Растение рута фото описание: Рута душистая (пахучая): лечебные свойства

Преданья старины глубокой

Рута – удивительное и немного загадочное растение, на которое люди обратили внимание еще в древности. В античные времена она служила лекарственным средством едва ли не от всех болезней. В Средние века руту считали оберегом от колдовства и злых духов и выращивали во всех монастырских садах. Такое всеобщее внимание на протяжении столетий не могло быть случайным: рута действительно очень сильное, яркое и противоречивое растение.

Даже удивительно, что этот многолетний вечнозеленый полукустарник семейства рутовых в наших садах пока встречается нечасто. Большинство людей помнят только популярную некогда песню о том, что руту не надо «шукать вечорами» и «чарувать» с ее помощью. Правда, там речь шла о некой «червоной руте», то есть красной. Ботаникам же известна рута душистая: невысокий древесневеющий у основания кустик с мясистыми стеблями, замысловатыми резными листочками сизого цвета и скромными желтенькими цветочками, собранными в небольшие соцветия. Откуда же взялась червоная? Все дело в народной украинской легенде, утверждающей, что раз в год рута расцветает красными цветами, и тот, кто сорвет их, сможет приворожить любимого.

Во саду ли, в огороде

Кустики руты очень декоративны и вполне могут служить украшением участка. Это невысокое (до 60 см) многолетнее растение цветет с конца июня в течение всего лета. Но красота его не в цветках: гораздо более эффектны рассеченные голубоватые ажурные листья и плоды – семенные коробочки. Если вы создаете цветник в голубовато-серебристых тонах, то рута там будет очень уместна. Хороша она и в качестве фона для невысоких розовато-сиреневых цветов. Кроме того, рута хорошо поддается стрижке, поэтому ее можно формировать, создавая, например, красивые «шарики».

Судя по тому, что дикая рута распространилась едва ли не по всему Старому Cвету, эта уроженка Средиземноморья довольно непритязательна. На солнечных, защищенных от ветра местах она растет практически на любых почвах: каменистых и песчаных, бедных и плодородных. Не любит только избытка органики, застоя воды и повышенной кислотности. Под покровом снега эта южанка легко зимует и в средней полосе России (кстати, на бедной почве даже лучше, чем на плодородной). И хотя верхние побеги у нее зимой подмерзают, весной их просто надо обрезать, после чего они отрастают снова. Даже полностью замерзшая надземная часть не означает, что растение погибло: рута возобновится благодаря мощной корневой системе.

Размножают руту семенами или черенками. В конце мая, когда почва достаточно прогреется, семена можно сеять прямо в грунт, не заглубляя: они прорастают на свету. Руту выращивают и через рассаду. В этом случае семена высевают в марте-апреле, а на постоянное место сеянцы высаживают в начале лета. Зацветают растения на второй год после посева. Кстати, в средней полосе семена руты не всегда вызревают, но в жаркое лето могут не только вызреть, но и самостоятельно рассеяться.

Но гораздо быстрее и проще размножить руту зелеными черенками. Их нарезают весной и укореняют в парничке в песке или торфе.

Семь бед – один ответ

Однако рута – растение ядовитое. Употреблять ее в больших дозах опасно. Зато в малых она действует как лекарство и противоядие. Известна легенда о понтийском царе Митридаде VI Евпаторе (132–63 гг. до н.э). Боясь быть отравленным, он каждый день принимал настойку, главным компонентом которой была рута. А когда, однажды проиграв сражение, захотел отравиться, то не смог это сделать – его организм выработал стойкий иммунитет к ядам.

Народная медицина считает руту противоядием от укусов змей и насекомых. При укусах слепней, и правда, помогает: после смачивания соком боль и зуд проходят мгновенно, проверено на личном опыте.

Еще одно опасное свойство руты – жгучесть. В жаркий солнечный день к ее листьям лучше не прикасаться (особенно людям со светлой чувствительной кожей) – могут сильно обжечь. Ожога сначала и не почувствуешь, но спустя некоторое время кожа краснеет и покрывается волдырями, что довольно болезненно, а затем чернеет и облезает. Но при этом свежим соком руты успешно лечат застарелые раны и конъюнктивиты. Одно из ее народных названий – «глазная рута», в народной медицине с ее помощью укрепляют зрение. Существует легенда, что итальянские художники Возрождения, в том числе Леонардо да Винчи и Микеланджело, регулярно употребляли эту травку, чтобы снять перенапряжение глаз и усилить зрение, сделав его острым и ясным.

