Какие вегетативные органы. Основные термины и понятия (Вегетативные органы растений)

Вегетативные органы растений
Органы растений
У растений выделяют следующие органы: корень, побег, состоящий из стебля, листьев и почек, цветок, семя, плод. Все вышеперечисленные органы встречаются только у покрытосеменных растений; у голосеменных нет цветка и плода, у папоротникообразных отсутствуют цветок, семя и плод, у мохообразных есть только побег. Корень и побег относятся к вегетативным органам, остальные - к генеративным. Вегетативные органы отвечают за питание и обмен веществ растения, т.е. обеспечивают его существование. Генеративные органы осуществляют семенное размножение растений. Иногда встречается термин «репродуктивные органы» - это органы, служащие для размножения, т.е. к ним можно отнести и вегетативные, и генеративные органы.
КОРЕНЬ
Корень - вегетативный осевой орган растения, обладающий радиальной симметрией и чаще всего находящийся в почве. На корнях растений никогда не образуется генеративных органов и листьев.
Функции :
  1. Поглощение воды и минеральных веществ.
  2. Опора.
  3. Запас питательных веществ.
  4. Синтез органических веществ (фитогормоны, алкалоиды).
Виды корней
  1. Главный (развивается из зародышевого корешка семени).
  2. Придаточные (развиваются на подземных или надземных частях побега).
  3. Боковые (возникают при боковом ветвлении корней, т.е. они развиваются на главном, придаточных и боковых корнях).
Все корни растения образуют корневую систему — стержневую или мочковатую. У двудольных растений стержневая корневая система (искл.: подорожник большой), у однодольных - мочковатая. Стержневая - главный корень четко выражен (фасоль, клен). Стержневая корневая система образована в основном главным и боковыми корнями. Мочковатая - главный корень развит слабо или отсутствует (пшеница, лук). Мочковатая корневая система в основном образована придаточными и боковыми корнями.
Строение корня . Строение корня на продольном срезе . Верхушка корня покрыта корневым чехликом (это живые клетки, которые защищают верхушечную меристему корня). Начиная с верхушки корня, выделяют следующие зоны :
  1. Зона деления - находится сразу под чехликом.
  2. Зона роста.
  3. Зона всасывания.
  4. Зона проведения, в которой происходит образование боковых корней.
Строение корня на поперечном срезе . В зоне деления располагаются клетки образовательной ткани, обеспечивающие рост корня в длину. В зоне роста отдельные клетки продолжают делиться, а также начинается дифференцировка покровной, основной и проводящей тканей корня.
В зоне всасывания клетки ризодермы имеют выросты - корневые волоски, через которые корни растений всасывают из почвы воду и минеральные вещества. Благодаря корневым волоскам поверхность всасывания увеличивается в 10 и более раз. В корневом волоске есть крупная вакуоль, ядро смещено на кончик волоска. Под ризодермой расположена кора, состоящая из тонкостенных живых клеток. В центре корня находится центральный цилиндр из луба и древесины. Сердцевина в корне не образуется.
В зоне проведения между древесиной и лубом возникает камбий, отвечающий за рост в толщину. Ткани коры не могут следовать за вторичным утолщением и погибают, а благодаря работе феллогена на поверхности корня появляется новая покровная ткань - пробка.
Поглощение корнями воды и минеральных солей происходит всеми зонами корня, но наиболее активно идет в зоне всасывания. Из корневых волосков вода и минеральные соли попадают в кору корня, а из нее в древесину, по которой осуществляется дальнейший транспорт в стебель. Существует два пути поступления воды и растворенных в ней веществ: через клеточные стенки или через живое содержимое клеток. Осмос - это засасывание воды более концентрированным раствором в клетку. Благодаря осмосу создается корневое давление - сила, способствующая одностороннему движению воды по ксилеме снизу вверх (из корня в стебель).
Дыхание корней. Корень поглощает кислород и выделяет углекислый газ в процессе дыхания. Это подтверждается следующим опытом: если в пробирку на некоторое время поместить корень растения, затем вынуть его и опустить в пробирку горящую спичку, то спичка практически мгновенно погаснет.
Видоизменения корней
  1. Корнеплод - это орган, в образовании которого участвует нижняя часть стебля и главный корень (морковь, свекла, репа, редис). Основная функция корнеплода - запасание питательных веществ.
  2. Корневые клубни или корневые шишки - это утолщение придаточных корней (георгин, батат, чистяк). Основная функция - запас питательных веществ и вегетативное размножение.
  3. Бактериальные клубеньки (бобовые) - это утолщения на корнях, внутри которых находятся бактерии. Бактерии переводят азот из атмосферы в вещества, которые усваиваются растением; растение дает бактериям органические вещества, т.е. это пример симбиоза.
Влияние человека на корневые системы растений
Обработка почвы. При перекопке улучшается структура почвы, корни располагаются во всем паханном горизонте, где получают необходимое количество воды и воздуха. При рыхлении верхнего слоя почвы (культивации) разрушается почвенная корка, улучшается водный и воздушный режим.
Полив. Должен быть равномерным и достаточным. В сельском хозяйстве есть направление - гидропоника, когда выращивание растений осуществляется в водных питательных растворах без почвы.
Пикировка - удаление верхушки главного корня. Корневая система становится более мощной и развивается в верхнем, наиболее плодородном горизонте.
Удобрения. Бывают минеральные и органические удобрения. Минеральные подразделяются на азотные (селитра, мочевина), фосфорные (суперфосфат, двойной суперфосфат), калийные (сульфат калия, хлорид калия), комплексные (содержат фосфор, азот и калий, например нитрофоска) и микроудобрения (содержат микроэлементы - цинк, железо, бор, молибден). К органическим относят навоз, торф, птичий помет (гуано). Азотные удобрения отвечают за рост и более быстрое развитие растений (увеличение вегетативной массы). Калийные способствуют улучшению качества плодов, усиливают стойкость растений к некоторым заболеваниям, повышают морозостойкость и засухоустойчивость. Фосфорные улучшают рост корневой системы, увеличивают урожай и улучшают его качество, ускоряют созревание растений, повышают их устойчивость к засухе. Микроудобрения способствуют синтезу в растении необходимых для роста и развития веществ. Все удобрения вносят в строго определенном количестве. Азотные удобрения вносят весной, калийные и фосфорные - обычно осенью. Применение удобрений возможно в сухом виде (весной перед посевом или осенью при перекопке) и в жидком виде - корневые и внекорневые подкормки (растворы концентрацией не более 10% и 1% соответственно) во время вегетации.
ПОБЕГ
Это орган, состоящий из стебля, листьев и почек и чаще всего располагающийся в наземно-воздушной среде. Узел - это участок стебля, на котором находится лист и пазушная почка. Междоузлие - это участок стебля между двумя соседними узлами. Угол, образованный листом и расположенным выше стеблем, называется пазухой листа .
Типы побегов
  1. Прямостоячие - стебель занимает вертикальное положение.
  2. Стелющиеся - стебель занимает горизонтальное положение.
  3. Ползучие - стебель занимает горизонтальное положение, и на нем образуются придаточные корни (луговой чай).
  4. Вьющиеся (фасоль).
  5. Цепляющиеся (чина).
  6. В зависимости от степени выраженности междоузлий: укороченные и удлиненные.
Почка
Почка - это зачаточный побег.
Виды почек
  1. По положению на стебле бывают верхушечные (на вершине побега) и боковые или пазушные почки (расположены в пазухе листьев).
  2. По наличию или отсутствию почечных чешуй - закрытые (почечные чешуи есть - дуб, тополь, липа) или открытые почки (почечных чешуй нет - клевер, крушина, элодея).
  3. По характеру внутреннего содержимого - вегетативные, генеративные (цветочные, у вишни) и смешанные почки (бузина, сирень). Вегетативные почки содержат зачатки только вегетативных органов, генеративные - только генеративных, смешанные - и генеративных, и вегетативных.
  4. Придаточные почки. Они находятся на междоузлиях стеблей, на листьях и на корнях.
  5. Спящие почки, располагающиеся на стебле, но не раскрывающиеся сразу после образования. Они являются как бы резервом побега (именно из-за наличия спящих почек тополя формируют новые побеги после сильной обрезки).
Строение почки . Снаружи большинство почек покрыты почечными чешуями, которые защищают почку и предохраняют ее внутреннее содержимое от пересыхания. Внутри находятся зачатки всех органов растения: зачаточные листья, зачаточный стебель, зачаточные почки. Также внутри почки могут содержаться зачатки будущих цветков. На вершине зачаточного стебля расположен конус нарастания - это образовательная ткань.
ЛИСТ
Лист - это вегетативный орган растения, занимающий боковое положение и осуществляющий воздушное питание растений. В отличие от других вегетативных органов, для листа не характерен неограниченный (т.е. в течение всей жизни) рост. Функции: ф отосинтез, испарение воды, газообмен.
Внешнее строение листа . Лист состоит из основания, черешка, листовой пластинки и прилистников. Прилистники могут срастаться, охватывая стебель - при этом образуется раструб (щавель). Основание - это часть листа, с помощью которой лист прикреплен к стеблю. Если основание разрастается и охватывает стебель, то образуется влагалище листа (пшеница, кукуруза, пырей).
