Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Корень штрафа наиболее часто определяются как растительный корень , который два миллиметра или меньше в диаметре. [1] Тонкие корни могут функционировать в приобретении почвенных ресурсов (например, питательные вещества, вода) и / или транспортировках ресурсов, что делает их функционально наиболее схожими с листьев и веток на завод в системе стрелять . [1] Признаки тонких корней различаются у разных видов и зависят от условий окружающей среды. [2] [3]Следовательно, тонкие корни изучаются, чтобы охарактеризовать стратегии приобретения ресурсов и конкурентоспособность видов растений. Категории тонких корней были разработаны на основе диаметра корня, положения в иерархии ветвления корневой системы и основной функции. Тонкие корни часто связаны с симбиотическими грибами и играют роль во многих экосистемных процессах, таких как круговорот питательных веществ и укрепление почвы. [4] [2]

Обзор [ править ]

Традиционно в научной литературе под тонким корнем понимается корень растения диаметром два миллиметра или меньше. [1] В совокупности они составляют большую часть общей длины корневой системы многих многолетних и однолетних растений. [5] По мере того, как они стареют и развиваются, их функция переключается с получения ресурсов почвы на транспортировку материалов к другим частям тела растения. [2] [1] [6] Основная функция тонкого корня может быть определена на основе его функциональных характеристик. [1]

Считается, что признаки тонких корней того или иного вида растений указывают на выработанную у этого вида стратегию освоения почвенных ресурсов. [7] Однако некоторые характеристики роста тонких корней и физиологии очень пластичны , что позволяет корням растения реагировать на характер местной почвенной среды. [2] [3] Было показано, что тонкие корни реагируют на пятна питательных веществ в почве. [8] [7] Ответы включают удлинение сегментов корня и увеличение общей длины тонких корней, усиление образования боковых корней и усиление ветвления. [8] [9] Влияние этих реакций на усвоение питательных веществ растением неясно. [8]Было обнаружено, что во многих типах экосистем и возрастов древостоев биомасса тонких корней уменьшается с увеличением глубины почвы. [7] Точно так же было показано, что концентрация азота в тонких корнях ниже в более глубоких почвах. [7] Эти сдвиги могут отражать вертикальные изменения в природе почвы, поскольку мелкие почвы могут иметь большее количество доступных питательных веществ, чем глубокие почвы. [10] [11] На тонких корнях наблюдались признаки, похожие на рубцы боковых ветвей, что указывает на то, что некоторые тонкие корни являются листопадными . [2]

Классификация [ править ]

Традиционно под тонкими корнями понимаются корни растений диаметром два миллиметра или меньше. [1] Это определение на основе размера является произвольным, поскольку оно не дает четкого или логического определения тонких корней на основе анатомии, морфологии, физиологии и / или функции. [2] [5] Ранние исследования, в которых использовалось это определение, предполагали, что все корни в классе размером два миллиметра функционально одинаковы, но многие последующие исследования показали, что корни в этом классе размера могут иметь разные демографические и функциональные черты. [1]

В пределах класса размером два миллиметра корни могут сильно различаться по характеристикам и функциям. Чтобы учесть это обстоятельство, биологи-корневики начали определять подкатегории тонких корней на основе диаметра корня, положения в иерархии ветвления корня и функции.

Классы на основе диаметра [ править ]

Как группа, тонкие корни наиболее последовательно определяются обрезанием диаметра в два миллиметра. Признавая разнообразие свойств и функций корней в этой категории и взаимосвязь между диаметром и функцией, в недавних исследованиях использовались классы меньшего диаметра. В исследованиях, посвященных только корням, которые участвуют в приобретении ресурсов, изучались корни менее одного миллиметра или 0,5 миллиметра. [1] Корни диаметром менее 0,5 мм называются «очень тонкими корнями». [2] [12] Поскольку такие характеристики тонких корней, как диаметр, варьируются в зависимости от вида, а исследования, изучающие функцию корней разного размера у разных видов, ограничены, классы тонких корней на основе диаметра в основном произвольны и затрудняют межвидовые сравнения. [6][1] Например, тонкие корни двухмиллиметрового диаметра могут встречаться у деревьев, но будут очень большими корнями у многих однолетних и многолетних видов сельскохозяйственных культур. [13]

Классы на основе заказа [ править ]

Эта система классификации присваивает порядковый номер корню на основе положения этого корня в иерархии ветвлений корневой системы и основана на схеме Хортона-Стрелера для упорядочивания притоков потоков . [14] Самые дистальные сегменты корневой системы (неразветвленные сегменты корня, заканчивающиеся кончиками корней) классифицируются как корни первого порядка. Когда два корня одного и того же порядка сходятся, корню, который получается в результате их комбинации, назначается следующий по величине порядок корня (таким образом, два корня первого порядка сливаются, образуя корень второго порядка). [2]Когда встречаются два корневых сегмента разных порядков, результирующему корню присваивается более высокий порядок из двух корней, которые слились (так что корень второго порядка и корень первого порядка объединяются, образуя корень второго порядка). [2] Эта система классификации распространена в современных исследованиях корней, поскольку многие исследования показали, что существенные различия в признаках тонких корней могут быть обнаружены при различении корней по порядку. [1] Признаки, которые, как было показано, увеличиваются с увеличением порядка корней, включают диаметр корня, продолжительность жизни и вторичный рост, в то время как содержание азота в корнях, микоризная колонизация и оборот уменьшаются с увеличением порядка корней. [1]

Заказы, назначенные сегментам потока с использованием схемы упорядочивания Хортона – Стрелера. По этой схеме назначаются корневые порядки.

