جذر

في النباتات الوعائيّة، يُعَدُّ الجذر عضو النبات الّذي يتوضَّع تحت سطح التربة. ويمكن أن تكون الجذور هوائيّة أو مُهَوَّاة، حيثُ تنمو فوق الأرض أو فوق الماء. علاوةً على ذلك، إنّ تواجد الجذع تحت الأرض ليس استثناءً (انظر جذمور). لذلك فإنّ أفضل تعريف للجذر هو جزء غير ورقيّ وَغير ساقيّ يَسْنُد يسنُد أجزاء جسد النبات. لكن توجد اختلافات بنيويّة داخليّة بينه وبين الجذع. وهو واحد من خمسة أعضاء مهمة موجودة في النبات. يُعدُّ أول الأعضاء ظهوراً وينمو مثالياً تحت التربة واستثنائياً فوقها وقمة الجذر النهائية تنمو باتجاه الأسفل (مركز الأرض). لا يتشكل على الجذر أوراق ولا براعم متخصصة.
ونتيجة تواجده تحت سطح التربة وارتفاع كلفة الدراسات والأجهزة التي تحتاجها الدراسات وصعوبة تطبيق فاعلية الأجهزة باختلاف أنواع الترب لم ينل حظه الوافر من الدراسات.
ولذلك أكثر من يهتم بالجذر هم دارسو علم وظائف أعضاء النبات. من أجل ذلك وجدت البيئات المخبرية السهلة مثل (الرمل والماء والهواء). والقراءات التي تؤخذ للجذر بعد انتهاء الدراسة هي عديدة مثل: الطول، الشكل، اللون، درجة الافتراش العرضي، حالته (مريض أم لا)، نوع التفرعات الجذرية، الحيز الذي يشغله، الوزن الجاف له .. إلخ.

تخزين الغذاء

حيث يتحور الجذر إلى وظيفة تخزينية، ففي ثنائيات الفلقة فإن كامل الغذاء المرسل إليه عبر اللحاء يستهلك جزء صغير منه ويخزن الباقي مثل اللفت وشمندر.
أما في أحاديات الفلقة الحولية فإن الغذاء يستهلك ولا حاجة له لتخزينه، لأنها نباتات حولية حيث يستعمل الغذاء فيها للنشاط الانقسامي، مثل القمح والشوفان والشعير. يكون تخزين الغذاء في أحاديات الفلقة المعمرة في أعضاء أخرى مثل الجذمور أو منطقة التاج أو بصيلات.
وفي النباتات ثنائية الحول، مثل البقدونس وشوندر والجزر، فإن الغذاء المخزن في الجذر خلال العام الأول يستهلكه النبات في العام التالي لإنتاج بذور أو وحدات تكاثرية.

إيجاد صلة بين النباتات والمتعضيات الحيوية

إيجاد صلة بين النباتات والمتًعضيات الحيوية الأخرى الموجودة في التربة، كبكتريا المستجذرة المثبتة للآزوت الجوي في جذور البقوليات، مثل العدس وفول الصويا والفول العادي، حيث أن هذه الجذور تقوم بإفراز مواد خاصة تتغذى عليها هذه البكتريا فتقوم هي بدورها بتثبيت الآزوت الجوي محققة الفائدة للتربة والنبات معاً.

التكاثر

للجذر وظيفة تكاثرية كما في نباتات البطاطا الحلوة والهليون والفصة التي تعتمد على جذورها في التكاثر بعد رعيها من قبل الحيوانات.

إخراج الماء الزائد عن حاجة النبات

يقوم الجذر بطرح الماء الزائد من النبات.
نقل النسغ الناقص باتجاه الساق.

