فقط في العديد من الأشجار والشجيرات وفي النباتات ذات الفلقتين العشبية السنوية وبعض النباتات المعمرة؛
نظام الجذر العرضييتطور على السيقان والأوراق وأحيانا على الزهور. يعتبر الأصل العرضي للجذور أكثر بدائية، لأنه من سمات الجراثيم الأعلى، التي لديها فقط نظام من الجذور العرضية. يبدو أن نظام الجذور العرضية في كاسيات البذور يتشكل في بساتين الفاكهة، حيث تتطور البذرة منها (درنة الجنين)، ثم تتطور عليها جذور عرضية؛
نظام الجذر المختلطمنتشر بين كل من ثنائيات الفلقة ووحيدات الفلقة. في النبات المزروع من البذرة، يتطور نظام الجذر الرئيسي أولاً، لكن نموه لا يستمر طويلاً - فهو غالبًا ما يتوقف بحلول خريف موسم النمو الأول. بحلول هذا الوقت، يتطور نظام من الجذور العرضية باستمرار على تحت الفلقة، ولحمة الفلقة والميترات اللاحقة للبراعم الرئيسية، وبعد ذلك على الجزء القاعدي من البراعم الجانبية. اعتمادًا على نوع النبات، يتم إطلاقها وتطويرها في أجزاء معينة من metameres (في العقد، أو أسفل العقد أو فوقها، أو على العقد الداخلية) أو على طولها بالكامل.
في النباتات ذات نظام الجذر المختلط، عادة في خريف السنة الأولى من الحياة، يشكل نظام الجذر الرئيسي جزءا ضئيلا من نظام الجذر بأكمله. بعد ذلك (في السنوات الثانية والسنوات اللاحقة) تظهر الجذور العرضية على الجزء القاعدي من براعم الرتب الثانية والثالثة واللاحقة، ويموت نظام الجذر الرئيسي بعد سنتين أو ثلاث سنوات، ويبقى نظام الجذور العرضية فقط في النبات. وهكذا يتغير نوع نظام الجذر خلال الحياة: نظام الجذر الرئيسي - نظام الجذر المختلط - نظام الجذر العرضي.
تصنيف أنظمة الجذر حسب الشكل.
نظام الجذر –هذا هو نظام الجذر الذي يكون فيه الجذر الرئيسي متطورًا بشكل جيد، وهو أطول وأكثر سمكًا بشكل ملحوظ من الجذور الجانبية.
نظام الجذر الليفييتم استدعاؤه عندما تكون الجذور الرئيسية والجانبية متشابهة في الحجم. عادة ما يتم تمثيلها بجذور رفيعة، على الرغم من أنها سميكة نسبيًا في بعض الأنواع.
يمكن أيضًا أن يكون نظام الجذر المختلط جذرًا رئيسيًا إذا كان الجذر الرئيسي أكبر بكثير من الآخرين، ليفي،إذا كانت جميع الجذور متساوية نسبيًا في الحجم. تنطبق نفس الشروط على نظام الجذور العرضية. داخل نفس نظام الجذر، غالبًا ما تؤدي الجذور وظائف مختلفة. هناك جذور هيكلية (داعمة، قوية، مع أنسجة ميكانيكية متطورة)، جذور نمو (سريعة النمو، ولكن متفرعة قليلا)، جذور ماصة (رقيقة، قصيرة العمر، متفرعة بشكل مكثف).
2. مناطق الجذر الشابة
مناطق الجذر الشابة- هذه أجزاء مختلفة من الجذر بطول الطول تؤدي وظائف مختلفة وتتميز ببعض السمات المورفولوجية (الشكل).
يقع أعلاه منطقة تمتد، أو نمو. في ذلك، لا تنقسم الخلايا تقريبًا، ولكنها تمتد بقوة (تنمو) على طول محور الجذر، مما يدفع طرفها إلى عمق التربة. يبلغ طول منطقة التمدد عدة ملليمترات. داخل هذه المنطقة، يبدأ تمايز الأنسجة الموصلة الأولية.
تسمى منطقة الجذر التي تحمل الشعيرات الجذرية منطقة الشفط. الاسم يعكس وظيفتها. في الجزء الأقدم، تموت الشعيرات الجذرية باستمرار، وفي الجزء الأصغر تتشكل باستمرار مرة أخرى. تمتد هذه المنطقة من عدة ملليمترات إلى عدة سنتيمترات.
يبدأ فوق منطقة الشفط، حيث تختفي الشعيرات الجذرية منطقة المكان، والذي يمتد على طول بقية الجذر. ومن خلاله تنتقل محاليل الماء والأملاح التي يمتصها الجذر إلى الأعضاء التي تغطي النبات. يختلف هيكل هذه المنطقة في أجزاء مختلفة منها.
