О взаимосвязи между развитием надземных частей и корневой системы – Корневая система

Закономерности и взаимосвязи в росте надземной части и корневой системы

on 22 Март 2011.

В росте надземной части плодовых и ягодных растений в течение вегетационного периода различают отдельные фенологические фазы. В определенные фенофазы проводят и соответствующие агротехнические работы по уходу за растениями (опрыскивания, подкормку, полив, вспашку, культивацию и др.).

Начало вегетации определяют по раздвиганию наружных почечных чешуй, после чего различают: распускание почек (у груши выдвижение зеленого конуса), обособление и выдвигание соцветий, обособление бутонов, раскрытие венчиков (цветение), связывание плодов, смыкание чашелистиков, появление листьев раскрытие листьев, рост и прекращение роста побегов, утолщение ветвей и штамба, июньское опадение завязей, созревание плодов, листопад. В цветении различают начало цветения, массовое цветение, конец цветения. Началом массового цветения считают время, когда на дереве (или кусте ягодника) распустилось около 25% цветков, а концом массового цветения — когда отцвело 75% цветков, т. е. когда у 75% цветков опали или завяли лепестки (определяется глазомерно); продолжительность цветения определяют в днях.

Конец роста побегов отмечают, когда у 75% ростовых побегов сформировались конечные почки; учитывают также и вторичный рост побегов (начало и конец). Начало массового листопада отмечают, когда с дерева опало приблизительно 25% всех листьев. Общую продолжительность вегетации выводят в днях — от распускания почек до массового листопада.

У ягодников выделяют начало распускания почек, начало цветения, конец цветения, начало созревания ягод, конец созревания, пожелтение листьев и начало листопада. Начало и продолжительность фенофаз зависят от породных и сортовых особенностей растений и от погодных условий. Так, ранее других пород, зацветает фундук, затем цветут миндаль, абрикос, черешня, слива, вишня, груша, яблоня, айва, рябина. Яблоня может цвести от 6 до 15 дней, при этом цветение (как и у других пород) при жаркой погоде будет коротким, при прохладной — более продолжительным.

Усиленный рост побегов у плодовых растений (в средней полосе) происходит в конце мая — начале июня, в этот же период образуется и основная масса листьев.

Рост корней у плодовых и ягодных растений обычно начинается раньше, а заканчивается позже, чем рост надземной части. Корневая система растет в течение всего вегетационного сезона, но наиболее сильно — в середине лета (особенно после ослабления прироста побегов) и осенью (главным образом после опадения листьев). Достаточное наличие в почве влаги и питательных веществ, способствует осеннему росту корней, накоплению в них запасов питательных веществ и лучшей перезимовке растении. Осенью плодовое дерево имеет максимальный запас питательных веществ, за счет которых успешно растет корневая система. В течение зимы запас питательных веществ уменьшается.

В короткий весенний период много запасных питательных веществ расходуется на цветение, рост побегов, листьев и корней и в середине нюня их остается минимальное количество, так что питание плодового дерева происходит за счет питательных веществ, создаваемых в листьях и всасывающих корнях. Если в этот период условия для роста корней станут неблагоприятными, то плодовое дерево плохо подготовится к зиме.

Всасывающие корни у плодовых растений при благоприятных условиях роста составляют половину и более длины всей корневой системы. В неблагоприятных же условиях всасывающие корни составляют по длине лишь около 5—20% корневой системы. Плодовые растения встречают наступление весны подготовленными, так как всасывающие корни образуются с осени. Урожай в значительной мере определяется правильным уходом за деревьями в предыдущем году и условиями перезимовки.

Передвижение в плодовых деревьях минеральных веществ и воды от корней вверх (восходящий ток) совершается по сосудам молодой части древесины — заболони. Нисходящий ток питательных веществ — от листьев к живым клеткам других органов надземной части дерева, в том числе и к созревающим плодам, а также к корням — происходит по ситовидным трубкам луба, расположенным в коре. На внутренней части коры, в местах передвижения питательных веществ, находятся камбиальные ткани, в результате деления клеток которых ежегодно создаются новые слои древесины (годичные кольца) и новые ткани коры.

