根的形態(tài)特征:黃連的根屬于須根系,由于其發(fā)生的先后和部位不同,可分為主根、側(cè)根和不定根三種。種子萌發(fā)時,胚根突破種皮后,直接生長而成主根。主根產(chǎn)生的各級大小分支,都叫側(cè)根。不定根發(fā)生于地下部分的根狀莖上和較老的根上,其上所生出的支根,稱為{dy}次支根;由{dy}次支根再分生許多細(xì)小的根,稱為第二次支根或細(xì)根。隨著黃連的生長,黃連的根也逐漸伸長,根數(shù)及支根數(shù)也逐漸增多,形成稠密的根群。由于主根生長緩慢或停止生長,主要由不定根組成的根系,叫須根系。在須根系中,各條根的粗細(xì)相差不多,徑粗一般為0.2~0.4毫米,長度一般為10~15厘米,最長可達(dá)30~35厘米。在土壤中,絕大多數(shù)根是向四面橫走,分布在表土層的
10~15厘米以內(nèi),而且每根都有分枝,數(shù)量甚多,呈叢生狀態(tài),這是黃連根系的特點(diǎn),也是黃連在生長過程中吸收水分和養(yǎng)料最主要的根系(圖8)。
黃連在生長過程中,不論主根、支根和不定根,最初發(fā)生時均呈青白色,透明;新根的先端部分著生有根毛;老根呈黃褐色,著生很多支根。根生長老化后,外皮的組織透水困難,只能起通導(dǎo)作用,由先端白嫩的幼根吸收水分和養(yǎng)分。
2、根的構(gòu)造:黃連根僅具初生結(jié)構(gòu),沒有次生結(jié)構(gòu)。黃連根的初生結(jié)構(gòu)由表皮、皮層、中柱三部分構(gòu)成。根尖縱切面可見根冠、生長錐、伸長區(qū)、根毛區(qū)(成熟區(qū))等四區(qū)。
(1)根尖的形態(tài)結(jié)構(gòu):根的{jd0}在根毛發(fā)生處以下的這一段,叫做根尖。在根尖的縱切面從頂端起,可依次分為以下結(jié)構(gòu)。
①根冠:位于根尖的頂端,是由許多薄壁細(xì)胞組成的冠狀結(jié)構(gòu)。根冠的外層細(xì)胞排列疏松,外壁有粘液。在黃連生長的過程中,根冠外層的細(xì)胞與土粒磨擦而不斷脫落時,可使土粒表面潤滑,使根尖容易推進(jìn),因而可保護(hù)幼嫩的生長點(diǎn)不受擦傷。同時生長點(diǎn)產(chǎn)生新細(xì)胞從里面補(bǔ)充,所以,根冠得以保持一定的形狀。
②生長錐:大部分被根冠包圍著,是產(chǎn)生新細(xì)胞的主要地方,故又稱為分生區(qū)。其細(xì)胞開頭為多面體,排列緊湊,胞間隙不明顯,細(xì)胞壁很薄,細(xì)胞質(zhì)濃密,液泡很小,故其表面不透明。
③伸長區(qū):距離根尖頂端較遠(yuǎn)的那部分細(xì)胞,分裂活動愈來愈弱,開始伸長、生長和分化,逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樯扉L區(qū)。所以,伸長區(qū)與分生區(qū)之間,細(xì)胞的形態(tài)的分裂活動的強(qiáng)弱都是漸次遞變的。伸長區(qū)的細(xì)胞迅速伸長,細(xì)胞質(zhì)成一薄層位于細(xì)胞的邊緣部分,液泡明顯,逐漸分化為一些形態(tài)不同的組織,原生木質(zhì)部的導(dǎo)管和原生韌皮部的篩管相繼出現(xiàn)。伸長區(qū)的長度約為幾個毫米,外觀透明,沽白而光滑,可與生長點(diǎn)區(qū)別。由于伸長區(qū)許多細(xì)胞同時迅速伸長的結(jié)果,就成為根尖深入土層的推動力。