3. النسيج الإنشائي القمي للجذر.
على النقيض من النسيج الإنشائي القمي الذي يحتل الطرف، أي. الموضع النهائي، المرستيم القمي للجذر محطة فرعية، لأن فهو دائمًا مغطى بغطاء مثل الكشتبان. يتم دائمًا تغطية النسيج الإنشائي القمي للجذر بغمد، مثل الكشتبان. يرتبط حجم النسيج الإنشائي ارتباطًا وثيقًا بسمك الجذر: ففي الجذور السميكة يكون أكبر منه في الجذور الرقيقة، ولكن التغيرات الموسميةلا يتأثر المرستيم. في تشكيل الجهاز البدائي الجانبي، النسيج الإنشائي القمي للجذر لا يشاركوبالتالي، فإن وظيفتها الوحيدة هي تكوين خلايا جديدة (وظيفة نسجية)، والتي تتمايز فيما بعد إلى خلايا أنسجة دائمة. وبالتالي، إذا كان النسيج الإنشائي القمي يلعب أدوارًا نسيجية وعضوية، فإن النسيجي القمي الجذري يلعب الأدوار النسيجية فقط. الغطاء هو أيضًا مشتق من هذا المرستيم.
تتميز النباتات العليا بعدة أنواع من بنية النسيج الإنشائي القمي الجذري، والتي تختلف بشكل رئيسي في وجود وموقع الخلايا الأولية وأصل الطبقة الحاملة للشعر - الأديم الجذري.
في جذور نبات ذيل الحصان والسراخس، تكون الخلية الأولية الوحيدة، كما هو الحال في قمة براعمها، على شكل هرم ثلاثي السطوح، تتجه قاعدته المحدبة نحو الأسفل نحو الغطاء. تحدث انقسامات هذه الخلية في أربع مستويات، موازية للأطراف الثلاثة والقاعدة. في الحالة الأخيرة، يتم تشكيل الخلايا التي تنقسم وتؤدي إلى غطاء الجذر. من الخلايا المتبقية تتطور لاحقًا: يتمايز الأديم الأولي إلى الأديم الجذري، ومنطقة القشرة الأولية، والأسطوانة المركزية.
في معظم كاسيات البذور ثنائية الفلقة، يتم ترتيب الخلايا الأولية في ثلاث طبقات. من الزنزانات في الطابق العلوي، اتصل الملأ الأعلىبعد ذلك يتم تشكيل اسطوانة مركزية، وخلايا الطابق الأوسط - القابلة للتلفتؤدي إلى ظهور القشرة الأولية والسفلى - إلى خلايا الغطاء والأدمة الأولية. تسمى هذه الطبقة ديرماكاليبتروجين.
في الأعشاب، نباتات البردي، والتي تشكل الأحرف الأولى منها أيضًا 3 طوابق، تنتج خلايا الطابق السفلي فقط خلايا غطاء الجذر، لذلك تسمى هذه الطبقة كاليبتروجين. يتم فصل الأديم الأولي عن القشرة الأولية - وهي مشتقة من الطابق الأوسط للأحرف الأولى - ضار. تتطور الاسطوانة المركزية من خلايا الطابق العلوي - الملأ الأعلى، كما هو الحال في ثنائيات الفلقة.
وبالتالي، تختلف مجموعات النباتات المختلفة في أصل الأديم الأولي، والذي يتمايز لاحقًا إلى الأديم الجذري. فقط في الكائنات الأولية وثنائيات الفلقة الحاملة للأبواغ، تتطور من طبقة أولية خاصة؛ في عاريات البذور ووحيدات الفلقة، يبدو أن جذور الجلد تتشكل من القشرة الأولية.
من السمات المهمة جدًا للنسيج الإنشائي القمي الجذري أيضًا أن الخلايا الأولية نفسها تنقسم نادرًا جدًا في الظروف العادية، مكونة مركز استراحة. يزداد حجم المرستيم بسبب مشتقاتها. ومع ذلك، في حالة تلف طرف الجذر بسبب التشعيع والتعرض للعوامل المطفرة وأسباب أخرى، يتم تنشيط مركز الراحة، وتنقسم خلاياه بسرعة، مما يعزز تجديد الأنسجة التالفة.
هيكل الجذر الأساسي
يحدث تمايز أنسجة الجذر في منطقة الامتصاص.هذه هي الأنسجة الأولية في الأصل، لأنها تتشكل من النسيج الإنشائي الأولي لمنطقة النمو. ولذلك، فإن البنية المجهرية للجذر في منطقة الامتصاص تسمى الابتدائي.