طبيعة نمو وتعمق الجذور في التربة

وزن الجذر يشكل ربع أو ثلث أو نصف وزن المجموع الخضري.
أما المساحة فإنها تصل إلى 20 إلى 30 ضعف مساحة المسطح الورقي ولو أخذنا بعين الاعتبار الشعيرات الماصة التي كانت وزالت لبلغت المساحة 100 ضعف وهذه الصفة تساهم كثيراًَ في زيادة مساحة التلامس مع الماء والأملاح المعدنية الموجودة في التربة.
وأما معرفة نمط ودرجة تعمق الجذر فإنها تحدد في كثير من الأحيان طريقة السقاية وطريقة التسميد وهي متعلقة غالباً بالعوامل الوراثية وظروف التربة الرطوبية فمثلاً :
أعماق الجذر : الفصة من 5ــ7 م - الذرة من 1.5-2 م - الصباريات 20 - 30 سم - أما الأشجار فتصل جذورها لأعماق 15 م - التبغ 2-2.5 م
جدول (1) يوضح التباين في مواصفات الجذور حسب اختلاف المحصول
المحصول - نوع المجموع الجذري - المدى الفعال للامتصاص
قمح ليفي 115 سم
شوفان ليفي 75 سم
ذرة صفراء ليفي 105 سم
شوندر سكريوتدي 30 سم
فول الصويا وتدي 30 سم
فصة وتدي 120 سم
جدول (2) يوضح التباين في مواصفات الجذور حسب اختلاف المحصول
المحصول أقصى عمق تصل إليه الجذور الانتشار الجانبي
قمح 210 سم 20-30 سم
شوفان 120 سم 20 -30 سم
ذرة صفراء 180 سم 105 سم
شوندرسكري 60 سم 30 - 60 سم
فول صويا 60 سم 60 سم
فصة 70 سم 60 سم

العوامل المؤثرة على نمو الجذور

1. الانتحاء
2. العوامل الوراثية 
3. مستوى الرطوبة الأرضية
4. درجة الحرارة 
5. خصوبة التربة 
6. طبيعة التربة
7. تهوية التربة ووجود الأوكسجين.

العوامل الوراثية

تحدد العوامل الوراثية شكل الجذر وطبيعة نموه ففي ثنائيات الفلقة يكون الجذر وتديا وفي أحاديات الفلقة شكله ليفي ومعلوم أن الجذر الوتدي ينشأ من البذرة وتخرج منه مجموعة من التفرعات كما في ثنائيات الفلقة مثل: الفول وفول الصويا والفصّة وقد لا يتفرع كما في الجزر والشوندر المنزلي الأحمر. أما في أحاديات الفلقة فإن المجموع الجذري الليفي تكون الجذور فيه عارضة (عرضية) مثل القمح والبصل. وعموما هناك تناسب بين الكتلة الخضرية والمجموع الجذري.

مستوى الرطوبة الأرضية

تبحث الجذور دوما عن الماء وتبتعد عن الطبقات السطحية الجافة (إلا في حالة تواجد الري أو الماء باستمرار)، ولذلك فإن المحاصيل المزروعة بعلا تمتلك مجموعا جذريا أكبر وأكثر تعمقا من نفس المحاصيل إذا كانت مروية. كلما انخفض معدل الرطوبة في طبقة من التربة ازداد تعمق الجذور. نبات العاقول 15م طول جذره أما الصبار فجذوره سطحية لأنه ينمو في بيئات رملية خفيفة لذلك فإن مجموعه الجذري سطحي حيث أن أي هاطل مطري إما أن يتبخر أو يبقى في السطح لذلك لا بد من الاستفادة منه. أيضاً يجب أن نعلم أن ازدياد الرطوبة في التربة (التربة الغدقة) يؤدي إلى توقف نمو الجذور نهائياًَ بسبب عدم توفر الأكسجين ويتوقف نمو الجذور على معدل الأمطار السنوي وطبيعة توزيعه أثناء العام فقلته توسع المجموع الجذري والعكس صحيح.

درجة الحرارة

عموماً الجذور تنمو في أوساط حرارية أدنى في تلك التي ينمو فيها الساق والأوراق وحرارة التجمد المنخفضة تؤدي إلى تثبيط كثير من العمليات الكيميائية أو تخريب النظام الأنزيمي للجذر وتؤدي إلى تقطع الجذور.

