Η μορφολογία και η ανατομία των ριζών

Transcript

1 Η μορφολογία και η ανατομία των ριζών

2 Βιβλιογραφία Λειτουργική Ανατομία Φυτών σελ A. Fahn: Plant Anatomy chapter 13. The root pp Weier et al: Botany Chapter 9. Roots pp Moore et al. Botany Root pp Plant Anatomy, BSA Online Image Collection

3 Η μορφολογία των ριζών. Δηλαδή πως φαίνονται εξωτερικά οι ρίζες κοιτάζοντάς τις μακροσκοπικά.

4 Πασαλώδης ρίζα: δικότυλα φυτά Θυσανώδης ρίζα: μονοκότυλα φυτά Η διαφορά οφείλεται στο γεγονός ότι καταστρέφεται η εμβρυακή ρίζα των μονοκοτύλων περίπου δύο εβδομάδες μετά τη βλάστηση. Οι νέες ρίζες στα μονοκότυλα εκφύονται από τη βάση του βλαστού.

5 Ορισμός και λειτουργίες της Ρίζας Υπόγειο όργανο το οποίο: Στηρίζει το φυτό Απορροφά θρεπτικά στοιχεία και νερό Αποθησαυρίζει οργανικές ουσίες Τροποποιεί το εδαφικό περιβάλλον στη γειτονιά της. Εχει εξειδικευμένες λειτουργίες.

6 Οι ρίζες στηρίζουν τα φυτά

7 Υδροπονικές Καλλιέργειες Καλλιέργεια των φυτών χωρίς έδαφος. Συρματόσκοινο στήριξης καναλιού

8 Στήριξη των φυτών. Η υδροπονική καλλιέργεια των φυτών χωρίς στερεό υπόστρωμα (NFT) δεν είναι κατάλληλη για όλα τα φυτικά είδη. Υδροπονία: Καλλιέργεια φυτών σε θρεπτικά διαλύματα. Γιατί; Για να μειωθεί η κατανάλωση υδατανθράκων από το ριζικό σύστημα και να στραφεί προς το υπέργειο (παραγωγή). NFT: Nutrient film technique. Προσοχή: Η αναλογία υπέργειου μέρους προς ριζικό σύστημα δεν είναι σε διαφορετικές συνθήκες ανάπτυξης των φυτών σταθερή.

9 Oι λύσεις: Στερεά υποστρώματα. Περλίτης Εμπορικό όνομα Perloflor Χρησιμοποιείται μαζί με τύρφη στα σπορεία. Αυξάνει τον αερισμό του εδάφους και τα κάνει πιο ελαφρά. Πετροβάμβακας Εμπορικό όνομα: Grodan Βερμικουλίτης

10 Το θρεπτικό διάλυμα Περιέχει όλα τα απαραίτητα στοιχεία για το φυτό. Προσοχή στα σύνθετα λιπάσματα.

11 Τα φυτικά είδη Μαρούλια Τομάτες Αγγούρια Φράουλες.

12 Ρίζα Υπόγειο όργανο το οποίο: Στηρίζει το φυτό Απορροφά θρεπτικά στοιχεία και νερό. Αποθησαυρίζει οργανικές ουσίες Τροποποιεί το εδαφικό περιβάλλον στη γειτονιά της. Εχει εξειδικευμένες λειτουργίες.

13 H ρίζα των δένδρων εφοδιάζει με νερό και ανόργανα άλατα τους βλαστούς που βρίσκονται στην ίδια κατακόρυφο. Οι βλαστοί εφοδιάζουν με οργανικές ουσίες τις αντίστοιχες ρίζες.

14 Η ρίζα απορροφά θρεπτικά στοιχεία και νερό Οι ρίζες με το λευκό χρώμα απορροφούν οι καστανές όχι.

15 Προσοχή: Η ρίζα δεν απορροφά μόνο θρεπτικά στοιχεία. Η είσοδος των στοιχείων στο φυτό γίνεται είτε μέσω φορέων με κατανάλωση ενέργειας (ΑΤΡ) είτε μέσω καναλιών. Τόσο οι φορείς όσο και τα κανάλια δεν είναι τελείως εξεικευμένα με συνέπεια η ρίζα να απορροφά και άλλα, πολλές φορές τοξικά, στοιχεία.

