Ve srovnání s nadzemními částmi keře révy vinné je pro většinu vinařů větší záhadou kořenová stavba a její funkce. Kořeny extrahují živiny a vodu z půdy a jsou také dominantním zásobním orgánem pro uhlohydráty a živiny (zásoby hroznů) během dormance (viz Indikátory zásobování živinami).
Poskytují také fyzickou podporu révě tím, že drží rostlinu v půdě, a produkují hormony, které regulují růst výhonků a reakci révy na podmínky prostředí (viz Jak přidělování výhonků, listů a hroznů ovlivňuje kvalitu plodin a odolnost pupenů).
Kořeny jsou ale skryté pod zemí – sezónní charakter jejich růstu a funkce tedy nelze přímo odhalit. Růst a vývoj révy vinné nad zemí prochází biologickými fázemi – lámání pupenů, kvetení, začátek zrání bobulí, sklizeň a opad listů. Ale sezónní cyklus růstu kořenů, který se vyskytuje pod zemí, je méně zřejmý (viz Život kořenů hroznů).
Na fotografii: nadzemní a podzemní části hroznového keře po vykopání kořenové vrstvy, odrůda Concorde.
Přímá korelace
Vědci se domnívají, že keře vylučují 30 až 60 % fotosyntátů pro růst kořenů. Zralý keř vinné révy má odhadovanou plochu kořenů přibližně 100 metrů čtverečních ve srovnání s 10 metry čtverečními listové plochy. Zatímco většina „jemných kořenů“, které absorbují vodu a živiny, je soustředěna v horním metru půdy, některé kořeny mohou růst do velkých hloubek (až 30 m) a sahat několik metrů od základny révy (viz Výkop kořenů na vinici).
vinná rostlina vždy se snaží udržet poměr root:shoot v rozumných mezích a velikost keře přímo koreluje s velikostí kořenového systému.
Kořenová struktura
Vinice se většinou zakládá jako sazenice, tedy vegetativním množením, a zpočátku se kořeny tvoří jako výrůstky kambizemní vrstvy řízků za podmínek vysoké vlhkosti. Na řízcích se kořeny obvykle tvoří v blízkosti internodia. Tyto vytvořené kořeny se stávají hlavními strukturálními kořeny, na které se následně, jak keř roste a vyvíjí, větví postranní (sekundární a terciární) kořeny.
Mohou se tvořit boční větve kdekoli podél kořenového systému a jejich tvorba závisí na schopnosti keře révy reagovat na podmínky prostředí (dostupnost vody, dostupnost živin) a šířit se do těchto oblastí. Na rozdíl od výhonků a listů, které mají předem naprogramované a předvídatelné uspořádání, jsou vzory růstu a větvení kořenů velmi flexibilní a velmi citlivé na místní půdní podmínky.
K růstu kořene dochází v meristému kořenového hrotu, kde dochází k buněčnému dělení (zóna dělení kořenů). Špička kořene je pokryta slizovitým kořenovým uzávěrem, který chrání před otěrem částicemi půdy. Za touto zónou se nachází kořenová růstová buňka nazývaná “zóna prodloužení”, kde buňky začínají tvořit dvě vrstvy. Vnější vrstvou je kůra, kde dochází k vstřebávání a ukládání živin. Vnitřní vrstva se rozlišuje na xylém a floém, které jsou zodpovědné za transport vody a živin nahoru a dolů rostlinou.
Dochází k maximální absorpci několik milimetrů od kořenového hrotu, kde se tvoří četné kořenové vlásky, které značně zvětšují plochu pro absorpci. Od kořenové špičky se tyto vnější vrstvy a kořenové vlásky opotřebovávají, přičemž centrální válec a jeho cévní systém zůstávají transportovány do kmene, výhonků a dalších částí hroznového keře. Vrstva buněk vně xylému se vyvíjí v kambium, které zvětšuje průměr kořene a může iniciovat tvorbu a vývoj nových laterálních kořenových meristémů. Vnější „korkové kambium“ tvoří a vyvíjí vnější ztvrdlé buněčné vrstvy, které obsahují Subarin – voskovitá, vodě odolná látka, která tvoří jakousi bariéru mezi půdou a vodivými pletivy kořene.
Jemné kořeny tvoří asociace s mykorhizními houbami – symbiotický vztah, ve kterém houba zvyšuje příjem živin z půdy – a jsou zase zásobovány sacharidy na podporu růstu a vývoje z fotosyntetických listů révy.
Na fotografii: distribuce kořenů u podnože Riparia gloire, který je náchylný k bočnímu růstu kořenů, čímž vytváří povrchový kořenový systém. Ostatní podnože jako např Couderc 3309 , mají tendenci růst kořeny vertikálně.
