Живлення та дихання кореня

Поглинання корінням води та мінеральних речовин. Велика частина води з розчиненими в ній мінеральними речовинами поглинається коренем за допомогою кореневих волосків у зоні всмоктування. Всмоктування води відбувається пасивно, за допомогою осмосу, оскільки концентрація осмотично активних речовин (мінеральних солей та органічних речовин) у клітинах кореня більша, ніж у ґрунтовому розчині. Інтенсивність поглинання води кореневими волосками називають сисною силою (S). Вона дорівнює різниці між осмотичним (P) і тургорним (T) тиском: S = P – T. Коли осмотичний тиск дорівнює тургорному (P = T), то S = 0, і вода перестає надходити в кореневу волосину. Якщо ж концентрація речовин у ґрунтовому розчині буде вищою, ніж усередині клітин кореня, то вода виходитиме з клітин і рослина зав'яне. Таке явище спостерігається при посусі або при непомірному внесенні добрива у ґрунт.

Мінеральні речовини надходять у кореневу волосину проти градієнта концентрації в результаті активного транспорту з витратою енергії. (Згадайте, що в клітинах епіблеми знаходиться велика кількість мітохондрій.)

Поглинена кореневі волоски вода з мінеральними солями проходить через паренхіму первинної кори і досягає ендодерми. Через пропускні клітини вона потрапляє до осьового циліндра і проникає в ксилему. Паренхімні клітини, розташовані поруч із ксилемою, виконують роль іонного насоса, перекачуючи іони в порожнину судин.

Основна причина, що забезпечує вертикальний струм води в рослинах знизу нагору, - це спад води в процесі випаровування - транспірації. Недолік води у рослині викликає пасивне засмоктування води корінням. Однак, це не єдина причина. За рахунок різниці концентрації іонів у різних частинах рослини формуєтьсягідростатичний тиск, який називають кореневим тиском. Воно може досягати кількох атмосфер. Переміщенню води судинами сприяє також сила зчеплення між молекулами води, яка може забезпечити підйом води на велику висоту за наявності безперервних водних ниток від коренів до листя.

При сукупній дії всіх цих сил швидкість переміщення води в рослині може досягати 1-2 і більше метрів на годину.

Корневе харчування рослин. Через корінь йде постачання рослини елементами азотистого та мінерального харчування. Нормальний розвиток будь-якої рослини можливий лише за наявності в ґрунтовому розчині всіх необхідних елементів. Розглянемо роль окремих елементів ґрунтового живлення рослин.

Азот входить до складу білків. Він необхідний рослинам для нормального формування вегетативних органів, при додатковому внесенні у ґрунт у вигляді азотних або азотистих добрив він посилює зростання надземних пагонів. До складу білків також входить сірка, а всі нуклеїнові кислоти містять фосфор, який також є компонентом всіх мембранних структур. Залізо бере участь у біосинтезі хлорофілу, без заліза рослина жовтіє і вмирає. Магній входить до складу молекули хлорофілу. Молібден у складі ферментів бере участь у фіксації азоту у бактерій та забезпечує роботу устьичного апарату. Мідь впливає на зростання та розмноження рослин, а бір – на ростові процеси, його недолік призводить до відмирання верхівкових нирок, квіток та зав'язей. Цинк діє зростання рослин.

Добрива. У сучасному сільському господарстві використовують органічні та мінеральні добрива, завдяки яким культурні рослини отримують необхідні елементи харчування.

Органічні добрива (гній, торф, перегній, пташиний послід та ін.) містять усінеобхідні рослині поживні речовини. При внесенні органічних добрив у ґрунт потрапляють мікроорганізми, які мінералізують органічні залишки і тим самим підвищують родючість ґрунту.

Мінеральні добрива зазвичай містять ті елементи, яких не вистачає у ґрунті: азот (натрієва та калієва селітри, хлористий амоній, сечовина та ін.), калій (хлористий калій, сульфат калін), фосфор (суперфосфати, фосфоритне борошно та ін.). Добрива, що містять азот, зазвичай вносять навесні або на початку літа, оскільки вони швидко вимиваються із ґрунту. Калійні та фосфорні сполуки зберігаються довше, тому їх вносять восени. Мінеральні добрива використовують у вигляді порошку, або у вигляді гранул. Гранульовані добрива ефективніші, оскільки вони довше зберігаються у грунті. Слід пам'ятати, що надлишок мінеральних добрив так само шкідливий для рослин, як і їх недолік.

Дихання коренів. Як і всі інші органи рослини, корінь використовує для дихання кисень, який дифундує з ґрунту в його тканині. Тому хороша аерація ґрунту є важливою умовою нормального розвитку кореневої системи та всієї рослини в цілому. У сільському господарстві для поліпшення аерації ґрунт рихлять, що сприяє також збереженню в ньому вологи. Однак у перезволоженому ґрунті, в якому вода витісняє повітря, коріння розвивається погано і може навіть відмирати.

Функції коренів. Підсумовуючи розмову про будову, життєдіяльність і різноманіття коренів, ми можемо сформулювати їх основні функції:

поглинають із ґрунту воду з розчиненими в ній мінеральними речовинами;
транспортують воду та мінеральні солі в надземні частини рослини;
закріплюють та утримують рослину в ґрунті;
синтезують амінокислоти, ферменти та гормони, якіберуть участь у загальному метаболізмі рослини;
активно взаємодіють із різними ґрунтовими організмами (грибами, бактеріями);
забезпечують газообмін між рослиною та атмосферним повітрям (дихальне коріння).