16 Γαρδένια σε παλιά γλάστρα Τα νέα φύλλα αναπτύσσονται κανονικά ενώ τα παλιά παρουσιάζουν συμπτώματα τοξικότητας. Το φυτό στην προσπάθειά του να αποφύγει την επίδραση των αλάτων, τα αποθηκεύει στα παλιά φύλλα και στο αδρανοποιημένο ξύλο.

17 Τοξικότητα αλάτων στη δάφνη

18 Γιατί μερικά φύλλα είναι πράσινα και άλλα ξερά; Τοξικότητα αλάτων στην Tillia sp.

19 Εξανθίσεις αλάτων στην επιφάνεια του εδάφους

20 Απορροφητικές ρίζες τοματιάς

21 Ο μεγαλύτερος όγκος των απορροφητικών ριζών κατανέμεται στην προβολή της περιφέρειας της κόμης των δένδρων. Η άρδευση και κυρίως η λίπανση είναι πιο αποτελεσματικές όταν εφαρμόζονται στην περιφέρεια των δένδρων.

22 Ρίζα Υπόγειο όργανο το οποίο: Στηρίζει το φυτό Απορροφά θρεπτικά στοιχεία και νερό. Αποθησαυρίζει οργανικές ουσίες. Τροποποιεί το εδαφικό περιβάλλον στη γειτονιά της. Εχει εξειδικευμένες λειτουργίες.

23 Αποθησαυρίζει οργανικές ουσίες Ολες οι ρίζες αποταμιεύουν οργανικές και ανόργανες θρεπτικές ουσίες.

24 Το άμυλο σε εγκάρσια τομή ρίζας σόγιας. Η ρίζα αποθησαυρίζει άμυλο για μικρό ή μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Γιατί;

25 Το άμυλο συσσωρεύεται μόνιμα στην καλύπτρα και στις χονδρές ρίζες και, προσωρινά στη ζώνη επιμήκυνσης των κυττάρων. Ποιός είναι ο ρόλος του αμύλου σε κάθε περίπτωση;

26 H ρίζα τροποποιεί το εδαφικό περιβάλλον στη γειτονιά της

27 Ρίζα: Ιδιάζουσες λειτουργίες Πνευμονοφόρα: Ρίζες που διακινούν αέρα Μυζητήρες: Ρίζες παρασιτικών φυτών. Απορρόφηση υγρασίας από υπέργειες ρίζες Στήριξη του βλαστού από εναέριες ρίζες. Μυκόρριζες Φυμάτια ψυχανθών

28 Πνευμονοφόρα Ρίζες ελόβιων φυτών που χρησιμοποιούνται ως δίοδοι αέρα.

29 Μυζητήρες: Ρίζες παρασιτικών φυτών. Απορροφούν οργανικές ουσίες και ανόργανα άλατα από τα φυτά ξενιστές.

30 Οι ηθμαγγειώδεις δεσμίδες της οροβάγχης συνδέονται με τις ηθμαγγειώδεις δεσμίδες του ξενιστή. Η οροβάγχη (λύκος)

31 Απορρόφηση νερού από υπέργειες ρίζες Οι εναέριες τροπικών φυτών απορροφούν υγρασία από την ατμόσφαιρα

32 Η στιβάδα των κυττάρων που απορροφά νερό από την ατμόσφαιρα. vellamen

33 Στήριξη: Εναέριες στηρικτικές ρίζες του κισσού

34 Μυκόρριζες: Απορρόφηση κυρίως του φωσφόρου Εκτομυκόρριζα Ενδομυκόρριζα

35 Μυκόρριζες: Απορρόφηση κυρίως του φωσφόρου

36 Φυμάτια ψυχανθών Δέσμευση αζώτου της ατμόσφαιρας μέσω των ριζοβίων

37 Εγκάρσια τομή φυματίου σόγιας Η δέσμευση του ατμοσφαιρικού αζώτου γίνεται από τα ριζόβια που μολύνουν τα κύτταρα του φλοιώδους παρεγχύματος της ρίζας

38 Οταν δεν είναι επιτυχής η μόλυνση των ριζών με ριζόβια τα ψυχανθή είναι δυνατόν να παρουσιάσουν συμπτώματα έλλειψης αζώτου.