Функциональные классы [ править ]

По этой системе тонкие корни классифицируются либо как поглощающие тонкие корни, либо как переносящие тонкие корни. [1] Абсорбирующие тонкие корни в основном служат для поглощения почвенных ресурсов и составляют самые дистальные сегменты корневой системы (сегменты низшего порядка). [1] Транспортные тонкие корни возникают в результате слияния поглощающих тонких корней и, следовательно, имеют более высокий порядок корней. В первую очередь, тонкие корни транспортируют растительный материал и поддерживают структуру растения, но также могут хранить растительный материал. [1] Эти функциональные классы часто можно различить визуально на деревьях, но не на сельскохозяйственных культурах. [13]

Тонкие корни пихты Дугласовой ассоциируются с эктомикоризными грибами.

Экология [ править ]

Микоризные ассоциации [ править ]

У деревьев тонкие корни обычно исключительно или преимущественно колонизированы одним микоризным типом, либо арбускулярной микоризой, либо эктомикоризой . [2]

Конкурс [ править ]

Растения часто конкурируют с окружающими растениями за корневое пространство и ресурсы. Способность растения к конкуренции и стратегию конкуренции можно определить путем изучения характеристик, численности, распределения и функций тонких корней и связанных с ними микориз. [2] [15]

Цикл материалов [ править ]

Корни льна ассоциируются с арбускулярными микоризными грибами.

В земной среде тонкие корни поглощают воду и питательные вещества из почвы и возвращают эти ресурсы в почву после смерти и разложения. [1] Тонкие корни также выделяют экссудаты , в том числе лабильный углерод, во время жизненных процессов и обновления. Это напрямую влияет на пулы органического углерода в почве и косвенно влияет на них, стимулируя микробную активность. [1] Таким образом, тонкие корни играют роль в круговоротах воды , углерода и питательных веществ в наземных экосистемах. [1] В лесном цикле углерода и питательных веществ образование, гибель и разложение тонких корней могут составлять 20-80% общей чистой первичной продукции . [6]

Армирование почвы [ править ]

Корни растений поддерживают почву, что стабилизирует наклонные ландшафты и ограничивает эрозию почвы . Размер корня, включая диаметр, влияет на механическое усиление откоса. [4] Стабильность почвы зависит от прочности корня на растяжение. Прочность корня на растяжение увеличивается с уменьшением диаметра корня, поэтому мелкие корни прочнее грубых. [16]

См. Также [ править ]

  • Поглощение воды
  • Микориза
  • Питание растений
  • Физиология растений
  • Ризосфера
  • Корень