طبيعة التربة (قوام التربة وبنية التربة وخصوبة التربة)

في الترب الكتيمة الثقيلة نمو الجذور فيها ضعيف وذو بنية قاسية خاصة، أما في الترب الخفيفة فهو ينتشر بسهولة.  تتغلغل الجذور أعمق في الترب الرملية من الترب الطينية. يمنع انضغاط التربة تعمق الجذور ويتم التعويض عن ذلك بانتشار أفقي وزيادة في التفرعات ضمن منطقة النمو، مما يؤدي إلى شكل متقزم للجذور.
كلما زادت خصوبة التربة زاد النمو والعكس صحيح.  من المعروف أن الفسفور يشجع نمو الجذور، ولذلك فهو ضروري بالذات في المراحل الأولى لنمو النبات.

أوكسجين التربة

يشكل الهواء من 20ـ25% من حجم التربة ولدينا منه 20% O2 وهو ضروري لتنفس الجذور والنبات ككل وعند نقص الأوكسجين (المناطق المغمورة بالماء مثلا) فإن الجذور وكائنات التربة الأخرى يتوقف نشاطها وتزداد كمية ثاني أكسيد الكربون.

صحة النبات (المجموع الخضري والجذور)

تؤثر الحشرات والآفات التي تصيب الجذور (حفارات الجذور أو دودة جذور الذرة) على انتشار الجذور وامتصاص الماء، وكذلك يؤدي نقص الغذاء الوارد من المجموع الخضري بسبب مرض ما أو فقدان الأوراق إلى انخفاض نشاط الجذور.

جذور هوائية : وتقسم إلى

أ- جذور داعمة عرضية: تنمو من عقد الساق كما في الذرة الصفراء والقصب.
ب- جذور مساعدة عرضية: تنمو من أفرع الساق الطولية ولها وظائف مختلفة في التنفس والتغذية وامتصاص الرطوبة الجوية كما في نبات تين المطاط.
ج- جذور تنفسية عرضية: كما في نبات ابن سينا حيث تخرج الجذور التنفسية خارج سطح الماء انطلاقاً من الجذر الرئيسي لتتنفس هوائياً. وتغطى هذه الجذور التنفسية بالفلين ويتم التنفس عن طريق فتحات تدعى بالعديسات داخل الماء أحياناً.
د- جذور متسلقة عرضية: تخرج من السوق الضعيفة لبعض النباتات فتؤمن لها فرصة الصعود والالتصاق بالجدران وأفرع الأشجار لنيل حصتها من الضوء وهي غالباً نباتات غابوية كنبات اللبلاب حيث أن هذا النبات لا يقوى على الالتصاق لذلك تخرج من ساقه جذور متسلقة عرضية وهذه الجذور تؤمن تغذية ضعيفة لأنها فقيرة بالأوعية وغنية بالخشب. وبشكل عام تساهم الجذور الهوائية في التمثيل الضوئي.
جذور ليفية عرضية: مثل نباتات الفصيلة النجيلية - القمح والشعير
جذور ممصية عرضية: 
كما في نبات الحامول والهالوك، في نبات الحامول يُرسل النبات جذوره خارج التربة لتلتصق بممصاتها على سوق النباتات المجاورة، وفي نبات الهالوك مع الباذنجانية يُرسل النبات جذوره داخل التربة لتلتصق بممصاتها على جذور النباتات المجاورة.

منطقة خلايا المركز الهامد

وظيفتها تلوين المواد المشجعة على الانقسام مثل الهرمونات أو أنها تقوم بتصنيع تلك الهرمونات.
خلاياها تتصف بما يلي:
1- البروتين فيها تركيزه منخفض.
2- الـ حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين والـ حمض نووي ريبوزي كميتها قليلة.
3- السيتوبلاسم فيها قليل.
4- الشبكة الإندوبلاسمية (البلاسما الداخلية) كميتها قليلة.
5- كمية الميتاكوندريا فيها قليلة.
ووجد أن عدم نشاطها يعود لموقعها وليس لصفات خاصة بالنسيج فمثلاً لو زرع هذا النسيج في بيئة ملائمة فإنه ينشط وينقسم.

