根(roots)通常生長於地表下,位於土壤中、水中,主要功能為吸收、輸導和固著支持,有些變態根如:支柱根、板根、氣生根、水生根、附生根、寄生根、貯藏根、呼吸根、氣囊根…等,具有合成、貯藏、呼吸…等功能。真正的根最早在維管植物中產生,苔蘚植物和藻類也有類似的結構,稱為:假根,只起固著作用,不具備其他功能。根的生長分為初生生長(primary growth)和次生生長(secondary growth)。
種子植物的主根由種子中的胚根發育形成,主根垂直向下扎入土壤中,長到一定長度後,從主根的中柱鞘結構產生側根,側根上還可以進一步生出更多側根,在主根和側根以外的部分(如:莖、葉、胚軸或老根)所產生的根稱為不定根。
- 根的結構
https://youtu.be/F-N2k5rIbqk (2020/10/16) - 水份的吸收
https://youtu.be/OdO0Q8m-qKc (2020/10/16) - 甘藷的成長與向光性
https://youtu.be/Tq4sMxaXinQ (2014/04/26)
根的組織
根的組織涵蓋:皮層(cortex)、中柱(stele|中柱鞘,木質部,韌皮部)、根毛(root hair|根系)、根冠(root cap、calyptra)。參見:「根的橫截面」
皮層
皮層(cortex)是植物·根與莖的表皮和內皮層之間的組織,由未分化之薄壁細胞組成的基本組織,外層有時會有不規則的加厚的厚角組織。皮層細胞一般含有葉綠體,有時具貯存澱粉的功能。
根部吸收水份與無機鹽後,需經皮層將其運輸至中柱。皮層內側的一層細胞稱為內皮層,其中含有凱氏帶(Casparian strip)可以阻止水份與無機鹽(Mineral)經質外體途徑運輸。地衣表層由菌絲組成的組織也稱「皮層」。
中柱
中柱(stele|中柱鞘,木質部,韌皮部)的概念由法國·植物學家·菲利普·范蒂蓋姆(1839/04/19~1914/04/28)…等人,於 19世紀末提出,又稱:維管柱。維管柱是維管植物的根或莖的中軸部分(可見於橫截面)。維管柱由一層或幾層中柱鞘和維管組織組成。
根毛
根毛(root hair)|根系)是種子發芽後,由胚根發育形成的圓柱狀軸根,成長為植物體的主根;當植物發育到一定階段,中柱的中柱鞘活動產生側根。依根的形態,分類為軸根系(tap root system)和鬚根系(fibrous root system)。
- 軸根系存在於雙子葉植物中,特點是主根明顯而發達,並且豎直向地下成長,側根呈葡萄狀分布於主根周圍。
- 鬚根系存在於蕨類和單子葉植物中,主根生長到一定階段後即停止生長而不發達甚至萎縮,形成主根不明顯。莖基部產生大量「無主從分別」的不定根,這些鬚狀細根不斷成長,以致呈鬚狀分布。
根冠
根冠(root cap、calyptra)是植物根尖端的數層細胞。根冠的功能包括保護植物根尖的生長點、分泌黏質以利根部在土壤中的穿透伸展,並可能參與與土壤微生物的訊息傳遞,另外根冠中的平衡細胞與植物感知重力而形成的向地性有關。
某些寄生植物不具有根冠。許多水生植物(如:浮萍)也不具有根冠,而是形成一個囊狀構造的根囊(root pocket)懸浮於水中。由於不需穿透土壤,根囊也不具根冠的保護功能。
變態根
變態根為植物從莖幹上長出的「不定根」。不定根由莖向下伸入土中、水中,或漂浮於水面,以加強支持植物體、吸收養份或儲存養份的根。
- 支柱根為植物從莖幹上長出向地面生長,以加強植物體的支撐能力,如:榕樹、玉蜀黍、某些紅樹和露兜樹和浮萍…等。
- 氣生根為某類植物的莖長出的不定根,暴露於空氣中的根。氣生根除了吸收空氣中的水份之外,還能攀緣在其他的物體上如:榕樹、玉米及蝴蝶蘭(林頭樹)…等。
- 板根成因主要是由於熱帶雨林雨水沖蝕地表而土壤淺薄,林木常為了加強支撐高大沉重的樹幹與樹冠以避免傾倒,主幹基部的根會向地面上方隆起生長,進而漸次向四周延伸形成板狀突起,此板狀地表根稱為板根。如銀葉樹、高山榕、印度榕等。板根也是植物老齡時根系已達地下水位,由於需要固著龐大的植物體而向地表四周延伸呈支架狀突起。如:杜英、鳳凰木、木棉、木麻黃…等。
- 水生根為漂浮型水生植物不具根冠,無法固定植株,但可吸收水中養份的根,如:浮萍。通常水培植物因適應水中環境而長出根毛退化的根系,也稱「水生根」。
- 氣囊根為漂浮植物的根,可發展出氣囊狀結構,幫助植株浮於水面。如:白花水龍。
- 附生根為某些植物的主根柔弱,必須從莖節上長出不定根攀附在其他的物體,以維持生命的根,如:胡椒、常春藤…等。
- 寄生根能伸入寄主植物組織中,用以吸收營養物質的特化根狀器官,這類的根屬於寄生根。如:槲寄生、菟絲子。
- 呼吸根為生長在沼澤或者近海地帶的植物,由於不能從土壤獲得充足的氧氣,支根暴露出泥沼表面,以協助植物體進行呼吸,如:某些落羽松、海茄苳…等紅樹林植物。
- 儲藏根有塊根、球根、肉質軸根,外形肥大,儲存豐富的養料和水份,能在乾季或冬季提供植物體利用。由主根膨大而成,如:蘿蔔、胡蘿蔔;從側面根或不定根膨大而成,如:木薯、番薯…等。
氣生根的種類
氣生根(Aerial root)是由植物地面上的莖或枝生出的不定根,曝露於空氣中而非生長在土壤或水中…等介質中生長的根,又稱:氣根。
氣根一般無根冠與根毛;具有吸收空氣中的水分、支撐植物體向上生長、攀附在物體上、甚至吸取寄主營養、伸出水面通氣…等功能。在熱帶雨林中十分普遍。
氣根的分類:
- 支柱根(如:榕樹、通樑古榕、印度橡樹…等);
- 攀緣根(如:常春藤…等);
- 呼吸根(如:海桑、水筆仔、紅樹和水松…等);
- 寄生根(如:桑寄生、菟絲子…等);
- 光合根(如:某些蘭科植物的根因具葉綠素,可行光合作)。