Jak rostou kořeny hroznů

Ve srovnání s nadzemními částmi keře révy vinné je pro většinu vinařů větší záhadou kořenová stavba a její funkce. Kořeny extrahují živiny a vodu z půdy a jsou také dominantním zásobním orgánem pro uhlohydráty a živiny (zásoby hroznů) během dormance (viz Indikátory zásobování živinami).

Poskytují také fyzickou podporu révě tím, že drží rostlinu v půdě, a produkují hormony, které regulují růst výhonků a reakci révy na podmínky prostředí (viz Jak přidělování výhonků, listů a hroznů ovlivňuje kvalitu plodin a odolnost pupenů).

Kořeny jsou ale skryté pod zemí – sezónní charakter jejich růstu a funkce tedy nelze přímo odhalit. Růst a vývoj révy vinné nad zemí prochází biologickými fázemi – lámání pupenů, kvetení, začátek zrání bobulí, sklizeň a opad listů. Ale sezónní cyklus růstu kořenů, který se vyskytuje pod zemí, je méně zřejmý (viz Život kořenů hroznů).

Na fotografii: nadzemní a podzemní části hroznového keře po vykopání kořenové vrstvy, odrůda Concorde.

Přímá korelace

Vědci se domnívají, že keře vylučují 30 až 60 % fotosyntátů pro růst kořenů. Zralý keř vinné révy má odhadovanou plochu kořenů přibližně 100 metrů čtverečních ve srovnání s 10 metry čtverečními listové plochy. Zatímco většina „jemných kořenů“, které absorbují vodu a živiny, je soustředěna v horním metru půdy, některé kořeny mohou růst do velkých hloubek (až 30 m) a sahat několik metrů od základny révy (viz Výkop kořenů na vinici).

vinná rostlina vždy se snaží udržet poměr root:shoot v rozumných mezích a velikost keře přímo koreluje s velikostí kořenového systému.

Kořenová struktura

Vinice se většinou zakládá jako sazenice, tedy vegetativním množením, a zpočátku se kořeny tvoří jako výrůstky kambizemní vrstvy řízků za podmínek vysoké vlhkosti. Na řízcích se kořeny obvykle tvoří v blízkosti internodia. Tyto vytvořené kořeny se stávají hlavními strukturálními kořeny, na které se následně, jak keř roste a vyvíjí, větví postranní (sekundární a terciární) kořeny.

Mohou se tvořit boční větve kdekoli podél kořenového systému a jejich tvorba závisí na schopnosti keře révy reagovat na podmínky prostředí (dostupnost vody, dostupnost živin) a šířit se do těchto oblastí. Na rozdíl od výhonků a listů, které mají předem naprogramované a předvídatelné uspořádání, jsou vzory růstu a větvení kořenů velmi flexibilní a velmi citlivé na místní půdní podmínky.

K růstu kořene dochází v meristému kořenového hrotu, kde dochází k buněčnému dělení (zóna dělení kořenů). Špička kořene je pokryta slizovitým kořenovým uzávěrem, který chrání před otěrem částicemi půdy. Za touto zónou se nachází kořenová růstová buňka nazývaná „zóna prodloužení“, kde buňky začínají tvořit dvě vrstvy. Vnější vrstvou je kůra, kde dochází k vstřebávání a ukládání živin. Vnitřní vrstva se rozlišuje na xylém a floém, které jsou zodpovědné za transport vody a živin nahoru a dolů rostlinou.

Dochází k maximální absorpci několik milimetrů od kořenového hrotu, kde se tvoří četné kořenové vlásky, které značně zvětšují plochu pro absorpci. Od kořenové špičky se tyto vnější vrstvy a kořenové vlásky opotřebovávají, přičemž centrální válec a jeho cévní systém zůstávají transportovány do kmene, výhonků a dalších částí hroznového keře. Vrstva buněk vně xylému se vyvíjí v kambium, které zvětšuje průměr kořene a může iniciovat tvorbu a vývoj nových laterálních kořenových meristémů. Vnější „korkové kambium“ tvoří a vyvíjí vnější ztvrdlé buněčné vrstvy, které obsahují Subarin – voskovitá, vodě odolná látka, která tvoří jakousi bariéru mezi půdou a vodivými pletivy kořene.

