| 词条 | 根 |
| 释义 | § 字音字义 根 gēn 字从木从艮。“艮”意为“边界”。“木”与“艮”联合起来表示“树木与土地分界处”、“树木与土地结合部位”。本义：树木与土地的结合部位。 § 植物学意义上的根 根是植物长期演化过程中适应陆生生活的产物，是种子植物和大多数蕨类植物特有的营养器官。除少数气生根 根 外，根一般生长在土壤中，它的顶端能无限向下生长，并能发生侧向的支根(侧根)，以形成庞大的根系,有利于植物体的固着、吸收等作用，这也使植物体的地上部分能完善地生长，达到枝叶繁茂、花果累累。根系能控制泥沙的移动，因此，具有固定流沙、保护堤岸和防止水土流失的作用。根上不生长叶和花，它虽然和茎一样有分枝，但分枝（侧根）来源不同。藻类和苔藓植物没有根，蕨类植物中最原始的松叶蕨、梅西蕨和古代最早的陆生化石莱尼蕨也没有真正的根，只在地下的根状茎上有具吸收功能的假根；大多数现存的蕨类植物、裸子植物和被子植物才有真正根的结构。 § 生理功能 1、固着和支持作用：根在地下反复分枝形成庞大的根系，其分布范围和深度与地上部分相应，足以支持即使是十分高大的、分枝繁多的茎叶系统，并把它牢牢固着在常有风吹雨袭的陆生环境中，使植物体的地上直立，经受着风雨和其他机械力的作用。 2、吸收、输导和贮藏作用：植物一生需要大量的水，如生产1kg的稻谷需要800kg的水，1kg小麦要300～400kg水。植物体内所需的水，除一部分由叶和幼嫩的茎自空气中吸收外，大部分都是由根自土壤中取得；根还吸收土壤溶液中离子状态的矿质元素、少量含碳有机物、可溶性氨基酸、有机磷等有机物，以及溶于水中的CO2和O2。根吸收的物质可通过根中的输导组织运往地上部分，又可接受地上部分合成的营养物，以供根的生长和多种生理活动所需。由于根内薄壁组织较发达，常为物质贮藏的场所。 3、合成作用：根能合成多种有机物，如氨基酸、生物碱(如尼古丁)及激素等物质；当病菌等异物入侵植株时，根亦和其他器官一样，能合成被称为“植保素”的一类物质，起一定的防御或减灾作用；根还参与一些维生素和促进开花的代谢物的制造。 4、分泌作用：根能分泌近百种物质，包括糖类、氨基酸、有机酸、固醇、生物素和维生素等生长物质以及核苷酸、酶等。这些分泌物有的可以减少根在生长过程中与土壤的摩擦；有的使根形成促进吸收的表面；有的对他种生物是生长刺激物或毒素，如寄生植物列当(Orobanche coerulescens)的种子要在寄主根的分泌物刺激下才能萌发，而苦苣菜属(Sonchus spp. )等一些杂草的根能释放生长抑制物，使周围的植物死亡，即所谓的异株克生现象(allelopathy)；有的抗病害，如发现抗根腐病的棉花根分泌物中有抑制该病菌生长的水氰酸，不抗病的品种则无；根的分泌物还能促进土壤中一些微生物的生长，它们在根际和根表面形成一个特殊的微生物区系(某一特定地区植物种类的总体称为区系)，这些微生物对植株的代谢、吸收、抗病性等都有作用 根具有吸收、固着、输导、合成、储藏和繁殖的作用。根不仅是一个吸收水分与矿质盐的主要器官，而且也是一个转化和合成营养的地方，代谢活动异常活跃。 根对水分的吸收 根系从土壤中吸收水分的最活跃部位，是根端的根毛区。通常仅由根系的活动而引起的吸水现象，称为主动吸水，而把由地上部分的蒸腾作用所产生的吸水过程，称被动吸水。 根对矿质营养的吸收 根系从土壤中吸收矿物质是一个主动的生理过程，它与水分的吸收之间，各自保持着相对的独立性。