В средиземноморской кухне свежие, а чаще сухие измельченные листья руты понемногу добавляют в салаты, мясные, рыбные и овощные блюда, начинки для пирогов, в чай и коктейли, настаивают на них вина и уксус. Иногда ее так и называют – «пряная горечь» или «винная трава». Но и как пряность руту тоже следует употреблять очень осторожно.

Смотрите также:

Рута душистая

Свойства руты душистой

Сколько стоит рута душистая ( средняя цена за 1 упак.)?

Москва и Московская обл.

60 р.

Вечнозеленый кустарник рута душистая (Ruta graveolens L.) является многолетним растением, которое принадлежит к семейству Рутовые (Rutaceae). Это растение отличается прямостоячим, разветвленным, деревянистым стеблем, высота которого достигает до 70 сантиметров. Черешковые листья у руты душистой отличаются сизо-зеленой окраской. Достаточно мелкие цветки собраны в кисти-соцветия. По мере созревания на растении образуются плоды – шаровидные четырехгнездные коробочки с мелкими бурыми семенами, длиной около полутора миллиметров.

Родиной руты душистой считают страны Средиземноморья. На сегодняшний день это ароматное растение распространено довольно широко – от территорий Южной Европы до самых Канарских островов. В нашей стране рута душистая произрастает в Крыму. Намеренно культивируют это растение в Индии, Иране, Алжире, Ливии и США.

В пищевой промышленности используется, как правило, эфирное масло этого растения, которое добавляется к основному сырью при производстве коньяка и восточных ликеров. Кроме того, широкое применение это вещество находит и в парфюмерной индустрии.

В основном в домашней кулинарии используются листья и семена (чаще в сушеном виде) руты душистой, которые выступают в роли ароматной пряности. Ими принято приправлять салаты, овощные блюда, тушеную баранину и мясные начинки. Кроме того, довольно необычный, но оригинальный запах и вкус приобретает уксус, ароматизированный рутой душистой.

Как известно, это растение можно добавлять в консервированные огурцы и помидоры, овощные и плодово-ягодные коктейли. Особенно гармонируют с рутой душистой сэндвичи из черного хлеба с сыром сливочным и клюквенные напитки, благодаря пикантной горечи растения. Нормой закладки этой пряной травы считается 0,1-0,15 грамма на одну порцию.

Помимо гастрономической ценности немаловажны и лекарственные свойства руты душистой, которые заключены, прежде всего, в ее капилляроукрепляющем и противовоспалительном действиях. К примеру, в Италии и США травяная масса руты душистой находит свое применение в качестве эффективного средства при болезнях глаз.

Индийские целители используют ее как антисептическое, стимулирующее и абортивное средство, а в Китае нередко применяется рута душистая при аменорее, пневмонии, эпилепсии у детей, а также головных болях, которые связаны со спазмом сосудов.

Довольно часто это ценное растение входит в состав лекарственных сборов, которые используются при истощении или ревматизме. В нетрадиционной медицине отвары руты душистой рекомендуют употреблять при истерии, упадке сил, нарушениях менструального цикла, спазмах в желудке.

Однако использовать это растение нужно осторожно, так как в больших дозах рута душистая может стать причиной отравлений, а при наружном применении вызывать ожоги.

Калорийность руты душистой 0 кКал

Энергетическая ценность руты душистой (Соотношение белков, жиров, углеводов – бжу):

Белки: 0 г. (~0 кКал)
Жиры: 0 г. (~0 кКал)
Углеводы: 0 г. (~0 кКал)

Рецепты с рутой душистой

Рецепты с Рутой душистой не найдены

Пропорции продукта. Сколько грамм?

в 1 упаковке 30 граммов

Аналоги и похожие продукты

Просмотров: 4508

Рута душистая: выращивание в саду

Руту душистую выращивают не только в декоративных огородах и в садах пряных трав, сажают ее и в миксбордерах и на клумбах. Так как рута, лечебное и пряное растение, очень украшает цветники своей тонкой ажурной листвой серо-зеленого цвета.

Что же это за растение, рута душистая?

Растение цветет с июня и до августа. Плоды представляют собой шаровидные коробочки. Семена руты созревают ближе к середине осени и хранят свою всхожесть около пяти лет. Приятным запахом обладает только засушенная рута, а вот у куста запах очень резкий и сильный. Рута душистая и пряная на вкус, но в больших количествах ядовита.

Рута хорошо смотрится и в саду и в декоративном огороде. Она ценится кулинарами за свой необычный вкус и часто применяется в медицине и при изготовлении косметики.

Как пахнет рута душистая? Маленькие листья руты отличаются резким и горьковатым ароматом, а высушенные листья пахнут розой.