39 Σε περιπτώσεις μη επαρκούς εποικισμού εμφανίζεται έλλειψη αζώτου και στα ψυχανθή. Μηδική: Ανεπαρκής εποικισμός ριζών από το ριζοβακτήριο.

40 Ενδοτροφικοί μικροοργανισμοί Θέμα που ερευνάται τώρα (κυριολεκτικά). Υπάρχουν βακτήρια που συμβιώνουν με τα φυτά και είναι δυνατόν να προσδώσουν ανθεκτικότητα έναντι παθογόνων μικροοργανισμών. Συνέπειες

41 Η προέλευση των ριζών 1.Οι διακλαδώσεις των κυρίων ριζών προέρχονται από ενεργοποίηση μεριστωματικών ιστών τους. 2.Οι βλαστογενείς ρίζες (επακτές) προέρχονται από το κάμβιο ή το προκάμβιο 3.Οι ρίζες των μοσχευμάτων προέρχονται από τον κάλλο τραυματισμού.

42 Οι βλαστογενείς ρίζες προέρχονται από το κάμβιο ή το προκάμβιο

43 Βλαστογενείς ρίζες αραβοσίτου

44 Ο κάλλος που δημιουργείται στην τομή ενός μοσχεύματος ευθύνεται για την παραγωγή των ριζών. Κάλλος που παράγεται από το κάμβιο και την εντεριώνη στο λάχανο.

45 Oι ρίζες των μοσχευμάτων προέρχονται από τον κάλλο τραυματισμού Poinsettia Αλεξανδρινό Sedum

46 Λανθάνουσες και ενεργές καταβολές ριζών Οι ενεργές καταβολές (συνήθως βρίσκονται πάνω σε ρίζες) αναπτύσσονται μετά το πέρας της ανάπτυξης της καταβολής. Οι λανθάνουσες καταβολές είναι δυνατόν μετά το σχηματισμό τους να παραμένουν επί μακρόν (εβδομάδες, μήνες) χωρίς να ακολουθεί η ανάπτυξη ριζών. Οι λανθάνουσες καταβολές αναπτύσσονται κυρίως επί βλαστών.

47 Οι ενεργές καταβολές ριζών Οι ιστοί που συμμετέχουν στη δημιουργία των καταβολών.

48 Λανθάνουσες καταβολές ριζών στο βλαστό της τομάτας.

49 Ανατομία Ρίζας Καλύπτρα Μεριστωματική περιοχή Περιοχή επιμήκυνσης Περιοχή ριζικών τριχιδίων Περιοχή πλαγίων ριζών Περιοχή δευτερογενούς ρίζας

50 Ανατομία της ρίζας

51 Καλύπτρα Είναι η ακραία περιοχή της ρίζας. Σε μερικά φυτά αποκόπτεται εύκολα αλλά αναγεννάται.

52 H καλύπτρα παράγεται από το καλυπτρογόνο

53 Η columella (κεντρική περιοχή της καλύπτρας)

54 Η καλύπτρα είναι η θέση της αντίληψης του ερεθίσματος της βαρύτητας. Η κεντρική περιοχή της καλύπτρας αντιλαμβάνεται το ερέθισμα της βαρύτητας και μεταβιβάζει το σήμα στην περιοχή της επιμήκυνσης.

55 Προσοχή: Οι περισσότερες ρίζες δεν έχουν έντονο γεωτροπισμό. Ριζικό σύστημα του φυτού Eruca sativa (ρόκα)

56 Η καλύπτρα θεωρείται ότι αντιλαμβάνεται και το σήμα του υδροτροπισμού. Το σήμα μεταβιβάζεται στην περιοχή επιμήκυνσης η οποία με διαφορετική αύξηση των κυττάρων της στις δύο πλευρές κάμπτει τη ρίζα προς την περιοχή της μεγαλύτερης συγκέντρωσης του νερού.

