जड़

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कपास के पौधे में प्राथमिक और द्वितीयक जड़ें

संवहनी पादपों में, जड़ें पौधे के वे अंग हैं जो पौधे को सहारा (anchorage) प्रदान करने और पौधे के शरीर में पानी और पोषक तत्वों को अवशोषित करने के लिए रूपांतरित होते हैं, जिससे पौधे लंबे और तेजी से बढ़ पाते हैं।[1] ये अक्सर मिट्टी की सतह के नीचे होते हैं, लेकिन जड़ें वायवीय या वातन (aerating) भी हो सकती हैं, यानी जमीन के ऊपर या विशेष रूप से पानी के ऊपर उगने वाली।

कार्य

जड़ें कई आवश्यक और विशिष्ट भूमिकाएँ निभाती हैं जो पौधों की वृद्धि, विकास और अस्तित्व का समर्थन करती हैं। उनके प्राथमिक कार्य सहारा देना, पानी और घुले हुए खनिजों का अवशोषण (uptake) करना, और इन संसाधनों को प्ररोह (shoot) तक पहुँचाना है। इसके अलावा, जड़ें कई महत्वपूर्ण द्वितीयक और अनुकूली कार्य करती हैं — भंडारित भोजन का संचय, वृद्धि नियामकों का संश्लेषण, जलमग्न वातावरण में गैस विनिमय, सहजीवी पोषक तत्व अधिग्रहण की सुविधा, और कायिक प्रवर्धन (vegetative propagation)।[2]

प्राथमिक कार्य

सहारा और यांत्रिक सहायता। जड़ें पौधे को आधार (substrate) में स्थिर करती हैं और यांत्रिक बलों (हवा, पानी का बहाव) का विरोध करती हैं; फसल की स्थिरता और गिरने से बचाव के लिए मजबूत जड़ प्रणाली आवश्यक है।[3]

पानी और खनिज पोषक तत्वों का अवशोषण। जड़ की बाह्यत्वचा कोशिकाएँ (epidermal cells) और मूल रोम (root hairs) मिट्टी के पानी और घुले हुए आयनों को अवशोषित करते हैं; इन्हें फिर जाइलम के माध्यम से प्ररोह तक पहुँचाया जाता है। जड़ की संरचना (गहराई, फैलाव) मिट्टी की विभिन्न परतों में पानी और पोषक तत्वों तक पहुँच निर्धारित करती है।[4]

द्वितीयक और विशिष्ट कार्य

भंडारित भोजन और पानी का संचय। कई जड़ें (मांसल मूसला जड़ें, कंदिल जड़ें) कार्बोहाइड्रेट और पानी जमा करती हैं जो सुप्तावस्था के बाद बारहमासी वृद्धि या पुनर्वृद्धि का समर्थन करती हैं। उदाहरणों में शकरकंद और गाजर शामिल हैं।[5]

संवहन। जड़ें अवशोषित पानी, खनिजों और कुछ संश्लेषित यौगिकों को संवहनी ऊतकों (जाइलम और फ्लोएम कनेक्शन) के माध्यम से प्ररोह तक पहुँचाती हैं।[3]

वृद्धि नियामकों का संश्लेषण। जड़ें पादप हार्मोन (जैसे, साइटोकिनिन, कुछ ऑक्सिन चयापचय) का संश्लेषण और मॉड्यूलेशन करती हैं, जो प्ररोह विकास और संपूर्ण पादप शरीर क्रिया विज्ञान को प्रभावित करते हैं।[6]

वातन और गैस विनिमय (जलीय/जलमग्न मिट्टी में)। विशिष्ट संरचनाएँ (न्यूमेटोफोर्स, वायवीय जड़ें) गैस विनिमय की अनुमति देती हैं जहाँ मिट्टी में ऑक्सीजन सीमित होती है, जिससे मैंग्रोव और अन्य जलोद्भिदों में श्वसन संभव होता है।[7]

सहजीवी अंतःक्रियाएँ और उन्नत पोषक तत्व अवशोषण। जड़ें सहजीविता (जैसे, माइकोराइजा, नाइट्रोजन-स्थिरीकरण ग्रंथिकाएँ) बनाती हैं जो पोषक तत्वों के अधिग्रहण और तनाव सहनशीलता को काफी बढ़ा देती हैं। ये संबंध जड़ की संरचना और कार्य को नया रूप देते हैं।[8]

यांत्रिक अनुकूलन और अतिरिक्त सहायता। अपस्थानिक (adventitious) और सहारा देने वाली जड़ें (जैसे, मक्का, कुछ मैंग्रोव, बरगद) विशेष वातावरण में अतिरिक्त सहायता, स्थिरता और मजबूती प्रदान करती हैं।[9]

कायिक प्रवर्धन। तनों, पर्वसंधियों (nodes) या कटिंग पर अपस्थानिक जड़ें निकलना कई प्रजातियों को अलैंगिक रूप से प्रजनन करने और क्षति के बाद पुनर्जीवित होने की अनुमति देता है; इसका बागवानी में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।[10]

नोट्स

कई कार्य आपस में जुड़े होते हैं: एक दी गई जड़ एक साथ सहारा दे सकती है, अवशोषण कर सकती है, भंडारित भोजन जमा कर सकती है और सहजीविता में संलग्न हो सकती है। जड़ का रूप और कार्य लचीले होते हैं और प्रजातियों के आनुवंशिकी और पर्यावरणीय संदर्भ (मिट्टी की बनावट, पानी की उपलब्धता, वातन और यांत्रिक तनाव) द्वारा आकार लेते हैं।[11]

जड़ों के प्रकार (प्रमुख जड़ प्रणाली)

पौधे विभिन्न प्रकार की जड़ प्रणालियाँ उत्पन्न करते हैं जो उत्पत्ति, संरचना और कार्य (सहारा, अवशोषण, भंडारण, वातन और कायिक प्रवर्धन) में भिन्न होती हैं। दो शास्त्रीय, व्यापक श्रेणियाँ मूसला जड़ (taproot) और झकड़ा जड़ (fibrous) प्रणालियाँ हैं, लेकिन कई विशिष्ट जड़ प्रकार — विशेष रूप से अपस्थानिक, वायवीय, प्रोप/स्टिल्ट, आरोही/चिपकने वाली, बट्रेस, कंदिल (भंडारण) और तैरती जड़ें — जैविक और पारिस्थितिक रूप से महत्वपूर्ण हैं।[12]

मूसला जड़ प्रणाली

मूसला जड़ प्रणाली एक एकल, लंबवत रूप से बढ़ने वाली प्राथमिक जड़ (मूलांकुर) द्वारा हावी होती है जिससे पार्श्व जड़ें निकलती हैं। मूसला जड़ें अक्सर गहरी स्थिरता और कार्बोहाइड्रेट और पानी के भंडारण में कार्य करती हैं (कई द्विबीजपत्री और कुछ द्विवार्षिक/बारहमासी पौधों में सामान्य)। उदाहरणों में गाजर (Daucus carota), डैंडेलियन (Taraxacum) और कई सच्चे द्विबीजपत्री शामिल हैं।[13]

झकड़ा जड़ प्रणाली

झकड़ा जड़ प्रणाली में समान आकार की कई जड़ें होती हैं जो मिट्टी की सतह के पास एक घना जाल बनाती हैं। कई प्रजातियों में यह जाल मुख्य रूप से अपस्थानिक जड़ों से बना होता है जो प्राथमिक मूलांकुर के बजाय तने के आधार से निकलती हैं। झकड़ा जड़ प्रणालियाँ मिट्टी को बांधने, सतह के पोषक तत्वों के तेजी से अवशोषण और कटाव नियंत्रण में प्रभावी होती हैं। विशिष्ट उदाहरण घास (Poaceae), गेहूं और चावल हैं।[14]