Jemné kořeny tvoří asociace s mykorhizními houbami – symbiotický vztah, ve kterém houba zvyšuje příjem živin z půdy – a jsou zase zásobovány sacharidy na podporu růstu a vývoje z fotosyntetických listů révy.

Na fotografii: distribuce kořenů u podnože Riparia gloire, který je náchylný k bočnímu růstu kořenů, čímž vytváří povrchový kořenový systém. Ostatní podnože jako např Couderc 3309 , mají tendenci růst kořeny vertikálně.

Vývoj kořenů po celou sezónu.

Během dormance jsou buňky obklopující xylémové cévy v kořenech naplněny škrobem a dusíkem, který se ukládá od začátku dozrávání bobulí, ale je také mobilizován z listů, jak stárnou na podzim. Tyto rezervy podporují lámání pupenů a fungování mladých výhonků na jaře.

První viditelnou známkou přechodu hroznového keře z dormance do aktivního růstu je často tok xylémové mízy z prořezaných ran, tzv. pláč.

Hnací silou tohoto výkřiku hroznového keře je metabolická aktivita v kořenových tkáních, protože půda se na jaře začíná ohřívat a začínají životní procesy rostlin. Jak se skladovaný škrob a bílkoviny přeměňují na cukry a aminokyseliny, uvolňují se do xylemu.

Výsledné osmotický tlak (vzhledem k vysoké koncentraci cukrů v xylémové míze) nasává vodu do kořínků, a to stačí ke zvednutí vody (a živin) ke špičkám výhonů – kde zvlhčuje poupata, počínaje proces lámání pupenů.

Když pupeny začnou bobtnat, špičky výhonků produkují auxiny, které jsou nakonec transportovány (prostřednictvím floému) dolů ke kořenům, aby stimulovaly růst kořenů. Interagují s gibereliny produkovanými na kořenových špičkách (podporují prodlužování buněk). Tento proces vyžaduje čas, protože spící pupeny jsou izolovány od cévního systému révy vinné a potřebují se s ním znovu spojit, což je proces, o kterém se předpokládá, že je dokončen během kvetení (viz Jak hrozny zahajují vegetační sezónu po zimě).

To znamená, že na jaře růst kořenů zaostává za růstem výhonků – a suchá hmotnost kořenů mezi obdobím lámání pupenů a kvetením snižujeprotože jsou mobilizovány rezervní zdroje rostlin pro podporu růstu výhonků na začátku sezóny. Jakmile se objeví zelená hmota, růst kořenů se zrychlí a dosáhne vrchol mezi kvetením a tvorbou bobulí a poté postupně klesá během dozrávání bobulí.

Přestože biomasa kořenů narůstá od pozdního kvetení do opadu listů, většina biomasy se koncentruje ve větších, trvalé strukturální kořeny.

tenké kořeny Zde se vstřebávají živiny a voda. Jsou krátkodobé (vydrží méně než 5 týdnů) a často se nahrazují – dost pravděpodobně proto ve svém místě vyčerpávají zásoby živin a vody. Efektivní hnojení je založeno na životním cyklu jemných kořenů (Kdy je lepší provádět kořenovou výživu).

Jakmile se po odkvětu usadí zelený baldachýn vinné révy, některé fotosyntáty se vrátí ke kořenům a doplní zásoby révy – proces, který se urychlí, jak bobule dozrávají, tvoří se periderm a zelené výhonky přestávají růst.