في البنية الأولية، يتم التمييز بشكل أساسي بين:
1. نسيج غلافي يتكون من طبقة واحدة من الخلايا ذات الشعيرات الجذرية - الصرع أو الأديم الجذري
2. القشرة الأولية،
3. الاسطوانة المركزية.
الخلايا الأديم الجذريممدود على طول الجذر. وعندما تنقسم في مستوى عمودي على المحور الطولي، يتكون نوعان من الخلايا: الخلايا المشعرة، تطوير الشعيرات الجذرية، و الأرومات الأذينية، أداء وظائف الخلايا التكاملية. على عكس خلايا البشرة، فهي رقيقة الجدران ولا تحتوي على بشرة. توجد خلايا Trichoblasts منفردة أو في مجموعات، ويختلف حجمها وشكلها حسب أنواع مختلفةالنباتات. عادةً لا تحتوي الجذور التي تنمو في الماء على شعيرات جذرية، ولكن إذا اخترقت هذه الجذور التربة، تتكون الشعيرات بأعداد كبيرة. في حالة عدم وجود الشعر، يخترق الماء الجذر من خلال جدران الخلايا الخارجية الرقيقة.
تظهر الشعيرات الجذرية على شكل نتوءات صغيرة من الخلايا المشعرة. ويحدث نمو الشعر عند طرفه. بسبب تكوين الشعر، يزيد السطح الإجمالي لمنطقة الشفط عشر مرات أو أكثر. طولها 1...2 ملم، وفي الحبوب والبردي يصل إلى 3 ملم. الشعر الجذري قصير العمر. مدة صلاحيتها لا تتجاوز 10...20 يومًا. وبعد أن تموت، يتم التخلص من الجذور الجلدية تدريجيًا. بحلول هذا الوقت، تتمايز الطبقة الأساسية من خلايا القشرة الأولية إلى طبقة واقية - الجلد الخارجي. خلاياها مغلقة بإحكام، وبعد سقوط الأديم الجذري، تصبح جدرانها متشبعة. غالبًا ما تكون الخلايا المجاورة للقشرة الأولية متشبعة. يشبه الأديم الخارجي الفلين وظيفيًا، ولكنه يختلف عنه في ترتيب الخلايا: فالخلايا الجدولية للفلين، التي تتشكل أثناء الانقسامات العرضية لخلايا كامبيوم الفلين (فيلوجين)، تقع في مقاطع عرضية في صفوف منتظمة، و خلايا الأديم الخارجي متعدد الطبقات، ذات الخطوط العريضة المضلعة، تكون في نمط رقعة الشطرنج. في الأديم الخارجي المتطور بقوة، غالبًا ما توجد خلايا مرور ذات جدران غير مغطاة.
بقية القشرة الأولية - الأديم المتوسط، باستثناء الطبقة الداخلية، التي تتمايز إلى الأديم الباطن، تتكون من خلايا الحمة، الأكثر كثافة في الطبقات الخارجية. في الأجزاء الوسطى والداخلية من القشرة، تحتوي خلايا الأديم المتوسط على خطوط دائرية أكثر أو أقل. غالبًا ما تشكل الخلايا الأعمق صفوفًا شعاعية. تظهر مسافات بين الخلايا بين الخلايا، وفي بعض النباتات المائية ونباتات المستنقعات تظهر تجاويف هوائية كبيرة نوعًا ما. في اللحاء الأساسي لبعض أشجار النخيل، تم العثور على ألياف خشبية أو صلبة.
تزود الخلايا القشرية الأديم الجذري بالمواد البلاستيكية وتشارك بنفسها في امتصاص وتوصيل المواد التي تتحرك عبر نظام البروتوبلاست ( com.simplast) وعلى طول جدران الخلايا ( أبوبلاست).
الطبقة الأعمق من اللحاء هي الأديم الباطنوالتي تعمل كحاجز يتحكم في حركة المواد من القشرة إلى الاسطوانة المركزية وبالعكس. يتكون الأديم الباطن من خلايا متراصة بإحكام، وممدودة قليلاً في الاتجاه العرضي ومربعة تقريبًا في المقطع العرضي. في الجذور الشابة، تحتوي خلاياها على أحزمة كاسبارية - وهي أقسام من الجدران تتميز بوجود مواد مشابهة كيميائيًا للسوبرين واللجنين. تحيط أحزمة Casparian بالجدران الشعاعية المستعرضة والطولية للخلايا في المنتصف. تغلق المواد المترسبة في أحزمة قسبار فتحات الأنابيب البلازمودية الموجودة في هذه الأماكن، إلا أن الاتصال المتشابك بين خلايا الأديم الباطن في هذه المرحلة من تطوره والخلايا المجاورة له من الداخل والخارج يبقى قائما. في العديد من النباتات ثنائية الفلقة وعارية البذور، عادة ما ينتهي تمايز الأديم الباطن بتكوين أحزمة قزوين.