④根毛區(qū):位于伸長區(qū)之上,其明顯標(biāo)志是在表皮層上密被根毛,而其內(nèi)部的細(xì)胞,已停止分裂活動,分化為各種成熟組織,故亦稱為成熟區(qū)。根毛是表皮細(xì)胞向外突出的頂端密閉的管狀結(jié)構(gòu),它的原生質(zhì)與表皮相通。它的細(xì)胞壁是纖維素和果膠質(zhì)所構(gòu)成的,易與土粒緊貼在一起,有效地進(jìn)行吸收作用。根毛的壽命很短,一般只有幾天或幾周就枯死,由根的新成熟區(qū)的部分發(fā)生新的根毛,不斷更新。隨著根尖的生長,根毛區(qū)則向土層深處推移,許多根毛分別與新的土粒接觸,并分泌有機(jī)酸,使土壤中難溶性的鹽類溶解,大大增加了根的吸收效率。因此,根毛是根部吸收水、肥的主要部分。
(2)根的初生結(jié)構(gòu):黃連根的生長是由根尖的頂端分生組織經(jīng)過分裂、生長、分化三個階段發(fā)展而來的,這種生長過程叫做初生生長。在初生生長過程中所產(chǎn)生的各種組織,都屬于初生組織,它們組成根的初生結(jié)構(gòu)。在橫切面上從外到內(nèi)可劃分為表皮、皮層、中住三個明顯的部分。
①表皮:它是最外的一層排列緊密的細(xì)胞。每個細(xì)胞的形狀略如長方體,其長軸與根的長軸平行,在橫切面上它們近于方形。幼根的許多表皮細(xì)胞向外突出成根毛,所以幼根根毛區(qū)的表皮的吸收作用較其保護(hù)作用更為重要。
②皮層:位于表皮之內(nèi),占著根的相當(dāng)大部分,由7~8層薄壁細(xì)胞所組成,細(xì)胞之間往往有細(xì)胞間隙。皮層的最外一層細(xì)胞,即靠著表皮的一層細(xì)胞,排列整齊,沒有細(xì)胞間隙,成為連續(xù)的一層,叫做外皮層。在根毛枯死表皮脫落時,外皮層細(xì)胞的細(xì)胞壁栓質(zhì)化,替代表皮起保護(hù)作用。
皮層最內(nèi)的一層,即與中柱相靠近的一層,細(xì)胞略排成一環(huán),比較整齊、緊密,叫內(nèi)皮層。把皮層與中柱隔開,其細(xì)胞形狀為長短不等的長方體,互相拼合成一薄層,橫切面觀為長橢圓形。
③中柱:是內(nèi)皮層以內(nèi)的中軸部分,只占根中很少的一部分。中柱的細(xì)胞一般較小而密集,易與皮層區(qū)別。
中柱的最外部分與內(nèi)皮層相毗連1~2層薄壁細(xì)胞,有間歇性的分裂活動,叫做中柱鞘。黃連的側(cè)根都起源于此。
中柱鞘的里面是中柱的最主要部分—初生木質(zhì)部和初生韌皮部。初生木質(zhì)部是輸導(dǎo)水分的組織,主要由導(dǎo)管組成。由于黃連根的輸導(dǎo)組織僅具初生結(jié)構(gòu),成熟后的根,木質(zhì)部占據(jù)根的中心部分,呈橢圓狀。初生木質(zhì)部按照分化成熟的先后,又分為原生木質(zhì)部(較早的)和后生木質(zhì)部。原生木質(zhì)部呈輻射排列,細(xì)胞較小而壁較厚;后生木質(zhì)部靠近軸心,其細(xì)胞較大而壁較薄。黃連的原生木質(zhì)部的束數(shù)為二原型。
初生韌皮部是輸導(dǎo)同化產(chǎn)物的組織,主要由篩管及伴胞所組成。初生韌皮部同樣可分為原生韌皮部和后生韌皮部。原生韌皮部壽命很短,往往很快地毀滅消失,不容易見到。
初生結(jié)構(gòu)中的木質(zhì)部和韌皮部的發(fā)展方向全為外始式,中心無髓部。
在木質(zhì)部與韌皮部之間,可見排列較規(guī)則的薄壁細(xì)胞,但不能連接成整環(huán)。
黃連須根系上,根可反復(fù)產(chǎn)生許多側(cè)根,側(cè)根是從中柱鞘細(xì)胞發(fā)生的,即為內(nèi)起源。
黃連在生長發(fā)育的過程中,根從土壤吸收水、肥,與其生長動態(tài)有密切關(guān)系。所以,在生長過程中,必須為根細(xì)胞的分裂、生長和分化創(chuàng)造良好的條件,才能發(fā)揮根的吸收作用。