Выращивание руты из семян

Рута неприхотлива в выборе почвы, но может расти на щебенистых, карбонатных, известковых и суглинистых почвах. Это замечательное растение для озеленения проблемных участков сада, с бедной каменистой почвой, на которой плохо растут другие цветы. Растение светолюбивое и засухоустойчивое.

Уход за рутой несложный – достаточно пропалывать и рыхлить почву и проводить подкормки комплексными удобрениями два раза за сезон.

Рута – растение зимостойкое, но защита ей все же требуется. Осенью кусты руты нужно окучивать землей, посыпать золой, присыпать сухими листьями и укрыть лапником. Но даже при повреждении морозами верхней части растения, рута отрастет по весне.

Как использовать руту душистую

Это пряное растение, обладающее рядом полезных свойств применяют:

• как пряность в кулинарии,
• как лечебное растение, обладающее антисептическим, стимулирующим, заживляющим, антиспазмалитическим действием.

В кулинарии используются как свежие, так и засушенные листья. Специи с рутой можно добавлять в фарш, в яичные и мясные, а также овощные блюда. Но добавлять ее можно только в очень небольших количествах, поскольку крупные дозы руты могут вызвать пищевое отравление. Замечательная пряность получается, если смешать по паре веточек эстрагона и душицы и добавить по листочку руты, любистка и шалфея.

В медицине отвары и настойки руты используются при лечении головных болей, неврозов, упадка сил, эпилепсии, как тонизирующее средство, а также при лечении артритов, ревматизма и травматических повреждений. Но лечение рутой должно обязательно проводиться под врачебным контролем, так как в большом количестве это растение ядовито.

Правила выращивания и полезные свойства руты. Рута душистая (Ruta graveolens L.)

Рута – это многолетнее травянистое растение, которое относится к семейству Рутовые (Rutaceae). Своё названия рута получила от греческого слова «reuo» – «для освобождения», это растение помогало в лечении различных заболеваний. Рута в народе известная как рута пахучая, рута садовая, глазная рута, благородная рута, чирейник, яловник, немецкая рута, винная рута и другие.

Названия на других языках:

• на немецком – Raute, Augenraute, Edelraute, Gnadenkraut, Ruta;
• на английском – rue, herb of grace;
• на французском – rue, rue fétide.

Внешний вид

Рута относится к многолетним травам, иногда встречается в виде полукустарника серовато-зелёного оттенка. Стебли растения являются прямыми, ветвистыми, немного деревенеющие около основания, в высоту достигают от 20 до 50 см. Листья руты являются очередными, не имеют прилистников и содержат эфирное масло с сильным приятным ароматом. Нижние и средние листья размещаются на длинных черешках, а верхние являются сидячими.

Цветки растения являются правильными, обоеполыми и четырёхмерными. Они обладают жёлто-зелёным оттенком и собраны в полузонтичное соцветие. Чашелистики имеют треугольную форму, в длину достигают до 2,5 мм. Лепестки являются лодочковидными, жёлтого цвета, в длину – 6–9 мм. Плоды руты представлены в виде четырёх- или пятигнездной коробочки, длина которой составляет до 7 мм. В каждой коробочке хранятся чёрные семена, которые имеют боковой зародыш и эндосперм.

Виды

Науке известно около 40 видов этого растения, но наибольшего распространения получили:

• большелистная (Ruta macrophylla)
• горная (Ruta montana)
• душистая (Ruta graveolens)
• зимняя (Ruta chalepensis)
• садовая (Ruta hortensis)
• узколистная (Ruta angustifolia)

Где растёт

Это многолетнее растение можно встретить в умеренной зоне Азии, в Северо-Восточной Африке, а также на территории Средиземноморья, в Северной и Южной Америки. Поэтому практически на каждом континенте люди знают об этом растении.

В России растёт только один вид этого рода – Рута душистая. Это однолетнее растение, оно вымерзает при первых морозах. Только на западе страны это растение может пережить зиму в почве. В России рута в основном выращивается, как декоративное или пряное растение. На территории Польши и Украины рута используется в лечебных целях и добавляется в пищу. Хотя её целебными свойствами пользуются нечасто, так как растение относится к ядовитым.

Рута любит песчаные почвы и теплый засушливый климат

Способ изготовления специи

• До цветения руты собираются только её листья, при этом необходимо быть в резиновых перчатках, чтобы избежать аллергических реакций после её прикосновения.
• Листья нужно сушить в местах с хорошей вентиляцией подальше от прямого попадания солнечных лучей, поэтому можно использовать чердаки, навесы или сушилки, где температура воздуха не должна превышать 30 градусов.
• Высушенная трава приобретает приятный аромат и уже не вызывает сыпи на коже.
• Сухие листья необходимо хранить в бумажных пакетах не больше одного года.
• Перед использованием специи листья необходимо измельчить.