Типы листьев . В зависимости от количества листовых пластинок, листья делят на простые (одна листовая пластинка, между ней и черешком нет сочленения) и сложные (одна или много листовых пластинок, обособленных от общего черешка). Среди сложных листьев выделяют: тройчатые (клевер, земляника, кислица), пальчатосложные (конский каштан), парноперистые (желтая акация) и непарноперистые (ясень, рябина, шиповник).
Жилкование — это расположение проводящих пучков (жилок) в листовой пластинке. Бывает:
  1. Перистое (сирень, береза, липа).
  2. Пальчатое (манжетка, клен).
  3. Дуговое (подорожник большой, ландыш).
  4. Параллельное (рожь, кукуруза, мятлик).
Листорасположение - это порядок размещения листьев на стебле. Различают:
  1. Очередное листорасположение - от каждого узла отходит только один лист (береза, тополь, дуб).
  2. Супротивное листорасположение - от каждого узла отходит два листа (сирень, клен, бузина).
  3. Мутовчатое листорасположение - от каждого узла отходит три и более листьев (олеандр, вороний глаз, элодея).
Листовая мозаика . Листовая мозаика - это расположение листьев растений в одной плоскости. Листья в мозаике расположены горизонтально, при этом листья имеют разные размеры и практически не затеняют друг друга, что позволяет максимально полно использовать солнечную энергию.
Внутреннее строение листа . Снаружи находится покровная ткань - эпидерма. Устьица располагаются в основном с нижней стороны листа (у водных растений с плавающими листьями (кувшинка), наоборот, устьица, в основном, расположены на верхней стороне листьев). Покровная ткань листа выделяет особый слой, состоящий из восков - кутикулу, что уменьшает испарение с поверхности листа.
Между верхней и нижней эпидермой расположена основная ткань листа, которая состоит из столбчатой и губчатой паренхимы. Столбчатая (палисадная) паренхима расположена под верхней эпидермой и образована клетками, вытянутыми в перпендикулярном направлении к эпидерме. Губчатая паренхима находится под столбчатой тканью и состоит из рыхло расположенных клеток с большим количеством межклетников.
Жилки листа (проводящие пучки) не содержат камбия. Древесина располагается ближе к верхней поверхности листа, а луб - ближе к нижней. Снаружи проводящего пучка обычно располагается механическая ткань.
Процессы, происходяшие в листе
  1. Фотосинтез - это процесс образования органических веществ из неорганических при помощи солнечного света.
  2. Газообмен растений осуществляется в листьях через устьица. Днем в растение поступает и углекислый газ, и кислород, выделяется и кислород, и углекислый газ, т.е. днем в клетках растений параллельно идут два процесса - фотосинтез и дыхание. Ночью фотосинтез не происходит, в клетках происходит дыхание (в основном за счет кислорода, содержащегося в межклетниках).
  3. Испарение воды. Выделение воды растением происходит через устьица эпидермы. При этом происходит охлаждение растения, что спасает от перегрева, кроме того, поддерживается непрерывный ток воды из корней к листьям. От излишнего испарения растения могут защищаться следующим образом: уменьшение и (или) видоизменение листовой пластинки (ковыль, кактус); хорошо развитая кутикула (агава); большое количество волосков в эпидерме (сенполия).
  4. Листопад - это естественное опадение листьев. В связи с этим растения делятся на листопадные и вечнозеленые. Для вечнозеленых растений характерны многолетние листья (листья сосны живут 2-4 года, ели - 5-7 лет). У листопадных растений в конце вегетационного периода ежегодно опадают все листья (дуб, береза, клен). К концу лета - началу осени листья начинают стареть, в них уменьшается интенсивность обмена веществ, начинает разрушаться хлорофилл и хлоропласты, листья приобретают другую окраску (не у всех растений: например, листья сирени остаются зелеными). Между основанием листа и стеблем начинает формироваться отделительный слой клеток, состоящий из мертвых клеток пробки. В пазухе листа в это время окончательно сформировывается почка, после чего лист опадает. След от опавшего листа на стебле называется листовым рубцом. Значение листопада: удаление из организма ненужных веществ; уменьшение испарения, что особенно важно зимой, когда практически прекращается поступление воды из почвы; уменьшение массы побегов и их площади, что снижает количество снега, задерживающегося на ветках, следовательно, уменьшается вероятность поломки побегов.
Видоизменения листьев
  1. Колючки - развиваются у растений, обитающих в условиях недостаточного увлажнения (кактус)
  2. Усики (горох, чина).
  3. Ловчие приспособления насекомоядных растений (росянка).
  4. Чешуйки - мелкие, недоразвитые листья (ландыш, горох).
Стебель
Стебель - это осевая часть побега. Функции: опора, транспорт веществ, запас веществ, фотосинтез (у молодых стеблей деревьев и кустарников, а также у трав).
Внутреннее строение стебля (на примере липы)
Первичное строение стебля:
а) Первичная кора. Снаружи находится эпидерма, под которой расположена основная фотосинтезирующая ткань. Кроме этих тканей, в состав первичной коры также входят механические ткани (чаще колленхима).
б) Центральный цилиндр, в котором выделяют проводящие ткани и сердцевину. Проводящие ткани представлены ксилемой и флоэмой; они образуют проводящие пучки. Сердцевина состоит из живых клеток.
Вторичное строение стебля. Его появление связано с закладкой камбия и заменой одного вида покровной ткани (эпидермы) другим (перидермой). Вторичное строение стебля включает следующие отделы: вторичную кору (пробка и луб), камбий, древесину и сердцевину.
Развитие побега из почки. Ветвление. Весной в растениях начинается сокодвижение, и необходимые вещества попадают внутрь почки. Клетки конуса нарастания начинают активно делиться, зачаточный стебель увеличивается, почечные чешуи раздвигаются и постепенно опадают, на их месте образуется почечное кольцо. Побег растет и развивается, на нем формируются новые листья и новые почки. Побег, который развился из почки за один вегетационный период, называется годичным приростом.
Во время развития побега происходит его ветвление. Ветвление - это образование новых побегов, расположенных под углом друг к другу. Выделяют два типа ветвления: верхушечное и боковое. Верхушечное ветвление осуществляется за счет разделения верхушечной образовательной ткани на две части (т.н. дихотомическое ветвление) и характерно для плауновидных. При боковом ветвлении новые побеги возникают из боковых почек. Разновидностью бокового ветвления является кущение, при котором образование новых побегов происходит из пазушных почек, находящихся у основания главного побега (злаки, кустарники).
Рост стебля. В длину осуществляется за счет деления и последующего роста клеток верхушечной и (или) вставочной образовательных тканей. В толщину рост идет за счет деятельности камбия. Работа камбия периодична: весной и в начале лета интенсивна, к концу вегетационного периода затихает. Камбий откладывает больше клеток в сторону древесины. В начале вегетационного периода камбий образует сосуды с большим просветом, механических элементов образуется мало, к концу вегетации просвет вновь образующихся сосудов уменьшается и образуется больше механических элементов. На поперечном спиле дерева эти различия видны невооруженным взглядом в виде годичных колец. Годичное кольцо - это прирост древесины за год по толщине стебля. По годичным кольцам можно определить возраст растения.
Транспорт веществ
  1. По древесине движется вода с растворенными в ней веществами (в основном это минеральные вещества, но также двигаются органические вещества, которые синтезируются или накапливаются в корнях) снизу вверх. В начале весны по древесине двигается раствор с преобладанием органических веществ.
  2. По лубу движутся растворенные органические вещества в обоих направлениях: от листьев в корни (сверху вниз) и от листьев к плодам и цветкам (снизу вверх).
Видоизменения побегов: Надземные
  1. Колючки (боярышник) - выполняют защитные функции.
  2. Усик - это видоизмененный лист (горох) или весь побег (виноград). Функция: закручивание вокруг опоры, удержание побега в вертикальном положении.
  3. Надземный столон - это удлиненный ползучий побег. Он живет меньше года и выполняет функцию вегетативного размножения: на верхушке столона образуется укороченный побег («розетка»), который укореняется, и из него развивается новое растение (живучка, земляника).
  4. Кочан - это видоизмененная почка (капуста).
Подземные
  1. Подземный столон. Выполняет функцию расселения и вегетативного размножения. Формируется из почек у основания стебля; обычно белого цвета с бесцветными чешуевидными листьями. У таких растений, как картофель, седмичник, на конце столона формируется клубень.
  2. Клубень - сильно утолщенный подземный побег (картофель, топинамбур, хохлатка, седмичник). Выполняет функцию запаса питательных веществ, обеспечивает переживание неблагоприятных условий, вегетативное размножение и возобновление.
  3. Луковица - подземный побег с очень коротким уплощенным стеблем (донцем) и сочными листьями (лилия, тюльпан, лук). Выполняет функции: запас питательных веществ, переживание неблагоприятных условий, возобновление, вегетативное размножение.
  4. Клубнелуковица - подземный побег растений. Имеет сухие, пленчатые листья, а запасные питательные вещества откладываются в стебле (крокус, гладиолус, безвременник).
  5. Корневище - подземный или надземный видоизмененный многолетний побег с чешуевидными или зелеными листьями. Отвечает за размножение, расселение, запас питательных веществ, возобновление и пережидание неблагоприятных условий среды (пырей, ландыш, ирис).