منطقة الأوبار الماصة

طولها من(1.5 إلى 2 مم) وتمتاز بأنها تتقدم باستمرار مع نمو الجذر وهي في حالة تجدد مستمر أي تنشأ أوبار فتية دائماََ من استطالة خلايا البشرة وبالتالي فإن الأوبار تلامس تربة جديدة دائماََ مع كل اندفاع جديد نحو الأسفل من قبل الجذر وهذا يفيدنا في معرفة أهمية الأوبار الماصة في اختيار النباتات المتحملة للجفاف ومعدل الاستطالة اليومي يختلف من نبات إلى آخر فهو من 2 - 10 ملم يومياً.
أصل الوبرة الماصة خلية بشرة تطاول جدارها الخارجي وشكل نتوءاََ هاجر إليه كل من السيتوبلاسما والنواة. ولهذه الوبرة إفرازات مخاطية وتفيد في:
1- التصاقها بحبيبات التربة.
2- تفكيك المركبات الكيميائية وخاصة الفوسفورية منها.
3- تقوم الوبرة بامتصاص محلول التربة وبالتحديد شوارده وإذا غابت الشوارد المعدنية من الوسط أو لم تتوفر في منطقة الامتصاص فبعض النباتات تعتمد على الفطور في عملية التغذية.
طول الوبرة يصل إلى 1 مم ففي 1 مم 2 من جذور الذرة مثلاَََََََ يوجد 1900 وبرة، والطول الكلي للأوبار الماصة يصل إلى 4 كم لنبات الذرة. 
يصل طول أوبار جذور نبات الكوسا خلال كامل موسم النمو إلى 25 كم. يمتد عمر الوبرة من عشرة أيام إلى 20 يوماً، وقد تتخشب الوبرة في الظروف الجافة أو الرطبة فتكتسب صفة الديمومة كما في نبات الغلاديشيا.

المنطقة الفلينية

وهي منطقة الجذور الجانبية وهي المنطقة الأقرب إلى سطح التربة وتحاط بطبقة من الفلين وفيها تكون النسج قد أكملت تمايزها وتشكل المساحة العظمى من الجذر، ومنها نلاحظ نشوء جذور جانبية.

البنية الابتدائية للجذر

تحتوي جميع جذور النباتات على نفس البنية الابتدائية وخاصةً في منطقة الأوبار الماصة وما يعلوها.
وتتألف هذه البنية من مجموعة من النسج الأولية والتي تمايزت عن نشاط النسيج الجنيني الأولي وفي حال قمنا بعمل مقطع عرضي في جذر نبات فإننا سوف نلاحظ أسطوانتين لهما نفس المركز:
- تسمى الخارجية منها بالـ (Cortex) أي القشرة الأولية.
- أما الداخلية فهي الاسطوانة الوعائية المركزية.
لتوضيح مفهوم القشرة الأولية:
فإنها تقسّم إلى عدة طبقات من الخلايا وهي من الخارج إلى الداخل:
أدمة خارجية - أدمة متوسطة - أدمة داخلية. 
وفي عاريات البذور مثل الصنوبر وثنائيات الفلقة يكون عمر هذه القشرة قصير نسبياً لأن الكامبيوم يتمايز وبسرعة ليشكل البنية الثانوية والتي تحلّ مكانها. 
أما في أحاديات الفلقة فإن القشرة الأولية تستمر طيلة حياة النبات ولكن تساندها نسج متفلنة داعمة تلي البشرة الخارجية تماماً، ومن الطبيعي أن يزداد قطر الجذر في الحالة الأولى ولا يزداد في الحالة الثانية.