अपस्थानिक जड़ें

अपस्थानिक जड़ें गैर-जड़ अंगों (तनों, पर्वसंधियों, पत्तियों या कैलस ऊतक) से निकलती हैं और कई भूमिकाएँ निभाती हैं: प्राथमिक जड़ को बदलना या पूरक करना, यांत्रिक सहायता प्रदान करना, कायिक प्रवर्धन को सक्षम करना, और विशिष्ट जड़ प्रकार (वायवीय जड़ें, प्रोप जड़ें, न्यूमेटोफोर्स) बनाना। वे एकबीजपत्री और कई खेती वाले पौधों में विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं, और चोट, बाढ़ या अन्य तनावों के लिए एक सामान्य प्रतिक्रिया हैं।[15]

उदाहरण और नोट्स: कई एकबीजपत्री पौधों में कार्यात्मक जड़ प्रणाली अपस्थानिक होती है (झकड़ा जड़ प्रणाली बनाती है); मक्का (Zea mays) नोडल प्रोप जड़ें उत्पन्न करता है जो तने को स्थिर करती हैं; बरगद (Ficus spp.) वायवीय अपस्थानिक जड़ें विकसित करता है जो सहायक तने बन सकती हैं; कई कटिंग कायिक प्रवर्धन के दौरान अपस्थानिक रूप से जड़ें पकड़ लेती हैं।[16]

शारीरिक रचना

जौ (Hordeum vulgare) की जड़ का अनुप्रस्थ काट

जड़ की आकृति विज्ञान को चार क्षेत्रों में विभाजित किया गया है: मूल गोप (root cap), शीर्षस्थ विभज्योतक (apical meristem), दीर्घीकरण क्षेत्र, और मूल रोम।[17] नई जड़ों का मूल गोप जड़ को मिट्टी में प्रवेश करने में मदद करता है। जैसे-जैसे जड़ गहरी होती है, ये मूल गोप झड़ जाते हैं, जिससे एक चिपचिपी सतह बनती है जो स्नेहन प्रदान करती है। मूल गोप के पीछे का शीर्षस्थ विभज्योतक नई जड़ कोशिकाएँ उत्पन्न करता है जो लंबी होती हैं। फिर, मूल रोम बनते हैं जो मिट्टी से पानी और खनिज पोषक तत्वों को अवशोषित करते हैं। बीज उत्पन्न करने वाले पौधों में पहली जड़ मूलांकुर (radicle) होती है, जो बीज अंकुरण के बाद पौधे के भ्रूण से निकलती है।

विच्छेदन करने पर, जड़ में कोशिकाओं की व्यवस्था इस प्रकार होती है: मूल रोम (root hair), बाह्यत्वचा (epidermis), एपिब्लेम (epiblem), वल्कुट (cortex), अंतस्त्वचा (endodermis), परिरंभ (pericycle) और अंत में, जड़ के केंद्र में संवहनी ऊतक (vascular tissue), जो जड़ द्वारा अवशोषित पानी को पौधे के अन्य भागों तक पहुँचाते हैं।

Ranunculus जड़ का अनुप्रस्थ काट

शायद जड़ों की सबसे उल्लेखनीय विशेषता जो उन्हें तने की शाखाओं और पत्तियों जैसे अन्य पादप अंगों से अलग करती है, वह यह है कि जड़ों की उत्पत्ति अंतर्जात (endogenous)[18] होती है, यानी वे मुख्य अक्ष की एक आंतरिक परत, जैसे कि परिरंभ (pericycle) से उत्पन्न और विकसित होती हैं। इसके विपरीत, तने की शाखाएँ और पत्तियाँ बहिर्जात (exogenous) होती हैं, यानी वे बाहरी परत, वल्कुट (cortex) से विकसित होना शुरू होती हैं।

पोषक तत्वों की सांद्रता के जवाब में, जड़ें साइटोकिनिन (cytokinin) का भी संश्लेषण करती हैं, जो इस बात के संकेत के रूप में कार्य करता है कि प्ररोह (shoots) कितनी तेजी से बढ़ सकते हैं। जड़ें अक्सर भोजन और पोषक तत्वों के भंडारण का कार्य करती हैं। अधिकांश संवहनी पादप प्रजातियों की जड़ें कवक (fungi) के साथ सहजीवन (symbiosis) स्थापित करके माइकोराइजा (mycorrhizae) बनाती हैं, और बैक्टीरिया सहित अन्य जीवों की एक बड़ी श्रृंखला भी जड़ों के साथ निकटता से जुड़ी होती है।[19]

मिट्टी के ऊपर बड़ी, परिपक्व पेड़ों की जड़ें

जड़ प्रणाली की संरचना (Root system architecture - RSA)

Cliffs of the Neuse State Park में पेड़ों की जड़ें

परिभाषा

अपने सरलतम रूप में, 'जड़ प्रणाली की संरचना' (RSA) शब्द का तात्पर्य पौधे की जड़ प्रणाली के स्थानिक विन्यास से है। यह प्रणाली अत्यंत जटिल हो सकती है और कई कारकों पर निर्भर करती है जैसे कि पौधे की प्रजाति, मिट्टी की संरचना और पोषक तत्वों की उपलब्धता।[20] जड़ की संरचना पोषक तत्वों और पानी की सुरक्षित आपूर्ति के साथ-साथ स्थिरता और सहारा प्रदान करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

जड़ प्रणालियों का विन्यास पौधे को संरचनात्मक रूप से सहारा देने और मिट्टी के भीतर पोषक तत्वों के अवशोषण के लिए अन्य पौधों के साथ प्रतिस्पर्धा करने का कार्य करता है।[21] जड़ें विशिष्ट पारिस्थितिक स्थितियों के जवाब में बढ़ती हैं, जो यदि बदल जाएं, तो पौधे की वृद्धि में बाधा उत्पन्न कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, सूखी मिट्टी में विकसित हुई जड़ प्रणाली बाढ़ वाली मिट्टी में उतनी प्रभावी नहीं हो सकती है, फिर भी पौधे पर्यावरण में होने वाले अन्य परिवर्तनों, जैसे कि मौसमी बदलावों के अनुकूल होने में सक्षम होते हैं।

शर्तें और घटक

जड़ प्रणाली की संरचना को वर्गीकृत करने के लिए उपयोग किए जाने वाले मुख्य शब्द हैं:[22]

शाखा परिमाण (Branch magnitude) कड़ियों की संख्या (बाहरी या आंतरिक)
टोपोलॉजी शाखाओं का पैटर्न (हेरिंगबोन, द्विभाजी, त्रिज्यीय)
कड़ी की लंबाई (Link length) शाखाओं के बीच की दूरी
जड़ का कोण (Root angle) मूल जड़ की परिधि के चारों ओर एक पार्श्व जड़ के आधार का त्रिज्यीय कोण, अपनी मूल जड़ से एक पार्श्व जड़ का कोण, और वह कोण जिस पर पूरी प्रणाली फैलती है।
कड़ी की त्रिज्या (Link radius) जड़ का व्यास