根部吸收矿质元素最活跃的区域是根冠与顶端分生组织，以及根毛发生区。土壤中的各种离子先吸附在根表面，然后经能量转换与酶的作用，通过细胞膜进入细胞中，再由细胞间的离子交换、进入维管柱的木质部导管。 根对地上部分生长发育的影响 根系不仅将植物的地上部分牢固地固着在土壤中，从土壤吸收大量水分和矿质营养，供给地上部分生长发育的需要，而且根部还能进行一系列有机化合物的合成转化。其中包括有组成蛋白质的氨基酸，如谷氨酸、天门冬氨酸和脯氨酸等；各类植物激素，如吲哚乙酸、细胞分裂素类，以及少量的乙烯等。根还能从土壤中吸收二氧化碳并固定，借助于特种酶和丙酮酸的作用，转变为苹果酸，然后转运到地上部分，参加叶子的光合作用。 根和根系的类型 根系：一株植物全部根的总称。 （一）主根，侧根和不定根 由胚根细胞的分裂和伸长所形成的向下垂直生长的根，是植物体上最早出现的根，称为主根（main root），有时也称直根（tap root）或初生根（primary root）。大多数裸子植物和双子叶植物的主根继续生长，明显而发达。主根生长达到一定长度，在一定部位上侧向地从内部生出许多支根，称为侧根（lateral root）。 （二）直根系和须根系 根系有两种基本类型，即直根系（tap root system）和须根系（fibrous root system）。有明显的主根和侧根区别的根系称为直根系，如松，柏，等。无明显的主根和侧根区别的根系或根系全部，由不定根和它的分枝组成的，粗细相近，无主次之分，而呈须状的根系，称为须根系。 根系在土壤中伸展的范围及根量的多少，与植物种类和外界环境，如土壤的结构、通气程度以及水分状况等有关。一般直根系伸入土壤的深度，大于须根系。大多数木本植物的主根深达10-20米，某些生长在干旱沙漠地区的植物，如骆驼刺的根系可伸入土层达20米左右。禾本科植物的须根系入土较浅，一般仅20-30厘米。木本植物根系在土壤中的伸延范围，直径可达10-18米，常超过树冠的好几倍；草本植物如南瓜为6-8米；禾谷类植物仅40-60厘米。 § 形态类型 1、主根、侧根、不定根 主根和侧根 根有种子萌发时，胚根最先突破种皮向下生长形成的根，称为主根(main root)，它是植物体上最早出现的根。主根生长到一定长度时，在一定部位侧向从内部生出许多支根，称为侧根(lateral root)。主根和侧根都有一定的发生位置，称为定根(normal root)。许多植物除产生定根外，由茎、叶、老根或胚轴上生出根，这些根发生的位置不固定，称为不定根(adventitious root)。不定根也能不断产生侧根。 2、一株植物地下部分根的总体称为根系(root system)。种子植物的根系通过伸长、分枝、加粗和不定根的产生形成直根系和须根系两种。 直根系(tap root system)：大多数双子叶植物和裸子植物的根系为直根系。直根系的特点是主根比较明显，主根与侧根主 次分明，吸收运输和贮存功能主要由主根承担，如大豆、蓖麻、棉花等植物 都 是直根系。 根 须根系(fibrous root system)：为大多数单子叶植物所具有。须根系的特点是主根不发达，主侧根没有明显区别，根系主要由多条从胚轴和茎上长出的不定根组成。组成须根系的根不进行次生生长，它与地上部分的输导联系以及支持、固着等作用主要由众多的不定根承担，因此它们都是骨干根，如小麦、玉米、高粱、水稻等禾本科植物的根系就是须根系。 § 结构组成 根尖结构 根分为根尖结构、初生结构和次生结构三部分。