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q Маккормак, М. Люк; Дики, Ян А .; Eissenstat, David M .; Фэи, Тимоти Дж .; Фернандес, Кристофер В .; Го, Дали; Хельмисаари, Хелья-Сиско; Хобби, Эрик А .; Иверсен, Коллин М .; Джексон, Роберт Б .; Леппаламми-Куянсуу, Яана (10 марта 2015 г.). «Новое определение тонких корней улучшает понимание подземного вклада в процессы земной биосферы» . Новый фитолог . 207 (3): 505–518. DOI : 10.1111 / nph.13363 . ISSN  0028-646X .PMID  25756288 .
  2. ^ a b c d e f g h i j k Pregitzer, Kurt S .; ДеФорест, Джаред Л .; Бертон, Эндрю Дж .; Аллен, Майкл Ф .; Рюсс, Роджер В .; Хендрик, Рональд Л. (май 2002 г.). "Прекрасная корневая архитектура девяти североамериканских деревьев". Экологические монографии . 72 (2): 293. DOI : 10,2307 / 3100029 . ISSN 0012-9615 . JSTOR 3100029 .  
  3. ^ а б Кумар, Амит; Шахбаз, Мухаммед; Коирала, Маниша; Благодатская, Евгения; Зайдель, Сабина Юлия; Кузяков, Яков; Пауш, Йоханна (18.09.2019). «Пластичность корней и усвоение питательных веществ для растений в почве с ограниченным содержанием фосфора» . Журнал питания растений и почвоведения . 182 (6): 945–952. DOI : 10.1002 / jpln.201900322 . ISSN 1436-8730 . 
  4. ^ a b Schwarz, M .; Lehmann, P .; Или, Д. (15.03.2010). «Количественная оценка усиления боковых корней на крутых склонах - от пучка корней до древостоя». Процессы земной поверхности и формы рельефа . 35 (3): 354–367. DOI : 10.1002 / esp.1927 . ISSN 0197-9337 . 
  5. ^ a b Пьер, Ален; Моран, Кристофер Дж .; Дуссан, Клод (2005-03-09). «Традиционная методология обнаружения ограничивает нашу способность понимать роли и функции тонких корней» . Новый фитолог . 166 (3): 967–980. DOI : 10.1111 / j.1469-8137.2005.01389.x . ISSN 0028-646X . PMID 15869656 .  
  6. ^ a b c Хиси, Такуо (апрель 2007 г.). «Неоднородность отдельных корней в тонкой корневой архитектуре: причинные связи между физиологическими и экосистемными функциями». Журнал лесных исследований . 12 (2): 126–133. DOI : 10.1007 / s10310-006-0260-5 . ISSN 1341-6979 . S2CID 12416950 .  
  7. ^ a b c d Угава, Шин; Миура, Сатору; Ивамото, Кодзиро; Канеко, Синдзи; Фукуда, Кендзи (04.06.2010). «Вертикальные диаграммы тонкой корневой биомассы, морфологии и концентрации азота в субальпийском пихтово-волновом лесу». Растение и почва . 335 (1–2): 469–478. DOI : 10.1007 / s11104-010-0434-у . ISSN 0032-079X . S2CID 23620753 .  
  8. ^ a b c Ходж, Анджела (апрель 2004 г.). «Пластичное растение: реакция корней на неоднородные запасы питательных веществ». Новый фитолог . 162 (1): 9–24. DOI : 10.1111 / j.1469-8137.2004.01015.x . ISSN 0028-646X . 
  9. ^ PREGITZER, KURT S .; ХЕНДРИК, РОНАЛЬД Л .; ФОГЕЛЬ, РОБЕРТ (ноябрь 1993 г.). «Демография тонких корней в ответ на пятна воды и азота». Новый фитолог . 125 (3): 575–580. DOI : 10.1111 / j.1469-8137.1993.tb03905.x . ЛВП : 2027,42 / 65770 . ISSN 0028-646X . 
  10. ^ Трипати, СК; Сумида, А .; Shibata, H .; Uemura, S .; Оно, К .; Хара, Т. (июль 2005 г.). «Рост и качество субстрата для тонких корней и наличие азота в почве в молодом лесу Betula ermanii на севере Японии: последствия удаления подлеска карликового бамбука (Sasa kurilensis)». Экология и управление лесами . 212 (1–3): 278–290. DOI : 10.1016 / j.foreco.2005.03.030 . ISSN 0378-1127 . 
  11. ^ Бреннер, Ричард Э .; Бун, Ричард Д .; Рюсс, Роджер В. (февраль 2005 г.). «Добавление азота в нетронутые высокоширотные лесные экосистемы: последствия для преобразований и удержания азота в почве в средней и поздней сукцессии». Биогеохимия . 72 (2): 257–282. DOI : 10.1007 / s10533-004-0356-у . ISSN 0168-2563 . S2CID 14163264 .  
  12. ^ Makita, Наоки; Хирано, Ясухиро; Мидзогути, Такео; Коминами, Юдзи; Данноура, Масако; Исии, Хироаки; Финер, Лина; Канадзава, Йоичи (05.10.2010). «Очень тонкие корни реагируют на глубину почвы: распределение биомассы, морфологию и физиологию в широколиственном лесу умеренного пояса». Экологические исследования . 26 (1): 95–104. DOI : 10.1007 / s11284-010-0764-5 . ISSN 0912-3814 . S2CID 40713454 .  
  13. ^ a b Зобель, Ричард (30.08.2016). «Комментарии к Маккормаку и др. (2015)« Новое определение тонких корней улучшает понимание подземного вклада в процессы земной биосферы » ». Новый фитолог . 212 (2): 310–312. DOI : 10.1111 / nph.14099 . PMID 27574893 . 
  14. ^ ХОРТОН, Роберт Э. (1945). «Эрозионное развитие водотоков и их водосборных бассейнов; гидрофизический подход к количественной морфологии» . Бюллетень Геологического общества Америки . 56 (3): 275. doi : 10.1130 / 0016-7606 (1945) 56 [275: edosat] 2.0.co; 2 . ISSN 0016-7606 . 
  15. ^ Comas, LH; Mueller, KE; Тейлор, LL; Мидфорд, ЧП; Каллахан, HS; Бирлинг, ди-джей (июль 2012 г.). «Эволюционные закономерности и биогеохимическое значение признаков корней покрытосеменных». Международный журнал наук о растениях . 173 (6): 584–595. DOI : 10.1086 / 665823 . ISSN 1058-5893 . 
  16. ^ Чжан, Чао-Бо; Чен Ли-Хуа; Цзян, Цзин (февраль 2014 г.). «Почему тонкие корни деревьев сильнее, чем более толстые: роль целлюлозы и лигнина в устойчивости склона». Геоморфология . 206 : 196–202. DOI : 10.1016 / j.geomorph.2013.09.024 . ISSN 0169-555X . 

Внешние ссылки [ править ]

  • База данных по экологии с тонкими корнями
  • Изображения эктомикоризы на тонких корнях