57. Грунтовий розчин – це рідка фаза грунтів, яка містить грунтову воду, розчинені в ній солі, органічні та органо-мінеральні сполуки, гази й колоїдні золі.

В.І.Вернадський вважав грунтові розчини "головним субстратом життя", "головним елементом механізму біосфери". Джерелами грунтових розчинів є: 1) атмосферні опади; 2) грунтові води; 3) зрошувальні (поливні) води.  Вміст вологи в грунтах, кількість грунтового розчину може коливатися в широких межах – від десятків відсотків (вона може займати усі пори) до одиниці або часток відсотка, коли в грунті знаходиться тільки адсорбована вода. Фізично міцно зв'язана вода (гігроскопічна, частковомаксимальна гігроскопічна) являє собою так званий нерозчинний об'єм грунтової води. Не встигає стати грунтовим розчином і гравітаційна вода. Отже, грунтовий розчин містить усі форми капілярної, пухко й відносно міцно зв'язаної води грунту.  Для виділення та вивчення грунтових розчинів застосовуються різні групи методів. Перша –водні витяжки, тобто розчин добувають додаванням до грунту води. Найбільш часто застосовується співвідношення грунт:вода = 1:5. Вони використовуються для характеристики кількості в грунтах легкорозчинних солей і легкодоступних для рослин поживних речовин.  Друга група базується на застосуванні зовнішньої сили – 1) тиску, який створюється пресом; 2) тиску стисненого газу; 3) відцентрової сили; 4) здатності різних рідин витісняти з грунту воду. Найбільш часто застосовуються перший і останній, тобто відпресування розчину або витіснення іншою рідиною.  Третя: лізиметричні методи, що діють за принципом заміщення й витіснення грунтових розчинів талими або дощовими водами. Лізиметри бувають різних конструкцій: 1) лізиметри-контейнери з бетонними стінами і дном, куди грунт насипається; 2) лізиметри-моноліти; 3) лізиметри-лійки; 4) площинні лізиметри закритого типу, що найменше порушують природне залягання грунту; 5) лізиметричні хроматографічні колонки.  Четверта: безпосереднє дослідження водної фази в грунті в природному заляганні у польових умовах. Застосовуються електроди, якими визначається волога й електропровідність грунтів (облік запасу солей), активність іонів водню, окисно-відновний потенціал, визначення іонів Са2+, Mg2+, K+, NH4+, NО3-, Сl- тощо.

Склад грунтових розчинів залежить від: 1) кількості та якості атмосферних опадів; 2) складу твердої фази грунту; 3) кількості та якості рослинного матеріалу надземної та підземної частин біогеоценозу; 4) життєдіяльності рослин – поглинання з розчину визначених іонів і виділення з коренів. Речовини можуть бути у формі справжніх розчинів і колоїдно розчинених сполук. Останні представлені золями кремнієвої кислоти, півтораоксидів заліза та алюмінію, органічними та органо-мінеральними сполуками. У розчині містяться катіони: Са2+, Mg2+, K+, Na+ NH4+, Al3+, Fe2+, аніони: НСО3-, СО32-, NO3-, Cl-, SО42-, H2PO4-, НРO42-. Залізо та алюміній, багато мікроелементів знаходяться у вигляді комплексних органо-мінеральних сполук, у яких ці елементи знаходяться в аніонній частині.  Грунтові розчини характеризуються такими показниками: реакцією, концентрацією, осмотичним потенціалом.  Наявність у грунтовому розчині вільних кислот і лугів визначає актуальну реакцію грунтового розчину.

Реакція грунтового розчину визначається активністю вільних водневих (Н+) і гідроксильних (ОН) іонів і вимірюється показником рН – від'ємним логарифмом активності іонів водню.

рН грунтових розчинів грунтів змінюється від 2,5 (кислі сульфатні грунти) до 8-9 і вище (карбонатні й засолені грунти), у солонцях і содових солончаках – 10-11. 

58. У рослинах часто трапляються комплекси провідних клітин і волокон механічної тканини. Такі комплекси на­зивають судинно-волокнистими, або провідними, пучка­ми (мал. 6). Вони йдуть уздовж кореня, стебла, черешків листків, утворюють сітку жилок листка. Основними час­тинами пучка більшості квіткових рослин є два компо­ненти — деревина (ксилема) і луб (флоема). Деревина скла­дається з судин (трахей), трахеїд і деревних волокон (жи-

Мал. 5. Механічна тканина:

1 — деревні волокна; 2 — група луб'яних во­локон; 3 — склеренхіма

Мал. 6. Судинно-волокнисті пучки (поперечний переріз):

а — закритий стебла кукурудзи; б — відкритий стебла гарбуза (ліво­руч — детальний малюнок, праворуч — схематичний); 1 — тонкостінна основна паренхіма стебла; 2 — склеренхіма; 3 — клітини-супутники; 4 — ситоподібні трубки; 5 — деревна паренхіма; 6—8 — судини; 9 — порожнина;

10 — зовнішня флоема; 11 — камбій; 12 — вторинна, 13 — первинна ксилема; 14 — внутрішня флоема

вих паренхімних клітин та механічних елементів). Луб (флоема) — складна тканина вищих рослин, до складу якої входять ситоподібні трубки з клітинами-супутниками і луб'яна паренхіма (власне паренхіма і волокна). Навколо цих компонентів пучка розміщені клітини механічної тка­нини, які значно зміцнюють його.