根尖是主根或侧根尖端，是根的最幼嫩、生命活动最旺盛的部分，也是根的生长、延长及吸收水分的主要部分。有形成层细胞分裂形成的结构与根尖、茎尖生长椎分生组织细胞分裂形成的初生结构相区别，称它们为次生结构。 一、根尖结构 根据根尖细胞生长、分化及生理功能的不同，根尖从顶端起依次分为根冠(root cap)、分生区(meristematic zone)、伸长区(elongation zone)和成熟区(maturation zone)。各区由于功能不同，在形态结构上也表现出不同的形态特征。除根冠外，其他三部分都是逐步过渡的，它们之间无明显界限。 根冠：位于根尖最前端，像帽子一样套在分生区外面，保护其内幼嫩的分生组织细胞不致于使其暴露于土壤中。 玉米根尖纵切图（左一），成熟区（右上）伸长区（右中），根冠（右下） 根冠的作用是保护根尖免受土壤颗粒的磨损，有利于根尖在土壤中生长。 另外根冠可以感受重力，参与控制根的向地性反应。如，将正常向下生长的根水平放置，根尖在伸长区弯曲后继续向下生长，若将根冠切除，根的生长没有停止，但不再向下生长，直到长出新的根冠。 分生区：位于根冠之后，全部由顶端分生组织细胞构成，主要功能就是进行分裂。在根的生活过程中，经分裂产生的细胞一部分补充到根冠，以补偿根冠中损伤脱落的细胞；大部分细胞进入根后方的伸长区，是产生和分化成根各部分结构的基础；同时，仍有一部分分生细胞始终存在而保持分生区的体积和功能。 伸长区：伸长区位于分生区后方，细胞来源于分生区，细胞多已停止分裂，突出特点是细胞具有显著伸长，体积增大和 分化作用。最早的筛管和最早的环纹导管出现在伸长区，这是伸长区细胞加速分化的结果。 根的长度生长是分生区细胞的分裂、增大和伸长区细胞的延 伸共同活动的结果，特别是伸长区细胞的延伸，使根显著地伸长，因而在土壤中继续向前推进，有利于根的不断转移到新的环境，吸取更多的矿质营养。 成熟区：成熟区内根的各种细胞已停止伸长，并且多已分化成熟，因此，称为成熟区。成熟区紧接伸长区，表皮常产生根 根尖和削掉的根冠（左）谷类主根根冠显微放大图（右）毛，因此，也称为根毛区（roothairzone）。根毛是由表皮细胞外壁延伸而成，是根的特有结构，一般呈管状，角质层极薄，不分枝，长约0.08-1．5mm，数目多少不等，因植物种类而异。如玉米的根毛，每mm2约420根，豌豆每平方毫米约230根。根毛的寿命很短，一般10～20d后死亡，表皮细胞也同时随之死亡随着分生区衍生细胞的不断增大和分化，以及伸长区细胞不断地向前延伸，新的根毛也就连续地出现替代枯死的根毛。不断更新的结果，使新的根毛区也就随着根的生长，向前推移，进入新的土壤区域，这对于丰富根的吸收是极为有利的。 伸长区和具根毛的成熟区是根的吸收力最强的部分，失去根毛的成熟区部分，主要是进行输导和支持的功能。在农、林、园艺工作中，对植物的移栽，就必然地损害多数的根尖和根毛，造成水分吸收能力的急剧下降。因此，移栽后，必须充分地灌溉和部分地修剪枝叶，以减少蒸腾，防止植物因过度失水而死亡。 二、初生生长和结构 由根尖顶端分生组织经过细胞分裂、生长和分化形成了根的成熟结构，这种生长过程为初生生长。在初生生长过 小麦老根横切程中形成的各种成熟组织属初生组织，由它们构成根的结构，就是根的初生结构。从根毛区作横切面，可观察根的初生结构，由外至内为表皮、皮层和维管柱三个部分。以双子叶植物根的初生结构为例。 1.表皮(epidermis)：是根最外一层细胞，由原表皮发育而来。