دور طبيعة التغلظ

إن طبيعة التغلظ تفرض حقيقة هامة :
1.وهي أن البشرة الداخلية في ثنائيات الفلقة هي عبارة عن نسيج مولد يمكن أن يتحول إلى نسيج قسوم يؤدي بانقسامه الطولي إلى زيادة ثخانة قطر البشرة الداخلية التي تتماشى مع زيادة ثخانة قطر الاسطوانة المركزية الناجم عن نشاط الكامبيوم.
2.بينما في أحاديات الفلقة فإن طبيعة التغلظ تعيق عملية الانقسام من جهة ولا داعي أصلاً لانقسام البشرة الداخلية لعدم وجود نمو ثانوي من جهة أخرى. 
وإن هذا يفسر أن الجذور الجانبية في أحاديات الفلقة تنشأ من المحيط الدائر. وليس من النشاط الانقسامي للبشرة الداخلية + المحيط الدائر كما في ثنائيات الفلقة.

المحيط الدائر

وهو صف واحد من الخلايا، يحيط بالحزم الوعائية، وهو يلي البشرة الداخلية، خلاياه برانشيمية، جدرانه رقيقة. 
ولكن نصادفه في عريانات البذور مؤلف من أكثر من صف من الخلايا أو في بعض أحاديات الفلقة مثل النخيل والآجاف وبعض ثنائيات الفلقة مثل الفول العادي والعدس.
وقد نشاهد نباتات مائية لا تحتوي على هذا المحيط الدائر أبداً (لأنها ليست بحاجة إلى جذور جانبية)، وفي ثنائيات الفلقة تتخشب خلايا هذا المحيط الدائر لأنها تمتلك بنية ثانوية داعمة إذاً هو ذو نشاط انقسامي عالي لذلك يعتبر من النسج الميرستيمية.
وينشأ عن نشاط المحيط الدائر جذور جانبية في عريانات ومغلفات البذور لذلك نسميه طبقة مولدة للجذور، ويساهم أيضاً في تشكيل الكامبيوم الوعائي والعكس صحيح أي أنه يمكن أن ينشأ المحيط الدائر عن نشاط الكامبيوم.
لذلك تكون وظيفة المحيط الدائر المساهمة في تشكيل الكامبيوم الوعائي والمساهمة في تشكيل الجذور الجانبية.

الحزم الوعائية الناقلة (الجهاز الناقل)

وهي حزم متناوبة من الخشب واللحاء وعدد الحزم يختلف من نبات إلى آخر فهي حزمة واحدة من نبات كمأة الماء أو من حزمتين في نبات الملفوف أو رباعية الحزم في نبات الفول وخماسية الحزم في الحوذان وسداسية الحزم في البصل. 
إن أول الأوعية الخشبية تشكلاً يكون قريباً من المحيط الدائر ويدعى بالخشب الابتدائي بينما الأوعية الأقرب إلى المركز هي خشب تالي.
في كل من أحاديات الفلقة وثنائيات الفلقة يكون الخشب الابتدائي ناجم عن انقسام وتمايز خلايا النسج الجنينية الأولية ولذلك يكون تمايز الخشب من المحيط نحو المركز.
ويمتاز الخشب الابتدائي بأنه أوعية قابلة للاستطالة وتحدث فيها ترسبات للخشب (حلزوني- حلقي) أما الخشب التالي تحدث فيها ترسبات للخشب (سلمي- شبكي- منقر).
أما بالنسبة للحاء ينطبق عليه نفس الكلام ما عدا موضوع التغلظ أو الترسب، وفي الجذر تكون كتلة الخشب أكبر من كتلة اللحاء وينتشر بين الخشب واللحاء خلايا برانشيمية.