जड़ संरचना के सभी घटक आनुवंशिक प्रतिक्रियाओं और पर्यावरणीय उत्तेजनाओं के कारण होने वाली प्रतिक्रियाओं के बीच एक जटिल परस्पर क्रिया के माध्यम से विनियमित होते हैं। इन विकासात्मक उत्तेजनाओं को आंतरिक (आनुवंशिक और पोषण संबंधी प्रभाव) या बाह्य (पर्यावरणीय प्रभाव) के रूप में वर्गीकृत किया गया है, और इनकी व्याख्या सिग्नल ट्रांसडक्शन पाथवे द्वारा की जाती है।[23]

जड़ संरचना को प्रभावित करने वाले बाह्य कारकों में गुरुत्वाकर्षण (Gravitropism), प्रकाश का संपर्क, पानी और ऑक्सीजन, साथ ही नाइट्रोजन, फास्फोरस, सल्फर, एल्यूमीनियम और सोडियम क्लोराइड की उपलब्धता या कमी शामिल है। जड़ संरचना के विकास के लिए जिम्मेदार मुख्य हार्मोन (आंतरिक उत्तेजना) और संबंधित मार्ग शामिल हैं:

ऑक्सिन (Auxin) पार्श्व जड़ का निर्माण, शीर्ष प्रभुत्व का रखरखाव और अपस्थानिक (adventitious) जड़ का निर्माण।
साइटोकिनिन (Cytokinins) साइटोकिनिन जड़ के शीर्ष विभज्योतक (apical meristem) के आकार को नियंत्रित करते हैं और पार्श्व जड़ के बढ़ाव को बढ़ावा देते हैं।
एथिलीन (Ethylene) क्राउन जड़ के निर्माण को बढ़ावा देता है।
जिबरेलिन (Gibberellins) एथिलीन के साथ मिलकर, वे क्राउन प्राइमोर्डिया की वृद्धि और बढ़ाव को बढ़ावा देते हैं। ऑक्सिन के साथ मिलकर, वे जड़ के बढ़ाव को बढ़ावा देते हैं। जिबरेलिन पार्श्व जड़ प्राइमोर्डिया की शुरुआत को भी रोकते हैं।

वृद्धि

पेड़ों की जड़ें

प्रारंभिक जड़ वृद्धि जड़ के सिरे के पास स्थित शीर्ष विभज्योतक (apical meristem) के कार्यों में से एक है। विभज्योतक कोशिकाएं कमोबेश लगातार विभाजित होती रहती हैं, जिससे अधिक विभज्योतक, मूल गोप (root cap) कोशिकाएं (ये विभज्योतक की रक्षा के लिए बलिदान कर दी जाती हैं) और अविभेदित जड़ कोशिकाएं उत्पन्न होती हैं। बाद वाली कोशिकाएं जड़ के प्राथमिक ऊतक बन जाती हैं, जो पहले बढ़ाव (elongation) से गुजरती हैं, एक ऐसी प्रक्रिया जो जड़ के सिरे को बढ़ते हुए माध्यम में आगे धकेलती है। धीरे-धीरे ये कोशिकाएं विभेदित होकर जड़ के ऊतकों की विशिष्ट कोशिकाओं में परिपक्व हो जाती हैं।[24]

शीर्ष विभज्योतक से होने वाली वृद्धि को प्राथमिक वृद्धि (primary growth) कहा जाता है, जिसमें सारा बढ़ाव शामिल होता है। द्वितीयक वृद्धि (secondary growth) में व्यास में होने वाली सभी वृद्धि शामिल है, जो काष्ठीय पादप (woody plant) ऊतकों और कई गैर-काष्ठीय पौधों का एक प्रमुख घटक है। उदाहरण के लिए, शकरकंद की भंडारण जड़ों में द्वितीयक वृद्धि होती है लेकिन वे काष्ठीय नहीं होती हैं। द्वितीयक वृद्धि पार्श्व विभज्योतक (lateral meristem) पर होती है, अर्थात् संवहनी एधा (vascular cambium) और कॉर्क एधा (cork cambium)। पूर्व द्वितीयक जाइलम (secondary xylem) और द्वितीयक फ्लोएम (secondary phloem) बनाता है, जबकि बाद वाला परिडर्म (periderm) बनाता है।

द्वितीयक वृद्धि वाले पौधों में, जाइलम और फ्लोएम के बीच उत्पन्न होने वाली संवहनी एधा, तने और जड़ के साथ ऊतक का एक बेलन (cylinder) बनाती है।[25] संवहनी एधा एधा बेलन के अंदर और बाहर दोनों तरफ नई कोशिकाएं बनाती है, जिसमें अंदर वाली कोशिकाएं द्वितीयक जाइलम कोशिकाएं बनाती हैं, और बाहर वाली कोशिकाएं द्वितीयक फ्लोएम कोशिकाएं बनाती हैं। जैसे-जैसे द्वितीयक जाइलम जमा होता है, तने और जड़ का "घेरा" (पार्श्व आयाम) बढ़ता जाता है। परिणामस्वरूप, द्वितीयक फ्लोएम से परे के ऊतक, जिनमें बाह्यत्वचा और वल्कुट शामिल हैं, कई मामलों में बाहर की ओर धकेल दिए जाते हैं और अंततः "झड़" जाते हैं।

इस बिंदु पर, कॉर्क एधा सुरक्षात्मक कॉर्क कोशिकाओं से युक्त परिडर्म बनाना शुरू कर देता है। कॉर्क कोशिकाओं की दीवारों में सुबेरिन (suberin) का मोटापन होता है, जो एक अतिरिक्त कोशिकीय जटिल बायो-पॉलिमर है।[26] सुबेरिन का मोटापन एक भौतिक बाधा प्रदान करके, रोगजनकों से सुरक्षा करके और आसपास के ऊतकों से पानी की हानि को रोककर कार्य करता है। इसके अलावा, यह पौधों में घाव भरने की प्रक्रिया में भी सहायता करता है। यह भी माना जाता है कि सुबेरिन एपोप्लास्टिक बाधा (जड़ों की बाहरी कोशिका परतों पर मौजूद) का एक घटक हो सकता है जो विषाक्त यौगिकों को जड़ में प्रवेश करने से रोकता है और जलभराव के दौरान वायुतक (aerenchyma) से रेडियल ऑक्सीजन हानि (ROL) को कम करता है। जड़ों में, कॉर्क एधा की उत्पत्ति परिरंभ (pericycle) में होती है, जो संवहनी बेलन का एक घटक है।

संवहनी कैम्बियम (vascular cambium) प्रतिवर्ष द्वितीयक जाइलम (secondary xylem) की नई परतें उत्पन्न करता है।[27] जाइलम वाहिकाएं परिपक्वता पर मृत (कुछ में) होती हैं, लेकिन तनों और जड़ों में संवहनी ऊतक के माध्यम से अधिकांश जल परिवहन के लिए जिम्मेदार होती हैं।

Port Jackson में वृक्ष की जड़ें

वृक्ष की जड़ें आमतौर पर शाखाओं के फैलाव के व्यास से तीन गुना तक बढ़ती हैं, जिसमें से केवल आधी जड़ें तने और छत्र (canopy) के नीचे स्थित होती हैं। एक वृक्ष के एक तरफ की जड़ें आमतौर पर उसी तरफ के पर्णसमूह (foliage) को पोषक तत्व प्रदान करती हैं। हालाँकि, कुछ परिवार, जैसे Sapindaceae (मेपल परिवार), जड़ के स्थान और पौधे पर जड़ द्वारा पोषक तत्व प्रदान करने के स्थान के बीच कोई संबंध नहीं दिखाते हैं।