ВЕГЕТАТИВНЫЕ ОРГАНЫ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ

Орган - часть растения, выполняющая определенные функции и имеющая специфичное строение. Вегетативные органы, к которым относятся корень и побег, составляют тело высших растений, обеспечивающее индивидуальную жизнь особи. У прокариот, грибов и низших растений вегетативных органов нет, их тело представлено системой мицелия или слоевищ. Образование органов у высших растений в процессе эволюции связано с выходом их на сушу и приспособлением к наземному существованию.

КОРЕНЬ И КОРНЕВАЯ СИСТЕМА

Общая характеристика корня

Корень (radix) - осевой орган цилиндрической формы, обладающий радиальной симметрией и положительным геотропизмом. Он способен к росту до тех пор, пока сохраняется апикальная меристема. Морфологически корень отличается от побега тем, что на нем никогда не возникают листья, а апикальная меристема прикрытакорневым чехликом. Корень, как и побег, может ветвиться, формируякорневую систему.

Главный корень семенных растений развивается из корешка зародыша семени.Стебель представляет собой продолжение корня, и вместе они составляют ось первого порядка.

Функции корня:

Минеральное и водное питание (поглощение воды и минеральных веществ);

Закрепление растения в почве (заякоривание);

Синтез продуктов первичного и вторичного метаболизма;

Накопление запасных веществ;

Вегетативное размножение;

Симбиоз с бактериями;

Выполнение функции дыхательного органа (монстера, филодендрон и др.).

Типы корней и корневых систем

Совокупность корней одной особи образует единую в морфологическом и физиологическом отношении корневую систему .

В состав корневых систем входят корни различной морфологической природы – главный корень,боковые ипридаточные корни.

Главный корень развивается из зародышевого корешка.Боковые корни образуются на корне (главном, боковом, придаточном), который по отношению к ним обозначается какматеринский . Они возникают на некотором расстоянии от апекса, в направлении от основания корня к его верхушке. Боковые корни закладываютсяэндогенно , т.е. во внутренних тканях материнского корня. Если бы ветвление происходило в самом апексе, это бы затруднило продвижение корня в почве.Придаточные корни могут возникать и на стеблях, и на листьях, и на корнях. В последнем случае они отличаются от боковых корней тем, что не обнаруживают строгого порядка заложения вблизи апекса материнского корня и могут возникать на старых участках корней.

Боковые корни первого порядка дают начало боковым корням второго и третьего порядка.

Корневую систему, образованную системой главного и боковых корней, называют стержневой, а с развитой системой боковых корней -ветвистой (рис. 3.2) Ветвистая корневая система представляет собой разновидность стержневой системы. Чем больше боковых корней отходит от главного, тем больше площадь питания растения. Рост корней в длину происходит весной и осенью, а в толщину начинается весной и заканчивается осенью.

У большинства двудольных растений главный корень сохраняется всю жизнь. У однодольных он не развивается, поскольку зародышевый корешок быстро отмирает, а от базальной его части берут начало придаточные корни.

Придаточные корни могут образовываться от листьев, стеблей, старых корней и даже цветков и иметь ответвления первого, второго и последующего порядка. Корневую систему, образованную придаточными корнями, называютмочковатой, илипучковатой (см. рис. 3.2). У многих двудольных корневищных растений главный корень часто отмирает и преобладает система придаточных корней, отходящих от корневища (у лютика ползучего, сныти обыкновенной).

У двудольных растений (деревьев и кустарников) часто встречается смешанная корневая система. Главный корень прекращает свой рост к концу вегетации первого года. К этому времени развивается система придаточных корней. Впоследствии возникают придаточные корни второго, третьего и последующих порядков, а главный корень через 2-3 года отмирает. Таким образом, происходит смена корневых систем: «стержневая смешанная мочковатая».

По отношению к субстрату корни бывают следующих типов:

Земляными - развиваются в почве;

Водными - находятся в воде (у плавающих водных растений);

Воздушными - развиваются в воздушной среде (у растений, имеющих корни на стволах и листьях).

Зоны корня

В молодом корне различают четыре зоны: деления, растяжения, всасывания, проведения.

К зоне деления относят верхушку конуса нарастания (протяженность - менее 1 мм), где происходит активное митотическое деление клеток. Клетки апикальной меристемы относительно мелкие, многогранные, с густой цитоплазмой и крупным ядром. Верхушечная меристема откладывает наружу клетки корневого чехлика, а внутрь - ткани остальной части корня. Эта зона состоит из тонкостенных паренхимных клеток первичной меристемы, которые прикрыты корневым чехликом, выполняющим защитную функцию при продвижении корня между частичками почвы.

При соприкосновении с почвой клетки чехлика постоянно разрушаются, образуя слизь, которая предохраняет зону деления при трении о почву и продвижении корня вглубь. У большинства растений корневой чехлик восстанавливается за счет первичной меристемы, а у злаков - за счет особой меристемы калиптрогена.

В клетках центральной части чехлика содержится много крахмальных зерен. По-видимому, эти зерна служат статолитами , т. е. способны перемещаться в клетке при изменении положения кончика корня в пространстве, благодаря чему корень растет всегда в сторону действия силы тяжести (положительный геотропизм ).

Рис. 3.3. Зоны корня (у проростка пшеницы):а - схема строения корня;б - периферические клетки отдельных зон при большом увеличении; 1 - корневой чехлик; 2 - калиптроген; 3 - зона деления; 4 - зона растяжения; 5 - зона всасывания; 6 - зона проведения; 7 - корневые волоски

По теории гистогенов (Ганштейн Р., 1868), у большинства покрытосеменных растений апикальные меристемы состоят из трех гистогенных слоев, отличающихся направлением деления клеток и имеющих по 1-4 инициальные клетки. Самый наружный слой, дерматоген, формирует протодерму, из которой образуются клетки корневого чехлика и ризодерма - первичная покровно-всасывающая ткань в зоне всасывания. Средний слой,периблема, дает начало всем тканям первичной коры. Внутренний слой -плером (илиплерома), из него развиваются ткани центрального осевого цилиндра.

В зоне растяжения клетки меристемы почти не делятся, а сильно растягиваются (растут) в продольном направлении, вдоль оси корня. Объем клеток увеличивается за счет поглощения воды и образования крупных вакуолей, при этом высокое тургорное давление проталкивает растущий корень между частицами почвы. Вследствие вытягивания клеток в продольном направлении осуществляются рост корня в длину и продвижение его в почве. Зону деления и зону растяжения можно объединить в одну зону ввиду сохранения в них меристематической активности -зону роста. Ее протяженность составляет несколько миллиметров. На границе зоны растяжения и зоны всасывания происходят дифференциация тканей и становление первичного строения корня. Формируются ризодерма, первичная кора и центральный осевой цилиндр.

Зона поглощения , или зона всасывания . В этой зоне покровной тканью являетсяризодерма (эпиблема ), клетки которой несут многочисленныекорневые волоски, представляющих собой выросты клеток ризодермы. При их формировании ядро перемещается в переднюю часть корневого волоска. Корневые волоски увеличивают всасывающую поверхность корня и обеспечивают активное всасывание воды и растворов солей, но они недолговечны (живут 10-20 сут). Новые корневые волоски образуются под зоной всасывания, а отмирают над ней. По мере роста растения зона всасывания постепенно перемещается, и растение имеет возможность поглощать минеральные вещества из разных слоев почвы. Растяжение корня прекращается, корневые волоски плотно охватывают частицы почвы и как бы срастаются с ними, поглощая воду и растворенные в ней минеральные соли. Зона поглощения имеет протяжение до нескольких сантиметров. Эту зону называют такжезоной дифференциации , поскольку именно здесь происходит образование постоянных первичных тканей.

Зона проведения (укрепления) тянется вплоть до корневой шейки и составляет большую часть протяженности корня. По этой части корня вода и растворы солей, поглощенные корневыми волосками, транспортируются в вышележащие органы растения. В зоне проведения идет интенсивное ветвление главного корня и появляются боковые корни.

Клетки зон всасывания и проведения занимают фиксированное положение и не могут смещаться относительно участков почвы. Однако сами зоны, вследствие постоянного верхушечного роста, непрерывно перемещаются вдоль корня по мере нарастания корневого окончания. В зону поглощения постоянно включаются молодые клетки со стороны зоны растяжения и одновременно исключаются клетки стареющие, переходящие в состав зоны проведения. Таким образом, всасывающий аппарат корня – подвижное образование, непрерывно передвигающееся в почве.

Так же последовательно и закономерно в корневом окончании возникают внутренние ткани.

ПЕРВИЧНОЕ СТРОЕНИЕ КОРНЯ

Первичная структура корня образуется в результате деятельности апикальной меристемы. Корень отличается от побега тем, что его апикальная меристема откладывает клетки не только внутрь, но и наружу, пополняя чехлик. Число и расположение инициальных клеток в апексах корней значительно варьируют у растений, принадлежащих к разным систематическим группам. Производные инициалей уже вблизи апикальной меристемы дифференцируются в первичные меристемы:

1) протодерму ,

2) основную меристему

3) прокамбий .

Из этих первичных меристем в зоне всасывания формируются три системы тканей:

1) ризодерма ,

2) первичная кора

3) осевой (центральный) цилиндр , илистела .

