🌿 Що дізнаємось у цьому уроці
- Чому корені — не лише «насос», а й хімічна фабрика, що синтезує речовини
- Як змінюється вміст крохмалю й жиру в коренях протягом року і навіщо це знати
- Як запаси в коренях пов’язані з морозостійкістю лози
- Що таке ризосфера й мікориза і яку роль вони відіграють у живленні винограду
📖 Словничок
- Синтетична функція коренів — здатність коренів самостійно синтезувати амінокислоти й інші речовини, а не лише поглинати їх
- Крохмаль — головний запасний вуглевод, що відкладається в коренях
- Редукуючі цукри — прості цукри (глюкоза, фруктоза), доступні для швидкого використання
- Полярність лози — наявність двох полюсів найактивнішого обміну: тонкі корені й верхівки пагонів
- Мікориза — симбіоз коренів із грибами; буває ендотрофна (частіша) й ектотрофна
- Ризосфера — прикоренева зона ґрунту з підвищеною чисельністю мікроорганізмів
- Азотобактер — ґрунтова бактерія, активніша в ризосфері й на старих виноградниках
- Кореневі виділення (ексудати) — органічні речовини, які корені виділяють у ґрунт і якими живляться мікроби
Довго вважалося, що корені лише всмоктують воду й мінерали. Насправді вони виконують куди складнішу роботу: синтезують амінокислоти, запасають речовини на зиму й співпрацюють із мільярдами мікробів навколо себе. Цей урок — про приховану хімію коренів, яка завершує наш модуль.
Корені як хімічна фабрика
Ключове відкриття фізіології винограду: коренева система має синтетичну функцію. У пасоці кущів, повністю позбавлених листя й пагонів, роками виявляли повний набір амінокислот — отже, їх синтезували самі корені. Аміачний азот, поглинутий із ґрунту, у коренях переходить в органічну форму й рухається вгору вже у вигляді амінокислот.
Дослідження виявили кілька закономірностей: амінокислотний склад пасоки однаковий у різних географічних районах (Болгарія і Грузія) і майже не залежить від сорту; він змінюється за фазами вегетації та навіть протягом доби; і реагує на добриво — після внесення азоту набір амінокислот найбагатший у перші 1–5 днів, а після 10-го дня різко біднішає.
Серед усіх амінокислот пасоки в найбільшій кількості завжди виявляли глютамін і глютамінову кислоту. Саме вони — вузлові точки азотного обміну: глютамінова кислота легко віддає аміногрупи для синтезу інших амінокислот, а глютамін є головним «переносником» аміачних груп. Через них неорганічний азот ґрунту перетворюється на органічний і вирушає до крони. Ізотопні досліди з ¹⁵N підтвердили: азот з’являється в коренях уже через кілька днів після підживлення, і в пасоці переважає саме органічна форма азоту.
Крім амінокислот, корені виділяють у пасоку вітаміни (групи B, рибофлавін, тіамін), навіть сліди хлорофілу й каротину в кінчиках, органічні кислоти (переважає яблучна) та цитокініни. Отже, корінь — активний синтетичний орган.
Запаси: крохмаль і жир протягом року
З усіх пластичних речовин у коренях найбільше вуглеводів. Цікаво, що прості цукри змінюються мало (редукуючі цукри тримаються в межах 1–2%), бо корінь — це запасний орган: він швидко перетворює прості молекули на складні й відкладає їх. А от крохмаль проходить виразний річний цикл: високий навесні, мінімум серед літа, максимум восени та взимку.
Вміст крохмалю в коренях за сезон, % сухої речовини
Червень–липень
Жовтень
товсті корені 3–6 mm тонкі корені 1–3 mm
Від березневих ≈12,6% (товсті) і ≈15,8% (тонкі) крохмаль безперервно спадає до літнього мінімуму (7,75% і 12,3%), а тоді відкладається — особливо інтенсивно після збору врожаю до пожовтіння листя, за що додає близько +7% і сягає майже 19% у товстих і 23,5% у тонких коренях. Узимку крохмаль тримається понад 20%. Найактивніше запасають наймолодші річні шари коренів; у шарах старше 15–20 років запасний крохмаль майже не рухається.