विनियमन

जड़ों द्वारा अपने भौतिक वातावरण को महसूस करने और बढ़ने के लिए पादप धारणा (plant perception) की प्रक्रिया का उपयोग करने के बीच एक संबंध है,[28] जिसमें प्रकाश और भौतिक बाधाओं को महसूस करना शामिल है। पौधे गुरुत्वाकर्षण को भी महसूस करते हैं और ऑक्सिन (auxin) मार्गों के माध्यम से प्रतिक्रिया करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप गुरुत्वानुवर्तन (gravitropism) होता है। समय के साथ, जड़ें नींव को तोड़ सकती हैं, पानी की लाइनों को काट सकती हैं और फुटपाथों को ऊपर उठा सकती हैं। शोध से पता चला है कि जड़ों में एक ही मिट्टी के वातावरण में 'स्वयं' और 'गैर-स्वयं' जड़ों को पहचानने की क्षमता होती है।

वातन (aeration), खनिज पोषक तत्वों और जल का सही वातावरण पौधे की जड़ों को पौधे की जरूरतों को पूरा करने के लिए किसी भी दिशा में बढ़ने के लिए निर्देशित करता है। जड़ें शुष्क[29] या अन्य खराब मिट्टी की स्थितियों से दूर हट जाती हैं या सिकुड़ जाती हैं।

गुरुत्वानुवर्तन जड़ों को अंकुरण के समय नीचे की ओर बढ़ने के लिए निर्देशित करता है, जो पौधों की वह विकास क्रियाविधि है जिसके कारण प्ररोह (shoot) ऊपर की ओर बढ़ता है।[30] विभिन्न प्रकार की जड़ें जैसे प्राथमिक, सेमिनल, पार्श्व और क्राउन को अलग-अलग गुरुत्वीय सेटपॉइंट कोणों पर बनाए रखा जाता है, यानी वह दिशा जिसमें वे बढ़ती हैं। हालिया शोध से पता चलता है कि जौ और गेहूं जैसी अनाज फसलों में जड़ का कोण 'एनहैंस्ड ग्रेविट्रोपिज्म 1' (EGT1) नामक एक नए जीन द्वारा नियंत्रित होता है।

शोध इंगित करता है कि उत्पादक पोषण की तलाश में बढ़ने वाली पौधों की जड़ें गैस एथिलीन के प्रसार के माध्यम से मिट्टी के संघनन (compaction) को महसूस कर सकती हैं और उससे बच सकती हैं।[31]

एक उभरती हुई पार्श्व जड़ की प्रतिदीप्त इमेजिंग

छाया परिहार प्रतिक्रिया

छाया से बचने के लिए, पौधे 'छाया परिहार प्रतिक्रिया' (shade avoidance response) का उपयोग करते हैं। जब कोई पौधा घनी वनस्पति के नीचे होता है, तो पास में अन्य वनस्पति की उपस्थिति पौधे को पार्श्व विकास से बचने और ऊपर की ओर प्ररोह (shoot) विकास के साथ-साथ नीचे की ओर जड़ विकास में वृद्धि का अनुभव करने के लिए प्रेरित करती है। छाया से बचने के लिए, पौधे अपनी जड़ संरचना को समायोजित करते हैं, विशेष रूप से प्राथमिक जड़ से निकलने वाली पार्श्व जड़ों की लंबाई और मात्रा को कम करके। Arabidopsis thaliana के उत्परिवर्ती प्रकारों के प्रयोगों से पता चला कि पौधे फाइटोक्रोम (phytochrome) नामक फोटोरेसेप्टर के माध्यम से पौधे में प्रवेश करने वाले लाल से सुदूर-लाल (Red to Far Red) प्रकाश अनुपात को महसूस करते हैं।[32] पास की पौधों की पत्तियां लाल प्रकाश को अवशोषित करेंगी और सुदूर-लाल प्रकाश को परावर्तित करेंगी, जिससे लाल से सुदूर-लाल प्रकाश का अनुपात कम हो जाएगा। फाइटोक्रोम PhyA जो इस लाल से सुदूर-लाल प्रकाश अनुपात को महसूस करता है, वह पौधों की जड़ प्रणाली और प्ररोह प्रणाली दोनों में स्थानीयकृत होता है, लेकिन नॉकआउट उत्परिवर्ती प्रयोगों के माध्यम से, यह पाया गया कि जड़ में स्थानीयकृत PhyA उस प्रकाश अनुपात को महसूस नहीं करता है, चाहे सीधे या अक्षीय रूप से, जो पार्श्व जड़ संरचना में परिवर्तन की ओर ले जाता है। इसके बजाय शोध में पाया गया कि प्ररोह में स्थानीयकृत PhyA वह फाइटोक्रोम है जो पार्श्व जड़ के इन संरचनात्मक परिवर्तनों का कारण बनता है। शोध ने यह भी पाया है कि फाइटोक्रोम पौधे की जड़ में ऑक्सिन वितरण के हेरफेर के माध्यम से इन संरचनात्मक परिवर्तनों को पूरा करता है। जब PhyA द्वारा पर्याप्त कम लाल से सुदूर-लाल अनुपात महसूस किया जाता है, तो प्ररोह में phyA अपने सक्रिय रूप में होगा। इस रूप में, PhyA ट्रांसक्रिप्शन फैक्टर HY5 को स्थिर करता है, जिससे यह अब विघटित नहीं होता जैसा कि तब होता है जब phyA अपने निष्क्रिय रूप में होता है। यह स्थिर ट्रांसक्रिप्शन फैक्टर तब फ्लोएम (phloem) के माध्यम से पौधे की जड़ों तक पहुँचाया जा सकता है, जहाँ यह अपने संकेत को बढ़ाने के तरीके के रूप में अपने स्वयं के ट्रांसक्रिप्शन को प्रेरित करता है। पौधे की जड़ों में HY5 एक ऑक्सिन प्रतिक्रिया कारक जिसे ARF19 के रूप में जाना जाता है, को बाधित करने का कार्य करता है। यह प्रतिक्रिया कारक PIN3 और LAX3 के अनुवाद के लिए जिम्मेदार है, जो दो प्रसिद्ध ऑक्सिन परिवहन प्रोटीन हैं। इस प्रकार, ARF19 के हेरफेर के माध्यम से, ऑक्सिन ट्रांसपोर्टरों PIN3 और LAX3 के स्तर और गतिविधि को बाधित किया जाता है। एक बार बाधित होने पर, उन क्षेत्रों में ऑक्सिन का स्तर कम होगा जहाँ पार्श्व जड़ का उद्भव सामान्य रूप से होता है, जिसके परिणामस्वरूप जड़ परिसाइकिल (pericycle) के माध्यम से पार्श्व जड़ प्राइमोर्डियम का उद्भव नहीं हो पाता है। जड़ों में ऑक्सिन परिवहन के इस जटिल हेरफेर के साथ, जड़ों में पार्श्व जड़ का उद्भव बाधित हो जाएगा और जड़ इसके बजाय नीचे की ओर लंबी हो जाएगी, जिससे छाया से बचने के प्रयास में ऊर्ध्वाधर पौधे की वृद्धि को बढ़ावा मिलेगा।

