Мощность развития корневой системы
В начальных стадиях развития растения из семени развитие корневой системы обычно значительно опережает надземные части. И в дальнейшей жизни растения корни достигают гораздо более мощного развития в глубину и ширину, чем это обычно думают.
Например, у кочанной капусты корни могут идти в глубину до 1,5 м, а в диаметре до 1-1,2 м, у репчатого лука - около 1 м в глубину и около 60 см в диаметре, у моркови - свыше 2 м в глубину и до 1,5 м в диаметре. У серповидной люцерны корни идут на глубину свыше 2 м, высота же ее надземных частей всего до 60 см, у горькой полыни (Artemisia absinthium) - на глубину до 3,5 м, а высота ее - 60-123 см, у будяка (Cirsium arvense) - на глубину выше 6 м, а высота его надземных частей не превышает 1,25 м. У верблюжьей колючки (Alhagi camelorum), имеющей высоту до 1 м, корень на лессовых почвах проникает на глубину 20 м. Особенно глубоко идут корни у растений песков и скал, где они обеспечивают подачу воды из глубинных водоносных слоев.
В общем можно сказать, что под землей у очень многих травянистых растений находится такая же, если не еще большая, масса их тела, чем над землей.
Распространенное мнение о том, что у деревьев корни оканчиваются на том же расстоянии от ствола, что и крона, и их сосущие части получают воду, стекающую по кроне, неправильно. Диаметр корневой системы древесных растений в несколько раз превышает диаметр кроны (например, у плодовых деревьев - в 2-5 раз), и сосущая часть их находится далеко за пределами кроны.
Общая длина всех корней культурного злака, по старым данным, - около 500-600 м, длина же всех корневых волосков пшеницы - около 20 км.
237
Общая длина всех корней тыквы - около 25 км, а общий ежедневный прирост их в среднем - около 300 м. Измерения, произведенные более точными методами, дают еще более поразительные цифры. У яровой ржи, исследованной в полевых условиях, общая длина корней 1, 2 и 3-го порядков составляла около 80 км. У озимой ржи, выращенной в теплице, общая длина тех же корней была свыше 180 км, а с присоединением еще корней 4-го порядка - 623 км. Средний суточный прирост суммарной длины корней для последнего случая составлял около 5 км.
Данные о глубине и ширине корневой системы дают представление о продвижении корней и объеме используемой ими почвы, но не о реальной сосущей поверхности их. Исследование последней дает интересные цифры. Например, у пшеницы поверхность всех корней около 4,16 м2, из нее лишь около 1 м2 приходится на всасывающую часть, покрытую корневыми волосками, и все же эта поверхность всасывающих частей превышает поверхность надземных частей в 6 раз. У овса деятельная поверхность корней превышает надземную поверхность в 3 раза (1377 см2 и 466 см2). Измерения для озимой ржи, о которых только что говорилось, и здесь, конечно, дают цифры, во много раз превышающие старые данные. Общая поверхность всех корней (1-4-го порядков) у нее составляла 237 м2 и превышала поверхность надземных органов в 130 раз. В общем, в построении корневой системы у растений осуществляется тот же принцип, что и в надземных частях, - образование громадной поверхности соприкосновения с внешней средой при сравнительно малом объеме и небольшой затрате строительного материала.
Кроме данных о максимальной глубине проникания корней, еще интереснее изучение так называемой рабочей глубины проникания, т. е. той глубины, до которой доходит бо́льшая часть корней данного растения. Она, как и вообще все развитие корневой системы, определяется, с одной стороны, наследственными особенностями растения, а с другой - почвенными условиями: содержанием влаги, степенью уплотненности почвы, ее аэрацией, характером подпочвы и т. п.
В северной лесной зоне в подзолистых, плохо аэрируемых, часто обильно насыщенных влагой почвах значительно большая часть корневой системы травянистых растений сосредоточена в самых поверхностных слоях (10-15 см). В лесостепной и степной зонах на черноземных и каштановых почвах уже значительная часть корневой системы уходит в глубже лежащие слои; так, например, у хлебных злаков около 60% корней находится на глубине 15-20 см, а около 40% уходит в более глубокие слои. В полупустынях и пустынях у одних растений (кактусы и др.) развиты почти исключительно поверхностные корни, использующие осенние и весенние кратковременные летние осадки, а также конденсационную влагу, оседающую по ночам в самых верхних горизонтах почвы. У других растений пустынь корни проникают очень глубоко (10-20 м) и достигают грунтовых вод.
У многолетних, особенно у древесных, растений нередко можно различать "ростовые" и "сосущие" корни. Первые быстро растут, рано покрываются пробкой, служат для перемещения корней во все новые участки почвы и составляют остов корневой системы. Вторые - тонкие, нежные, медленно растущие, недолговечные, несущие основную функцию всасывания почвенных растворов.
Очень важным фактором в распределении корневой системы является влажность. Направление роста корней очень часто идет в сторону большей влажности. Корни деревьев, кустарников иногда врастают в неплотно скрепленные дренажные или водопроводные трубы и, обильно разрастаясь там, вызывают закупорку их. Наибольшее ветвление корней наблюдается в хорошо аэрируемых, умеренно влажных и сухих почвах. В воде или в очень влажной почве корни ветвятся значительно слабее.
238
Рис. 203. Различные типы ветвления корневой системы.
Глубина проникания корней, степень ветвления их и глубина, на которой оно происходит, являясь очень пластичными и зависящими от внешних условий, являются в то же время в основных чертах наследственно закрепленными и характерными для каждого вида растений. Имеются различные биологические типы корневой системы (рис. 203). При совместном произрастании растений в каком-либо естественном сообществе их (фитоценозе), несомненно, большое значение имеет неодинаковость их корневых систем, вследствие которой участки почвы, не занятые корнями одних растений, используются корнями других, их соседей.
Рост корней в длину совершается на кончиках их на участке, не превышающем у большинства 10-20 мм длины.
Ветвление корней у семенных растений, как уже указывалось, происходит в акропетальном порядке. Частичное обрывание (укорачивание) главного корня влечет за собой более сильное ветвление его. Это используется при культуре некоторых, главным образом овощных и декоративных растений, когда молодые проростки их пикируют, т. е. пересаживают, с укорачиванием главного корня на 1/3-1/2 его длины. Он перестает удлиняться и начинает ветвиться, благодаря чему получается обильно разветвленная корневая система; кроме того, после пикировки временно задерживается рост стебля в длину, молодое растение может получиться толстостебельным, коренастым, что иногда может быть желательно.
239