Vývoj kořenů po celou sezónu.
Během dormance jsou buňky obklopující xylémové cévy v kořenech naplněny škrobem a dusíkem, který se ukládá od začátku dozrávání bobulí, ale je také mobilizován z listů, jak stárnou na podzim. Tyto rezervy podporují lámání pupenů a fungování mladých výhonků na jaře.
První viditelnou známkou přechodu hroznového keře z dormance do aktivního růstu je často tok xylémové mízy z prořezaných ran, tzv. pláč.
Hnací silou tohoto výkřiku hroznového keře je metabolická aktivita v kořenových tkáních, protože půda se na jaře začíná ohřívat a začínají životní procesy rostlin. Jak se skladovaný škrob a bílkoviny přeměňují na cukry a aminokyseliny, uvolňují se do xylemu.
Výsledné osmotický tlak (vzhledem k vysoké koncentraci cukrů v xylémové míze) nasává vodu do kořínků, a to stačí ke zvednutí vody (a živin) ke špičkám výhonů – kde zvlhčuje poupata, počínaje proces lámání pupenů.
Když pupeny začnou bobtnat, špičky výhonků produkují auxiny, které jsou nakonec transportovány (prostřednictvím floému) dolů ke kořenům, aby stimulovaly růst kořenů. Interagují s gibereliny produkovanými na kořenových špičkách (podporují prodlužování buněk). Tento proces vyžaduje čas, protože spící pupeny jsou izolovány od cévního systému révy vinné a potřebují se s ním znovu spojit, což je proces, o kterém se předpokládá, že je dokončen během kvetení (viz Jak hrozny zahajují vegetační sezónu po zimě).
To znamená, že na jaře růst kořenů zaostává za růstem výhonků – a suchá hmotnost kořenů mezi obdobím lámání pupenů a kvetením snižujeprotože jsou mobilizovány rezervní zdroje rostlin pro podporu růstu výhonků na začátku sezóny. Jakmile se objeví zelená hmota, růst kořenů se zrychlí a dosáhne vrchol mezi kvetením a tvorbou bobulí a poté postupně klesá během dozrávání bobulí.
Přestože biomasa kořenů narůstá od pozdního kvetení do opadu listů, většina biomasy se koncentruje ve větších, trvalé strukturální kořeny.
tenké kořeny Zde se vstřebávají živiny a voda. Jsou krátkodobé (vydrží méně než 5 týdnů) a často se nahrazují – dost pravděpodobně proto ve svém místě vyčerpávají zásoby živin a vody. Efektivní hnojení je založeno na životním cyklu jemných kořenů (Kdy je lepší provádět kořenovou výživu).
Jakmile se po odkvětu usadí zelený baldachýn vinné révy, některé fotosyntáty se vrátí ke kořenům a doplní zásoby révy – proces, který se urychlí, jak bobule dozrávají, tvoří se periderm a zelené výhonky přestávají růst.
Kořenová reakce na zátěž prostředí a technologické metody
Zelené operace . Růst kořenů závisí na toku auxinu z pupenů a nových výhonků. Lehké prořezávání, ponechání velkého množství jednoletých výhonků vytvoří více listů a velká listová plocha vycházející brzy stimulovat růst kořenů. Tvrdý řez nebo zranění utrpěná při přezimování mrazem, které omezuje růst výhonů na začátku sezóny, také omezit růst kořenů. Uštípnutí zeleného výhonku dočasně způsobí pauza v růstu kořenů.
Vodní stres (sucho). Během vegetace vede transpirace vodní páry průduchy listů k největší absorpci vody z půdy (viz Jak hrozny reagují na sucho). Jak se zásoby vody v půdě vyčerpávají, požadavky na transpiraci z listů převyšují příjem kořeny. Jak půda vysychá, kořenová pletiva zvyšují produkci kyseliny abscisové (ABA), která je transportována do listů a signalizuje uzavření průduchů, snižuje ztrátu vody, ale také snižuje uvolňování oxidu uhličitého, výměny nezbytné pro proces fotosyntézy. . Růst výhonků je zpomalen, ale ABA může mít opačný účinek na kořeny. Zdá se, že blokuje transport K+ (draselné ionty) do xylému, což způsobuje import vody do rostoucích kořenových tkání. Proto, když mírný nedostatek vodních kořenů může podpořit růst a využívat novou (méně vyčerpanou) půdu.
Přebytečná vlhkost: Každý ví, že réva „nemá ráda mokré nohy“ – a lépe se jí daří s hrubou než jemnou texturou. Kořenové dýchání vyžaduje absorpci kyslíku rozpuštěného v půdě, který v podmáčených půdách se rychle vyčerpává. Při dlouhém období podmáčení dušnost omezuje funkci buněk a také příjem živin a vody kořeny.