Ще виразніший цикл у жиру. Найбільше його — у зоні камбію, менше — у корі, найменше — у деревині. Мінімум настає у червні, коли запаси майже вичерпані: навесні жир активно гідролізується, а його продукти йдуть до точок росту. Накопичення починається з другої половини липня, а максимум припадає на холодні місяці — листопад, грудень, січень. Саме тому вміст жиру в коренях пов’язаний з їх морозостійкістю: чим більше запасів на зиму, тим краще корені переносять холод.
Ці два полюси найактивнішого обміну — тонкі корені й верхівки пагонів — і є проявом полярності лози. Розуміння річного циклу запасів практичне: воно пояснює, чому осіннє живлення й збереження листя до природного листопаду так важливі — саме тоді корені роблять головні запаси на зиму.
Мікрофлора кореневої зони
Активний обмін коренів створює навколо них особливе середовище — ризосферу, де мікроорганізмів набагато більше, ніж у ґрунті поза коренями. Корені живлять їх ексудатами — виділеними органічними речовинами (це доведено дослідами з міченим фосфором ³²P).
Симбіоз коренів із грибами. Ендотрофна (усередині клітин) трапляється частіше за ектотрофну й допомагає кореням поглинати воду.
Специфічний симбіот винограду — гриб Fusarium (у 90,7% зразків коренів). Азотобактера більше в ризосфері й на старих виноградниках.
Ризосфера стає ареною інтенсивних біологічних процесів: мікроби переробляють органіку, підвищують доступність мінеральних речовин і тим покращують живлення лози. Не випадково в ризосфері вищий вміст рухомих калію й фосфору, ніж поза нею. Найбільше мікроорганізмів — улітку (червень–серпень, до 760 тис. в 1 g ґрунту), найменше — узимку. Внесення органічних і мінеральних добрив надовго підтримує високий рівень ґрунтово-мікробіологічного живлення.
⚡ Цікавий факт
Корінь винограду вміє трохи «фотосинтезувати навпаки»: у кінчиках коренів знайдено хлорофіл, каротин і ксантофіли, і встановлено зв’язок між цими пігментами й переходом вуглецю (що надходить у вигляді карбонатного іона через корені) в органічну форму. Тобто навіть під землею, без світла, корінь бере участь у зв’язуванні вуглецю.
📌 Підсумок уроку
Корені не лише всмоктують, а й синтезують: перетворюють неорганічний азот на амінокислоти (провідні — глютамін і глютамінова кислота), виділяють вітаміни, кислоти й цитокініни. Прості цукри в коренях змінюються мало, а крохмаль має чіткий річний цикл: високий навесні, мінімум серед літа, максимум восени-взимку (понад 20%). Жир накопичується до холодів і пов’язаний з морозостійкістю. Навколо коренів формується багата ризосфера з мікоризою, грибами (Fusarium) й азотобактером, яка підвищує доступність поживних речовин.
🎉 Модуль завершено
Модуль «Коренева система» пройдено! Ви пройшли шлях від росту й розміщення коренів до їхньої прихованої хімічної роботи. Далі — модуль про пагони і стебло.
🤔 Подумай
- Чому втрата листя раніше природного листопаду (через хворобу чи град) шкодить кущу навіть узимку, коли листя й так немає?
- Як пов’язані між собою кореневі виділення, багата ризосфера й покращене живлення лози?
Два кущі одного сорту. Перший восени зберіг здорове листя аж до природного листопаду. Другий у вересні втратив майже все листя через хворобу. Наступної зими другий кущ помітно гірше переніс морози. Поясни зв’язок між осіннім листям і зимостійкістю коренів.
Прочитати відповідь
Головні запаси на зиму — крохмаль і жир — корені відкладають саме восени, найінтенсивніше після збору врожаю до пожовтіння листя. Ці запаси створюються з продуктів фотосинтезу, які постачає листя. Перший кущ зі здоровим листям устиг накопичити крохмаль (понад 20%) і жир, а жир прямо пов’язаний з морозостійкістю. Другий кущ рано втратив листя, тому не встиг зробити запаси й увійшов у зиму ослабленим — звідси гірша зимостійкість.