Сухие измельченные листья прекрасно подчёркивают вкус рыбных блюд, придают им особый аромат, немного напоминающий розу. Также в сухом виде листочки добавляются к баранине, овощным салатам, блюдам из яиц или сыров. Специя в виде порошка добавляется к большому количеству блюд из мяса, рыбы, овощей или грибов. Уксус благодаря этой специи приобретает особый приятный аромат.

Свежая трава имеет неприятный запах, более того она очень ядовита и употреблять её в пищу не желательно, она может вызвать ожоги не только кожи рук, но и слизистых оболочек рта, желудка и других тканей организма.

Особенности

На восточных базарах руту применяют для магических ритуалов, привлекающих удачу в торговле

Химический состав

Листья руты содержат:

• эфирное масло (0,25–1,2%)
• дубильные вещества
• смолистые вещества
• горькие вещества
• флавоноиды (в основном флавонгликозид рутин)
• фурокумарины (0,5–1%)
• алкалоиды
• кумарины
• лигнаны,
• савинин
• гравеолленовую кислоту
• акроницин,
• бергаптен
• витамин С (156,6 мг/%)
• витамин Е
• витамины группы В
• другие биологически активные вещества.

В плодах руты обнаружены следы скиммиамина (0,018 %) и кокусагинина, а в ее корнях содержится кумарин, фурокумарины, алкалоиды и эфирное масло.

Сухие листья руты не ядовиты, они богаты эфирными маслами и имеют тонкий запах чайной розы

Полезные свойства

• Рута является противовоспалительным средством, поэтому широко используется в стоматологии.
• Настои и отвары с этого растения оказывают антибактериальное воздействие на организм.
• Рута помогает избавиться от глистов.
• Компоненты растения обладают седативными и противосудорожными свойствами.
• Отвар руты используется как общеукрепляющее и тонизирующее средство.
• Для наружного применения рута применяется в виде примочек и для полосканий.
• Сок растения оказывает детоксикационное воздействие на организм.

Чаи и отвары руты применяются при сильных отравлениях

Вред

Рута является ядовитым растением, поэтому с ней необходимо быть осторожным. Если употреблять эту траву в больших количествах, то большое накопление эфирных масел может нарушить функционирование желудочно-кишечного тракта, что появляется повышенным слюноотделении и в отёчности языка. Иногда встречаются случаи интоксикации, которые сопровождаются замедлением пульса, понижением температуры тела, а иногда и потерей сознания.

Нельзя руками трогать растение, ведь при контакте с кожей возникает аллергия, которая проявляется отёчностью, зудом, покраснением, и высыпанием в виде водянистых пузырей. Категорически запрещается употреблять руту при беременности и в период лактации.

Противопоказания

• индивидуальная непереносимость;
• беременность;
• гипотония;
• гиперацидный гастрит;
• язвенное заболевание желудка;
• болезни двенадцатипёрстной кишки;
• аллергия.

Масло

Эфирное масло является ядовитым для человека, если его принимать в больших дозах. При правильной дозировке мало обладает многими полезными свойствами, как антигельминтное, бактерицидное, абортивное, анестезирующее, помогает при судорогах.

В Индии масло руты помогает при лечении импотенции, оказывает антисептическое и тонизирующее воздействие. При наружном применении оно помогает при лечении аллергических проявлений, различных ран и язв, а также применяется при лечении рахита и ревматизма. Эфирное масло растения используется при создании парфюмов, а также на его основе производят коньяк и восточный ликёр.

Применение

В кулинарии

• В виде приправы рута добавляется в овощные салаты или другие блюда из овощей.
• Сушёные листья прекрасно дополняют вкусовые качества мясных начинок или тушёной баранины.
• Рута служит отличным ароматизатором уксуса.
• Это растение добавляют при консервации томатов или огурцов.
• Рута придаёт особого аромата коктейлям из овощей или ягод.
• Пикантная горечь руты гармонично дополняет клюквенные напитки и бутерброды (чёрный хлеб со сливочным маслом).

Чтобы не испортить блюдо, нужно придерживать определённой пропорции. Так, на 1 порцию необходимо брать не более 0,15 грамма руты. Рута прекрасно гармонирует с другими специями, как тимьян, розмарин, чеснок, майоран, тмин, шалфей. Эту приправу добавляют за несколько минут до полной готовности блюда, ведь под действием термической обработки теряются полезные свойства и аромат.