في النباتات أحادية الفلقة التي لا تحتوي على سماكة ثانوية، تتغير البشرة الداخلية بمرور الوقت. تمتد عملية التهذيب إلى سطح جميع الجدران، وقبل ذلك، تصبح الجدران الشعاعية والداخلية سميكة بشكل كبير، في حين أن الجدران الخارجية لا تتكاثف تقريبًا. في هذه الحالات يتحدثون عن سماكات على شكل حدوة حصان. تصبح جدران الخلايا السميكة فيما بعد خشبية، وتموت البروتوبلاستات. تبقى بعض الخلايا حية، ذات جدران رقيقة، فقط بأحزمة كاسبارية، وتسمى بالخلايا المارّة. أنها توفر اتصالًا فسيولوجيًا بين القشرة الأولية والأسطوانة المركزية. عادة، توجد خلايا المرور مقابل خيوط الخشب.
اسطوانة الجذر المركزيةيتكون من منطقتين: محيطية وموصلة. في جذور بعض النباتات، يتكون الجزء الداخلي من الأسطوانة المركزية من نسيج ميكانيكي، أو حمة، ولكن هذا "اللب" ليس متماثلًا مع جوهر الجذع، لأن الأنسجة التي تتكون منه هي من أصل بروكامبي.
يمكن أن تكون الدراجة الهوائية متجانسة وغير متجانسة، كما هو الحال في العديد من الصنوبريات، وبين ثنائيات الفلقة - في الكرفس، حيث تتطور أوعية الإفراز الفصامي في الدراجة الهوائية. يمكن أن تكون طبقة واحدة أو متعددة الطبقات، مثل جوز. تعتبر الدراجة الهوائية عبارة عن مادة إنشائية، لأنها تلعب دور طبقة الجذر - حيث تتشكل الجذور الجانبية، وفي النباتات التي تنبت الجذور - براعم عرضية. في النباتات ثنائية الفلقة وعاريات البذور، فإنه يشارك في سماكة الجذر الثانوية، وتشكيل الفلوجين والكامبيوم جزئيًا. تحتفظ خلاياها بالقدرة على الانقسام لفترة طويلة.
تشكل الأنسجة الوعائية الأولية للجذر حزمة وعائية معقدة، حيث تتناوب الخيوط الشعاعية من الخشب مع مجموعات من عناصر اللحاء. ويسبق تكوينه تكوين البروكامبيوم على شكل حبل مركزي. يبدأ تمايز خلايا البروكامبيوم إلى عناصر البروتوفلوم، ثم البروتوكسيل، في المحيط، أي أن الخشب واللحاء يتشكلان بشكل ظاهري، وبعد ذلك تتطور هذه الأنسجة بشكل مركزي.
إذا تم تشكيل خيط واحد من نسيج الخشب، وبالتالي خيط واحد من اللحاء، فإن الحزمة تسمى العاهل (توجد مثل هذه الحزم في بعض السرخس)، إذا كان هناك خيطان - ثنائي القطب، كما هو الحال في العديد من ثنائيات الفلقة، والتي يمكن أن تحتوي أيضًا على ثلاثي. ، الحزم الرباعية والخماسية، وفي نفس النبات، قد تختلف الجذور الجانبية عن الجذور الرئيسية في بنية الحزم الوعائية. تتميز جذور أحاديات الفلقة بحزم متعددة الأضلاع.
في كل شريط شعاعي من نسيج الخشب، يتم تمييز المزيد من عناصر ميتاكسيليم ذات التجويف العريض إلى الداخل عن عناصر البروتوكسيل.
يمكن أن يكون حبلا الخشب المتكون قصيرًا جدًا (القزحية)، الجزء الداخلييتمايز البروكامبيوم في هذه الحالة إلى أنسجة ميكانيكية. في النباتات الأخرى (البصل والقرع) يكون لنسيج الخشب الموجود على المقاطع العرضية للجذور مخطط على شكل نجمة، وفي وسط الجذر يوجد أوسع وعاء ميتاكسيليم للتجويف، والذي تمتد منه أشعة خيوط الخشب التي تتكون من عناصر والتي تتناقص أقطارها تدريجياً من المركز إلى الأطراف. في العديد من النباتات ذات الحزم المتعددة الأضلاع (الحبوب، نبات البردي، النخيل)، يمكن أن تكون عناصر الميتاكسيليم الفردية منتشرة في جميع أنحاء المقطع العرضيأسطوانة مركزية بين خلايا الحمة أو عناصر الأنسجة الميكانيكية.