Kořenová reakce na zátěž prostředí a technologické metody

Zelené operace . Růst kořenů závisí na toku auxinu z pupenů a nových výhonků. Lehké prořezávání, ponechání velkého množství jednoletých výhonků vytvoří více listů a velká listová plocha vycházející brzy stimulovat růst kořenů. Tvrdý řez nebo zranění utrpěná při přezimování mrazem, které omezuje růst výhonů na začátku sezóny, také omezit růst kořenů. Uštípnutí zeleného výhonku dočasně způsobí pauza v růstu kořenů.

Vodní stres (sucho). Během vegetace vede transpirace vodní páry průduchy listů k největší absorpci vody z půdy (viz Jak hrozny reagují na sucho). Jak se zásoby vody v půdě vyčerpávají, požadavky na transpiraci z listů převyšují příjem kořeny. Jak půda vysychá, kořenová pletiva zvyšují produkci kyseliny abscisové (ABA), která je transportována do listů a signalizuje uzavření průduchů, snižuje ztrátu vody, ale také snižuje uvolňování oxidu uhličitého, výměny nezbytné pro proces fotosyntézy. . Růst výhonků je zpomalen, ale ABA může mít opačný účinek na kořeny. Zdá se, že blokuje transport K+ (draselné ionty) do xylému, což způsobuje import vody do rostoucích kořenových tkání. Proto, když mírný nedostatek vodních kořenů může podpořit růst a využívat novou (méně vyčerpanou) půdu.

Přebytečná vlhkost: Každý ví, že réva „nemá ráda mokré nohy“ – a lépe se jí daří s hrubou než jemnou texturou. Kořenové dýchání vyžaduje absorpci kyslíku rozpuštěného v půdě, který v podmáčených půdách se rychle vyčerpává. Při dlouhém období podmáčení dušnost omezuje funkci buněk a také příjem živin a vody kořeny.

Přebytek živin : Potřeba keře pro růst a vývoj nadzemní části zpravidla stimuluje vstřebávání živin a zpětnovazební mechanismy mohou vstřebávání živin „vypnout“. Ale absorpce může překročit požadavky na růst vinné révy a může se hromadit nadbytečná nabídka – často ve vakuolách v buňkách, kde zásoby zajišťují pojistku proti vyčerpání živin.

Nedostatek živin: s nedostatkem živin růst výhonků se zpomaluje kvůli zásobám omezujícím růst v buňkách. Kořeny absorbovat a vyčerpat živin v okolní kořenové zóně. Místní vyčerpání může přesměrovat příjem k jiným kořenům a prozkoumat oblasti bohatší na živiny.

Pokud je celkový přísun živin v hroznech v makroprvcích (N, P, K) nedostatečný, pak kořenové buňky snížit produkci cytokininy, které při transportu na vrchol výhonků stimulují růst a dělení buněk.

Nicméně nižší hladiny cytokininů v kořenech v reakci na nedostatek dusíku moci zvýšit rychlost růstu kořenů – pravděpodobně proto, aby kořeny mohly zlepšit příjem živin pomocí nové půdy, která ještě nebyla vyčerpána.

Závěry.

Kořenový systém hroznového keře je skrytý pod zemí, ale jeho růst a celkový „podíl“ fotosyntátů absorbovaných vinnou révou kritický pro zdraví a vývoj nadzemních konstrukčních prvků keře, výhonků, listů a bobulí (kořenový systém hroznů).

Kořeny absorbují živiny, poskytují vodu, poskytují podporu a produkují hormony regulují celkový růst hroznového keře.

Vytvářejí symbiotický vztah s mykorhizními houbami a zvyšují příjem živin a vody nad rámec toho, co mohou poskytnout samotné kořeny.

Mají flexibilní pěstební zónu, která reaguje na proměnlivé půdní podmínky.

Kořeny jsou nejdůležitější zásobní orgány zásoby, které uspokojují potřebu cukrů a dusíku na začátku vegetačního období.

Přestože nemůžeme přímo pozorovat růst a vývoj kořenů pod zemí, víme to kořenové funkce jsou stejně důležité, stejně jako zelený zápoj a hroznové bobule, které vinaři aktivně obhospodařují při obdělávání své vinice.