Arabidopsis के शोध ने इस खोज को जन्म दिया है कि यह ऑक्सिन-मध्यस्थता वाली जड़ प्रतिक्रिया कैसे काम करती है। पार्श्व जड़ विकास में फाइटोक्रोम की भूमिका की खोज करने के प्रयास में, सैलिसबरी एट अल. (2007) ने अगर प्लेटों (agar plates) पर उगाए गए Arabidopsis thaliana के साथ काम किया। सैलिसबरी एट अल. ने जड़ संरचना, प्रोटीन उपस्थिति और जीन अभिव्यक्ति पर इन उत्परिवर्तनों के परिणामों का निरीक्षण करने के लिए वाइल्ड टाइप पौधों के साथ-साथ विभिन्न प्रोटीन नॉकआउट और जीन नॉकआउट Arabidopsis उत्परिवर्तनों का उपयोग किया। ऐसा करने के लिए, सैलिसबरी एट अल. ने विभिन्न उत्परिवर्तनों के कारण होने वाले किसी भी परिवर्तन का निरीक्षण करने के लिए GFP प्रतिदीप्ति (fluorescence) के साथ-साथ मैक्रो और सूक्ष्म दोनों प्रकार की इमेजिंग का उपयोग किया। इन शोधों से, सैलिसबरी एट अल. यह सिद्धांत देने में सक्षम थे कि प्ररोह में स्थित फाइटोक्रोम जड़ों में ऑक्सिन के स्तर को बदलते हैं, जिससे पार्श्व जड़ विकास और समग्र जड़ संरचना नियंत्रित होती है।[32] वैन गेल्डरेन एट अल. (2018) के प्रयोगों में, वे यह देखना चाहते थे कि क्या और कैसे A. thaliana का प्ररोह जड़ विकास और जड़ संरचना को बदलता है और प्रभावित करता है। ऐसा करने के लिए, उन्होंने Arabidopsis के पौधों को लिया, उन्हें अगर जेल में उगाया, और जड़ों और प्ररोहों को प्रकाश के अलग-अलग स्रोतों के संपर्क में रखा। यहाँ से, उन्होंने पौधों के प्ररोह और जड़ द्वारा प्राप्त प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य को बदल दिया और पार्श्व जड़ घनत्व, पार्श्व जड़ों की मात्रा और पार्श्व जड़ों की सामान्य संरचना को रिकॉर्ड किया। विशिष्ट फोटोरेसेप्टर, प्रोटीन, जीन और हार्मोन के कार्य की पहचान करने के लिए, उन्होंने विभिन्न Arabidopsis नॉकआउट उत्परिवर्तनों का उपयोग किया और पार्श्व जड़ों की संरचना में परिणामी परिवर्तनों का निरीक्षण किया। अपने अवलोकनों और विभिन्न प्रयोगों के माध्यम से, वैन गेल्डरेन एट अल. एक तंत्र विकसित करने में सक्षम थे कि कैसे लाल से सुदूर-लाल प्रकाश अनुपात का जड़ पता लगाना पार्श्व जड़ विकास को बदलता है।

प्रकार

March 2010 एक वास्तविक जड़ प्रणाली में एक प्राथमिक जड़ और द्वितीयक जड़ें (या पार्श्व जड़ें) शामिल होती हैं।

  • विसरित जड़ प्रणाली (diffuse root system): प्राथमिक जड़ प्रभावी नहीं होती है; पूरी जड़ प्रणाली रेशेदार होती है और सभी दिशाओं में शाखाओं में बँटी होती है। एकबीजपत्री (monocots) में सबसे आम है। रेशेदार जड़ का मुख्य कार्य पौधे को स्थिर करना है।

विशेषीकृत

मक्का के पौधे की स्तंभ जड़ें (stilt roots)
बाजरे की जड़ के अनुप्रस्थ काट का सूक्ष्मदर्शी चित्र, एक गोलाकार प्रतिदीप्त नीली जड़ जिसमें एक चमकीला नीला आंतरिक क्षेत्र (रंभ) है और कई छोटी पार्श्व जड़ें निकल रही हैं
बाजरे (Pennisetum glaucum) की अपस्थानिक क्राउन जड़ का अनुप्रस्थ काट
Odontonema ("Firespike") की कटिंग पर जमीन के ऊपर बनती जड़ें
मैंग्रोव की श्वसन जड़ें
एक महीन जड़ का बढ़ता हुआ सिरा
वायवीय जड़
Socratea exorrhiza की स्तंभ जड़ें
दृश्य जड़ें

कई पादप प्रजातियों की जड़ें, या जड़ों के कुछ हिस्से, प्रस्तावना में वर्णित दो प्राथमिक कार्यों के अलावा अन्य अनुकूलन उद्देश्यों को पूरा करने के लिए विशेषीकृत हो गए हैं।