Ризодерма (эпиблема ,эпидерма корня ) – всасывающая ткань, образующаяся изпротодермы , наружного слоя первичной меристемы корня. В функциональном отношении ризодерма представляет собой одну из важнейших тканей растения. Через нее идет поглощение воды и минеральных солей, она взаимодействует с живым населением почвы, через ризодерму из корня в почву выделяются вещества, помогающие почвенному питанию. Поглощающая поверхность ризодермы сильно увеличена благодаря наличию у части клеток трубчатых выростов –корневых волосков .

Каждый корневой волосок представляет собой длинный вырост одной из клеток ризодермы, в кончике его обычно находится ядро клетки. Корневой волосок содержит тонкий пристенный слой цитоплазмы, более плотный на верхушке волоска, а в центре - крупную вакуоль. Стенка волоска очень тонкая и состоит из целлюлозы и пектиновых веществ. Ее наружные слои содержат слизь, что способствует установлению более тесного контакта с частицами почвы. Слизь создает благоприятные условия для поселения полезных бактерий, влияет на доступность почвенных ионов и защищает корень от иссушения. В физиологическом отношении ризодерма отличается большой активностью. Она поглощает минеральные ионы с затратой энергии. В гиалоплазме имеется большое количество рибосом и митохондрий, что характерно для клеток с высоким уровнем обмена веществ.

Рис. Продольный срез кончика корня лука.

Рис. Первичное строение корня однодольного(а) и двудольного(б) растений (поперечные срезы): 1 - центральный (осевой) цилиндр; 2 - остатки эпиблемы; 3 - экзодерма; 4 - мезодерма; 10 - корневой волосок

Со временем ризодерма может слущиваться, и тогда покровную функцию выполняет экзодерма, а после ее разрушения - слой клеток мезодермы, иногда мезодермы и перицикла, стенки которых опробковевают и одревесневают. Именно поэтому старые корни однодольных растений имеют меньший диаметр, чем молодые.

Из основной меристемы формируетсяпервичная кора . Первичная кора корня дифференцирована на:

1) экзодерму – наружную часть, лежащую непосредственно за ризодермой,

2) мезодерму – среднюю часть (паренхима первичной коры),

3) эндодерму – самый внутренний слой.

Наружные слои первичной коры, подстилающие ризодерму, образуют экзодерму . Экзодерма возникает как ткань, регулирующая прохождение веществ из ризодермы в кору, но после отмирания ризодермы выше зоны всасывания она оказывается на поверхности корня и превращается в защитную покровную ткань. Экзодерма формируется как один слой (реже несколько слоев) и состоит из живых, многоугольных по форме, паренхимных клеток, плотно сомкнутых между собой. Клеточные стенки пропитаны суберином, т.е. опробковевают. Это обеспечивает непроницаемость клеток для воды и газов. В экзодерме, обычно под корневыми волосками, сохраняются живые пропускные клетки с тонкими целлюлозными стенками, через которые проходят вода и минеральные вещества, поглощенные ризодермой.

Под экзодермой находятся живые паренхимные клетки мезодермы . Это основная масса первичной коры, наиболее широкая ее часть, образованная живыми паренхимными клетками с тонкими стенками. Клетки мезодермы расположены рыхло, по системе межклетников вдоль оси корня циркулируют газы, необходимые для дыхания клеток, выполняют запасающую функцию, а также функцию проведения воды и растворенных в ней солей от корневых волосков в центральный осевой цилиндр по межклетникам.

У болотных и водных растений, корни которых испытывают недостаток кислорода, мезодерма часто представлена аэренхимой. Также в мезодерме могут присутствовать механические и выделительные ткани.

Самый внутренний однорядный слой первичной коры – эндодерма . Она в виде непрерывного цилиндра окружает стелу. Клетки эндодермы плотно сомкнуты и почти квадратные в поперечном сечении. В зависимости от степени утолщения клеточной стенки различают два типа эндодермы:

1) эндодерму с поясками Каспари (на поперечном срезе они выглядят какпятна Каспари),

2) эндодерму с подковообразными утолщениями стенок.

Эндодерма в своем развитии может пройти три ступени. На первой ступени ее клетки плотно прилегают друг к другу и имеют тонкие первичные стенки. На их радиальных и поперечных стенках образуются утолщения в виде рамочек – пояски Каспари . Пояски соседних клеток тесно смыкаются между собой, так что вокруг стелы создается их непрерывная система. В поясках Каспари откладываются суберин и лигнин, что делает их непроницаемыми для растворов, т.к. эти вещества закрывают в местах своего отложения плазмодесменные канальцы. Поэтому вещества из коры в стелу и из стелы в кору могут пройти только по симпласту, т. е. через живые протопласты клеток эндодермы и под их контролем. У многих двудольных и голосеменных растений процесс дифференциации эндодермы поясками Каспари заканчивается.

На второй ступени развития суберин откладывается по всей внутренней поверхности клеток эндодермы. При этом некоторые клетки сохраняют первичное строение. Это пропускные клетки , они остаются живыми, и через них осуществляется связь между первичной корой и центральным цилиндром. Как правило, они расположены напротив лучей первичной ксилемы радиального пучка.

У корней, не обладающих вторичным утолщением, эндодерма может получить третичное строение. Оно характеризуется сильным утолщением и одревеснением всех стенок, или чаще сравнительно тонкими остаются стенки, обращенные наружу. Пропускные клетки сохраняются и в третичной эндодерме. Эндодерма с подковообразными утолщениями стенок развивается чаще у однодольных растений, когда в клетках эндодермы происходит дальнейшее утолщение клеточных стенок за счет отложения суберина. Образуется толстая вторичная клеточная стенка, которая в дальнейшем одревесневает. Неутолщенной остается только наружная клеточная стенка.

Считается, что эндодерма выполняет роль гидравлического барьера, способствуя продвижению минеральных веществ и воды из первичной коры в центральный осевой цилиндр и препятствуя их выходу обратно.

Рис. Первичное строение корня ириса (общий план): 1 - экзодерма; 2 - остатки ризодермы; 3 - паренхима первичной коры; 4 - пропускная клетка эндодермы; 5 - эндодерма с подковообразными утолщениями; 6 - перицикл; 7 - сосуды ксилемы; 8 – флоэма

Рис. Схема строения клетки эндодермы: а - общий вид; б - поперечный разрез клеток; 1 - поперечная стенка клетки; 2 - продольная радиальная стенка; 3 - поясок Каспари; 4 - пятна Каспари

Центральный (осевой )цилиндр , илистела формируется в центре корня. Уже вплотную к зоне деления самый наружный слой стелы образуетперицикл , клетки которого долго сохраняют характер меристемы и способность к новообразованиям. В молодом корне перицикл состоит из одного ряда живых паренхимных клеток с тонкими стенками. Перицикл выполняет несколько важных функций. У большинства семенных растений в нем закладываются боковые корни. У видов с вторичным ростом он участвует в формировании камбия и дает начало первому слою феллогена. В перицикле часто происходит образование новых клеток, входящих затем в его состав. У некоторых растений в перицикле возникают также зачатки придаточных почек. В старых корнях однодольных растений клетки перицикла часто склерифицируются.

За перициклом, в виде центрального тяжа, находятся клетки прокамбия , которые дифференцируются в первичные проводящие ткани. Элементы флоэмы и ксилемы закладываются по кругу, чередуясь друг с другом, и развиваются центростремительно. Однако ксилема в своем развитии обычно обгоняет флоэму и занимает центр корня. На поперечном разрезе первичная ксилема образует звезду, между лучами которой располагаются участки флоэмы (рис. 4.4). Такая структура получила названиерадиального проводящего пучка . Элементы ксилемы максимально приближены к поверхности стелы, и в них легче, минуя флоэму, проникают растворы, поступающие из коры. Центральная часть корня обычно занята одним или несколькими крупными сосудами ксилемы.

Первичная структура корня характерна для молодых корней всех групп растений. У споровых и однодольных растений первичное строение корня сохраняется в течение всей жизни.

ВТОРИЧНОЕ СТРОЕНИЕ КОРНЯ

У голосеменных и двудольных растений первичное строение сохраняется недолго и выше зоны всасывания сменяется вторичным. Вторичное утолщение корня происходит за счет деятельности вторичных боковых меристем – камбия ифеллогена .

Камбий возникает в корнях из меристематических прокамбиальных клеток в виде прослойки между первичными ксилемой и флоэмой. На поперечном срезе камбий имеет вид однослойных, вогнутых внутрь дуг. Когда дуги камбия достигают перицикла, его клетки тоже начинают делиться, образуя клетки, соединяющие дуги камбия в единое камбиальное кольцо, окружающее первичную ксилему. В зависимости от числа флоэмных тяжей одновременно закладываются две или более зоны камбиальной активности.

Рис. Переход от первичного к вторичному строению корня: 1 - участки флоэмы; 2 - четыре луча ксилемы; 3 - дуги камбия

Камбий откладывает внутрь слои вторичной ксилемы (древесины ) и наружувторичную флоэму (луб ). Если этот процесс длится долго, то корни достигают значительной толщины.

