Rễ cây: Phân loại và cấu tạo của rễ cây

1. Rễ là gì?

Rễ là cơ quan dinh dưỡng ở dưới đất của cây, có chức năng hấp thu nước và muối khoáng hòa tan trong nước và giữ chặt cây trong đất. Trong nhiều trường hợp rễ còn làm chức năng dự trữ các chất dinh dưỡng. Hình thái và cấu tạo của rễ rất đa dạng, phụ thuộc vào sự chuyển hoá theo chức năng sinh lý và thích ứng với môi trường.

2. Các kiểu rễ

Rễ chính và rễ bên : (rễ chính còn gọi là rễ phôi, rễ cấp một): Là rễ của thực vật có hạt phát triển từ mô phân sinh tận cùng của đỉnh rễ phôi. Rễ chính được phân nhánh thành những rễ bên. Rễ chính và các rễ bên phân nhánh tạo thành hệ rễ trụ.

* Rễ phụ: Là rễ sinh ra từ các mấu thân. Những rễ phụ này tuy có phân nhánh nhưng đồng đều và tạo thành hệ rễ chùm.

• Hệ rễ trụ thường phát triển sâu vào đất nhiều hơn.
• Hệ rễ chùm thường chiếm phần đất bề mặt nhiều hơn.

Ngoài hai rễ chính (hệ rễ trụ và hệ rễ chùm) tuỳ theo sự phát sinh, chức năng nhiệm vụ mà còn có các loại rễ sau đây:

* Rễ bạnh: Là phần rễ chuyển tiếp với thân, nhô lên trên mặt đất và phát triển thành những phiến lớn (như cây đa, cây sấu …).

* Rễ phao: Là rễ những cây sống nổi trên mặt nước có tác dụng như một phao nổi để giữ cây (rễ cây rau dừa nước).

* Rễ bám: Là rễ ở những cây biểu sinh và những cây leo có rễ bám để giữ cây vào giá thể (cây hoa phong lan, rễ phụ cây trầu không).

* Rễ giác mút: Là rễ ở những cây ký sinh và nửa ký sin h, sống nhờ các chất hữu cơ có sẵn của cây chủ (cây tầm gửi …).

* Rễ co hút: Là kiểu rễ có tác dụng kéo chồi sát với đất, hoặc kéo cây xuống đất sâu hơn (cây có củ).

* Rễ nấm: Là hiện tượng cộng sinh giữa rễ cây bậc cao và nấm nhằm tăng cường mối quan hệ có lợi cho cả hai bên trong các hoạt động sinh lý.

Có hai kiểu rễ nấm: Rễ nấm ngoài và rễ nấm trong.

a. Nốt rễ:

Là sự cộng sinh giữa rễ thực vật với vi khuẩn (vi khuẩn Rhi zobium tạo nên những nốt nổi lên trên rễ, ví dụ cây bộ đậu).

b. Chóp rễ:

Nằm ở tận cùng của rễ, bảo vệ cho phần đỉnh rễ và giúp rễ xâm nhập sâu vào đất. Đỉnh rễ đâm sâu vào đất được bao phủ bởi một lớp chất nhầy do chóp rễ tiết ra; chất nhầy này cũng c ó cả ở vùng rễ non xa chóp rễ và kéo dài đến tận vùng lông rễ.

c. Mô phân sinh tận cùng:

Mô phân sinh tận cùng của rễ được định vị ở phía tận cùng dưới của trụ dưới lá mầm.

3. Cấu tạo sơ cấp của rễ

Cấu tạo sơ cấp của rễ bao gồm:

a. Biểu bì:

Biểu bì của rễ là phần ngoài cùng của rễ. Biểu bì ở rễ non được chuyên hoá là mô hấp thụ và thường hình thành nên các lông rễ. Lông rễ là phần kéo dài ra của biểu bì. Biểu bì như một mô che chở, vai trò chủ yếu của nó là bảo vệ và giảm bớt sự mất nước trong ph ần vỏ rễ.

b. Vỏ:

Vỏ rễ chủ yếu gồm mô mềm. Phía ngoài mô mềm (dưới biểu bì) có thể có một hoặc một số lớp ngoại bì và lớp trong cùng được phân hoá thành nội bì.

Tế bào mô mềm của vỏ rễ thường có không bào lớn. Lạp trong tế bào thường chứa tinh bột.

c. Nội bì:

Nội bì là lớp trong cùng của vỏ rễ đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển dung dịch đất giữa vỏ và trụ dẫn nhờ có đai Caspary.

Thực nghiệm cho thấy các chất hòa tan chuyển vận qua vỏ vào vách tế bào (con đường apoplast) bị chặn lại do có đai Caspary được tăng cường thêm để chuyển qua chất nguyên sinh của tế bào nội bì. Nội bì thường chỉ gồm một lớp tế bào.

d. Ngoại bì:

Ngoại bì là lớp xuất hiện ở dưới biểu bì và chuyên hoá như một mô bì.

Về cấu tạo và tính chất mô học thì ngoại bì giố ng nội bì. Trong tế bào ngoại bì có thể còn giữ chất nguyên sinh. Ngoại bì có thể là một lớp hoặc một số lớp tế bào; có thể có những tế bào có vách xenlulose mỏng, những tế bào đó giữ vai trò của các tế bào cho qua.

e. Trụ dẫn:

Trụ dẫn gồm mô dẫn và các tế bào không dẫn truyền, ở phía ngoài là vỏ trụ.