每个表皮细胞的形态略呈长方形，其长轴与根的纵轴平行，在横切面上近似于长方形，其细胞壁薄，由纤维素和果胶组成，有利于水分和溶质渗透和吸收。外壁通常无或仅有一薄层角质层，无气孔分布。一部分表皮细胞的外壁向外延伸形成细管状的根毛，扩大了根的吸收面积，就根的表皮而言，吸收作用显然比保护作用更为重要。 2.皮层(cortex)：皮层位于表皮和维管柱之间，由基本分生组织分化而来，由多层薄壁细胞组成。皮层薄壁细胞的体积比较大，排列疏松，有明显的细胞间隙，细胞中常贮藏着许 小麦根横切，示皮层多后含物，皮层除了有贮藏营养物质的功能外，还有横向运输水分和矿物质至维管柱的作用，一些水生植物和湿生植物的皮层中可发育出气腔和通气道等。另外，根的皮层还是合成作用的主要场所，可以合成一些特殊的物质。有些植物的皮层最外一层或数层细胞形状较小，无胞间隙，称为外皮层(exodermis)。当根毛枯死，表皮破坏后，外皮层的细胞壁增厚并栓化，起临时保护作用。皮层最内的一层细胞排列整齐紧密，无细胞间隙，称为内皮层(endodermis)。在内皮层细胞的径向壁(两侧的细胞壁)和横向壁(上下的细胞壁)有一条木化和栓化的带状增厚，称为凯氏带(casparian strip)。电子显微镜下显示的凯氏带加厚，是木质和栓质沉积在初生壁及胞间层中，形成一连续的环带，并且凯氏带与质膜无孔隙地紧紧附着在一起。凯氏带的这种特殊结构，对根内水分和物质的运输起着控制作用，使得由皮层进入维管柱的水分和 凯氏带结构图解矿质离子被凯氏带所阻隔，不能通过细胞间隙、细胞壁或质膜之间进入，而必须全部经过内皮层的质膜及原生质体才能进入维管柱，起到选择通透作用。同时也减少了溶质的散失，维持维管柱内一定浓度的溶液，保证水分源 源不断进入导管。 3.维管柱(vascular cylinder)：维管柱也称中柱，是指皮层以内的部分，包 括所有起源于原形成层的维管组织和非维管组织(主要是薄壁组织)，分为四部分。 (1)中柱鞘(pericycle)：是维管柱的最外层组织。其外侧与内皮层相接，通常由一层薄壁细胞组成，有些植物的中柱鞘也可由数层细胞组成。中柱鞘细胞具有潜在的分裂能力，侧根、不定芽、乳汁管、树脂道等都起源于此。当根开始次生生长时，维管形成层的一部分及木栓形成层也都发生于中柱鞘。 (2)初生木质部(primary xylem)：初生木质部位于根的中央，其主要功能是输导水分。横切面呈辐射状，其紧接中柱鞘内侧的辐射角端较早分化成熟，由口径较小的环纹导管或螺纹导管组成，称为原生木质部(protoxylem)。初生木质部越靠近轴心的部分，成熟较晚，由管腔较大的梯纹、网纹或孔纹导管组成，称为后生木质部(metaxylem)。初生木质部这种由外开始逐渐向内发育 双子叶植物初生结构横线所指处从上向下为皮层、凯氏带、初生韧皮部、 初生木质部、内皮层、中柱鞘 成熟的方式称为外始式(exarch)，是根发育解剖上的一个重要特点，在生理上有其适应意义。最先形成的导管接近中柱鞘 和内皮层，缩短了水分横向输导的距离，而后期形成的导管，管径大，提高了输导效果，更能适应植株长大 时对水分供应量增加的需要。 (3)初生韧皮部(primary phloem)：其主要功能是输导有机物质。初生韧皮部形成若干束分布于初生木质部辐射角之间，与初生木质部相间排列，这是幼根维管柱中最为突出的特征。初生韧皮部的发育方式也是外始式，即原生韧皮部在外方，后生韧皮部在内方。前者常缺伴胞，后者主要由筛管和伴胞组成。 (4)薄壁细胞：初生韧皮部与初生木质部之间常分布有一到几层薄壁组织细胞，在双子叶植物中，是原形成层保留的细胞，将来发育成形成层的一部分。 双子叶植物和单子叶植物根的区别：单子叶植物根的结构也可分为表皮、皮层和维管柱三部分，但各部分结构和双子叶植物根的初生结构不尽相同，特别需要指出的是单子叶植物根不能进行次生生长，因此，也不产生次生结构。 类别根系形态内皮层维管柱次生结构 双子叶植物直根系凯氏带，无加厚无限外韧型有 单子叶植物须根系内皮层细胞马蹄形加厚有限外韧型无 三、根的次生生长和次生结构 大多数双子叶植物和裸子植物的根，如大豆、棉花、苜蓿、杨树、松树等，在完成初生生长之后，由于次生分生 单子叶植物内皮层五层加厚组织维管形成层和木栓形成层的发生和活动，不断产生次生维管组织和次生保护组织，使根的直径增粗，这种生长过程称为次生生长(secondary growth)或增粗生长。在次生生长过程中产生的次生维管组织和次生保护组织共同组成的结构，称为次生结构。 ㈠维管形成层的发生及活动：根的次生生长开始时，在初生木质部与初生韧皮部之间，由原形成层保留下来的未分化的薄壁细胞开始分裂活动，成片段状，为维管形成层(以下简称形成层)的主要部分。随后形成层逐渐向左右两侧扩展，并向外推移，直到初生木质部角端处，在该处和中柱鞘细胞相接。这时，在这些部位的中柱鞘细胞也恢复分裂能力产生细胞，参与形成层的形成。至此，各个形成层片段彼此相互衔接，成为完整连续的形成层环。由于形成层环不同部位发生的先后不同及通过平周分裂向内、外产生新细胞的速度的差异，初生韧皮部的内凹处产生形成层较早，其分裂活动较早开始，同时向内方分裂增加的细胞数量多于向外分裂的细胞数量，因而形成层环中的这部分向外推 单子叶植物内皮层移，结果形成层环逐渐发展成为一较整齐的圆形。此后，形成层环中的各部分等速进行分裂，形成根的次生结构。 形成层主要是进行平周分裂，向内分裂产生的细胞形成新的木质部，加在初生木质部外方，称为次生木质部(secondary xylem)；向外分裂所产生的细胞形成新的韧皮部，加在初生韧皮部内方，称为次生韧皮部(secondary phloem)。次生木质部与次生韧皮部为内外相对排列，这与初生维管组织中初生木质部与初生韧皮部二者的相间排列完全不同。随着形成层的逐渐分裂，内方次生木质部的增生更为显著，使根的直径不断增大，形成层环的位置逐渐向外推移。 形成层除了产生次生韧皮部和次生木质部外，在正对初生木质部辐射角处，由中柱鞘发生的形成层段也分裂形成径向排列的薄壁细胞，称维管射线(vascular ray)。在较粗的老根中，次生木质部和次生韧皮部中都有射线的形成，分别称为木射线(xylem ray ，wood ray)和韧皮射线(phloem ray)。射线有横向运输水分和养料的功能。维管射线组成根维管组织内的径向系统，而导管、管胞、筛管、伴胞、纤维等组成维管组织的轴向系统。 维管形成层的发生过程 多年生双子叶植物的根，在每年生长季节内，其形成层的细胞分裂活跃，不断产生新的次生维管组织，这样，根就年复一年地长粗。 (二)木栓形成层的发生及活动： 随着次生维管组织的继续增加，根的直径不断扩大。到一定程度，外方的成熟组织，即表皮和皮层，因受内部组织增加所形成的压力而遭胀破、剥落。这时伴随而发生的现象是中柱鞘细胞恢复分生能力形成木栓形成层。木栓形成层的细胞主要是向外分裂产生由数层木栓细胞组成的木栓层(cork，phellem)，覆盖在根外层起保护作用；同时，也向内分裂产生由薄壁细胞组成的栓内层(phelloderm)。