57 Σύμφωνα με ορισμένους συγγραφείς η καλύπτρα υποδέχεται και μεταβιβάζει στο υπέργειο μέρος των φυτών το σήμα της έλλειψης του νερού στο έδαφος. Με αυτό τον τρόπο τα φυτά προετοιμάζονται να αντιδράσουν στην έλλειψη του νερού με το κλείσιμο των στοματίων και την παραγωγή των οσμολυτών.

58 H ρίζα τροποποιεί το εδαφικό περιβάλλον στη γειτονιά της

59 Η ριζόσφαιρα Περιοχή του εδάφους κοντά στη ρίζα (μερικά mm) στην οποία η πυκνότητα του μικροβιακού πληθυσμού είναι μεγάλη.

60 Η ρίζα λιπαίνει τη ριζόσφαιρα. Η καλύπτρα απελευθερώνει κύτταρα με σημαντικά αποθέματα άνθρακα τα οποία χρησιμοποιούνται από τους μικροοργανισμούς του εδάφους. Γιατί;

61 Η ριζόσφαιρα 1. Παρέχει θρεπτικά στοιχεία στα φυτά μετά το θάνατο των μικροοργανισμών. 2. Μερικές ομάδες βακτηρίων εκκρίνουν φυτικές ορμόνες που προάγουν την αύξηση της ρίζας. 3. Δυνατότητα ελέγχου των παθογόνων της ριζόσφαιρας μέσω στελεχών ευεγερτικών βακτηρίων (Bacillus subtilis).

62 Η ρίζα των σιτηρών συγκρατεί σημαντική ποσότητα εδάφους προσκολλημένη σε αυτήν.

63 Επιστροφή στην ανατομία

64 Η μεριστωματική περιοχή παράγει τα πρωτογενή μεριστώματα Το πρωτόδερμα Το θεμελιώδες μερίστωμα Το προκάμβιο

65 Θερμοκρασία και αύξηση της ρίζας Οι χαμηλές ή υψηλές θερμοκρασίες: Μειώνουν ή μηδενίζουν την ταχύτητα της αύξησης της ρίζας. Μειώνουν ή μηδενίζουν την απορρόφηση θρεπτικών στοιχείων

66 Στη ζώνη επιμήκυνσης αυξάνεται το μήκος των κυττάρων.

67 Στη ζώνη διαφοροποίησης σχηματίζονται τα ριζικά τριχίδια και οι αγωγοί ιστοί. Στη σόγια, ο σχηματισμός των πρώτων αγγείων του ξύλου προηγείται κατά 200μm περίπου από την εμφάνιση των πρώτων ριζικών τριχιδίων.

68 Σε εγκάρσια τομή πρωτογενούς ρίζας Τα ριζικά τριχίδια Τα κοινά επιδερμικά κύτταρα Το φλοιώδες παρέγχυμα Η ενδοδερμίδα Το περικύκλιο Το ξύλο Ο ηθμός

69 Τα ριζικά τριχίδια είναι επιδερμικά κύτταρα με προβολές μεγάλου μήκους ( στη σόγια είναι περίπου 400μm).

70 Κατά το σχηματισμό των ριζικών τριχιδίων, ο πυρήνας του επιδερμικού κυττάρου και οι αμυλόκοκκοι μεταναστεύουν στην αυξανόμενη προβολή. Το άμυλο εξαντλείται κατά το τέλος της επιμήκυνσης των τριχιδίων.

71 Τα ριζικά τριχίδια αυξάνουν τόσο το μήκος όσο και την ενεργή επιφάνεια της ρίζας περίπου κατά 10 φορές.

72 Τα ριζικά τριχίδια παράγονται σε μεγάλους αριθμούς

73 Το φλοιώδες παρέγχυμα της ρίζας είναι πολύ εκτεταμένο.

74 Η επιδερμίδα δεν μπορεί να παρακολουθήσει την αύξηση της διαμέτρου της ρίζας και καταστρέφεται Εξωδερμίδα

75 Οι στιβάδες του φλοιώδους παρεγχύματος δεν έχουν όλες το ίδιο περιεχόμενο DNA

76 Η ενδοδερμίδα αποτελεί την τελευταία στρώση του φλοιώδους παρεγχύματος. Ο ρόλος της θεωρείται ότι είναι η υδραυλική απομόνωση του κεντρικού κυλίνδρου.