وظيفة الأوعية الخشبية

1- توصيل المغذيات نحو الساق والأوراق باتجاه علوي. 
2- إكساب الجذر صلابة. 
3- تلعب دوراً في توصيل الأغذية المخزنة في الجذر. 
وظيفة اللحاء هي نقل الغذاء من الأوراق إلى باقي خلايا النسج النباتية. 
إن التواجد التبادلي بين الخشب واللحاء في الجذر يجعلهما على اتصال مباشر كلاهما مع قشرة الجذر. بحيث يمركل من الماء والأملاح إلى الاسطوانة الوعائية بدون عائق، أو يمر الغذاء إلى القشرة (أي بالعكس) لتخزنه وبدون عائق أيضاً سواء أحادي أو ثنائي الفلقة.

أمثلة عن جذور النباتات المتداولة

1- الملفوف.
ليفي عند الزراعة في المشتل.
يقطع الجذر الأولي ويحل محله أحد الأفرع القوية.
تنتشر الجذور جانبياً لمسافة متر وعامودياً متر ونصف.
2- ابقنبيط
يقطع الجذر الرئيسي عند التشتيل.
وتنمو جذور كثيفة.
جانبياً تصل ل 65-70 سم وعامودياً ل 60-90 سم
3- اللفت
ينمو الجذر الرئيس بسرعة كبيرة بمعدل 3 سم يومياً خلال الأسابيع الأولى.
ينمو جانبياً 60-75 سم وعامودياً.
تظهر الجذور بعد 30 سم من منطقة سطح التربة.
تتضخم السويقة الجنينية والجزء العلوي من الجذر.
الشكل النهائي كروي - مخروطي.
4- الفجل
عامودياً يصل ل 60-90 سم وأفقياً ل 30-40 سم.
السطح الجذري النشط على عمق 5-20 سم.
يتضخم منه جزء من السويقة الجنينية السفلى والجزء العلوي للجذر. 
يصل طوله إلى 2.5 - 12.5 سم يقطر 2.5 سم.
5- الشوندر المنزلي
لمدة 3 أشهر يتعمق الجذر كل يوم تقريباً 2.5 سم يومياً.
في ال 60 سم العلوية من التربة ينمو نوعان من الجذور الجانبية: شديدة التفرع وأفرع قوية ثم ينمو الجذر رأسياً.
اللون من أحمر إلى برتقالي.
في المقطع العرضي نرى (بشرة - قشرة رقيقة - حلقات نمو تتألف من نسج خازنة عريضة داكنة وأوعية ناقلة رفيعة فاتحة وهذا الاختلاف يسمى التمنطق.
الشكل كروي - مطاول - مستدق - مغزلي.
6- سبانخ
الجذر وتدي يتفرع في الطبقة السطحية بعد عمق 15 -25 سم.
7- الخس
الجذر يصل لعمق 150 سم، معظم جذوره تنتشر في ال 60 سم الأولى. 
عند الشتل يقطع الجذر الأولي.
8- الأرضي شوكي 
الجذور نوعان :
1.ليفية غنية بالشعيرات الجذرية.
2.لحمية خازنة للماء والغذاء قطرها 2.5 سم.
9- الجزر 
الجذر الأولي قوي يتعمق بسرعة، وعند الورقة الخامسة يصل لعمق 75 سم.
على عمق 5 - 10 سم تنشأ جذور جانبية.
الجزء المأكول هو نهاية السويقة الجنينية السفلى + والجزء العلوي من الجذر.
10- البطاطا الحلوة 
تنتشر الجذور بكثافة بعد 45 يوم من الزراعة 60 - 90 سم جانبياً و60 سم عامودياً. 
يحوي النبات الواحد 10 جذور لحمية خازنة.
جذورها عرضية تخرج من عقد الساق تحت سطح التربة عند الاكثار بالعقلة الساقية أو بملامسة التربة في البداية ليفية ليس لها عيون وتمتلئ بعد شهرين، قد تتكون عليها براعم عرضية تعطي نموات هوائية وجذور عرضية ليفية.
مقطعها: بشرة - قشرة سميكة - محيط دائر - بشرة داخلية - حزموعائية.
ثم تختفي البشرة ويحل مكانها الفلين والممتلئ بالعديسات.