Между элементами вторичной ксилемы и внутренним слоем вторичной флоэмы находится пучковый камбий; части перициклического происхождения, огибающие первичные лучи ксилемы, называюткамбием межпучковьм. Межпучковый камбий образует паренхимные клетки, отходящие от радиальных лучей первичной ксилемы, называемыхсердцевинными (паренхимными) лучами. Паренхимные лучи, образованные межпучковым камбием, изначально представляют собой первичные лучи. Вторичной ксилемы всегда бывает больше, чем вторичной флоэмы, и она оттесняет камбий наружу. При этом дуги камбия сначала выпрямляются, а затем принимают выпуклую форму. В результате деятельности камбия первичная флоэма оттесняется наружу и сдавливается. Звезда первичной ксилемы остается в центре корня, ее лучи могут сохраняться в течение длительного времени, но чаще центр корня заполняется вторичной ксилемой, и первичная ксилема становится незаметной. Сердцевинные лучи обеспечивают связь между ксилемой и флоэмой корня, по ним происходит радиальный транспорт различных соединений.

Рис .Поперечный срез корня тыквы (вторичное строение ): 1 – первичная ксилема; 2 – вторичная ксилема; 3 – камбий; 4 – вторичная флоэма; 5 – первичный сердцевинный луч; 6 – пробка; 7 – паренхима вторичной коры.

Ткани первичной коры не могут следовать за вторичным утолщением и обречены на гибель. Они заменяются вторичной покровной тканью – перидермой , которая может растягиваться на поверхности утолщающегося корня благодаря работе феллогена.Феллоген закладывается в перицикле и начинает откладывать наружупробку , а внутрь -феллодерму . Первичная кора, отрезанная пробкой от внутренних живых тканей центрального осевого цилиндра, отмирает и сбрасывается.

Клетки феллодермы и паренхима, образовавшаяся за счет деления клеток перицикла, образуют паренхиму вторичной коры , окружающую проводящие ткани. Снаружи корни вторичного строения покрыты перидермой. Корка образуется редко, лишь на старых корнях деревьев. Все ткани, расположенные от перидермы до камбия, входят в понятие «вторичная кора».

Многолетние корни древесных растений в результате длительной активности камбия нередко сильно утолщаются. Вторичная ксилема у таких корней сливается в сплошной цилиндр, окруженный снаружи кольцом камбия и сплошным кольцом вторичной флоэмы.

МЕТАМОРФОЗЫ КОРНЕЙ

Если корни выполняют особые функции, их строение меняется. Резкое, наследственно закрепленное видоизменение органа, вызванное сменой функций, носит название метаморфоза . Видоизменения корней очень разнообразны.

Различают два основных типа микоризы. Гифы эктотрофной микоризы образуют чехол, окутывающий корень снаружи. Эктомикориза широко распространена у деревьев и кустарников.Эндотрофная микориза встречается в основном у травянистых растений. Эндомикориза находится внутри корня, гифы внедряются в клетки коровой паренхимы. Микотрофное питание очень широко распространено. Некоторые растения, например орхидные, вообще не могут существовать без симбиоза с грибами.

Клубеньки. Наличие клубеньков характерно для представителей семейства бобовых (люпина, клевера и др.). Клубеньки образуются в результате проникновения через корневые волоски в кору корня бактерий родаRhizobium. Бактерии вызывают усиленное деление паренхимы, которая образует выросты бактероидной ткани на корне - клубеньки. Кроме того, они фиксируют атмосферный молекулярный азот и переводят его в связанное состояние в виде азотистых соединений, усваиваемых растением. Бактерии, в свою очередь, используют вещества, находящиеся в корнях растения. Такой симбиоз очень важен для почв и используется в сельском хозяйстве для их обогащения азотистыми веществами.

На корнях бобовых и других растений возникают особые образования - клубеньки, в которых поселяются бактерии. Эти бактерии способны фиксировать атмосферный молекулярный азот, переводя его в связанное состояние. Часть азотистых соединений, образованных таким путем, усваивает высшее растение-хозяин, отдавая при этом бактериям углеводы.

Растения состоят из множества органов. Это и корень, и почки, и листья, и побеги, и стебель, а также плоды, семена и цветы. Вегетативные и генеративные органы растений выполняют определенную функцию. Конечно, не у всех имеется цветок или плод. Так, у мохообразных из перечисленного есть только побег. У папоротникообразных отсутствует плод, семя и цветок, у голосемянных - плод и цветок. Только у покрытосеменных растений имеются все указанные выше органы. При этом вегетативными являются только побег и корень. Остальные органы относятся к генеративным. Между ними существует огромная разница. Вегетативные органы осуществляют обмен веществ и питание растения, а генеративные - семенное размножение. Существует и еще одно название - репродуктивные. Это вегетативные и генеративные органы растений, которые служат размножению.

Корень - самый важный орган

Корни - это осевые вегетативные органы растений, которые обладают радиальной симметрией. Чаще всего они располагаются в грунте. На корнях никогда не образуются какие-либо генеративные органы или же листья. Но при этом орган остается одним из основных источников питания.

Корень и его основные функции

Подобные вегетативные органы растений служат для поглощения из субстрата воды, и, конечно же, растворенных в ней полезных компонентов. Помимо этого корень позволяет растению укрепиться в почве. Данный орган синтезирует некоторые органические вещества, например, алкалоиды, гормон роста и другие. Эти компоненты перемещаются в другие части растения по сосудам ксилемы. Если микроэлементы и гормоны остаются невостребованными, то они сохраняются в корне.

Очень часто эти вегетативные органы растений являются местом для хранения всех питательных компонентов. Это еще не все функции корня. У некоторых растений, например, у осота полевого, сирени, вишни, малины, ивы, тополя, осины и других этот орган осуществляет вегетативное размножение. У корнеотпрысковых на корнях возникают придаточные почки, которые постепенно растут. Из них в итоге развивается наземная часть.

Вегетативные органы высших растений стали настоящим эволюционным достижением, которое позволило некоторым видам приспособиться к совершенному питанию. Кроме того, корни позволяют образовывать новые побеги, которые могут подыматься вверх, ближе к солнечному теплу и свету.

Типы корневой системы и виду корней

Такие вегетативные органы растений, как корни, могут быть нескольких типов. Тот, что развивается из зародышевого корешка любой семечки, принято называть главным. Именно от него постепенно начинают отходить боковые корни, также способные к ветвлению. Такие вегетативные органы могут формироваться непосредственно на надземной части некоторых растений - на листьях и стеблях. Такие корни обычно называют придаточными. Конечно, не все растения способны формировать их.

В совокупности корни одного растения составляют корневую систему. На данный момент различают всего несколько ее типов: мочковую и стержневую. В первом случае главный корень полностью отсутствует или же просто не выделяется среди множества придаточных корней. Мочковатая система обычно развивается у большинства однодольных растений. У двудольных - стержневая. В этом случае имеется развитый основной корень, который отличается большей толщиной и длиной от придаточных корешков.

Особенности корня

5. Прямостоячие. Стебли занимают горизонтальное положение. Пример: береза, дуб, пшениц, подсолнух.

Что касается междоузлий, то их классифицируют по степени выраженности. Оно может быть удлиненное или же укороченное.

Вегетативные органы – органы, которые выполняют функции, связанные с индивидуальной жизнью каждого растения, обеспечивающие минеральное питание, фотосинтез, дыхание, вегетативное размножение и т.д. К их числу относят корень, стебель, лист и большинство их видоизменений, или метаморфозов (луковица, клубень, корневище и др.). Корень, стебель и лист заложены уже в зародыше семени. Они являются основными органами высших растений.

Корень

Корень – осевой вегетативный орган растений неограниченного роста с положительным геотропизмом, основными функциями которого является поглощение воды и минеральных веществ из почвы и закрепление растения в субстрате. Благодаря образующимся придаточным почкам корни могут служить органами вегетативного размножения. В корнях могут синтезироваться органические соединения, откладываться в запас различные вещества (сахара, крахмал и др.). Через корни осуществляется выделение некоторых продуктов обмена и взаимодействие растения с другими организмами, в том числе с бактериями и грибами.

У растений различают главный корень, а также придаточные и боковые корни. Главный корень развивается из корешка зародыша семени, растет вертикально вниз, он обычно толще и длиннее других корней. Придаточные корни возникают на стебле и других органах растений. Они образуются в нижней части стебля при окучивании многих цветочных культур, а также на ползучих стеблях (барвинок малый, вербейник монетчатый), на донце луковиц (гиацинт, нарцисс, тюльпан), при укоренении усов и черенков растений. Благодаря придаточным корням возможно вегетативное размножение растений – черенками, корневищами, отводками, луковицами. На главном корне образуются боковые корни. Боковые корни, отходящие от главного, называются корнями первого порядка. От них отходят корни второго порядка и т. д.



Корневая система – это совокупность всех корней растения. Различают стержневую, мочковатую и смешанную корневую системы.

Стержневая корневая система имеет хорошо выраженный главный корень, растущий быстрее боковых, и характерна преимущественно для двудольных растений (левкой, сальвия, эшшольция и др.).

Мочковатая корневая система образована придаточными корнями, отходящими от нижней части стебля. Главный корень при этом не развивается или развит слабо и не отличается по внешнему виду от других корней. Такая корневая система характерна в основном для однодольных (например, декоративные злаки) и некоторых двудольных растений (например, бархатцы).

Смешанная корневая система образована с участием главного, боковых и придаточных корней (живучка ползучая).

При выращивании молодых растений из семян практикуют прищипку кончика главного корня, в результате чего усиливается рост боковых корней и формируется разветвленная корневая система. Этот прием широко используется при семенном размножении однолетних и двулетних культур открытого грунта, некоторых красивоцветущих горшечных растений. При вегетативном размножении цветочных культур (бегония, гвоздика, хризантема и др.) формируется мочковатая корневая система, т.к. развиваются придаточные корни.