يتكون اللحاء الأولي، كقاعدة عامة، من عناصر رقيقة الجدران، فقط بعض النباتات (الفاصوليا) تطور أليافًا أولية اللحاء.
الهيكل الثانوي للجذر.
في monocots وpteridophytes، يتم الحفاظ على البنية الأساسية للجذر طوال الحياة (لا يتم تشكيل البنية الثانوية فيها). مع زيادة عمر النباتات أحادية الفلقة، تحدث تغيرات في الأنسجة الأولية عند الجذر. لذلك، بعد تقشر الجلد، يصبح الأديم الخارجي هو النسيج الذي يغطيه، وبعد تدميره، تتوالى طبقات من خلايا الأديم المتوسط، والأديم الباطن، وأحيانًا الدراجة الهوائية، التي تصبح جدرانها الخلوية محصنة ومحصنة. وبسبب هذه التغييرات، فإن جذور أحادية الفلقة القديمة لها قطر أصغر من الجذور الصغيرة.
لا يوجد فرق جوهري بين عاريات البذور وثنائيات الفلقة ووحيدات الفلقة في البنية الأولية للجذور، ولكن في جذور ثنائيات البذور وعاريات البذور يتشكل الكامبيوم والفيلوجين مبكرًا ويحدث سماكة ثانوية، مما يؤدي إلى تغيير كبير في بنيتها. تنشأ المقاطع الفردية للكامبيوم على شكل أقواس من البروكامبيوم أو خلايا الحمة رقيقة الجدران ذات داخلخيوط اللحاء بين أشعة الخشب الأساسي. عدد هذه الأقسام يساوي عدد أشعة الخشب الأولية. تقع خلايا الدراجة الهوائية قبالة خيوط الخشب الأساسي، وتنقسم في المستوى العرضي، وتؤدي إلى ظهور أجزاء من الكامبيوم التي تغلق أقواسها.
عادة، حتى قبل ظهور الكامبيوم ذو الأصل الدوري، تبدأ أقواس الكامبيوم في وضع الخلايا إلى الداخل، والتي تتمايز إلى عناصر من نسيج الخشب الثانوي، وخاصة الأوعية ذات التجويف العريض، والخارجية - عناصر اللحاء الثانوي، مما يدفع اللحاء الأساسي إلى المحيط . تحت ضغط النسيج الثانوي المتكون، يتم تقويم الأقواس الحجرية، ثم تصبح محدبة، بالتوازي مع محيط الجذر.
نتيجة لنشاط الكامبيوم خارج الخشب الأساسي، تنشأ حزم جانبية بين نهايات خيوطه الشعاعية، والتي تختلف عن الحزم الجانبية النموذجية للسيقان في غياب الخشب الأولي فيها. ينتج الكامبيوم ذو الأصل المحيطي الحلقي خلايا الحمة، التي يشكل مجملها أشعة واسعة إلى حد ما، والتي تواصل خيوط الخشب الأساسي - الأشعة النخاعية الأولية.
في الجذور ذات البنية الثانوية، كقاعدة عامة، لا توجد قشرة أولية. ويرجع ذلك إلى وجود كامبيوم الفلين - الفلوجين في الدراجة الهوائية على طول محيطها بالكامل، والذي، أثناء الانقسام العرضي، يفصل خلايا الفلين (الفيلم) إلى الخارج، وخلايا الجلد إلى الداخل. إن عدم نفاذية الفلين للمواد السائلة والغازية بسبب خضوع جدران خلاياها هو سبب موت القشرة الأولية التي تفقد ارتباطها الفسيولوجي بالأسطوانة المركزية. بعد ذلك تظهر فيه فجوات ويسقط - يتساقط الجذر.
يمكن أن تنقسم خلايا الفيلوديرم بشكل متكرر، وتشكل منطقة حمة على محيط الأنسجة الموصلة، والتي عادة ما تترسب المواد الاحتياطية في الخلايا. تسمى الأنسجة الموجودة خارج الكامبيوم (اللحاء، الحمة الأرضية، الفيلوديرم، وكامبيوم الفلين) القشرة الثانوية. ومن الخارج، تُغطى جذور النباتات ثنائية الفلقة، التي لها بنية ثانوية، بالفلين، وتتشكل قشرة على جذور الأشجار القديمة.