木栓形成层和它所形成的木栓层、栓内层三者合称为周皮(periderm)，是根加粗过程中形成的次生组织。木栓层形成后，其外方的表皮和皮层因得不到水分和营养物质的供应而脱落。 在多年生植物的根中，形成层的活动延续多年，而木栓形成层则每年都重新产生，以配合形成层的活动。木栓形成层的发生位置逐年内移，可深至次生韧皮部的薄壁组织或韧皮射线部分发生。因周皮逐年产生和死后的连续积累，可以形成较厚的树皮(bark)。 (三)根的次生结构：根的维管形成层和木栓形成层活动的结果形成了根的次生结构：自外向内依次为周皮(木栓 层、木栓形成层、栓内层)、成束的初生韧皮部(常被挤毁)、次生韧皮部(含径向的韧皮射线)、形成层和次生木质部(含木射线)。辐射状的初生木质部仍保留在根中央。 根的次生结构有如下特点： 1、次生维管组织内，次生木质部居内，次生韧皮部居外，相对排列，与初生维管组织中初生木质 棉花老根次生结构部和初生韧皮部二者的相间排列完全不同。维管射线是新产生的组织，它的形成使维管组织内有轴向和径向系统之分。 2、形成层每年向内、外增生新的维管组织，特别是次生木质部 的增生，使根的直径不断增大。因此，形成层也增大，位置不断外移，所以，形成层的细胞分裂，除主要进行横向分裂外，还有径向分裂及其他方向的分裂，使形成层周径扩大，才能适应内部的增长。 3、次生结构中以次生木质部为主，而次生韧皮部所占比例较小，这是由于新的次生维管组织总是增加在老韧皮部的内方，老韧皮部因受内方的生长而遭受的压力最大。越是在外方的韧皮部，受到的压力越大，到一定时候，老韧皮部就遭受破坏，丧失作用。尤其是初生韧皮部，很早就被破坏，以后就依次轮到外层的次生韧皮部。而形成层向内产生的次生木质部数量较多，新的木质部总是加在老木质部的外方，因此，老木质部受到新组织的影响小。所以，初生木质部能在根中央被保存下来，其他的次生木质部有增无减。因此，在粗大的植物根中，几乎大部分是次生木质部，而次生韧皮部仅占极小比例。 § 与微生物的关系 植物根系与土壤微生物有密切的联系。微生物不但存在于土壤中，也存在于一部分植物的根里，与植物共同生 大豆根瘤活。微生物从根组织里得到营养物质，植物也由于微生物的作用而得到它生活中所需要的物质，这种植物和微生物之间的互利关系，称为共生(symbiosis)。如，根部分泌的糖、有机酸、氨基酸及其他含氮和不含氮的化合物是微生物的营养来源；土壤微生物新陈代谢能够产生一些刺激生长的物质，或抗菌的、有毒的以及其他物质，直接或间接地影响着根的生长发育；也可合成一些物质被高等植物所利用，成为某些养料的来源。根瘤和菌根是根系和土壤微生物之间的共生类型。 1、根瘤：豆科植物根上，常有各种形状的瘤状突起，这是豆科植物根与土壤微生物根瘤细菌相互作用产生的共生体，即根瘤。根瘤的产生是由于土壤中的根瘤菌受根毛分泌物吸引，聚集生活在根毛周围，分泌纤维素酶，逐渐溶解了根毛的细胞壁。然后，从根毛侵入根原皮层细胞，在皮层细胞中迅速繁殖，同时皮层细胞因受到根瘤菌分泌物的刺激不断迅速分裂，产生大量新细胞，致使该部分皮层体积膨大，结果在根表面形成瘤状突起的根瘤。 根瘤菌一方面从根皮层细胞中吸取它生活所需要的水分和养料；另一方面根瘤菌能把空气中游离的氮转变成含氮化合物，这种现象称为固氮作用，根瘤菌提供的含氮化合物可以被植物吸收，合成自身所需的营养物质。豆科植物和根瘤菌之间的关系是绿色植物和非绿色植物之间的互利共生关系。