Корнеплоды – это утолщенные корни, в которых растение накапливает и хранит запасы питательных веществ для того, чтобы пережить зиму и отрастить новые побеги, которые дадут плоды и семена. Побеги первого года жизни таких растений не дают плодов. Осенью надземная часть корнеплодов отмирает, а весной начинается активный рост нового побега на месте отпавшего. После плодоношения цикл жизни растений обычно заканчивается, поэтому такие растения называются двулетними.
В ЗЕМЛЕ, ВОЗДУХЕ И ВОДЕ
Тело растений состоит из всем известных органов: корень, стебель, лист, цветок, плод и семя. Стебель с листьями называется побегом. Листья, цветки и образующиеся из них плоды всегда прикреплены к стеблю и никогда не прикрепляются к корню. Но бывают такие виды растений, у которых корни прикрепляются к стеблю. К таким растениям относится плющ. У плюща развиваются придаточные корни-прицепки. Ими растение прикрепляется к опоре, например к вертикальной стене или стволу дерева, и благодаря этому растёт вверх, вынося листья к свету.
Корни обычно растут от стебля вниз в землю, но есть деревья, корни которых стелются горизонтально под землей, а из них растут другие корни, которые устремляются вверх, например у ивы ломкой и некоторых других растений, которые поселяются на топких берегах рек. Иногда такие корни прорастают на поверхности земли, чтобы дышать.
Все корни, принадлежащие растению, образуют корневую систему, обычно "спрятанную" в почве, но бывают исключения. Так, например, корни орхидеи закрепляются на стволах и ветвях деревьев влажных тропических лесов. Орхидеи образуют воздушные корни, свободно свисающие вниз или обхватывающие ствол дерева. Такие корни поглощают дождевую воду и помогают растениям жить в этих своеобразных условиях.
У некоторых тропических деревьев, например у баньяна, из стволов и крупных ветвей отрастают придаточные корни и уходят в землю, образуя таким образом подпорку. Корни водных растений укореняются в грунте, а корни растений-паразитов, таких как повилики и омелы, способны проникать в тело растения-хозяина.
Корни выполняют четыре функции. Во-первых, это закрепление в почве и защита от ветра. Во-вторых, это запас воды и минеральных питательных веществ, растворенных в почве, и проведение этих растворов в другие органы растений. В-третьих, это участие в синтезе аминокислот, нуклеотидов, алкалоидов, гормонов роста и других физиологически активных веществ, которые образуются при взаимодействии с продуктами фотосинтеза. И, в-четвертых, это выделение в почву ненужных продуктов, полученных в результате обмена веществ.
ОТ ЛУКОВИЦЫ ДО КОРНЕПЛОДА
У многих растений корни способны менять свой обычный вид для того, чтобы выполнять определенные функции. Это изменение становится устойчивым на протяжении нескольких поколений растений и обуславливает образование корнеплодов и других видоизмененных корней. Различают запасающие корни, – клубни и корнеплоды, – и вытягивающие корни. Они отличаются друг от друга той целью, ради которой корни подвергаются видоизменению.
Вытягивающими называют корни, способные сокращаться по длине и втягивать побеги растений в почву на оптимальную глубину. Это создает оптимальные условия развития растений и защищает их почки от вымерзания в зимний период. Такие корни бывают у репчатого лука, гладиолусов, тюльпанов, крокусов. Луковицы этих растений рекомендуется ежегодно выкапывать и высаживать заново на оптимальную глубину, потому что на хорошо окультуренной рыхлой почве побег сильно заглубляется и не цветет.
Строение запасающих корней отличается тем, что корень сильно утолщается, приобретая вытянутую или шаровидную форму. Это происходит из-за того, что растения накапливают в них запас питательных веществ. Для этого служит запасающая ткань корня – паренхима. Для восходящего и нисходящего тока питательных веществ служат плотные проводящие ткани – ксилема и флоэма. Они играют роль сосудов, и в них тоже происходит отложение запасных питательных веществ. Между ксилемой и флоэмой расположена образовательная ткань – камбий. Эта ткань синтезирует ксилему и флоэму и тоже участвует в росте органов в толщину.
Корневые клубни – это видоизмененные придаточные или реже – боковые запасающие корни. Среди них наиболее известны всеми любимый картофель и георгины. Клубни выполняют три функции: запас питательных веществ и воды, выживание зимой и в течение всего года, а также вегетативное размножение придаточными почками. А корнеплоды как часть растений – это запасающие корни, образованные из главного корня. Вопросы размножения корнеплодов можно решить при помощи черешков, а придаточных почек, таких как глазки у картошки, у корнеплодов не бывает.
ВДОЛЬ И ПОПЕРЕК
Корнеплоды обычно имеют двулетние растения из семейства крестоцветных, такие как репа, редька, брюква, турнепс; зонтичные – морковь петрушка, сельдерей, пастернак; сложноцветные – цикорий, скорцонера; маревые – свекла. Реже встречаются однолетние корнеплоды, такие как редис, и многолетние – например, катран из семейства крестоцветных. Клубни бывают у паслёновых, таких как картофель, астровых, таких как топинамбур, и у других растений, а к втягивающим корням относятся лук и чеснок.
