正文 第1章 根(1)(1 / 2)

根是維係植物體軸的地下部分,主要起固著和吸收作用,同時還有合成和貯藏有機物質,以及進行營養繁殖的功能。根上不生長葉和花,它雖然和莖一樣有分枝,但分枝(側根)來源不同。藻類和苔蘚植物沒有根,蕨類植物中最原始的鬆葉蕨、梅西蕨和古代最早的陸生化石萊尼蕨也沒有真正的根,隻在地下的根狀莖上有具吸收功能的假根;大多數現存的蕨類植物、裸子植物和被子植物才有真正根的結構。

一、根係

根係是一株植物全部根的總稱。種子萌發後,由胚根發育的根,稱為主根,大多數裸子植物和雙子葉植物的主根繼續生長,明顯而發達。由主根及各級側根組成的根係,稱為直根係。單子葉植物的主根在生長一個短時期後,即停止生長而枯萎,並由莖基部節上產生大量不定根,這些不定根也能繼續發育,形成分枝,整個根係形如須狀,故稱須根係。大多數蕨類植物的根係,也是由不定根所組成,這些不定根從莖、根狀莖發育而來。

根係在土壤中伸展的範圍及根量的多少,與植物種類和外界環境,如土壤的結構、通氣程度以及水分狀況等有關。一般直根係伸入土壤的深度,大於須根係。大多數木本植物的主根深達10~12米,某些生長在幹旱沙漠地區的植物,如駱駝刺的根係可伸入土層達20米左右。禾本科植物的須根係入土較淺,一般僅20~30厘米。木本植物根係在土壤中的伸延範圍,直徑可達10~18米,常超過樹冠的好幾倍;草本植物如南瓜為6~8米;禾穀類植物僅40~60厘米。

俗話說的“根深葉茂”,“本固枝榮”等,都說明植物地下部分的根係,與地上部分的莖、葉等器官的生長密切相關。在農業生產上,常用控製水、肥及光照強度來調整作物的根冠比,即根係的幹重或鮮重與地上部分的幹重或鮮重之比,以達到作物豐產的目的。

二、根端

根和莖一樣,頂端有分生組織。但兩者的頂端結構各有其特點。在根的最頂端,有一套在頂端分生組織外麵的帽狀結構——根冠。當根端向土壤深處生長時,根冠的薄壁組織細胞不斷受到磨損和脫落,同時新的根冠細胞又不斷地從頂端分生組織產生,使其補充而仍舊保持原狀。另外,根冠外層細胞壁的高度粘液化,往往也可減少根與土壤顆粒之間的摩擦。根冠還是控製根部向地性的一種組織,是感受重力的部位。有人認為根冠細胞中所含的造粉體,是一種重力感受器。一般認為內質網和高爾基器也參與了根部向地性的作用。

根端的頂端分生組織細胞,在各類植物中不同。有的隻有一個原始細胞(如一些蕨類植物);有的為兩層或3層原始細胞(如大多數裸子植物和被子植物)。這些頂端分生組織細胞進行細胞分裂,增加細胞數目。在距頂端較遠的一些細胞,生長、分化,因而使根向頂端方向伸長。當細胞成熟時,根表麵的一層細胞(表皮細胞)有的壁向外突起,形成根毛。根毛的形成,標誌著根的成熟,故將這一區域叫做成熟區或根毛區,細胞正在伸長的區域叫伸長區,頂端部分稱為分生區。

三、結構

1.初生結構

根毛區的細胞已大部成熟,並分化成各類組織,組成根的初生結構。在根的外表是由一層細胞組成的表皮層。在幼小根中,表皮由一層排列緊密的薄壁組織細胞所組成,外壁常覆蓋有薄的角質層。在大多數老根中,表皮均已脫落,某些多年生草本植物根的表皮層也可長期保存,其細胞壁明顯增厚和角質化。生長在熱帶地區的蘭科植物,或附生的天南星科植物所具有的氣生根,常發育成幾層細胞厚的複表皮,或稱根被,可防止氣生根中水分的過度喪失。

表皮層上的根毛,是表皮細胞壁向外突起所形成的,一般長0.05~10毫米。表皮細胞中的原生質體與根毛相通。隨著根端不斷向頂端伸長,老的根毛逐漸喪失功能而萎縮,其壽命一般僅有15~20天,即由前端新產生的根毛所代替。根毛具有增加根部吸收麵積的作用。

表皮層以內為皮層,它是由薄壁組織細胞所組成,細胞排列疏鬆,具胞間間隙,尤其是生長在潮濕或水生條件下的植物,如水稻等,胞間隙常可發展成大的溶生腔,起通氣作用。皮層最外一層或幾層細胞,其細胞排列整齊,無胞間隙,細胞壁栓質化或硬化,稱外皮層。常見於許多單子葉植物,主要起保護作用。皮層的最內一層細胞為內皮層,細胞排列緊密,無胞間隙,其徑向壁與橫向壁上具栓質的帶狀加厚,即凱氏帶。在具次生生長的根中,內皮層與皮層一起隨之脫落。在單子葉植物根中,內皮層細胞也可發育出增厚的次生壁,而對著原生木質部脊的內皮層細胞,有的仍為薄壁和具凱氏帶,稱通道細胞。