  • अपस्थानिक जड़ें (Adventitious roots): ये प्राथमिक जड़ की शाखाओं के सामान्य जड़ निर्माण क्रम से हटकर उत्पन्न होती हैं, और इसके बजाय तने, शाखाओं, पत्तियों या पुरानी काष्ठीय जड़ों से निकलती हैं। ये आमतौर पर एकबीजपत्री (monocots) और टेरिडोफाइट्स में होती हैं, लेकिन कई द्विबीजपत्री (dicots) में भी पाई जाती हैं, जैसे कि तिपतिया घास (Trifolium), आइवी (Hedera), स्ट्रॉबेरी (Fragaria) और विलो (Salix)। अधिकांश वायवीय जड़ें और स्तंभ जड़ें अपस्थानिक होती हैं। कुछ शंकुधारी वृक्षों (conifers) में अपस्थानिक जड़ें जड़ प्रणाली का सबसे बड़ा हिस्सा बना सकती हैं। कई पादप प्रजातियों में (आंशिक) जलमग्नता के दौरान अपस्थानिक जड़ों का निर्माण बढ़ जाता है, ताकि गैस विनिमय और ऑक्सीजन जैसी गैसों का भंडारण बढ़ाया जा सके।[33] अपस्थानिक जड़ों के विशिष्ट प्रकारों को वर्गीकृत किया जा सकता है और वे आकारिकी, विकास गतिशीलता और कार्य पर निर्भर करते हैं।
  • श्वसन जड़ें (Aerating roots) (या घुटने जैसी जड़ें या न्यूमेटोफोर्स): ये जड़ें जमीन के ऊपर, विशेष रूप से पानी के ऊपर उठती हैं, जैसा कि कुछ मैंग्रोव प्रजातियों (Avicennia, Sonneratia) में होता है। Avicennia जैसे कुछ पौधों में, सीधी खड़ी जड़ों में गैसों के विनिमय के लिए बड़ी संख्या में श्वसन छिद्र होते हैं।
  • वायवीय जड़ें (Aerial roots): ये जड़ें पूरी तरह से जमीन के ऊपर होती हैं, जैसे कि आइवी (Hedera) में या अधिपादप (epiphytic) ऑर्किड में। कई वायवीय जड़ों का उपयोग सीधे हवा से—कोहरे, ओस या हवा में मौजूद नमी से—पानी और पोषक तत्वों को ग्रहण करने के लिए किया जाता है। कुछ पौधे बारिश या नमी को इकट्ठा करने के लिए पत्ती प्रणालियों पर निर्भर होते हैं और इसे शल्कों या पॉकेट में जमा भी करते हैं। अन्य वायवीय जड़ें, जैसे कि मैंग्रोव की वायवीय जड़ें, का उपयोग जल अवशोषण के लिए नहीं बल्कि वातन (aeration) के लिए किया जाता है। अन्य वायवीय जड़ें मुख्य रूप से संरचना के लिए उपयोग की जाती हैं, जो सहारा देने वाली जड़ों (prop roots) के रूप में कार्य करती हैं, जैसे कि मक्का में, या एंकर जड़ों के रूप में, या स्ट्रैंगलर फिग (strangler fig) में तने के रूप में। कुछ अधिपादपों में—जो अन्य पौधों की सतह के ऊपर रहते हैं—वायवीय जड़ें जल स्रोतों तक पहुँचने या सतह तक पहुँचने के लिए काम करती हैं, और फिर सामान्य सतही जड़ों के रूप में कार्य करती हैं।
  • कैनोपी जड़ें/वृक्षीय जड़ें (Canopy roots/arboreal roots): ये जड़ें तब बनती हैं जब पेड़ों की शाखाएं अधिपादपों और मलबे (detritus) की परतों को सहारा देती हैं, जो कैनोपी में पानी और पोषक तत्वों को रोक कर रखती हैं। ये जड़ें इन परतों में बाहर की ओर बढ़ती हैं, संभवतः उपलब्ध पोषक तत्वों और नमी का उपयोग करने के लिए।
  • स्थूल जड़ें (Coarse roots): ये वे जड़ें हैं जिनमें द्वितीयक मोटाई (secondary thickening) हो चुकी होती है और जिनकी संरचना काष्ठीय होती है। इन जड़ों में पानी और पोषक तत्वों को अवशोषित करने की कुछ क्षमता होती है, लेकिन इनका मुख्य कार्य परिवहन करना और छोटी व्यास वाली महीन जड़ों को पौधे के बाकी हिस्सों से जोड़ने के लिए एक संरचना प्रदान करना है।
  • संकुचनशील जड़ें (Contractile roots): ये जड़ें एकबीजपत्री पौधों, जैसे कि हायासिंथ और लिली, और कुछ मूसला जड़ों (taproots), जैसे कि डैंडेलियन, के बल्ब या कॉर्म को रेडियल रूप से फैलकर और अनुदैर्ध्य रूप से संकुचित होकर मिट्टी में गहराई तक खींचती हैं। इनकी सतह झुर्रीदार होती है।
  • कोरलॉइड जड़ें (Coralloid roots): जड़ ग्रंथियों (root nodules) के समान, ये पौधे को नाइट्रोजन प्रदान करती हैं। ये अक्सर ग्रंथियों से बड़ी, शाखित होती हैं, और मिट्टी की सतह पर या उसके पास स्थित होती हैं, और नाइट्रोजन-स्थिरीकरण करने वाले साइनोबैक्टीरिया को आश्रय देती हैं। ये केवल साइकैड्स (cycads) में पाई जाती हैं।
  • द्विरूपी जड़ प्रणाली (Dimorphic root systems): दो अलग-अलग कार्यों के लिए दो विशिष्ट रूपों वाली जड़ें।
  • महीन जड़ें (Fine roots): आमतौर पर <2 मिमी व्यास वाली प्राथमिक जड़ें जिनका कार्य जल और पोषक तत्वों का अवशोषण करना है। ये अक्सर अत्यधिक शाखित होती हैं और माइकोराइजा (mycorrhizas) का समर्थन करती हैं। ये जड़ें अल्पकालिक हो सकती हैं, लेकिन पौधे द्वारा जड़ 'टर्नओवर' की निरंतर प्रक्रिया में इन्हें बदल दिया जाता है।
  • हस्तोरियल जड़ें (Haustorial roots): परजीवी पौधों की जड़ें जो दूसरे पौधे से पानी और पोषक तत्व अवशोषित कर सकती हैं, जैसे कि मिस्टलेटो (Viscum album) और डडर (dodder) में।
  • प्रसारण जड़ें (Propagative roots): वे जड़ें जो अपस्थानिक कलिकाएं बनाती हैं जो जमीन के ऊपर के प्ररोहों (shoots) में विकसित होती हैं, जिन्हें सकर्स (suckers) कहा जाता है, जो नए पौधे बनाते हैं, जैसे कि कॉमन मिल्कवीड (''Asclepias syriaca''), कनाडा थिसल (''Cirsium arvense''), और कई अन्य में।
  • प्रकाश संश्लेषी जड़ें (Photosynthetic roots): वे जड़ें जो हरी होती हैं और प्रकाश संश्लेषण करती हैं, जिससे पौधे को शर्करा मिलती है। ये फाइलोकैड (phylloclades) के समान होती हैं। कई ऑर्किड में ये होती हैं, जैसे कि Dendrophylax और Taeniophyllum।
  • प्रोटियोइड जड़ें (Proteoid roots) या क्लस्टर जड़ें: सीमित वृद्धि वाली जड़िकाओं के घने समूह जो प्रोटिएसी (Proteaceae) परिवार और बेटुलेसी, कैसुएरिनासी, एलेग्निएसी, मोरेसी, फैबेसी और माइरिकेसी परिवारों के कुछ पौधों में कम फॉस्फेट या कम लोहा स्थितियों के तहत विकसित होते हैं।
  • जड़ ग्रंथियां (Root nodules): वे जड़ें जो नाइट्रोजन-स्थिरीकरण करने वाले मिट्टी के बैक्टीरिया को आश्रय देती हैं। ये अक्सर बहुत छोटी और गोल होती हैं। जड़ ग्रंथियां लगभग सभी फलियों (legumes) में पाई जाती हैं।
  • स्तंभ जड़ें (Stilt roots): अपस्थानिक सहारा देने वाली जड़ें, जो मैंग्रोव में आम हैं। ये पार्श्व शाखाओं से नीचे की ओर बढ़ती हैं और मिट्टी में जाकर शाखित हो जाती हैं।
  • संग्रहण जड़ें (Storage roots): भोजन या पानी के भंडारण के लिए रूपांतरित जड़ें, जैसे कि गाजर और चुकंदर। इनमें कुछ मूसला जड़ें (taproots) और कंदिल जड़ें (tuberous roots) शामिल हैं।
  • संरचनात्मक जड़ें (Structural roots): बड़ी जड़ें जिनमें काफी द्वितीयक मोटाई हो चुकी होती है और जो काष्ठीय पौधों और पेड़ों को यांत्रिक सहारा प्रदान करती हैं।
  • सतही जड़ें (Surface roots): वे जड़ें जो मिट्टी की सतह के ठीक नीचे फैलती हैं, पानी और आसानी से उपलब्ध पोषक तत्वों का दोहन करती हैं। जहाँ मिट्टी की ऊपरी परतों में स्थितियां इष्टतम के करीब होती हैं, वहाँ सतही जड़ों की वृद्धि को बढ़ावा मिलता है और वे आमतौर पर प्रमुख जड़ें बन जाती हैं।
  • कंदिल जड़ें (Tuberous roots): भोजन या पानी के भंडारण के लिए मांसल और बड़ी पार्श्व जड़ें, उदा. शकरकंद। यह मूसला जड़ से भिन्न एक प्रकार की संग्रहण जड़ है।