Таким образом, ствол дерева разрастается в толщину, древесина утолщается за счет разрастания ее наружных слоев, а кора – за счет внутренних; оба эти пояса расположены непосредственно друг возле друга и разделены лишь узкой полоской деятельных камбиальных клеток.

Формирование корневых систем

В оптимальных для древесной породы почвенно-гидрологических условиях (например, свежие дерновые почвы на супесях для сосны, свежие гигротопы черноземных и серых лесных почв для дуба и т. п.) корневая система формируется в процессе естественного роста и развития ее морфологических групп, что обусловлено биологическими особенностями древесных пород.

Так формируются определенное сочетание корней различных морфологических групп, горизонтальная площадь проекции корней, глубина проникновения стержневого корня и вертикальных ответвлений от горизонтальных корней.

На примере сосны обыкновенной в соответствии с особенностями возрастной динамики роста ее стержневых, горизонтальных корней и их вертикальных ответвлений для условий среднедерново-слабоподзолистых хорошо дренированных супесчаных почв, где сосна образует древостой I и Iа классов бонитета, выделяются пять возрастных периодов формирования корневых систем:

в возрасте 1—8 лет наблюдается интенсивный рост в длину горизонтальных корней первого порядка;

в возрасте 9—25 лет проявляется значительный рост горизонтальных и стержневых корней. Прирост горизонтальных корней в длину превышает прирост стержневых корней. В начале периода отмечается активное ветвление горизонтальных корней первого порядка, формируются вертикальные ответвления от горизонтальных корней;

в возрасте 26—40 лет прирост стержневого корня в глубину прекращается. Снижается до минимума прирост горизонтальных корней первого порядка, отмечается усиленный рост в глубину вертикальных ответвлений;

в возрасте 40—60 лет прирост в глубину вертикальных ответвлений прекращается. Наблюдаются ветвление стержневого корня по всей его протяженности, рост корней третьего и более высоких порядков горизонтальной ориентации. Увеличивается количество корней второго и третьего порядков и интенсивно растут вновь образованные ответвления. Насыщается корнями почвенное пространство, ранее освоенное корневой системой;

Статья по теме: Альбильо - виноград

в возрасте 60 лет и старше при активном ветвлении старых корней образуются и растут новые корни второго, третьего и более высоких порядков. Продолжается процесс насыщения корнями почвенного пространства, освоенного корневой системой.

Развитие корневых систем в возрастной динамике предопределяет Последовательную смену типов строения онтогенезного характера. Наиболее характерным признаком при этом является развитие стержневого корня. Проникновение его в глубь почвы ограничивается естественными, генетически обусловленными пределами, свойственными каждой древесной породе. После достижения этого предела в соответствующем возрасте рост стержневого корня в глубину замедляется, затем прекращается. В то же время вертикальные ответвления от горизонтальных корней (якорные корни), являясь более молодыми по отношению к стержневому корню, растут интенсивнее и через определенное количество лет достигают глубины проникновения стержневого корня. Таким образом, к возрасту спелости дерева его корневой системе присуще наличие стержневого корня, корней горизонтальной ориентации и их вертикальных ответвлений, достигших глубины проникновения стержневого корня. Формируется генетически обусловленный для данной породы тип корневой системы.

Возрастная динамика формирования генетически обусловленного для данной породы типа корневой системы представляет последовательную во времени смену следующих промежуточных типов таксонов строения онтогенезного характера:

стержневой корень неразветвлен; корневая система характеризуется превалирующим развитием стержневого корня с наличием неразветвленных боковых ответвлений горизонтальной ориентации;

стержневой корень разветвлен, однако еще не достиг предельной глубины проникновения в почву; на горизонтальных корнях — наличие неразветвленных и слаборазветвленных вертикальных ответвлений;

стержневой корень разветвлен и закончил свой рост; глубина его проникновения в почву достигла максимального значения, обусловленного генетическими особенностями древесной породы. Горизонтальные корни хорошо развиты, их вертикальные ответвления продолжают интенсивный рост в глубь почвы, но не достигают глубины проникновения стержневого корня. В корневой системе преобладают горизонтальные корни;

стержневой корень, достигший максимальной генетически обусловленной глубины проникновения в почву, комплексируется с якорными корнями, представляющими вертикальные ответвления, также достигшие предельной глубины проникновения в почву, разветвленность их интенсивная. В корневой системе преобладают горизонтальные корни.

Аналогичная в принципе схема формирования типа корневой системы присуща всем лесообразующим породам, произрастающим в оптимальных почвенно-гидрологических условиях. Различия определяются в основном разной глубиной проникновения корней вертикальной ориентации и количественным соотношением корней различных структурных групп.

Под влиянием уплотненных горизонтов почвы в виде ортштейновых линз, оглеенных прослоек, скоплений карбонатов и т. д., представляющих определенное препятствие для проникновения корней вертикальной ориентации в глубь почвы, деформируется генетически обусловленный тип строения корневой системы на разных стадиях процесса его формирования. Здесь стержневой корень развивается присущими данной породе темпами лишь в пределах почвенного слоя, ограниченного по глубине уплотненным горизонтом.

В этих пределах формируется тип корневой системы, соответствующий типам, наблюдаемым в первые периоды формирования корневых систем на глубоких почвах. При достижении уплотненного горизонта рост стержневого корня либо приостанавливается, либо заканчивается, не разветвляясь, что встречается более часто, он интенсивно ветвится, образуя толстые разветвления и иногда формируя за их счет значительный по интенсивности второй ярус корней.

Период времени А, на протяжении которого сохраняется данный тип строения корневой системы, определяемый наличием стержневого корня в качестве лидера, представляет число лет, необходимое для достижения стержневым корнем уплотненного горизонта почвы. Этот период является производным от скорости роста корня (a) и глубины залегания уплотненного горизонта (h), т. е. A=h/a.

Более глубокие горизонты почвы в таких условиях осваиваются ответвлениями от основного корня или вертикальными ответвлениями от горизонтальных корней, которые проникают вглубь, используя архитектонику почвы, старые ходы корней, щели и трещины в уплотненном горизонте. Здесь в большинстве случаев при достижении глубины залегания уплотненного горизонта стержневой корень прекращает развитие, а лидирующее положение занимают якорные корни. С возрастом максимальной глубины проникновения достигают несколько таких Корней, и формируется корневая система конфигурации усеченного конуса.

При наличии в почве корненепроницаемого горизонта в первый период формирования корневой системы также формируется конусообразный тип ее строения со стержневым корнем. При достижении уплотненного горизонта почвы или уровня залегания грунтовых вод стержневой корень изменяет вертикальное направление своего роста на горизонтальное, формируя интенсивно развитой второй ярус корней. Вертикальные ответвления от горизонтальных корней, достигнув корненепроницаемого горизонта, также принимают в этой зоне горизонтальное направление, усиливая интенсивность корненаселенности второго яруса. В конечном результате формируется двухъярусная корневая система, ограниченная по глубине проникновения корненепроницаемым горизонтом.

При недостаточной влагообеспеченности в условиях непромывного водного режима, когда верхняя кайма капиллярной влаги, образуемая за счет атмосферных осадков, не соединяется с каймой капиллярной влаги, расположенной над поверхностью грунтовых вод, корневые системы древесных пород располагаются только в пределах зоны с наличием корнедоступной влаги, т. е. в верхних горизонтах почвы, периодически промачиваемых атмосферными осадками. Стержневой корень занимает лидирующее положение в пределах мощности каймы капиллярной влаги. Достигнув ее нижних границ, он прекращает рост в глубину. Вертикальные ответвления от горизонтальных корней также прекращают свой рост в глубину, достигнув границы зоны, промываемой атмосферными осадками. В этих условиях формируется так называемый гребенчатый тип корневой системы. По стереометрическим критериям гребенчатый тип в конечном своем развитии характеризуется цилиндрической формой почвенного пространства, занятого корневой системой.

В почвенном горизонте небольшой мощности, подстилаемом корненепроницаемыми породами или ограниченном высоким уровнем грунтовых вод, стержневой корень быстро прекращает развитие и отмирает. Вертикальные ответвления от горизонтальных корней здесь не образуются в связи с тем, что под влиянием высоко расположенного корненепроницаемого горизонта они быстро принимают горизонтальную ориентацию. Вся корневая система принимает определенно выраженный поверхностный характер с глубиной размещения, регламентируемой мощностью корнедоступного горизонта.

Типы корневых систем формируются на протяжении длительного периода, продолжительность которого зависит от скорости роста корней и морфологии почвы. Тип строения корневой системы на протяжении этого периода может меняться, постепенно трансформируясь и приобретая признаки и особенности того типа строения, который соответствует данным почвенно-гидрологическим условиям. Приведенные схемы формирования пяти типов пространственной структуры корневой системы не исчерпывают всего разнообразия типов, встречающихся в природе. В частности, следует назвать тип корневой системы, формирующийся в условиях, когда капиллярно-подвешенная влага периодически соприкасается с каймой капиллярно-подпертой влаги, образующейся над поверхностью грунтовых вод. В условиях недостаточной обеспеченности деревьев влагой из запасов капиллярно-подвешенной влаги их корни проникают через горизонты почвы с наименьшим увлажнением, находящиеся в зоне соприкосновения капиллярно-подвешенной и капиллярно-подпертой влаги, а затем интенсивно растут в направлении грунтовых вод до горизонта, имеющего запасы влаги, достаточные для удовлетворения потребности дерева. Здесь вертикальные корни ветвятся и прекращают рост вглубь. В описанных гидрологических условиях корни растут намного глубже, чем их глубина проникновения в оптимальных условиях увлажнения почвы. Этим объясняются случаи необычно глубокого проникновения корневых систем сосны, дуба и других пород.

Статья по теме: Филлоксера - проблема мирового виноградарства - виноград

Сверхглубокое проникновение корневых систем древесных пород иногда объясняется соответствующей архитектоникой почвы. Наблюдаемое в Шиповом лесу проникновение корней дуба на глубину до 14 м объясняется тем, что они используют водяные трещины, образующиеся в суглинках. На трещиноватых горных породах корневые системы дуба проникают на глубину более 23 м, где в летние и осенние месяцы они активно поглощают воду из зоны капиллярной каймы, расположенной над уровнем грунтовых вод. Здесь корни, используя водяные трещины в скальных породах, достигают зоны постоянной влагообеспеченности.

В случаях формирования двухъярусной корневой системы на почвах, отличающихся ярусным расположением более или менее плодородных горизонтов, глубина проникновения корневой системы в почву не ограничивается глубиной расположения второго яруса корней. Стержневой корень и некоторые вертикальные ответвления, образуя дополнительное ветвление в более плодородном глубинном слое почвы, проникают через него и продолжают расти в нижележащем менее плодородном горизонте, но уже с меньшей разветвленностью.

Процесс естественного формирования корневых систем древесных пород происходит в силу их биологических особенностей, обусловленных генетически. Эти особенности конкретно проявляются под влиянием почвенных условий, которые могут существенно изменять характер процесса формирования корневых систем и их строение.

Можно выделить группу основных признаков, характеризующих строение корневой системы. Признаки формируются под влиянием генетических особенностей древесных пород и изменяются в результате воздействия на процесс формирования конкретных почвенных условий: интенсивность и соотношение роста в длину горизонтальных и стержневых корней; темпы образования и роста вертикальных ответвлений от горизонтальный корней, характер их ветвления; интенсивность и характер образования корней более высоких порядков; соотношение в корневой системе корней различных генетических групп (горизонтальных, стержневых, вертикальных ответвлений от горизонтальных корней); пространственная структура корневых систем.

Громаднейшая мозаичность почвенных условий, влияя на строение корневых систем, обусловливает их особенности у деревьев каждой древесной породы. Это существенно затрудняет и усложняет классификацию типов строения корневых систем.

В связи с влиянием почвенных условий для каждой древесной породы должен быть изучен, определен и описан своеобразный эталон строения корневой системы. В качестве такого эталона целесообразно принять строение корневой системы данной породы в тех почвенно-гидрологических и климатических условиях, где она образует в приспевающем и спелом возрастных периодах насаждения I и Iа классов бонитета. С учетом того, что на строение корневых систем влияет густота древостоев, следует в качестве эталонов отбирать корневые системы деревьев, сформировавшиеся при наиболее распространенном режиме их выращивания: в молодняках полнотой 0,8—1,0, в средневозрастных насаждениях 0,7—0,9, в приспевающих и спелых 0,7—0,8. Характеристика полученных эталонов должна включать полный комплекс биометрических и стереометрических показателей, дающих представление о морфологии корневых систем. В комплексную характеристику должны входить следующие данные: число и протяженность скелетных корней горизонтальной ориентации; протяженность, глубина проникновения стержневого корня, количество и протяженность его ответвлений; число, протяженность и глубина проникновения вертикальных ответвлений от горизонтальных корней по их порядкам ветвления; интенсивность разветвленности корневой системы; соотношение массы корней и надземных частей; показатель плотности пространственного размещения корневых систем.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Строение яблони, груши: надземная и корневая части

В этой статье мы подробно опишем форму строения плодового дерева на примере яблони и груши, так же отдельное внимание уделим их корневой системе.

Строение плодового дерева

Это совокупность ствола и ветвей. Ствол – центральный стебель. У плодовых, растущих в кустовидной форме, несколько стволов.

Нижняя часть ствола , то место, где он переходит в корень, называется корневой шейкой. У деревьев, выращенных из семян или привитых на сеянцы, корневая шейка типичная, а у выращенных из черенков и отводков (вегетативным путем), — условная. Часть ствола от корневой шейки до первой нижней ветви – штамб, а продолжение его — центральный проводник, или лидер.

Крупные ветви дерева, составляющие его остов, называются скелетными. Ветви, отходящие от ствола, называются ветвями первого порядка, от них отходят ветви второго порядка, которые дают ветви третьего порядка и т.д.

Три–четыре порядка ветвления может быть у сильнорослых деревьев.
У слаборослых образуются лишь 1-2 порядка ветвления.
Полускелетные ветви менее крупные, чем скелетные, они отходят от ствола или скелетных ветвей.
Сильнорастущие вертикальные ветви, образующиеся из спящих почек в кронах взрослых деревьев, называются волчками, или жировыми побегами. На стволе, скелетных и полускелетных ветвях размещаются также тонкие или обрастающие разветвления.

Совокупность всех ветвей образует крону дерева. Ежегодно в кроне образуются побеги – стебли текущего года. Веточки, которые несут цветковые почки, а затем плоды, называются плодовыми. Они разнообразны и не одинаковы у различных пород.

Строение яблони

Семечковые породы (яблоня, груша) плодоносят на кольчатках, копьецах и плодовых прутиках.

Кольчатка – короткая (до 3 см) плодовая веточка, с кольцевыми рубцами. Она очень медленно растет, удлиняясь ежегодно на 3-20 мм. Может ветвиться, превращаясь в сложную кольчатку (плодуху). Долговечность кольчатки может быть 15 лет и более.
Копьецо – однолетняя, короткая, суженная к верхушке плодовая веточка длиной 5-15 см.
Плодовый прутик (веточка) – побег 15-20 см и более. Он тоньше ростового побега и на верхушке несет цветково-ростовую почку.

Статья по теме: Взаимосвязь между ростом побегов и плодоношением сеянцев - Физиология роста и развития семян и сеянцев винограда

В местах прикрепления плодов на кольчатках, копьецах и плодовых прутиках образуются расширения – плодовые сумки.

У косточковых пород (сливы, вишни) плодовыми образованиями являются кольчатки, шпорцы, букетные веточки и плодовые веточки. В отличие от плодовых образований семечковых пород у них верхушечная почка всегда ростовая, а боковые – цветковые.

Букетные веточки – короткие побеги 5-20 мм, с несколькими близкосидящими цветковыми почками, центральная ростовая, которая на следующий год дает начало новой букетной веточке. Плодоношение букетных веточек длится 2-6 лет.

У сливы короткое плодовое образование, подобное букетной веточке, заканчивается колючкой, поэтому называется шпорцем.

Строение груши

Плодовые веточки – прошлогодние побеги, у которых все боковые почки цветковые, а верхушечная – ростовая. После плодоношения веточка оголяется, листья образуются только на побеге продолжения, образованном из верхушечной почки.

Почки представляют собой зачаток побега, находящийся в покое. Различают следующие три разновидности почек:

цветковые с зачатками цветов;
цветково-ростовые (смешанные) , содержащие зачатки цветков и побегов;
ростовые , из которых вырастают длинные побеги или розетки листьев (листовые почки).

Простые цветковые почки имеют преимущественно кустовидные сливы и вишни. У этих пород, как правило, цветковые почки размещаются по бокам коротких веточек (боковое плодоношение), а ростовые почки у них верхушечные, после плодоножек боковые образования отмирают и плодовые веточки оголяются. У яблони и груши цветки образуются из смешанных почек, размещающихся на вершине плодового образования (верхушечное плодоношение).

Цветковые почки не всегда по внешнему виду можно отличить от ростовых, но чаще они крупнее и имеют округлую форму. На продольном разрезе цветковой почки заметны зачатки соцветий. Большая часть почек пробуждается на следующую весну(нормальные почки); спящие почки, находящиеся у основания побегов, не дают новообразований, но сохраняют жизнеспособность долгие годы. Для их прорастания необходим сильный приток питательных веществ. Эти условия возникают чаще всего при сокращении объема кроны из-за подмерзания, поломов или обрезки ветвей.

Скороспелые почки пробуждаются в то же лето, когда вырос побег. Проявление скороспелости почек характерно для вишни, сливы, алычи.

Придаточные почки не имеют определенного местоположения и образуются из внутренних тканей многолетних ветвей. Из таких почек в нижней части ствола вырастает стеблевая поросль, из почек на корнях – корневая поросль.

Назначение ствола и веток заключается в проведении воды и растворенных в ней питательных веществ от корней ко всем частям дерева и листьям, в проведении органических веществ от листьев ко всем живым клеткам; они служат также хранилищем запасных питательных веществ.

Корневая система яблони, груши

Корневая система обоих деревьев выполняет разнообразные функции:

укрепляют растение в почве;
поглощают воду с растворенными в ней минеральными веществами и переносят их в надземную часть;
служат местом хранения питательных веществ;
усваивают из почвы органические вещества и витамины.

В процессе жизнедеятельности, сразу после посадки, корневая система оказывает активное воздействие на почву, выделяя минеральные и органические вещества.

Главный корень имеет только сеянцы, выращенные из семян и используемые в качестве подвоя. Он развивается из корешка зародыша семени. У всех вегетативно размноженных растений (черенками, отводками) корни придаточные. На скелетных корнях, растущих в вертикальном направлении и по радиусу в горизонтальном направлении, образуется множество мелких и тонких корней диаметром меньше 3 мм и длиной до нескольких сантиметров – это обрастающие корни .

Всасывать питательные вещества из почвы могут только активные (всасывающие) корни , снабженные корневыми волосками. Они расположены на обрастающих корня и на концах скелетных корней, отличаются малой длиной – 1-1,2 мм. В период роста всасывающие корешки белого цвета, часть из них покрывается пробковой тканью и превращается в проводящие корни. В основном всасывающие корни отмирают в течение одного вегетативного периода.

У плодовых пород развивается довольно обширная корневая система. Объем почвы, осваиваемый корневой системой, зависит от вида растения, плодородия почвы и ее сложения.

У семечковых культур корни проникают на глубину 1,5-2 м и более, у косточковых – на 1-1,5 м.
В сторону от ствола корни распространяются на расстояние, в 1,5-2 раза превышающее границу кроны.
Однако основная масса корней залегает в пределах проекции кроны: до глубины 60-80 см – у яблони, груши и до 30-40 см – у вишни и сливы.

Распространение корней груши после посадки вглубь, в условиях Нечерноземья, ограничивается недостатком тепла. Они лучше растут в плодородных и прогреваемых слоях почвы – там, где наиболее активна микробиологическая деятельность. У старых деревьев большая часть мочковатых корней располагается на периферии корневой системы.

Яблоня и груша разнообразны по силе роста, времени вступления в плодон.