Провідні пучки виникають у меристемних зонах із про­камбію (меристеми), який диференціюється з меристеми конуса наростання. Прокамбій функціонує в рослині не­довго. Через деякий час поділ його клітин припиняється, і вони або всі перетворюються на елементи ксилеми і фло­еми, або між флоемою і ксилемою залишається ряд про-камбіальних клітин, які стають вторинною меристемою — камбієм. Клітини камбію діляться паралельно поверхні рослини, і пучок може рости внаслідок утворення вторин­ної флоеми й ксилеми.

Пучки, які мають камбій, називають відкритими, які його не мають, — закритими. Здатність утворювати ті чи інші пучки — характерна особливість рослин. Так, для однодольних характерні закриті провідні пучки, для дво­дольних — відкриті.

59.

60. Провідні тканини ксилема та флоема в органах рослин розташовуються не ізольовано, а зібрані у відповідні групи, які називаються судинно-волокнистими пучками. Утворюються судинно-волокнисті пучки з прокамбію, який до центра відкладає первинну ксилему, а назовні — первинну флоему. Первинна ксилема складається з протоксилеми і метаксилеми, а первинна флоема з протофлоеми і метафлоеми. Протоксилема і протофлоема — це недовговічні тканини, метаксилема і метафлоема — довговічні і становлять первинну флоему судинно - волокнистого пучка. На певних етапах розвитку в судинно – волокнистих пучках утворюється вторинна твірна тканина — камбій, який починає твірну діяльність , відкладаючи назовні вторинну флоему, а до центра вторинну ксилему. В залежності від присутності або відсутності камбію у судинно-волокнистому пучку розрізняють закриті і відкриті судинно-волокнисті пучки. Якщо в провідному пучку немає камбію, то він називається закритим. Такі провідні пучки формуються у однодольних рослин. Вони на протязі всього життя залишаються незмінними. Якщо у провідному пучку є камбій, який міститься між флоемою і ксилемою, то він називається відкритим. Такі пучки властиві, в основному, дводольним рослинам. За рахунок твірної діяльності камбію утворюються вторинні провідні тканини — вторинна ксилема та вторинна флоема. Залежно від взаємо розташування в пучку флоеми і ксилеми розрізняють колатеральні, біколатеральні, концентричні та радіальні судинно-волокнисті пучки. Колатеральні пучки — це такі, в яких флоема і ксилема розташовані в одному радіусі, причому флоема завжди розташована назовні, а ксилема прилягає до неї з внутрішнього боку. Вони можуть бути закриті і відкриті (однодольні, дводольні і голонасінні) . Біколатеральний пучок — це відкритий колатеральний пучок, в якому з внутрішнього боку розташовується додаткова ділянка флоеми. Зустрічаються в стеблах гарбузових, пасльонових. Концентричні пучки — це закриті пучки, в яких флоема оточує ксилему, або навпаки. Характерні для таких рослин як півники, конвалія та ін. однодольні. Радіальні пучки — характеризуються тим, що в них флоема і ксилема розташовані в різних радіусах. Поділяють на закриті (зустрічаються в коренях однодольних) та відкриті (в коренях дводольних).

61. Корінь

Ко́рінь — вегетативний орган з необмеженим ростом, який забезпечує закріплення рослин у субстраті, поглинання і транспорт води та розчинених у ній мінеральних речовин та продуктів життєдіяльності ґрунтових мікроорганізмів і коренів інших рослин, первинний синтез органічних речовин, виділення в ґрунт продуктів обміну речовин і вегетативне розмноження.

Поява кореня в процесі еволюції рослин — важливий ароморфоз, одне з пристосувань до життя на суходолі. Вперше справжні корені з'являються у папоротеподібних. Потім у квіткових рослин завдяки ідіоадаптаціям формуються різні типи коренів, здатних виконувати додаткові функції. Так, у деяких рослин у коренях відбувається запас поживних речовин, що зумовлює їх потовщення, утворення коренеплодів (морква, редис, буряки) або кореневих бульб (жоржини, пшінка). Корені епіфітних рослин (використовують інші рослини як субстрат, але не паразитують на них: орхідеї, мохи, лишайники) можуть запасати воду.