गहराई

आम के पेड़ का अनुप्रस्थ काट

मिट्टी के भीतर संवहनी पादप जड़ों का वितरण पौधे के रूप, पानी और पोषक तत्वों की स्थानिक और अस्थायी उपलब्धता, और मिट्टी के भौतिक गुणों पर निर्भर करता है। सबसे गहरी जड़ें आमतौर पर रेगिस्तान और समशीतोष्ण शंकुधारी जंगलों में पाई जाती हैं; सबसे उथली जड़ें टुंड्रा, बोरियल वन और समशीतोष्ण घास के मैदानों में होती हैं। जमीन की सतह से 60 मीटर नीचे देखी गई सबसे गहरी जीवित जड़, अमेरिका के एरिज़ोना में एक ओपन-पिट खदान की खुदाई के दौरान देखी गई थी। कुछ जड़ें उतनी गहरी बढ़ सकती हैं जितना ऊँचा पेड़ होता है। हालाँकि, अधिकांश पौधों की अधिकांश जड़ें सतह के अपेक्षाकृत करीब पाई जाती हैं जहाँ पोषक तत्वों की उपलब्धता और वातन विकास के लिए अधिक अनुकूल होते हैं। जड़ की गहराई सतह के ठीक नीचे चट्टान या संघनित मिट्टी, या अवायवीय मिट्टी की स्थितियों द्वारा भौतिक रूप से प्रतिबंधित हो सकती है।

रिकॉर्ड

बट्रेस जड़ वाला फिकस का पेड़
प्रजाति स्थान अधिकतम जड़ गहराई (मी.) संदर्भ[34]
Boscia albitrunca कालाहारी रेगिस्तान 68 Jennings (1974)
Juniperus monosperma कोलोराडो पठार 61 Cannon (1960)
Eucalyptus sp. ऑस्ट्रेलियाई जंगल 61 Jennings (1971)
Acacia erioloba कालाहारी रेगिस्तान 60 Jennings (1974)
Prosopis juliflora एरिज़ोना रेगिस्तान 53.3 Phillips (1963)

विकासवादी इतिहास

আরও দেখুন: Evolution of plants#Evolution of roots जड़ों का जीवाश्म रिकॉर्ड—या बल्कि, वे खाली स्थान जहाँ मरने के बाद जड़ें सड़ गईं—लगभग 430 मिलियन वर्ष पहले, देर सिलुरियन काल तक फैला हुआ है।[35] उनकी पहचान करना कठिन है, क्योंकि जड़ों के सांचे और छाप जानवरों के बिलों के समान दिखते हैं। उन्हें कई विशेषताओं का उपयोग करके पहचाना जा सकता है। जड़ों का विकासवादी विकास संभवतः उथले प्रकंदों (rhizomes) (रूपांतरित क्षैतिज तने) के संशोधन से हुआ, जिन्होंने आदिम संवहनी पौधों को लंगर डाला, साथ ही तंतुमय बहिर्वृद्धियों (जिन्हें मूलाभास या rhizoids कहा जाता है) के विकास के साथ, जिन्होंने पौधों को लंगर डाला और मिट्टी से पौधे तक पानी पहुँचाया।

पर्यावरणीय अंतःक्रियाएं

Cycas revoluta की कोरलॉइड जड़ें

प्रकाश का जड़ों पर कुछ प्रभाव देखा गया है, लेकिन अन्य पादप प्रणालियों पर प्रकाश के प्रभाव की तुलना में इसका उतना अध्ययन नहीं किया गया है। 1930 के दशक के प्रारंभिक शोध में पाया गया कि प्रकाश ने अपस्थानिक (adventitious) जड़ दीक्षा पर Indole-3-acetic acid की प्रभावशीलता को कम कर दिया। 1950 के दशक में मटर के अध्ययन से पता चला कि पार्श्व जड़ निर्माण प्रकाश द्वारा बाधित होता था, और 1960 के दशक की शुरुआत में शोधकर्ताओं ने पाया कि प्रकाश कुछ स्थितियों में सकारात्मक गुरुत्वानुवर्तन (gravitropic) प्रतिक्रियाओं को प्रेरित कर सकता है। जड़ के बढ़ाव पर प्रकाश के प्रभावों का अध्ययन एकबीजपत्री (monocotyledonous) और द्विबीजपत्री (dicotyledonous) पौधों के लिए किया गया है, जिसमें अधिकांश अध्ययनों में यह पाया गया कि प्रकाश ने जड़ के बढ़ाव को बाधित किया, चाहे वह स्पंदित (pulsed) हो या निरंतर। 1990 के दशक में Arabidopsis के अध्ययनों ने नकारात्मक प्रकाशानुवर्तन (phototropism) और phyB द्वारा महसूस किए गए प्रकाश में मूल रोम (root hairs) के बढ़ाव में बाधा को दर्शाया।[36]

कुछ पौधे, विशेष रूप से Fabaceae, राइजोबियम (rhizobia) नामक नाइट्रोजन-स्थिरीकरण बैक्टीरिया के साथ जुड़ने और सहजीवी संबंध बनाने के लिए जड़ ग्रंथियों (root nodules) का निर्माण करते हैं। वायुमंडल से नाइट्रोजन को स्थिर करने के लिए आवश्यक उच्च ऊर्जा के कारण, बैक्टीरिया इस प्रक्रिया को ईंधन देने के लिए पौधे से कार्बन यौगिक लेते हैं। बदले में, पौधा बैक्टीरिया द्वारा अमोनिया से उत्पादित नाइट्रोजन यौगिकों को ग्रहण करता है।[37]

मिट्टी का तापमान एक ऐसा कारक है जो जड़ दीक्षा (root initiation) और लंबाई को प्रभावित करता है। जड़ की लंबाई आमतौर पर कुल द्रव्यमान की तुलना में तापमान से अधिक नाटकीय रूप से प्रभावित होती है, जहाँ ठंडे तापमान के कारण पार्श्व विकास अधिक होता है क्योंकि उप-मृदा स्तरों पर ठंडे तापमान के कारण नीचे की ओर विस्तार सीमित हो जाता है। आवश्यकताएं पादप प्रजातियों के अनुसार भिन्न होती हैं, लेकिन समशीतोष्ण क्षेत्रों में ठंडा तापमान जड़ प्रणालियों को सीमित कर सकता है। जई, रेपसीड, राई, गेहूं जैसी ठंडे तापमान वाली प्रजातियां मक्का और कपास जैसे ग्रीष्मकालीन वार्षिक पौधे (annual plants) की तुलना में कम तापमान में बेहतर प्रदर्शन करती हैं। शोधकर्ताओं ने पाया है कि कपास जैसे पौधे ठंडे तापमान में चौड़ी और छोटी मूसला जड़ें (taproots) विकसित करते हैं। बीज से निकलने वाली पहली जड़ का व्यास आमतौर पर जड़ की शाखाओं की तुलना में अधिक होता है, इसलिए यदि तापमान जड़ दीक्षा को बढ़ाता है तो छोटे जड़ व्यास की अपेक्षा की जाती है। जड़ के लंबे होने पर जड़ का व्यास भी कम हो जाता है।[38]

पादप अंतःक्रियाएं

पौधे अपनी जड़ प्रणालियों के माध्यम से अपने पर्यावरण में एक-दूसरे के साथ अंतःक्रिया कर सकते हैं। अध्ययनों ने प्रदर्शित किया है कि पादप-पादप अंतःक्रिया मिट्टी को माध्यम के रूप में उपयोग करके जड़ प्रणालियों के बीच होती है। शोधकर्ताओं ने परीक्षण किया है कि क्या परिवेशी परिस्थितियों में उगने वाले पौधे अपना व्यवहार बदल देंगे यदि कोई नजदीकी पौधा सूखे की स्थिति के संपर्क में आता है।[39] चूंकि नजदीकी पौधों ने रंध्र (stomatal) छिद्र में कोई बदलाव नहीं दिखाया, इसलिए शोधकर्ताओं का मानना है कि सूखे का संकेत जड़ों और मिट्टी के माध्यम से फैला, न कि हवा के माध्यम से वाष्पशील रासायनिक संकेत के रूप में।