Термин "корнеплод" вызывает вопросы. Его нельзя признать удачным, ведь он не имеет никакого отношения к плоду. Правильнее называть его клубнем смешанного происхождения, но агрономия и биология не приняли такое громоздкое определение.
Формирование корнеплодов происходит в первый год жизни растений. На второй год растение пользуется уже накопленными в корнеплоде веществами. В состав корнеплодов как вида растений входят главный корень, гипокотиль и стебель, из которого растут листья, собранные в розетку. Гипокотиль – это участок стебля между местом, где у поверхности почвы заканчивается корень, и местом, где расположены самые нижние зародыши листьев. У тыквы и редиса гипокотиль прорастает над землей, а у других растений, таких как горох, – под землёй.
Различие корнеплодов заключается в соотношении объемов вторично утолщенных проводящих "сосудов" – ксилемы и флоэмы. У моркови и петрушки флоэмы больше, чем ксилемы, а у редьки и редиса – наоборот. Обе ткани у этих растений богаты сочной запасающей паренхимой. Во флоэме у моркови встречаются вместилища с эфирными маслами, а у редьки – одиночные хранилища смол, дубильных и других веществ. Корень свеклы утолщается не только благодаря основному камбию, но и за счёт дополнительных камбиев, которые появляются в центральном цилиндре корня. Каждая новая приращенная зона создаёт новые слои проводящих сосудов и запасающей паренхимы, и это делает размер корнеплодов свеклы больше.
В утолщении корня могут участвовать до 7–8 добавочных камбиев, но наиболее активно работают самые внутренние. Периферические камбии нередко образуют только паренхиму или вовсе не приступают к работе. Как корень утолщается с помощью добавочных камбиев, так же утолщается и гипокотиль свеклы.
В формировании корнеплодов в течение первого года жизни растения в большей или меньшей степени принимает участие утолщенная часть главного корня и стебель, причем доля участия этих органов у разных растений варьирует. Например, репа или свекла развивают свои корнеплоды, в основном, из стебля, а на корень приходится лишь его самая нижняя часть. Напротив, морковь, за исключением верхней части, образует свой корнеплод из корня. Корневая часть корнеплодов определяется по наличию на ней боковых корней.
Внутри корнеплодов в качестве запасных веществ обычно откладываются сахара. Особенно велико их содержание у созданных селекционерами современных сортов сахарной свеклы – более 20%. В корнях могут также откладываться: крахмал (у батата, кислицы клубненосной) и инулин (у георгинов, цикория). Желтая и оранжевая окраска у корнеплодов моркови и репы появляется благодаря жирорастворимым пигментам – каротиноидам. Для корнеплодов свеклы типична окраска бетаином из группы водорастворимых пигментов-антоцианов.
ПИЩА ДЛЯ КОРНЕПЛОДОВ
Растение нормально растёт и развивается в том случае, если в окружающей корни среде будут содержаться все необходимые питательные вещества. Такой средой для большинства растений является почва, хотя может быть вода или воздух. Больше всего растению для нормального развития нужны азот, калий и фосфор. Остальные вещества требуются в небольших количествах. Ответ на вопросы о плодородии почвы будет зависеть от урожайности культуры. В природе опавшая листва, погибшие растения и животные перегнивают и обогащают почву минеральными веществами. Растения поглощают минеральные вещества из почвы, накапливают их в корнях, а потом, когда цикл жизни растений заканчивается, в почву возвращаются питательные вещества. Но когда человек собирает урожай корнеплодов, минеральные вещества в почву не возвращаются. В результате этого почва постепенно истощается.
Чтобы восполнить содержание питательных веществ в урожае корнеплодов, в почву вносят органические и минеральные удобрения. Органические удобрения – это отходы жизнедеятельности животных, такие как навоз или птичий помёт, или отмершие части организмов животных и растений, такие как перегной и торф. В зависимости от содержания минеральных веществ различают азотные, фосфорные и калийные минеральные удобрения. Кроме того, широко используют микроудобрения, в которых содержатся такие элементы, как бор, медь, цинк, кобальт и др. Отсутствие того или другого из них может вызвать проблемы роста и развития растений.
Удобрения вносят в разные сроки в зависимости от вида и потребностей растений. Так, навоз рекомендуется вносить задолго до посева семян, при осенней обработке почвы. Минеральные удобрения вносят перед посевом семян или одновременно с ним, а также в период роста растений в виде подкормок.
Растения подкармливают теми минеральными веществами, которые им требуются в данный период жизни. Вносить удобрения нужно строго по норме. Излишек может повредить растениям и урожаю корнеплодов, а полученная продукция будет опасна для здоровья человека. Если же удобрения вносить вовремя и правильно, можно добиться высоких урожаев сельскохозяйственных культур, таких как корнеплоды.
Ранее "Поляна" рассказала о том, как удобрять почву при дефиците меди и избытке марганца.