У некоторых декоративных растений наряду с обычными образуются видоизмененные корни : запасающие, воздушные, корни-прицепки и др.

Запасающие корни образуются из боковых или придаточных корней и получили название корневых клубней или корневых шишек . Они толстые, мясистые и выполняют функцию запасания питательных веществ (георгина, ночная фиалка).

Воздушные корни – это придаточные корни на стеблях, которые имеют бурый или желтый цвет и свободно повисают в воздухе в виде шнуров (монстера, орхидеи, тетрастигма). На поверхности воздушных корней образуется особая ткань – веламен, способная впитывать дождевую влагу и долго ее сохранять. Плоские или сплющенные корни эпифитных растений (например, многих тропических орхидей) могут прикрепляться к надземным частях других растений, содержат хлоропласты и участвуют в фотосинтезе. Способность образовывать воздушные корни сохраняется у таких растений и при их выращивании в оранжереях или комнатной культуре.

Корни-прицепки часто образуются у лиан (например, плющ обыкновенный). Они представляют собой видоизмененные придаточные корни, способствующие подъему стебля по опоре (стволы деревьев, стены, откосы и пр.), что позволяет использовать лианы для вертикального озеленения.

Ходульные корни формируются из многочисленных придаточных корней в нижней части стволов тропических деревьев, обитающих по берегам рек, на береговых отмелях океанов, болотах. Такие корни принимают дугообразную форму, приподнимают ствол над водой, защищая его от затопления приливами (некоторые виды пальм, фикус бенгальский и др.).

Втягивающие , или контрактильные, корни образуются у молодых луковичных (тюльпан), клубнелуковичных (гладиолус, крокус, фрезия), и некоторых корневищных (ирис гибридный) растений.Это утолщенные, поперечно морщинистые корни, которые легко отличаются от обычных корней. За счет способности к сокращению в продольном направлении они втягивают луковицу, клубнелуковицу или корневище в глубь почвы, обеспечивая таким образом переживание ими неблагоприятных периодов, например, холодного или засушливого.

Стебель

Стебель – это осевой вегетативный орган неограниченного роста с отрицательным геотропизмом, который несет на себе почки, листья, цветки и плоды. В процессе прорастания семян стебель развивается из зародышевой почечки. При вегетативном размножении растений он формируется из почек, заложенных на органе вегетативного размножения (корневище, клубнелуковице, черенке и др.).

Функции стебля многообразны: опорная, проводящая, запасающая, фотосинтезирующая, защитная и др. Стебель обеспечивает наиболее благоприятное размещение органов фотосинтеза к источникам света. По стеблю из корней в листья передвигается вода с растворенными в ней минеральными веществами (восходящий ток), а из листьев к корням – органические вещества (нисходящий ток). В стеблях могут запасаться питательные вещества, например крахмал (саговник поникающий) и вода (кактусы). Запасающие стебли могут принимать различную форму: луковицеобразную, округлую, цилиндрическую или др. У большинства травянистых растений стебель имеет зеленую окраску, содержит хлорофилл и участвует в фотосинтезе. Стебли служат также для защиты растений от поедания животными (боярышник).

Стебли декоративных растений разнообразны по строению и продолжительности жизни, характеру поверхности, форме поперечного сечения, размещению в пространстве, высоте и другим признакам. У декоративных древесных растений (гортензия, пальма, роза, сирень) они многолетние, деревянистые, имеют камбий (образовательную ткань, состоящую из активно делящихся клеток) и живут от нескольких десятков до нескольких сотен и даже тысяч лет. У декоративных травянистых растений стебли обычно отмирают на зиму, не имеют камбия либо он существует в зачаточной форме. Такие стебли живут 1 год, реже – 2–3 года.

По характеру поверхности стебли могут быть гладкими (большинство цветочных культур) и опушенными (некоторые виды лилии, рудбекия гибридная, флокс Друммонда и др.).

По форме поперечного сечения у цветочно-декоративных растений чаще встречаются округлые или цилиндрические стебли, реже трехгранные (осока), четырехгранные (чабрец, шалфей), многогранные (цереус), сплюснутые (опунция), крылатые (аммобиум, чина) и др.

По расположению в пространстве выделяют разные типы стеблей:

прямостоячие – растут вертикально вверх и не нуждаются в опоре (большинство растений);

– ползучие – располагаются на поверхности земли, легко укореняются в узлах при помощи придаточных корней (барвинок малый);

– стелющиеся (лежачие) – прилегают к почве по всей длине, но не укореняются (бегония королевская);

приподнимающиеся – большей частью лежат на субстрате, а значительно меньшая их часть приподнимается (очиток ложный);

восходящие – имеют лежащую на поверхности почвы основу, а значительно большая их часть приподнимается (фиалка трехцветная, очиток Эверса);

– лазающие – цепляются усиками или придаточными корнями за опору, благодаря чему поднимаются вверх (плющ обыкновенный, тетрастигма Вуанье, чина душистая);

– вьющиеся – спиралевидно обвиваются вокруг опоры (ипомея пурпурная, фасоль огненно-красная). Растения с лазающими и вьющимися стеблями называются лианами и широко используются в вертикальном озеленении.

Высота стеблей во многом определяет размеры всего растения. Наибольшую высоту (до 200 см) среди травянистых декоративных растений в период цветения имеют стебли бузульника, волжанки, дельфиниума, мальвы, стрелиции. Стебли высотой до 20 см характерны для мелколуковичных (крокус, подснежник, пролеска) и многих почвопокровных (обриета, флокс шиловидный и др.) многолетних растений.

Несмотря на разнообразие стеблей, их рост чаще всего осуществляется за счет деления и роста клеток конуса нарастания (верхушечной почки) – верхушечный рост. У некоторых цветочных культур (аквилегия, астильба, гербера, кальцеолярия, примула и др.) развивается укороченный стебель . В этом случае листья образуют прикорневую розетку, над которой возвышаются цветоносные побеги с цветками или соцветиями. Такие стебли обычно растут основанием – вставочный рост – ичасто бывают безлистными (стебли-стрелки). Вставочный рост характерен также для стеблей декоративных злаков (овсяница сизая, ячмень гривастый и др.).

При развитии верхушечной и боковых почек образуются новые побеги, в результате чего происходит ветвление стебля, которое определяет характер роста надземной части и ее внешний вид. Побеги, развивающиеся из почек главного стебля, называют побегами первого порядка. Побеги, которые образуются из почек, расположенных на побегах первого порядка, – побегами второго порядка и т.д.

Лист

Лист – это боковой вегетативный орган ограниченного роста, который нарастает основанием (однодольные растения) или всей поверхностью (двудольные растения).

Основные функции листа – фотосинтез (синтез органических веществ из углекислого газа и воды за счет энергии солнца), транспирация (испарение воды) и газообмен. В листьях могут накапливаться питательные вещества, а у суккулентов – вода. У некоторых растений (бегония, сенполия) лист является органом вегетативного размножения. Листья большинства травянистых цветочно-декоративных растений живут не более одного вегетационного периода, вечнозеленых – 1–5 лет, а иногда (араукария) – и до 10–15 лет.

У большинства растений лист состоит из пластинки и черешка. Пластинка – расширенная плоская часть листа, выполняющая его основные функции. Черешок – стеблеобразная часть листа, при помощи которой пластинка прикрепляется к стеблю. В зависимости от способа прикрепления листа к стеблю различают черешковые и сидячие листья.

У некоторых цветочно-декоративных растений (лапчата белая, чина душистая и др.) в основании черешка находятся прилистники , чаще всего парные, травянистые или пленчатые, выполняющие защитную или фотосинтезирующую функции.

Размеры листьев цветочно-декоративных растений очень разнообразны. Их длина варьирует от нескольких миллиметров (обриета, солейролия) до 10–20 м и более (некоторые виды пальм).

Окраска листьев является важнейшим декоративным признаком. По этому признаку различают следующие типы листьев: одноцветные (листовые пластинки с двух сторон зеленые); цветные (листовые пластинки окрашены в любой цвет, кроме зеленого); разноцветные (верхняя и нижняя стороны листовой пластинки окрашены в разный цвет); пятнистые (имеются пятна разного размера и цвета, который отличается от основного цвета листьев); пестрые (отдельные участки листовой пластинки окрашены в разный цвет); окаймленные (по краю листовой пластинки расположена полоса иного цвета).

По консистенции различают листья травянистые (тонкие, мягкие); пленчатые (мелкие, полупрозрачные, суховатые); кожистые (плотные, твердые); мясистые, или сочные (толстые, сочные), а по характеру поверхности – голые (матовые или глянцевые), опушенные (покрыты волосками), с восковым налетом.

По особенностям внешнего строения выделяют простые и сложные листья.

Простой лист имеют одну листовую пластинку, цельную или расчлененную. Расчлененным называется лист, у которого надрезы по краю листовой пластинки достигают ¼ ширины и более. У травянистых растений простые листья чаще всего отмирает вместе со стеблями, а у древесных – обычно опадают осенью.