Přebytek živin : Potřeba keře pro růst a vývoj nadzemní části zpravidla stimuluje vstřebávání živin a zpětnovazební mechanismy mohou vstřebávání živin „vypnout“. Ale absorpce může překročit požadavky na růst vinné révy a může se hromadit nadbytečná nabídka – často ve vakuolách v buňkách, kde zásoby zajišťují pojistku proti vyčerpání živin.
Nedostatek živin: s nedostatkem živin růst výhonků se zpomaluje kvůli zásobám omezujícím růst v buňkách. Kořeny absorbovat a vyčerpat živin v okolní kořenové zóně. Místní vyčerpání může přesměrovat příjem k jiným kořenům a prozkoumat oblasti bohatší na živiny.
Pokud je celkový přísun živin v hroznech v makroprvcích (N, P, K) nedostatečný, pak kořenové buňky snížit produkci cytokininy, které při transportu na vrchol výhonků stimulují růst a dělení buněk.
Nicméně nižší hladiny cytokininů v kořenech v reakci na nedostatek dusíku moci zvýšit rychlost růstu kořenů – pravděpodobně proto, aby kořeny mohly zlepšit příjem živin pomocí nové půdy, která ještě nebyla vyčerpána.
Závěry.
Kořenový systém hroznového keře je skrytý pod zemí, ale jeho růst a celkový „podíl“ fotosyntátů absorbovaných vinnou révou kritický pro zdraví a vývoj nadzemních konstrukčních prvků keře, výhonků, listů a bobulí (kořenový systém hroznů).
Kořeny absorbují živiny, poskytují vodu, poskytují podporu a produkují hormony regulují celkový růst hroznového keře.
Vytvářejí symbiotický vztah s mykorhizními houbami a zvyšují příjem živin a vody nad rámec toho, co mohou poskytnout samotné kořeny.
Mají flexibilní pěstební zónu, která reaguje na proměnlivé půdní podmínky.
Kořeny jsou nejdůležitější zásobní orgány zásoby, které uspokojují potřebu cukrů a dusíku na začátku vegetačního období.
Přestože nemůžeme přímo pozorovat růst a vývoj kořenů pod zemí, víme to kořenové funkce jsou stejně důležité, stejně jako zelený zápoj a hroznové bobule, které vinaři aktivně obhospodařují při obdělávání své vinice.
Sbírali jsme horký mák do kytice,
Spousta modrých pomněnek.
A pak nám bylo líto květin,
Znovu byly zasazeny do země.
Ale nic nefunguje:
Pohupují se před každým vánkem!
Proč se rozpadly a uschly?
Bez kořenů nevyrostou a nebudou žít!
Bez ohledu na to, jak jemná, nenápadná
Pod zemí je kořen,
Ale nemůže žít ve světě
Jakákoli květina bez něj!
Proč si myslíte, že rostlina nemůže žít bez kořene? (Studenti vyjadřují své myšlenky.) Když fouká silný vítr, zkuste držet deštník za rukojeť. Je to těžké! Jakou sílu je potřeba k udržení dubu nebo lípy se silnými kmeny a větvemi na místě během větru nebo orkánu? Síla mocného obra! Kořeny mají tuto moc. Jsou jako ocelová lana natažená do všech stran a držící rostlinu. Kořeny jsou velmi silné. Zkuste zlomit tenký kořen. Není to snadné! Ale každá rostlina má spoustu kořenů a jdou daleko do hloubky a šířky.
Tvoří se všechny kořeny jedné rostliny kořenový systém, (Desky s novými pojmy jsou upevněny na magnetické tabuli.)
V závislosti na místních podmínkách jsou kořenové systémy rostlin umístěny různě. Na rovinách kořeny většinou prorůstají hluboko. V horských rostlinách pronikají do trhlin, rozšiřují je a ničí skály. V písečné poušti je místo půdy písek, ale rostliny se těmto podmínkám přizpůsobily. Kořeny keře juzgun se táhnou po povrchu písku 20 m Bez ohledu na to, jak zuří bouře, kořenový systém drží rostlinu jako kotva.
Kořen také prohledává půdu a dodává rostlině potřebné látky. (Kresba použitá z Botanické čítanky, strana 29). Velbloudí trn v poušti má kořeny, které sahají až do hloubky 15 m a dosahují až k podzemní vodě. Hloubkový rekord ale patří kořenům jilmu – 110 m.
Zapínání
Učitelka Jaká je tedy role kořenů v životě kořene?