农业生产中利用豆科植物与其它植物轮作、间作，可以减少施肥，不仅降低了生产成本，而且能提高单位面积的产量。除豆科植物外，在自然界中还发现一百多种植物能形成根瘤，并具固氮能力。如桦木科、木麻黄科、蔷薇科、胡颓子科、禾本科等科植物。 2、菌根：自然界中还有许多高等植物的根与土壤中的真菌形成共生关系，这种同真菌的共生体称为菌根(mycorrhiza)。根据菌根形态学及解剖学特征，可将菌根分为三种类型。 外生菌根（ectomycorrhiza）：菌丝大部分生长在幼根的外表，形成白色丝状覆盖层，只有少数菌丝侵入根表皮、皮层的细胞间隙。 内生菌根（endomycorrhiza）：菌丝穿经细胞壁而进入幼根的生活细胞内。很多草本和部分木本植物可形成这种菌根。 内外生菌根：是两种菌根的混合型。柳属、苹果、柽柳、银白杨等植物具有这种菌根。 真菌是低等的异养植物，它不能自己制造有机物，与绿色植物共生后，真菌可以从根中得到它生长发育所需的碳水化合物，而菌丝如同根毛一样，可以从土壤中吸收水和无机盐供植物利用，促进细胞内贮藏物质的分解，增进吸收作用。菌丝还能产生激素，尤其是维生素B1和B6等生长活跃物质，不仅对根的发育有促进作用，使植物生长良好，还能增加豆科植物固氮和结瘤率；提高药用植物的药用成分含量；提高苗木移栽、扦插成活率等。如松树在没有与它共生真菌的土壤中，生长缓慢甚至死亡。在林业上，常用人工方法进行真菌接种，提高抗旱能力，以利于造林成功。已发现在根上能形成菌根的高等植物有两千多种，其中很多是造林树种，如银杏、桧、侧柏、毛白杨和椴树等。 § 变态根 肉质直根－萝卜的根 变态根是由于形态、功能发生了可遗传变化，结构上也出现了不同于正常结构的变化，这种结构的变化称为异常结构。异常结构是长期适应某种生态环境所形成的，属于物种的正常遗传特性，这种形态与结构变化现象称为变态，该器官称为变态器官。 贮藏根：着生于地下，形体肥大，内含许多营养物质，有贮藏作用。贮藏根是越冬植物的一种适应，所贮藏的养料可供来年生长发育时需要，使根上能抽出枝来，并开花结果。根据来源，可分为肉质直根和块根两类。肉质直根由主根发育而成，如萝卜、胡萝卜和甜菜是肉质直根。 块根主要由不定根或侧根发育而成，因此，在一株上可形成多个块根。另外，它的组成不含下胚轴和茎的部分，而是完全由根的部分构成。如 常春藤攀附根甘薯、大丽花的块根等。 气生根：凡露出地面，生长在空气中的根均称为气生根(aerial root)。气生根因所担负的生理功能不同分为以下几种类型。 支柱根：是生长在地面以上空气中的根，如玉米、高粱、甘蔗、榕树等。这些在较近地面茎节上的不定根不断延长后，根先端伸入土中，并继续产生侧根，成为增强植物整体支持力量的辅助根系，因此，称为支柱根。玉米支柱根的表皮往往角质化，厚壁组织发达。 攀援根：藤本植物的茎多细长柔软，不能直立。有些藤本植物从茎的一侧产生许多很短的不定根，这些根的先端扁平，常可分泌黏液，易固着在其他树干、山石或墙壁等物体的表面攀缘上升，这类气生根称为攀缘根。如常春藤等。 呼吸根：普通土壤颗粒中都含有大量的空气，满足地下根呼吸的需要，但淤泥中则缺乏根系呼吸所必需的气体。一些生长在沼泽或热带海滩地带的植物如水龙、红树等，可产生一些垂直向上生长、伸出地面的呼吸根，这些根中常有发达的通气组织，可将空气输送到地下，供给地下根进行呼吸，因此这些根称为呼吸根。 