Простые листья с цельной пластинкой в свою очередь классифицируют по:

форме пластинки – округлые, яйцевидные, ланцетные, продолговатые, линейные и др.;

форме верхушки пластинки – тупые, острые, заостренные, остроконечные, выемчатые и др.;

форме основания пластинки – сердцевидные, округлые, клиновидные, стреловидные, копьевидные и др.;

форме края пластинки – цельнокрайние, пильчатые, двоякопильчатые, зубчатые, городчатые, выемчатые и др.

Простые листья с расчлененной пластинкой классифицируют:

по глубине выемки – лопастные (надрезы глубиной не более ¼ ширины листовой пластинки), раздельные (надрезы более ¼ ширины листовой пластинки, но не достигают главной жилки или основания листа), рассеченные (надрезы достигают главной жилки или основания листа);

– по расположению выемок – тройчатые, пальчатые, перистые.

Иногда пластинка бывает рассечена дважды (космея), трижды (эшшольция) или многократно (тысячелистник).

Сложный лист состоит из нескольких (двух и более) листочков , которые прикреплены к общему черешку – рахису . У такого листа сначала опадают листочки, а затем рахис. Сложные листья классифицируют по расположению листочков на рахисе:

пальчатосложные – листочки располагаются на конце общего черешка в одной плоскости и расходятся более или менее радиально; разновидностью таких листьев являются тройчатосложные, или тройчатые листья, состоящие из трех листочков;

перистосложные – листочки сидят попарно на общем черешке, причем на верхушке его может располагаться один (непарноперистосложные) или два листочка (парноперистосложные). Перистосложные листья могут иметь более сложное строение, когда на общем черешке сидят два (дваждыперистосложные), три (триждыперистосложные) и более (многократноперистосложные) листьев.

В зависимости от условий окружающей среды и функций, которые выполняет лист, у цветочно-декоративных растений встречаются его видоизменения, или метаморфозы:

колючки , которые выполняют защитную функцию и характерны для растений засушливых местообитаний (кактусы);

усики , выполняющие опорную функцию у растений-лиан (чина душистая);

чашелистики , лепестки , тычинки , пестики , которые являютсячастями цветка листового происхождения и выполняют различные функции: чашелистики и лепестки – защитную и сигнальную, привлекают опылителей; тычинки и пестики участвуют в образовании женских и мужских гамет;

чешуи защищают почки, луковицы или клубнелуковицы от неблагоприятных погодных условий, а также служат для накопления питательных веществ в луковице (гиацинт, нарцисс, тюльпан).

Побег

Побег – это стебель с листьями и почками или только почками, представляющий собой однолетнее окончание веточек.

Участок стебля, несущий листья (почки), называется узлом , а участок стебля между соседними узлами – междоузлием . Междоузлия могут быть длинными (удлиненные побеги ) или короткими (укороченные побеги ). Угол между стеблем и листом называется пазухой листа . Размещение листьев на побеге может быть очередное (спиральное и двурядное) – когда в узле находится только один лист (бегония, петуния); супротивное – когда в узле находится два листа, один напротив другого (вербена, фуксия) и мутовчатое – в каждом узле располагается три и более листьев(олеандр).

Почка представляет собой зачаточный побег с укороченными междоузлиями, который находится в состоянии относительного покоя. Первый побег растения развивается из почки зародыша семени. Побег обычно заканчивается верхушечной , или апикальной почкой. В пазухах листьев располагаются пазушные , или боковые почки , из которых развиваются боковые побеги. Размещение почек на побеге, как правило, соответствует листорасположению.

По особенностям внутреннего строения (содержанию) различают вегетативные, генеративные и смешанные почки. Из вегетативных (ростовых) почек образуется побег с листьями, из генеративных (цветочных) – цветки или соцветия, из смешанных – облиственный побег с цветками. Генеративные почки многих цветочно-декоративных растений отличаются от вегетативных размерами и формой, обычно они более крупные и округлые (ландыш, сирень).

При наступлении неблагоприятных погодный условий, в умеренных широтах осенью, а в тропиках в засушливый период, почки многолетних растений вступают в сезонный покой, который может длиться несколько месяцев. Такие почки называют покоящимися , или зимующими. Снаружи они обычно покрыты плотными кроющими чешуями , выполняющими защитную функцию. Почки некоторых кустарников и деревьев влажных тропиков, а также большинства травянистых растений, не имеют защитных чешуй.

Часть почек на побеге, обычно расположенных возле его основания, не прорастают весной, а могут находиться в состоянии покоя длительное время (у дуба до 100, у березы – до 50, у боярышника – до 25 лет). Такие почки называют спящими. Они пробуждаются и трогаются в рост при повреждении или обрезке растений и имеют большое значение при восстановлении декоративных качеств деревьев и кустарников.

Не менее важную роль играют придаточные (адвентивные) почки, которые, в отличие от спящих, могут закладываться на разных частях растения – в узлах и на междоузлиях стебля, на корнях, корневищах и даже листьях. Их образование также связано с повреждением или обрезкой растений либо воздействием на него какого-либо раздражителя. Способность к образованию растениями придаточных почек и развитию из них новых побегов широко используется на практике при вегетативном размножении растений и их восстановлении после воздействия повреждающих факторов.

Наряду с типичными побегами, у цветочно-декоративных растений часто развиваются видоизмененные побеги , что связано с выполнением ими определенных функций – запасание питательных веществ и воды, закрепление растения на опоре, защита от неблагоприятных условий и от поедания животными и др. Видоизмененные побеги могут быть подземными и надземными. К подземным видоизмененным побегам относят корневище, клубень, луковицу, клубнелуковицу и др.

Корневище – это видоизмененный подземный побег, который может нарастать горизонтально (аспидистра, ирис гибридный, хризантема) или вертикально (зантедешия, ирис сибирский, примула). В отличие от корня, на корневище имеются узлы, недоразвитые чешуевидные листья и междоузлия. По всей длине на корневище образуются придаточные корни, а в узлах развиваются надземные побеги, листья, цветоносы. Молодая часть корневища заканчивается верхушечной почкой. Живет корневище от 2 до 25 лет и более, в нем часто накапливаются запасные питательные вещества в виде растворимых сахаров или крахмала (альстремерия).

Столоны – интенсивно растущие подземные побеги, быстро отделяющиеся от материнского растения и заканчивающиеся почкой, которая дает начало новому растению (зантедешия, крокус, сирень, фрезия, хризантема).

Каудекс (стеблекорень) развивается у некоторых многолетних цветочно-декоративных растений, вместе с корнем выполняет функцию накопления питательных веществ и образует большое количество почек возобновления (гейхера, дельфиниум, пион, флокс метельчатый).

Клубень – это видоизмененный подземный побег округлой формы с сильно утолщенным стеблем, в котором накапливаются запасные вещества (крахмал, реже – масла). Он образуется в результате утолщения подсемядольного колена (гипокотиля). Сверху клубень покрыт плотной покровной тканью, на нем можно легко различить основание и верхушку. В верхней (апикальной) части клубня сосредоточено большинство почек, из которых развиваются листья и цветоносы. Клубни стеблевого происхождения характерны для бегонии клубневой, глоксинии, цикламена.

Луковица – это видоизмененный подземный побег, у которого листья превратились в луковичные чешуи, прикрепленные к укороченному стеблю (донцу луковицы). В сочных мясистых чешуях накапливаются запасные питательные вещества (растворимые углеводы). На верхушке донца располагается верхушечная (центральная) почка, из которой развивается цветоносный стебель с цветком или соцветием, а также листья. В пазухах сочных чешуй формируются боковые почки, дающие начало луковицам-деткам. Из нижней части донца луковицы отрастают придаточные корни.

Различают пленчатые и черепитчатые луковицы. Пленчатая луковица сверху покрыта сухими защитными чешуями, а ее сочные чешуи полностью прикрывают одна другую (гиацинт, нарцисс, тюльпан). В состоянии покоя такая луковица теряет придаточные корни. Черепитчатая луковица лишена защитных чешуй, ее сочные чешуи располагаются черепитчато, а корни не отмирают (лилия).

Клубнелуковица – видоизмененный подземный побег, запасающий питательные вещества в утолщенном и укороченном основании стебля, покрытом сверху пленчатыми или кожистыми чешуями (гладиолус, крокус, фрезия). Клубнелуковица обычно короче и шире луковицы. По форме и внутреннему строению клубнелуковица напоминает клубень, но сверху, как и луковица, покрыта основаниями отмерших листьев, которые закрывают ее и предохраняют от подсыхания и повреждения. Корни вырастают из основания клубнелуковицы, которое обычно имеет вогнутую форму. В пазухе каждого листа на поверхности клубнелуковицы находится почка. Их почки, расположенной в верхней части клубнелуковицы, развивается цветоносный побег.

У некоторых цветочно-декоративных растений образуются надземные видоизмененные побеги. При этом видоизменяться могут как отдельные части побега (стебель, листья, почки), так и побег в целом. У растений, произрастающих в засушливых районах, побеги часто выполняют функцию запасания воды. Такие растения называют суккулентами (от лат. суккус – сок, сочный). В соответствии с запасающим воду органом различают стеблевые (кактусы, молочай) и листовые (алоэ, молодило, очиток, толстянка) суккуленты. Стебли кактусов на 90% образованы крупными клетками водозапасающей ткани, которые выполняют не только роль своеобразного резервуара с водой, но и участвуют в фотосинтезе.

Филлокладии – стебли или целые побеги, которые выполняют функцию листьев и имеют их форму (папоротники). При этом складывается ложное впечатление, что цветок образовался на листе, как, например, у иглицы.

