根的形態特征:黃連的根屬于須根系,由于其發生的先后和部位不同,可分為主根、側根和不定根三種。種子萌發時,胚根突破種皮后,直接生長而成主根。主根產生的各級大小分支,都叫側根。不定根發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小的根,稱為第二次支根或細根。隨著黃連的生長,黃連的根也逐漸伸長,根數及支根數也逐漸增多,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30~35厘米。在土壤中,絕大多數根是向四面橫走,分布在表土層的
10~15厘米以內,而且每根都有分枝,數量甚多,呈叢生狀態,這是黃連根系的特點,也是黃連在生長過程中吸收水分和養料最主要的根系(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,只能起通導作用,由先端白嫩的幼根吸收水分和養分。
2、根的構造:黃連根僅具初生結構,沒有次生結構。黃連根的初生結構由表皮、皮層、中柱三部分構成。根尖縱切面可見根冠、生長錐、伸長區、根毛區(成熟區)等四區。
(1)根尖的形態結構:根的{jd0}在根毛發生處以下的這一段,叫做根尖。在根尖的縱切面從頂端起,可依次分為以下結構。
①根冠:位于根尖的頂端,是由許多薄壁細胞組成的冠狀結構。根冠的外層細胞排列疏松,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,因而可保護幼嫩的生長點不受擦傷。同時生長點產生新細胞從里面補充,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,是產生新細胞的主要地方,故又稱為分生區。其細胞開頭為多面體,排列緊湊,胞間隙不明顯,細胞壁很薄,細胞質濃密,液泡很小,故其表面不透明。
③伸長區:距離根尖頂端較遠的那部分細胞,分裂活動愈來愈弱,開始伸長、生長和分化,逐漸轉變為伸長區。所以,伸長區與分生區之間,細胞的形態的分裂活動的強弱都是漸次遞變的。伸長區的細胞迅速伸長,細胞質成一薄層位于細胞的邊緣部分,液泡明顯,逐漸分化為一些形態不同的組織,原生木質部的導管和原生韌皮部的篩管相繼出現。伸長區的長度約為幾個毫米,外觀透明,沽白而光滑,可與生長點區別。由于伸長區許多細胞同時迅速伸長的結果,就成為根尖深入土層的推動力。
④根毛區:位于伸長區之上,其明顯標志是在表皮層上密被根毛,而其內部的細胞,已停止分裂活動,分化為各種成熟組織,故亦稱為成熟區。根毛是表皮細胞向外突出的頂端密閉的管狀結構,它的原生質與表皮相通。它的細胞壁是纖維素和果膠質所構成的,易與土粒緊貼在一起,有效地進行吸收作用。根毛的壽命很短,一般只有幾天或幾周就枯死,由根的新成熟區的部分發生新的根毛,不斷更新。隨著根尖的生長,根毛區則向土層深處推移,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)根的初生結構:黃連根的生長是由根尖的頂端分生組織經過分裂、生長、分化三個階段發展而來的,這種生長過程叫做初生生長。在初生生長過程中所產生的各種組織,都屬于初生組織,它們組成根的初生結構。在橫切面上從外到內可劃分為表皮、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胞。每個細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。幼根的許多表皮細胞向外突出成根毛,所以幼根根毛區的表皮的吸收作用較其保護作用更為重要。
②皮層:位于表皮之內,占著根的相當大部分,由7~8層薄壁細胞所組成,細胞之間往往有細胞間隙。皮層的最外一層細胞,即靠著表皮的一層細胞,排列整齊,沒有細胞間隙,成為連續的一層,叫做外皮層。在根毛枯死表皮脫落時,外皮層細胞的細胞壁栓質化,替代表皮起保護作用。
皮層最內的一層,即與中柱相靠近的一層,細胞略排成一環,比較整齊、緊密,叫內皮層。把皮層與中柱隔開,其細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:是內皮層以內的中軸部分,只占根中很少的一部分。中柱的細胞一般較小而密集,易與皮層區別。
中柱的最外部分與內皮層相毗連1~2層薄壁細胞,有間歇性的分裂活動,叫做中柱鞘。黃連的側根都起源于此。
中柱鞘的里面是中柱的最主要部分—初生木質部和初生韌皮部。初生木質部是輸導水分的組織,主要由導管組成。由于黃連根的輸導組織僅具初生結構,成熟后的根,木質部占據根的中心部分,呈橢圓狀。初生木質部按照分化成熟的先后,又分為原生木質部(較早的)和后生木質部。原生木質部呈輻射排列,細胞較小而壁較厚;后生木質部靠近軸心,其細胞較大而壁較薄。黃連的原生木質部的束數為二原型。
初生韌皮部是輸導同化產物的組織,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。
初生結構中的木質部和韌皮部的發展方向全為外始式,中心無髓部。
在木質部與韌皮部之間,可見排列較規則的薄壁細胞,但不能連接成整環。
黃連須根系上,根可反復產生許多側根,側根是從中柱鞘細胞發生的,即為內起源。
黃連在生長發育的過程中,根從土壤吸收水、肥,與其生長動態有密切關系。所以,在生長過程中,必須為根細胞的分裂、生長和分化創造良好的條件,才能發揮根的吸收作用。