寄生根：寄生植物如菟丝子，以茎紧密回旋缠绕在寄主茎上，叶退化成鳞片状，营养全部依靠寄主，并以突起状的根伸入寄主茎组织内，彼此维管组织相通，吸取寄主体内的养料和水分。如菟丝子、列当都属于寄生根。 呼吸根玉米支柱根 § 经济用途 根还有多种经济用途，它可以食用、药用和做工业原料。甘薯、木薯、胡萝卜、萝卜、甜菜等皆可食用，部分可作饲料。人参(Panax ginseng)、大黄(Rheum officinale)、当归(Angelica sinensis)、甘草(Glucurryhiga uralensis)、柴胡(Bupleurum chinese)、龙胆(Gentiana scabra)等可供药用。甜菜可作制糖原料，甘薯可制淀粉和酒精。某些禾本科或藤本植物的老根，可雕制成工艺美术品。在自然界，根有保护坡地、堤岸和涵养水源、防止水土流失的作用。 § 自然现象 各方向谷物主根，根均向下生长 在撒种的时候，没有人去注意种子埋得是否正，因为不论种子在土壤中是正是斜是倒，根出来之后永远向下长，芽茎出来永远向上长。即使把一个发了芽的种子倒过来埋进土里，它的根很快就弯曲向下，茎又弯曲向上，恢复原来的生长方向。据科学家研究，根冠中央细胞含有淀粉粒，这些淀粉粒可能起到“平衡石”的作用，在自然情况下，根垂直向下生长，“平衡石”沉积在根冠细胞的下部，水平放置后根冠中“平衡石”受重力影响改变了在细胞中的位置，向下沉积，这种变化可能导致平衡石本身或通过它影响内质网而释放钙离子运向根的的近地一侧，此处钙离子量的增加又可能加强一种生长素(吲哚乙酸，即IAA)的向顶运输，进入根尖伸长区的近地一侧，使此处细胞生长速率明显下降，而远地部分的生长只受微小影响，从而使根向地弯曲生长。这种方向性对植物来说是至关重要的，因为根只有向下生长，才能固定植物，才能充分吸收土壤中的水分和营养，而茎只有向上生长，才能使叶子得到光照，进行光合作用，制造自己需要的营养物质并放出氧气。 但自然界也有很多有趣得现象,有些植物的根不一定都向下生长。19世纪，有 根人把一棵植物栽种在一个花盆中，等它生长一段时间，再把盆绑在小车的轮子上，让轮子绕着轮轴沿着水平方向不停地转动。后来发现，盆中幼苗的根竟朝着轮子转动时的离心力方向生长。 植物学家到南美洲的委内瑞拉考察，却在那里的丛林中发现了20多种根部朝天生长的植物。原来，当地的土壤所含的无机盐极少，植物被迫将根靠向周围的树干，从那些树干的树洞里摄取含矿物质的潴留雨水。科学家为了证明自己的论断，故意将含有大量无机盐的溶液反复浇向树干，根部的朝上生长现象果然加剧了。 生长在广东、福建沿海一带的海桑，它们的根就能克服地心引力向上生长。海桑又叫剪包树，属海桑科，高可达5米。它生活在缺氧的淤泥中，经常受到海水的侵袭，因呼吸困难而长出了专供呼吸的呼吸根。这种呼吸根的顶端有皮孔，内部是疏松的海绵状结构。为了吸取到新鲜氧气，海桑的呼吸根拼命挣出淤泥，就像冒出地面的春笋一样。 § 相关词条 植物学生物化学 自然旅游 遗传学医学 § 参考资料 [1]徐汉卿著，《植物学》,中国农业出版，1996 [2]范大学，《植物学》（上、下册），北京：高等教育出版社，1982 [3]高信曾，《植物学》(形态解剖部分)。北京：人民教育出版社，1978 [4]贺学礼，《植物学》。西安：世界图书出版公司，1998 [5]小木虫学术论坛http://emuch.net/html/200710/608893.html |
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