Кладодии – стебли, которые выполняют функцию листьев, но не имеют характерной для них формы (аспарагус).

Колючки образуются, как правило, в связи с дефицитом влаги и выполняют также защитную функцию. Колючки бывают стеблевого (роза) или листового (кактусы) происхождения и часто защищают растение от поедания животными.

Усики представляют собой видоизмененные боковые побеги и служат для прикрепления растений к опоре (тетрастигма, циссус).

Плети – побеги, которые растут горизонтально и укореняются в узлах (барвинок).

Усы – горизонтально растущие побеги с длинными междоузлиями, которые обычно укореняются верхушечными почками и образуют розетку листьев (живучка ползучая).

Луковички (бульбочки) возникают как надземные видоизмененные побеги в пазухах листьев (лилии тигровая, белая, бульбоносная) или в соцветиях. Они имеют вид маленьких шаровидных образований, содержат запасные вещества, благодаря чему могут служить органами вегетативного размножения.

Без растений невозможно представить земные ландшафты. Они играют важную роль в экосистеме планеты, поддерживая необходимое содержание кислорода в воздухе и создавая плодородный слой почвы. Вегетативные органы растений помогают им выполнять основные жизненные функции и взаимодействовать с окружающей средой.

Вегетативные органы — органы, которые выполняют функции, связанные с индивидуальной жизнью каждого растения.

У низших растений (водорослей и дрожжей) вегетативное тело не разделено на органы. У высших растений такие органы есть, они выполняют функции питания и дыхания. Благодаря им растение обменивается веществами с внешней средой, размножается и растет. У растений не так много органов, как у животных, но они тоже могут иметь различное строение и разделены на виды.

Какие органы растения называют вегетативными и их виды

К вегетативным органам относят всего три части растения – корень, стебель и лист. У одного растения они часто находятся на разных стадиях развития.


Вегетативные органы бывают основные, обеспечивающие питание и водоснабжение, и второго порядка.

Растения могут размножаться вегетативно. Органы вегетативного размножения растений – это надземные и подземные побеги.

Основные вегетативные органы растений

К основным вегетативным органам относится корень и листостебельные побеги. Они выполняют жизненно важные для растения функции.

Корень и его основные функции


У каждого растения имеется свой вид корня.

Корень выполняет функции:

  • закрепление растения в грунте;
  • почвенное питание водой и минеральными солями в доступной форме;
  • запас питательных веществ;
  • размножение.

Корень – осевой орган с радиальной симметрией. Его кончик покрыт корневым чехликом, под которым расположена образовательная ткань. Благодаря этой ткани он растет.

Все корни делятся на главные, боковые и придаточные, а все они в совокупности образуют корневую систему. У двудольных корневые системы стержневые, с преобладанием главного корня. У однодольных растений корневые системы мочковатые.

Листостебельные побеги

В процессе эволюции растения приспособились к наземному образу жизни благодаря появлению листостебельных побегов. Позже на них образовались листья и корни.


Функция побега – воздушное питание.

Первый побег вырастает из зародышевой почки во время прорастания семени. Затем он формирует боковые побеги второго порядка, а те, разветвляясь, в свою очередь, образуют побеги третьего порядка и так далее.

В зависимости от вида растения различают и типы ветвления:

  • симподиальное характерно для многих покрытосеменных и орхидных;
  • моноподиальное (пальмы, фаленопсисы и голосеменные);
  • дихотомическое (мхи, папоротники).

В зависимости от выполняемых функций побеги делят на такие виды:

  • вегетативные;
  • генеративные;
  • вегетативно-генеративные.

Побеги, несущие цветы, называются цветоносами.

В результате необычного образа жизни растения и его приспособления к условиям среды, появились видоизмененные надземные побеги. К ним относятся: кочан, усик, колючка, надземный столон. У некоторых растений уплощенные зеленые побеги выполняют роль фотосинтеза вместо листьев, например, кладодии у кактусов, декабристов и опунции, филлокладии у иглицы, спаржи, филантуса.

Видоизмененные подземные побеги утратили функции фотосинтеза, но они могут запасать питательные вещества, способствуют возобновлению роста и размножению растений.

К таким побегам относятся:

  • каудекс;
  • столон;
  • луковица;
  • клубень;
  • клубнелуковица;
  • корневище.

Совокупность растительных тканей, образующих побег, называется меристемой. Органы растения, расположенные на побеге или стебле (почки и листья), связаны единой проводящей системой.

Вегетативные органы второго порядка

Стебли и листья являются основными частями побега, но рассматриваются, как органы второго порядка. Кроме того, на побеге всегда есть почки.

Листья


Зеленый цвет растительности на Земле обеспечивает пигмент хлорофилл, который содержится в листьях и наземных побегах.

Листья – это наружные органы растений, выполняющие важные функции:

  • газообмен;
  • испарение влаги;
  • фотосинтез.

В процессе адаптации к условиям произрастания у листьев сформировались особые приспособления.

  • Блестящие листья отражают солнечный свет.
  • Восковой налет на поверхности листовой пластины препятствует испарению влаги. Ту же функцию выполняет опушение.
  • Благодаря изрезанным листьям растение легче переносит порывы ветра.
  • Для защиты от травоядных животных некоторые листья, например, у эвкалипта, вырабатывают ароматические масла и яды.

К видоизмененным листьям относят:

  • ловчие – характерны для хищных растений, которые питаются насекомыми;
  • суккулентные – толстые и мясистые листья, накапливающие запас влаги и питательных веществ;
  • листовые колючки – это производные листовой пластинки (барбарис) или колючие прилистники (акация), защищающие растения от поедания травоядными животными;
  • усики – образуются из верхней части листьев и помогают растению цепляться за опору (горох).

Листья отличаются формой (всего насчитывается около 30 разновидностей), типом жилкования, прилистником, типом черешка. По разделению листовых пластин существует две основные формы листьев – простая и сложная, когда на одном черешке расположено несколько листочков.

Стебель


Как скелет у человека и животных, так и стебель у растений служит для опоры остальных вегетативных органов, механической осью. Он проводит также питательные вещества.

Стебли классифицируют по различным признакам:

  • типу ветвления;
  • расположению относительно уровня почвы;
  • степени одревеснения;
  • направлению и характеру роста;
  • форме поперечного сечения.

Видоизмененные стебли могут быть надземными и подземными. Они выполняют определенные функции, важные для жизнедеятельности растений.

Видоизменённые вегетативные органы

Здесь перечислены только некоторые видоизмененные надземные и подземные побеги. Есть еще усики, колючки, туберидии, кладодий и стеблекорневые тубероиды.

Корневище


Корневища в основном свойственны травам.

Листья на корневище представлены чешуйчатой пленкой, в пазухах которой растут почки. Из одной части почек растут надземные стебли растения, из другой – корни. Из верхушечной почки корневища растет подземный корневищный стебель. Корневище отличается жизнестойкостью, его части с почками используют для размножения растений.

Столоны

Это тонкие, удлиненные побеги с зачатками листьев. Они недолговечны, в отличие от корневища, но также способствуют вегетативному размножению растений. В некоторых столонах растение накапливает питательные вещества.

Клубни


Подземный орган растения.

На верхушке столонов образуются клубни. Хорошо известно всем клубневое растение картофель, в клубнях которого накапливаются органические вещества в виде крахмала. На поверхности клубня расположены глазки – небольшие углубления с почками, из которых впоследствии вырастает новый куст картофеля.

Луковицы

Луковицы – это тоже подземные побеги, которые могут быть шаровидной, продолговатой или грушевидной формы. Донце луковицы является видоизмененным стеблем, а чешуйки – листьями. Для луковицы характерна мочковатая корневая система. Из пазушных почек образуются новые луковички – детки.

Почки


В вегетативном размножении растений также велика роль почек.

Почка – это зачаток побега, который образуется в пазухе листа, на вершине побега, корне или стебле. Почки могут быть спящими и тогда они не раскрываются, ожидая наступления благоприятных условий для роста, или из них сразу начинает развиваться побег.

Разделяют почки также:

  • по функциям (цветочные, листовые, смешанные);
  • по строению (голые и защищенные);
  • и по расположению (попеременное, супротивное, мутовчатое, верхушечное).

Вегетативный способ размножения растений


К вегетативному размножению относится деление растения надземными и подземными побегами.

Вегетативное размножение надземными побегами:

  1. Некоторые растения размножаются листовыми черенками, например, комнатные цветы – толстянка, бегония, сенполия.
  2. Комнатная драцена успешно укореняется частями стебля – стеблевыми черенками.
  3. Клубника, земляника и некоторые злаки размножаются ползучими побегами – «усами».
  4. Кустарники, такие как смородина, ежевика, малина, успешно размножаются отводками.

Размножение подземными побегами:

  1. Многие травы, деревья и кустарники дают корневые отпрыски – это вишня, ландыш, сирень, малина.
  2. Картофель и топинамбур размножаются клубнями – видоизмененными подземными побегами.
  3. К видоизмененным подземным побегам относится также корневище, характерное для ландыша, ириса, пиона и многих других растений.
  4. Луковичные растения вырастают из луковиц – видоизмененных подземных побегов.

К вегетативному способу размножения относится также прививка побегов растения одного вида на ствол или стебель другого.

Поделиться: