Tělo vyšších rostlin se rozlišuje na vegetativní a generativní (rozmnožovací) orgány.
Vegetativní orgány formují tělo vyšší rostliny a dlouhodobě podporují její život. Díky úzké strukturní a funkční interakci vegetativních orgánů – kořenů, stonků a listů – se uskutečňují všechny projevy života rostliny jako celého organismu: vstřebávání vody a minerálů z půdy, fototrofní výživa, dýchání, růst a vývoj, vegetativní rozmnožování.
Funkce kořene. kořen – jedná se o osní orgán rostliny, který slouží ke zpevnění rostliny v substrátu a přijímání vody a rozpuštěných minerálních látek z ní. Kromě toho se v kořeni syntetizují různé organické látky (růstové hormony, alkaloidy atd.), které se pak přes xylémové cévy přesouvají do dalších rostlinných orgánů nebo zůstávají v kořeni samotném. Často se jedná o úložiště rezervních živin.
U kořenových výhonků rostlin (osika, topol, vrba, maliník, třešeň, šeřík, bodlák polní atd.) plní kořen funkci vegetativního rozmnožování: na jejich kořenech se tvoří adventivní pupeny, ze kterých se vyvíjejí nadzemní výhony – kořen střílí.
Tvorba kořenů byla významným evolučním úspěchem, díky kterému se rostliny přizpůsobily lepší výživě půdy a byly schopny vytvářet velké výhony, které stoupají vzhůru ke slunečnímu záření.
Typy kořenů a typy kořenových systémů. Kořen vyvíjející se z embryonálního kořene semene se nazývá hlavní věc. Stěhují se od něj strana kořeny schopné větvení. Kořeny se mohou tvořit i na nadzemních částech rostlin – stoncích nebo listech; takové kořeny se nazývají vedlejší věty. Souhrn všech kořenů rostliny je kořenový systém.
Existují dva hlavní typy kořenových systémů: jádro, mající dobře vyvinutý hlavní kořen, který je delší a tlustší než ostatní, a vláknitý, ve kterém hlavní kořen chybí nebo mezi četnými adventivními kořeny nevyčnívá. Kořenový systém je charakteristický především pro dvouděložné rostliny, zatímco vláknitý kořenový systém je charakteristický pro většinu jednoděložných rostlin.
Kořen roste do délky v důsledku buněčného dělení apikálního meristému. Špička kořene je pokryta ve formě náprstku kořenová čepice, která chrání křehké (mláďata apikálního meristému před mechanickým poškozením a podporuje postup kořene v půdě. Kořenová čepička sestávající z živých tenkostěnných buněk se průběžně obnovuje: ale jak se staré buňky odlupují od jejího povrchu , meristém tvoří nové mladé buňky Buňky čepice produkují hojný sliz, který obaluje kořen a usnadňuje jeho klouzání mezi částicemi půdy. sliz vytváří příznivé podmínky pro usazování prospěšných bakterií Může také ovlivnit dostupnost půdních iontů a poskytnout krátkodobou ochranu kořene před vysycháním. А—9 dní v závislosti na délce klobouku a druhu rostliny.
Anatomie kořene. V podélném řezu kořenovým hrotem lze rozlišit několik zón: dělení, růst, vstřebávání a vedení (obr. 8.6).
Obr. 8.6. Mladé kořenové zóny (a–celkový pohled; b–podélný řez kořenovým vrcholem): I – kořenový uzávěr; II – růstová zóna; III – zóna kořenových vlásků (absorpční zóna); IV – vodivá zóna; já –vznikající postranní kořen; 2 – kořenové chloupky na epiblemu; 3 —– epiblema; 4 – exodermis; 5 – primární kůra; b – endoderm; 7 – pericyklus; 8 – axiální válec; 9 – buňky kořenového uzávěru; 10 – apikální meristém.
Zóna divize umístěný pod čepicí a reprezentovaný buňkami apikálního meristému. Jeho délka je cca 1 mm. Za divizí se nachází zóna úseková zóna (zóna růstu) jen několik milimetrů dlouhé. Růst buněk v této zóně zajišťuje hlavní prodloužení kořene. Sací zóna (zóna kořenového chloupku) až několik centimetrů začíná nad úsekem zóny; Funkce této zóny je zřejmá z jejího názvu.
Je třeba poznamenat, že přechod z jedné zóny do druhé probíhá postupně, bez ostrých hranic. Některé buňky se začnou prodlužovat a diferencovat ještě v zóně dělení, zatímco jiné dosáhnou zralosti v zóně prodlužování.
Vstup půdního roztoku do kořene probíhá primárně přes sací zónu, takže čím větší je povrch této oblasti kořene, tím lépe plní svou hlavní sací funkci. Právě v souvislosti s touto funkcí se některé kožní buňky prodlužují kořenové vlásky 0,1-8 mm dlouhé (viz obr. 8.6). Téměř celá buňka kořenového vlásku je obsazena vakuolou, obklopenou tenkou vrstvou cytoplazmy. Jádro se nachází v cytoplazmě poblíž špičky vlasu. Kořenové vlásky dokážou pojmout částice půdy, jako by s nimi srostly, což usnadňuje vstřebávání vody a minerálů z půdy. Absorpci usnadňuje také uvolňování různých kyselin kořenovými vlásky (uhličitá, jablečná, citrónová, šťavelová), které rozpouštějí částice půdy.
Kořenové vlásky se tvoří velmi rychle (u mladých sazenic jabloní do 30-40 hodin). Jedna jednotlivá čtyřměsíční rostlina žita má přibližně 14 miliard kořenových vlásků s absorpční plochou asi 400 m2 a celkovou délkou více než 10 tisíc km; plocha celého kořenového systému včetně kořenových vlásků je cca 640 m2, tedy 130x více než u výhonku. Kořenové vlásky nefungují dlouho – obvykle 10-20 dní. Odumřelé kořenové vlásky ve spodní části kořene jsou nahrazeny novými. Nejaktivnější, sací zóna kořenů se tak neustále posouvá hlouběji a do stran sleduje rostoucí špičky větví kořenového systému. Zároveň se neustále zvyšuje celková sací plocha kořenů.
Další je oblast konání vody a minerálních látek do nadzemních částí rostliny. Tvoří většinu kořene. V této zóně nejsou žádné kořenové vlásky a tvoří se postranní kořínky.
Obr. 8.7. Průřez kořenem (a – jednolůžko, 6 – dvouděložná rostlina: I—centrální (axiální) válec; 2 – zbytky epiblema; 3 – exodermis; 4 – parenchym primární kůry; 5 – endoderm; 6 – pericyklus; 7 – floém; 8 – xylem; 9 – buňky endodermální pasáže; 10 – kořenový vlas.
Na příčném řezu je u kořene odlišena kůra a centrální válec (obr. 8.6 a 8.7).
Primární kůra pokrytý jakousi epidermis, jejíž buňky se podílejí na tvorbě kořenových vlásků. V tomto ohledu se nazývá epidermis kořene rhizoderm nebo epiblém.
Primární kůra se skládá z exodermu, parenchymu a endodermu. Exodermis sestává z jedné nebo více vrstev buněk, jejichž stěny mohou zesílit. Po odumření epidermis plní tyto vrstvy kůry funkci krycí tkáně. Vnitřní vrstva kůry má také zesílení – endoderm.
Axiální, nebo centrální, válec sestává z vodivého systému (xylému a floému) obklopeného prstencem živých buněk pericyklus, schopný meristematické činnosti.
Vlivem dělení buněk pericyklu vznikají postranní kořeny. Vnitřní část centrálního válce většiny kořenů zaujímá složitý cévní svazek radiální struktury: radiálně umístěné úseky primárního xylému se střídají s úseky primárního floému. U jednoděložných a kapradin je primární kořenová struktura zachována po celý život. U dvouděložných a nahosemenných rostlin se vlivem činnosti kambie vytváří sekundární kořenová struktura: ve středovém válci dochází ke změnám (kambium tvoří sekundární vodivá pletiva), čímž kořen roste do tloušťky.
Minerální výživa rostlin. minerální výživaje soubor procesů absorpce z půdy, pohybu a asimilace makro- a mikroprvků (N, S, P, K, Ca, Mg, Mn, Zn, Fe, Si atd.), nezbytné pro život rostlinného organismu. Minerální výživa spolu s fotosyntézou tvoří jediný proces výživy rostlin.
Vstup vody a rozpuštěných látek do kořenových buněk přes biologické membrány se uskutečňuje díky procesům, jako je např osmóza, difúze, facilitovaná difúze, aktivní transport (viz kapitola 1).
Hlavními hnacími silami zajišťujícími pohyb půdního roztoku přes cévy kořene a stonku ke kořenům, listům a květům jsou sací síla transpirace a kořenový tlak.
Téměř všechny minerály a vodu nezbytné pro růst a vývoj získávají rostliny z půdy – svrchní úrodné vrstvy zemské kůry, změněné vlivem přírodních faktorů a lidské činnosti.
Význam obdělávání půdy a hnojení v životě kulturních rostlin. Množství vody a minerálních látek v půdě je dáno jejími fyzikálními a chemickými vlastnostmi, vitální činností mikroorganismů a rostlin, typem půdy atd. Kombinace všech těchto faktorů určuje úrodnost půdy, na které se produktivita podílí. zemědělských rostlin do značné míry závisí. Primární roli při zvyšování její úrodnosti proto hraje vědecky podložená kultivace půdy (kypření, orba, kultivace, válcování, brány atd.). Rostliny tak získávají nejlepší podmínky pro růst a vývoj po celou dobu vegetační období.
Zpracování půdy je doprovázeno zmenšováním velikosti půdních částic. To vede ke zvýšení absorpce a schopnosti půdy zadržovat vodu. Fragmentace půdních částic napomáhá ke zvětšení jejich povrchu, což umožňuje půdě dlouhodobě zadržovat roztoky minerálních látek, vázat je na méně rozpustné sloučeniny a tím zpomalovat jejich vyplavování.
Volná půda má dobrou propustnost vody a zvýšenou schopnost zadržovat vlhkost. Při nízké propustnosti vody se déšť a zejména voda z tání nemají čas absorbovat do půdy, stékají ze svahů a berou s sebou malé částice půdy, což způsobuje erozi Při absenci drenáže voda na povrchu pole stagnuje , uzavření přístupu vzduchu k půdě. To vede k útlaku až úhynu rostlin (např. jarní navlhnutí ozimých plodin). Sypká zemina obsahuje značné množství kapilární vlhkosti, která vyplňuje kapilární mezery mezi částicemi zeminy. Vlivem kapilárních sil může tato vlhkost vystoupat do horních horizontů půdy a vytvořit tak vzestupný proud. To je důležité zejména v létě, kdy se zvyšuje rychlost odpařování vody z povrchu půdy a rostliny mají potíže se zásobováním vodou.
Tepelný režim půd je spojen s vodním a vzdušným režimem. Například zvýšení teploty půdy zvyšuje pohyb vody v ní, stejně jako rozklad organických sloučenin a tvorbu minerálů. Čím rychleji se tedy půda na jaře zpracuje, tím dříve a hlouběji se prohřeje, zvláště pokud jsou v půdě velké póry.
To znamená, že mechanické zpracování půdy vytváří středně kyprou ornou vrstvu, optimální vodní, vzdušné a tepelné podmínky půdy, aktivuje životně důležitou činnost mikroorganismů, které přeměňují organický humus na minerální soli, které jsou absorbovány kořeny rostlin ve formě vodných roztoků. Při obdělávání půdy dochází k ničení plevelů, škůdců a rostlinných patogenů, zapravování rostlinných zbytků a hnojiv do půdy.
Úrodná půda obvykle obsahuje dostatečné množství nezbytných minerálních živin, jako je dusík, fosfor, draslík, síra, vápník, hořčík atd. Jejich množství uskutečněné při jedné sklizni je relativně malé. Když se však z pole odebírá jedna plodina za druhou a z koloběhu se odebírají potřebné prvky, může se obsah některých z nich (nejčastěji draslíku) snížit natolik, že je potřeba aplikovat hnojiva s deficitními prvky. Nedostatek živin nelze nahradit žádnými jinými zemědělskými postupy.
Hnojiva – látky nezbytné pro minerální výživu rostlin a zvyšování úrodnosti půdy. Podle chemického složení se hnojiva obvykle dělí na organická a minerální.
Organická hnojiva (hnůj, rašelina, kejda, kompost, sapropely, ptačí trus atd.) obsahují živiny ve formě organických sloučenin rostlinného a živočišného původu. Rozkládají se velmi pomalu a mohou rostlinám dlouhodobě poskytovat makro- i mikroprvky. Organická hnojiva navíc zlepšují fyzikální vlastnosti půdy: zvyšují její strukturu, schopnost zadržovat vodu, zlepšují tepelný režim a aktivují činnost půdních mikroorganismů.
Dávky kejdy závisí na půdních a klimatických podmínkách, biologických vlastnostech plodiny a kvalitě hnojiv. Za optimální dávky hnoje pro hlavní plodiny se například považují: pro ozimé obilí – 20-30 t/ha, pro kukuřici a brambory – 50-70, pro okopaniny a zeleninu – 70-80 t/ha. V tomto případě je nutné dodatečně aplikovat minerální hnojiva.
Minerální hnojiva obsahují všechny živiny potřebné pro rostliny. Jejich klasifikace je založena na chemickém složení hnojiv – dusíkaté, fosforečné, draselné, komplexní, vápno, mikrohnojiva. Všechny se v půdě rozkládají snadněji a rychleji než organické. Minerální hnojiva se aplikují na podzim nebo na jaře současně s výsevem semen, často ve formě zálivky v různých obdobích vegetačního období rostlin.
Bakteriální hnojiva (nitragin, azotobacterin, phosphorobacterin) jsou přípravky obsahující půdní mikroorganismy, které jsou prospěšné pro zemědělské rostliny a mohou zlepšit kořenovou výživu rostlin.
Hnojiva mohou výrazně zvýšit výnosy plodin. Předpokládá se, že každý čtvrtý člověk na světě jí produkty získané používáním hnojiv.
Význam hnojiv spočívá také v tom, že nejen zvyšují produktivitu, ale při správném použití zlepšují kvalitu rostlinných produktů. Například dusíkaté hnojení ozimé pšenice v období odnože (mléčná zralost) zvyšuje obsah bílkovin v zrnu o 1-3 %, aplikace fosforečných a draselných hnojiv zvyšuje obsah škrobu v hlízách brambor, cukru v okopaninách, a výtěžnost lnu na vlákna.
Modifikace (metamorfózy) kořenů. V procesu historického vývoje získaly kořeny mnoha rostlinných druhů kromě základních i některé doplňkové funkce. Jednou z takových funkcí je ukládání. Hlavní kořen ztluštělý v důsledku ukládání živin se nazývá kořenová zelenina. Okopaniny se tvoří v řadě dvouletých rostlin (tuřín, mrkev, řepa, rutabaga aj.). Zahušťování postranních nebo adventivních kořenů (orchis, lyubka, chistyak, dahlia atd.) jsou tzv. kořenové hlízy nebo kořenové kužely. Rezervní živiny okopanin a kořenových hlíz jsou vynakládány na tvorbu a růst vegetativních a generativních orgánů rostlin.
Mnoho rostlin vyvine kontraktilní, vzdušné, chůdové a další typy kořenů.
kontrakční látky, nebo navíječe, kořeny se mohou výrazně stahovat v podélném směru. Zároveň zatahují spodní část stonku s obnovovacími pupeny, hlízami a cibulkami hluboko do půdy a zajišťují tak přečkání nepříznivého chladného zimního období. Takové kořeny se nacházejí v tulipánech, narcisech, mečíkech atd.
U tropických rostlin přílohy vzdušné kořeny schopné zachytit atmosférickou vlhkost a silné rozvětvené chůdy kořeny na kmenech mangrovových stromů poskytují rostlinám odolnost proti lámání vln. Při odlivu se stromy zvedají na kořenech jako na kůlech.
Rostliny rostoucí v bažinách nebo půdách chudých na kyslík dýchací kořeny. Jedná se o výhonky postranních kořenů, které rostou svisle vzhůru a stoupají nad vodu nebo půdu. Jsou bohaté na vzduchonosnou tkáň – aerenchym – s velkými mezibuněčnými prostory, kterými se atmosférický vzduch dostává do podzemních částí kořenů.
Vyvíjejí se parazitické rostliny (jmelí, dodder). přísavné kořeny. Jsou zavedeny do tkání rostliny, která je krmí, a poté se spojí vodivé systémy obou rostlin.
Zdroj : N.A. Lemeza L.V. Kamlyuk N.D. Lisov „Příručka o biologii pro uchazeče o studium na univerzitách“