Основні функції

Закріплення рослини в субстраті;

Поглинають і транспортують воду і розчинені в ній поживні речовини.;

Запасання поживних речовин;

Взаємодія з коренями інших рослин (симбіоз), грибами, мікроорганізмами;

Вегетативне розмноження;

Первинний синтез органічних речовин.

Типи коренів

Зародок кореня закладається одночасно з брунькою в зародку насінини і називається зародковим коренем. Під час проростання насінини цей корінь перетворюється на головний, або первинний, корінь, здатний до галуження. Паралельно з ростом на ньому з'являються бічні корені першого порядку, які, в свою чергу, дають корені другого порядку, на них виникають корені третього порядку і т. д. Крім головного і бічних коренів у рослин утворюються йдодаткові корені, які формуються на стеблах, листках, але не на корені.

Видозміни коренів

У тропічних дерев, що ростуть на ґрунтах, бідних на кисень, або на болотах, утворюються дихальні корені — пневматофори (мангрові), що ростуть угору; вони підіймаються над поверхнею субстрату і забезпечують дихання.

Ходульні корені утворюються на надземних пагонах, закріплюються в ґрунті і міцно утримують рослину (фікус-баньян, кукурудза). Деякі рослини-паразити (повитиця) або напівпаразити (омела) утворюють корені-присоски (гаусторії). У витких і лазячих рослин формуються чіпкі повітряні корені (плющ).

У запасальних коренях (коренеплоди та бульбокорені) відкладаються поживні речовини.

Симбіотичні відносини

У багатьох (близько 90%) квіткових рослин корені вступають у симбіоз з грибами, утворюючи мікоризу, або з бактеріями, утворюючи бактеріоризу. Мікроорганізми-симбіонти входять до складу ризосфери — ґрунтового шару завтовшки 2—3 мм, що прилягає до коренів рослин. Скупчення великої кількості грибів і бактерій у ризосфері пов'язане з виділенням коренями речовин, якими живляться ці мікроорганізми.

Коренева система

Сукупність всіх коренів (головного, бічних різних порядків та додаткових) утворює кореневу систему. За формою розрізняють два типи кореневих систем: стрижневу і мичкувату.

Стрижнева має добре виражений головний корінь, який займає в ґрунті вертикальне положення; від нього відходять бічні корені, що розміщуються в ґрунті радіально. Вона трапляється у більшої частини дводольних рослин.

У мичкуватої немає добре вираженого головного кореня, системи всі корені майже однакові за розмірами, за походженням це додаткові корені, які пучком ростуть від основи стебла. Мичкувата коренева система формується під час кущіння. При цьому на підземній частині стебла утворюється вузол кущіння, з якого розвиваються додаткові корені, що й веде до утворення мичкуватої кореневої системи. Така система характерна для більшості однодольних рослин.

Відмінності між цими двома основними кореневими системами виявляються вже під час проростання насіння. У дводольних рослин із зародка насінини проростає один корінець, який потім стає головним коренем. У однодольних рослин найчастіше проростає кілька корінців. Потім їхній ріст припиняється і на підземній частині стебла формується мичка додаткових коренів.

Є рослини (багато серед трав'янистих дводольних), які мають змішану кореневу систему (у них одночасно функціонують головний, бічні і додаткові корені).

Ріст кореня

Корінь росте своєю верхівкою, заглиблюючись у нижні шари ґрунту. У разі пошкодження кінчика головного кореня починається посилений ріст його бічних відгалужень. Цю властивість кореня використовують при вирощуванні розсади культурних рослин із стрижневим коренем. У молодих рослин відщипують кінчик головного кореня, що припиняє його ріст у довжину і спричинює ріст бічних і додаткових коренів у верхньому, найродючішому шарі ґрунту. Після відщипування частини головного кореня розсаду висаджують на постійне місце зростання за допомогою загостреного кілочка — пінетки, звідси цей процес дістав назву пікірування.

Морфологія коренів, глибина і ширина їх проникнення в ґрунт залежать від виду рослин, умов їх існування, методів штучного впливу на ріст рослин. За об'ємом кореневі системи рослин завжди більші, ніж їхні надземні частини.

Зони кореня

Корінь ділиться на декілька зон, такі як: зона поділу, в цьому відділі клітини ростуть і розтягуються особливо швидко, що забезпечує швидкий ріст у довжину. Зона всмоктування (всисна) - від цієї зони відходять маленькі корінці (вирости клітин), що забезпечують більшу площу поглинання води і розчинених в ній мінеральних речовин, і кореневий чохлик, що знаходиться на кінчику кореня і забезпечує захист від механічних ушкоджень (камінь, скло...)

в зоні поділу виділяється спеціальний слиз, який полегшує просування кореня вглиб землі