Vỏ trụ có thể hoàn toàn là mô mềm hoặc có cả mô cứng. Thông thường vỏ trụ có cấu tạo bởi một lớp tế bào, nhưng cũng có thể có nhiều lớp. Vỏ trụ hình thành nên các rễ bên và trong nhiều rễ, vỏ trụ còn hình thành cả tầng sinh bần sinh ra chu bì của rễ.

• Xylem trong rễ, nhìn trên bản cắt ngang là một lõi rắn đặc có gợn hình chóp hướng về phía vỏ trụ.
• Các bó phloem xếp xen kẽ với các chóp xylem.

f. Sự phát triển của rễ bên:

Rễ bên được hình thành ở phần ngoại vi của trụ dẫn, cách mô phân sinh tận cùng một khoảng dài ngắn khác nhau. Được sinh ra từ lớp sâu bên trong cho nên rễ bên có nguồn gốc nội sinh. Theo trình tự phát triển mà có thể phân biệt rễ bên cấp 2 (rễ bên của rễ chính), rễ bên cấp 3 (rễ bên của rễ cấp 2) …

Rễ bên xuất hiện từ vỏ trụ ở vị trí các cực xylem của rễ mẹ và thường là ổn định trong một kiểu rễ. Tuy nhiên rễ bên cũng có thể xuất hiện ở những nơi mà nội bì và vỏ trụ đã có vách thứ cấp hoá gỗ (ví dụ rễ ngô).

Chồi trên rễ:

Là sự xuất hiện chồi trên rễ. Chồi này sẽ phát triển thành cây. Dựa vào đặc điểm này mà người ta có thể nhân giống cây bằng việc chắn rễ.

4. Cấu tạo thứ cấp của rễ:

Sinh trưởng thứ cấp là đặc trưng của rễ cây hạt trần và đa số cây hai lá mầm. Rễ cây một lá mầm thường không có cấu tạo thứ cấp.

1. Tầng phát sinh mạch và hoạt động của nó:

Tầng phát sinh được hình thành từ sự phân chia của tế bào tầng trước phát sinh và chúng giữ không phân hoá giữa phloem sơ cấp và xylem sơ cấp.

Tầng phát sinh tạo nên tế bào phloem và xylem do sự phân chia bao quanh và tăng thêm số lượng do sự phân chia thẳng góc.

2. Những biến đổi trong sinh trưởng thứ cấp của rễ:

a/ Rễ dự trữ:

Có một số biến đổi trong cấu tạo thứ cấp của rễ có quan hệ với sự phát triển cơ quan dự trữ ở rễ (thường là có sự tổ hợp giữa rễ với trụ dưới lá mầm). Ví dụ: Rễ cây cà rốt, cây củ cải …

b/ Rễ phụ:

Là rễ được mọc ra trên phần khí sinh của thân, trên thân ngầm, trên các rễ ít nhiều đã già, đặc biệt là trên những phần có sinh trưởng thứ cấp. Rễ phụ cũng có thể xuất hiện trong nuôi c ấy mô. Nhiều khi sự phân biệt giữa rễ phụ và rễ bên là không rõ rệt. Rễ phụ gặp phổ biến ở thực vật có mạch. Một số loài có rễ phụ mọc trên lá (Begonia, Peperomia, Bryophyllum).

Sự phát triển của rễ phụ có ý nghĩa quan trọng trong việc trồng cây bằng giâm cành từ thân hoặc lá.

5. Chức năng của rễ:

Rễ có các chức năng sau:

a. Rễ giữ chặt cây vào đất :

Làm cho cây có vị trí thẳng đứng trong không gian, vòm lá nhiều khi rất lớn chủ yếu nhờ có hệ rễ phụ phát triển mạnh và hệ rễ chùm chiếm phần lớn bề mặt đất.

b. Rễ là cơ quan hấp thụ:

Nước và muối khoáng hòa tan được rễ hấp thụ cung cấp cho cây trong suốt quá trình sinh trưởng phát triển, việc hấp thụ chủ yếu được thực hiện ở các rễ non đang phát triển. Nước đi vào được trong rễ cây là do tác động lực hút nước với hai hình thức: hút nước chủ động và hút nước bị động. Sự hút nước của rễ cây còn phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh (nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm đất, oxy trong đất…) nồng độ dung dịch đất. Rễ còn có chức năng tổng hợp vận chuyển chất khoáng lên cây. Rễ cây còn có khả năng tiết ra các axit để hòa tan các chất dinh dưỡng, biến các chất khó tiêu thành dễ tiêu. Rễ hút chất khoáng gián tiếp thông qua dung dịch đất hoặc có thể hút trực tiếp các chất khoáng từ keo đất.

c. Rễ là cơ quan dự trữ:

Đó là những rễ củ hoặc củ có nguồn gốc từ rễ (khoai lang, khoai tây, cà rốt, sắn, củ cải…). Sự hình thành củ có thể do mô mềm phát triển nên (củ sắn) hoặc do sự hoạt động của tượng tầng (củ khoai lang) hoặc có sự tham gia của trụ dưới lá mầm và phần gốc của rễ chính.