Studenti. Kořeny ukotvují rostlinu v půdě, zásobují ji vodou a minerálními solemi, pronikajícími do velkých hloubek. (Vysvětlete funkce kořenů na příkladech.)
II. Růst kořene
Učitelka Kořen roste nejčastěji přímo dolů. A roste s jeho vrcholem. To lze dokázat experimentálně. Podívejte se – zde jsou herbáře dvou sazenic hrachu. Jak se od sebe liší?
Studenti. Jedna sazenice má delší kořeny a malé listy; druhá má kratší kořeny, ale je jich více a listy jsou větší.
Učitelka Kořenový hrot druhé sazenice byl odštípnut. A přestalo růst do délky, ale začaly z něj vyrůstat jiné, nové kořeny. Lidé tuto vlastnost růstu kořenů využívají při pěstování sazenic. (Příklady technologie pro pěstování sazenic rajčat, okurek atd..)
Zapínání
1. Práce s učebnicí – přečtěte si definici pojmu vychystávání.
2. Nakreslete si do sešitu schéma vychystávání.
3. Zapište si do sešitů závěr: kořen vyrůstá z jeho vrcholu.
III. Kořenová struktura
Učitelka Jsou známy případy, kdy stonky rostlin prorůstají asfaltem. Ale i s páčidlem je těžké prorazit. Kořeny rostlin jsou velmi silné. Dokážou dokonce „prokousat“ kameny. Nejtvrdší půda pro ně není překážkou.
Část kořenového vrcholu, ze které vyrůstá, se nazývá růstová zóna.
Hlavní roli při podpoře rostoucího kořene v půdě hraje kořenový uzávěr. Funguje jako čepice, která chrání špičku kořene před poškozením.
Hlavním úkolem kořene je absorbovat vodu z půdy. Pokud opatrně vykopete mladou rostlinu (sazenice na výstavě), můžete vidět, že kořeny jsou těsně propleteny s částicemi země. Tyhle jsou tenké kořenové vlásky – výkonný sací nástroj.
Biologové změřili délku všech kořenů rostliny žita. Ukázalo se, že je to 623 km as kořenovými vlásky – 11 tisíc km.
(Jak výklad postupuje, studenti najdou odpovídající části kořene na obrázku „Struktura kořene“ v učebnici. Pro seznámení s kořenovými vlásky se také doporučuje prozkoumat kořeny sazenice hrachu pod lupou.)
Zapínání
1. Ukažte kořenové sekce na stole a promluvte si o jejich funkcích.
2. Zapište si názvy kořenových zón do sešitu.
3. Zapište si do sešitu závěr: na kořeni rostliny jsou oddělené oblasti spojené s výkonem různých funkcí.
IV. Typy kořenových systémů
Učitelka Kořenové systémy různých rostlin se liší svou vnější strukturou. Podívejte se na tabulku “Typy kořenových systémů”. Jaké jsou tyto rozdíly?
(Studenti vyjadřují své myšlenky.)
Pokud je centrální kořen dobře definován a menší se z něj větví, jedná se o kohoutkový kořenový systém. Pokud je centrální kořen mezi ostatními neviditelný, jedná se o vláknitý kořenový systém.
Zapínání
1. Přečtěte si nahlas definici typů kořenových systémů v učebnici.
2. Zvažte navržené herbářové vzorky rostlin s různými typy kořenových systémů a uveďte své vlastní příklady rostlin.
3. Nakreslete do sešitu schémata kořenových systémů.
V. Úpravy kořenů
Učitelka Některé rostliny se ukládají v upravených kořenech – kořenová zelenina – část vytvořených živin v rezervě. (Předváděny jsou okopaniny řepy a mrkve.)
A břečťan se vyvíjí přísavné kořeny – s jejich pomocí se tato rostlina drží na opoře a roste, šplhá po kmenech stromů.
U některých tropických rostlin – fíkusů – začínají kořeny růst na široce rozložitých větvích. Když dosáhnou země, zhoustnou a změní se v rekvizity pro korunu stromu.
Mangrovy – stromy a keře rostoucí na nízkých březích teplých moří, kde je v půdě přebytek vody a nedostatek kyslíku – mají neobvyklé kořeny – respirační. Rostou ne dolů, ale nahoru, a když se dostanou na povrch, absorbují kyslík ze vzduchu.
Kořeny stromu Wellingtonia, který roste i ve velmi vlhké půdě, vystupují z půdy v souvislé stěně. V takové houštině kořenů můžete dokonce uspořádat ohrady pro koně.
Zapínání
Studenti si zapisují názvy kořenových modifikací a jejich příklady do sešitů.
Na konci lekce zazní Krylovova bajka „Prase pod dubem“.