77 Οι ακτινωτές ηθμαγγειώδεις δεσμίδες βρίσκονται στην πρωτογενή ρίζα. Εγκάρσια τομή ρίζας ίριδας. Ο ηθμός και το ξύλο στην πρωτογενή ρίζα παράγονται από το προκάμβιο και διατάσσονται ακτινωτά.

78 Η θέση του περικυκλίου

79 To περικύκλιο, η ενδοδερμίδα και μερικές στρώσεις του φλοιώδους παρεγχύματος ευθύνονται για την έκπτυξη των πλαγίων ριζών.

80 Το περικύκλιο είναι μεριστωματικός Συμβάλλει κατά κύριο λόγο στη δημιουργία των πλαγίων ριζών. ιστός

81 Oι πλάγιες ρίζες παράγονται από το εσωτερικό της ρίζας

82 Ο κεντρικός κύλινδρος περιλαμβάνει το περικύκλιο τον ηθμό το ξύλο την εντεριώνη (όπου υπάρχει)

83 Η δευτερογενής ανατομική διάπλαση της ρίζας Ξύλο Ηθμός Περίδερμα

84 Η δευτερογενής ανατομική διάπλαση της ρίζας δεν διαφέρει από εκείνη του κορμού. Η ρίζα αυτή δεν απορροφά θρεπτικά στοιχεία. Ο ρόλος της περιορίζεται στη στήριξη των φυτών, στην υποστήριξη των πλαγίων ριζών και στον αποθησαυρισμό.

85 Η ρίζα κάτω από συνθήκες καταπόνησης Η ανοξία από κατάκλιση του εδάφους μειώνει την απορρόφηση των θρεπτικών στοιχείων με συνέπεια την εμφάνιση τροφοπενιών.

86 Σχηματισμός αερεγχύματος μετά από κατάκλιση. Ρίζα χωρίς καταπόνηση Ρίζα μετά την καταπόνηση. Φωτογραφίες Δ. Μπουράνης-Σ. Χωριανοπούλου.

87 Ελλειπής αποστράγγιση σε αγωνιστικό χώρο. Φωτογραφίες Μ. Νικολοπούλου Τρύπες αερισμού

88 Σιτηρά υπό συνθήκες ανοξίας

89 Η καταστροφή του ριζικού συστήματος επιφέρει μείωση της φυλλικής επιφάνειας. Η φρέζα έκοψε απορροφητικές ρίζες της πορτοκαλλιάς.

90 Μεταφύτευση Η εκ των πραγμάτων καταστροφή των ριζών επάγει συνήθως συστροφή των φύλλων για μείωση της απώλειας του νερού.

91 Μεταφύτευση Το ριζικό σύστημα του φοίνικα είναι μικρό με συνέπεια η μεταφύτευση του να είναι δύσκολη.

92 Μεταφύτευση Η μετατροπή τμήματος ελαιώνων σε οικόπεδα ωθεί αγρότες στη διατήρηση των ελαιοφύτων μέχρι την πώλησή τους.

93 Η προσβολή του ριζικού συστήματος από παθογόνα. Τοξίνες που παράγει το Verticillium διακινούνται μέσω του ξύλου και ξηραίνουν και τα φύλλα.

94 Το πρόβλημα με το φουζάριο στην Ηλεία. Καλλιέργεια καρπουζιού, πεπονιού. Η λαγγενάρια είναι ανθεκτική στο φουζάριο. Εμβολιασμός φυταρίων λαγγενάριας με καρπουζιά ή πεπονιά.

95 Η κορυφοξήρα των εσπεριδοειδών (Phoma tracheiphila) Προσβάλλει: λεμονιά, κιτριά, περγαμότο, νεραντζιά. Βαριά προσβολή λεμονιάς Πράσινοι βλαστοί ξερά φύλλα. Μεταχρωματισμός αγγείων ξύλου

96 Προσβολή Cupressus macrocarpa (golden crest) από Phytophthora sp.

97 Η αποκοπή του ριζικού συστήματος των λαχανικών οφείλεται σε έντομα του εδάφους. Πρασακουρίς ή κολοκυθοκόφτης. Πέντοντον Pentodon sp. Σιδεροσκούληκο Agriotes sp. Gryllotalpa gryllotalpa