मिट्टी के साथ अंतःक्रियाएं

मिट्टी का सूक्ष्मजीव (microbiota) रोग और लाभकारी जड़ सहजीवियों (माइकोराइज़ल कवक बाँझ मिट्टी में स्थापित करना आसान है) दोनों को दबा सकता है। मिट्टी के बैक्टीरिया के साथ टीकाकरण (Inoculation) इंटरनोड विस्तार, उपज को बढ़ा सकता है और फूल आने की प्रक्रिया को तेज कर सकता है। जड़ के साथ बैक्टीरिया का प्रवास प्राकृतिक मिट्टी की स्थितियों के साथ बदलता रहता है। उदाहरण के लिए, शोध में पाया गया है कि Azotobacter के साथ टीका लगाए गए गेहूं के बीजों की जड़ प्रणालियों ने Azotobacter विकास के अनुकूल मिट्टी में उच्च आबादी दिखाई। कुछ अध्ययन पूर्व नसबंदी (sterilization) के बिना प्राकृतिक मिट्टी में कुछ सूक्ष्मजीवों (जैसे P. fluorescens) के स्तर को बढ़ाने में असफल रहे हैं।[40]

घास की जड़ प्रणालियां मिट्टी को एक साथ पकड़कर मृदा अपरदन (soil erosion) को कम करने में फायदेमंद होती हैं। रेंजलैंड्स (rangelands) में जंगली उगने वाली बारहमासी (perennial) घासें मिट्टी में कार्बनिक पदार्थ का योगदान करती हैं जब उनकी पुरानी जड़ें लाभकारी कवक, प्रोटोजोआ, बैक्टीरिया, कीड़ों और कीड़ों द्वारा हमले के बाद पोषक तत्वों को छोड़ती हैं।[41]

वैज्ञानिकों ने तीन सप्ताह पुराने जड़ खंडों के लगभग 10 प्रतिशत हिस्से पर जड़ों के सूक्ष्मजीव आवरण की महत्वपूर्ण विविधता देखी है। छोटी जड़ों पर कवरेज कम थी, लेकिन 3 महीने पुरानी जड़ों पर भी कवरेज केवल 37% के आसपास थी। 1970 के दशक से पहले, वैज्ञानिकों का मानना था कि जड़ की सतह का अधिकांश हिस्सा सूक्ष्मजीवों द्वारा ढका हुआ था।[41]

पोषक तत्वों का अवशोषण

मक्का के अंकुरों का अध्ययन करने वाले शोधकर्ताओं ने पाया कि कैल्शियम का अवशोषण शीर्षस्थ विभज्योतक (apical meristem) जड़ खंड में सबसे अधिक था, और पोटेशियम जड़ के आधार पर था। अन्य जड़ खंडों के साथ अवशोषण समान था। अवशोषित पोटेशियम को जड़ के सिरे तक, और कुछ हद तक जड़ के अन्य हिस्सों तक, फिर अंकुर और अनाज तक पहुँचाया जाता है। शीर्ष खंड से कैल्शियम का परिवहन धीमा होता है, जिसे मुख्य रूप से ऊपर की ओर ले जाया जाता है और तने और अंकुर में जमा किया जाता है।[42]

शोधकर्ताओं ने पाया कि K या P की आंशिक कमी ने Brassica napus L. पौधों में फॉस्फेटिडिल कोलीन (phosphatidyl choline) की फैटी एसिड संरचना को नहीं बदला। दूसरी ओर, कैल्शियम की कमी के कारण पॉलीअनसैचुरेटेड यौगिकों में उल्लेखनीय गिरावट आई, जिससे पादप झिल्ली (membrane) की अखंडता पर नकारात्मक प्रभाव पड़ने की उम्मीद थी, जो इसकी पारगम्यता जैसे कुछ गुणों को प्रभावित कर सकता है, और जड़ झिल्ली की आयन (ion) ग्रहण गतिविधि के लिए आवश्यक है।[43]

आर्थिक महत्व

जड़ें मिट्टी के कटाव को कम करने के लिए मिट्टी को पकड़कर पर्यावरण की रक्षा भी कर सकती हैं।
जड़ें और कंद दुनिया में सबसे अधिक काटी जाने वाली फसलों में से हैं।

जड़ फसल (root crop) शब्द किसी भी खाद्य भूमिगत पादप संरचना को संदर्भित करता है, लेकिन कई जड़ फसलें वास्तव में तने होती हैं, जैसे आलू के कंद। खाद्य जड़ों में कसावा, शकरकंद, चुकंदर, गाजर, रूटबगा, शलजम, पार्सनिप, मूली, रतालू (yam) और हॉर्सरैडिश शामिल हैं। जड़ों से प्राप्त मसालों में सासाफ्रास, एंजेलिका, सार्सापरिला और मुलेठी शामिल हैं।

चीनी चुकंदर चीनी का एक महत्वपूर्ण स्रोत है। रतालू (yam) की जड़ें गर्भनिरोधक गोलियों में उपयोग किए जाने वाले एस्ट्रोजन यौगिकों का एक स्रोत हैं। मछली का जहर और कीटनाशक रोटेनोन Lonchocarpus प्रजाति की जड़ों से प्राप्त किया जाता है। जड़ों से प्राप्त महत्वपूर्ण दवाएं जिनसेंग, एकोनाइट, इपेकैक, जेंटियन और रेसरपाइन हैं। नाइट्रोजन-स्थिरीकरण जड़ ग्रंथियों वाले कई फलियों का उपयोग हरी खाद वाली फसलों के रूप में किया जाता है, जो जुताई के बाद अन्य फसलों के लिए नाइट्रोजन उर्वरक प्रदान करती हैं। विशेष बाल्ड साइप्रस जड़ों को, जिन्हें घुटने (knees) कहा जाता है, स्मृति चिन्ह, लैंप बेस के रूप में बेचा जाता है और लोक कला में तराशा जाता है। अमेरिका के मूल निवासी टोकरी बनाने के लिए सफेद स्प्रूस की लचीली जड़ों का उपयोग करते थे।

पेड़ की जड़ें कंक्रीट के फुटपाथों को उखाड़ और नष्ट कर सकती हैं और दबी हुई पाइपों को कुचल या बंद कर सकती हैं।[44] स्ट्रैंगलर अंजीर की हवाई जड़ों ने मध्य अमेरिका में प्राचीन माया मंदिरों और कंबोडिया में अंगकोर वाट के मंदिर को नुकसान पहुँचाया है।

पेड़ भूस्खलन के लिए प्रवण ढलान पर मिट्टी को स्थिर करते हैं। मूल रोम (root hairs) मिट्टी पर एक लंगर के रूप में काम करते हैं।

कलम (cuttings) के माध्यम से पौधों का वानस्पतिक प्रसार (vegetative propagation) अपस्थानिक जड़ निर्माण पर निर्भर करता है। सालाना सैकड़ों मिलियन पौधों का प्रसार कलम के माध्यम से किया जाता है, जिसमें गुलदाउदी, पॉइनसेटिया, कार्नेशन, सजावटी झाड़ियाँ और कई इनडोर पौधे शामिल हैं।

जड़ें मिट्टी के कटाव को कम करने के लिए मिट्टी को पकड़कर पर्यावरण की रक्षा भी कर सकती हैं। यह रेत के टीलों जैसे क्षेत्रों में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

प्याज के बल्बों पर जड़ें

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स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के “Root” लेख का अनुवाद। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Root यह अनुवाद स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।

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