В медицине

Рута не применяется в официальной медицине, но это не уменьшает её полезных свойств. В препаратах народной медицины это растение помогает справиться с различными недугами и болезнями:

• расстройства нервной системы;
• атеросклероз;
• климакс или нерегулярные менструации;
• сильная головная боль;
• эпилепсия;
• импотенция;
• ревматизм;
• подагра;
• близорукость;
• спазмы в желудочно-кишечном тракте;
• укрепляют кровеносные сосуды;
• золотуха;
• рахит;
• помогает при укусах ядовитых насекомых;
• понижает артериальное давление;
• при сильных ушибах рута используется внешне.

Рута позитивно влияет на состояние всего организма, приводит его в тонус, помогает побороть усталость и успокоить нервы. Средства на основе руты помогают расслабить гладкие мышцы.

Некоторые рецепты на основе руты, которые помогают при разных заболеваниях:

• при варикозном расширении вен – настой: 2 стол. ложки руты нужно поместить в стеклянную ёмкость, влить туда 200 мл водки и поставить на 10 дней в тёмное место. Потом настой нужно процедить с помощью марли. Нужно 10 капель развести в 1 стол. ложки воды и принимать 3 раза в сутки;
• при авитаминозе – нужно взять 1 стол. ложку листьев руты, 2 стол. ложки травы трёхцветной фиалки и 2 стол. ложки цветков чёрной бузины, перемешать все ингредиенты. Залить травы 200 мл воды и поварить несколько минут. Употреблять отвар необходимо по 100 мл 2 раза на день;
• при нервных расстройствах – взять 25 грамм листьев руты и 25 грамм измельчённых корней валерианы, залить 200 мл кипятка, дать немного настояться, процедить и выпить средство в течение дня;
• при нерегулярном менструальном цикле – взять листья руты и семена петрушки в пропорции 1:2, на 1 стол. ложку смеси трав понадобится 400 мл воды. Отвар варится 10 минут, а потом по 200 мл за раз выпивают в течение дня.

Рута входит в состав лечебных отваров при болезнях щитовидной железы, при отравлениях и для укрепления стенок сосудов

Сорта

На сегодняшний день наиболее известными декоративными видами руты являются:

• Голубая Джекмана (Jackman’s Blue) – характеризуется голубым цветом листьев;
• Вариегата (Variegata) – этот сорт выделяется листьями зелёного цвета с бело-кремовыми пятнами;
• Голубое кружево – обладает ажурной листвой голубоватого оттенка.

Выращивание

Рута относится к неприхотливым растениям, ведь прекрасно переносит отсутствие влаги и может прорастать под прямыми солнечными лучами. Её можно сажать в любой садовый грунт. Если использовать известковые, щебенистые, суглинистые или карбонатные почвы, то рута будет себя чувствовать великолепно.

Это растение можно размножать различными способами: с помощью семян, используя черенки или деление куста.

Сначала почву следует подготовить: вскопать грунт примерно до полуметра в глубину и внести минеральные удобрения. Посев растения происходит в середине или конце осени, а также в первом весеннем месяце.

Если растение выращивать с помощью семян, то их необходимо посадить ещё в начале марта в домашние горшочки и дождаться всходов рассады. Когда листья достигнуть 3–4 фазы развития, тогда руту можно пикировать. Её рассаживают в отдельные горшки, ведь таким образом, растение будет сильнее для высадки в открытый грунт. Рассада высаживается в начале июля. Особого ухода руте не нужно, то время от времени нужно производить прополку, подкормку и рыхление.

Если семена посеять сразу в грунт ранней весной, то следует знать, что расход семян существенно увеличивается, а растение можно будет использовать как декоративное только через год.

• Ещё в Древнем Риме рута являлась оберегом от колдовских чар, поэтому её носили всегда с собой, чтобы избежать сглаза. Для оберегания жилья небольшой кустик руты вешали над входной дверью.
• Аромат руты помогает снимать возбуждение у мужчин, поэтому во времена Средневековья её активно высаживали в садах мужских монастырей.
• Руту использовали в дезинфицирующих целях. Так, во время чумы ею натирали всё тело, а её дым использовался для дезинфекции помещений.

Син.: рута пахучая.

Многолетнее сильно ароматическое травянистое растение. В Европе с древних времен культивировалось как пряное и лекарственное растение. Обладает спазмолитическими, противосудорожными, мочегонными, кровоостанавливающими свойствами.

Задать вопрос экспертам

Формула цветка

В медицине

Рута душистая относится к числу наиболее популярных лекарственных растений, широко используется в медицине стран Европы. Для лекарственных целей используют в основном свежую или высушенную траву. Препараты из руты находят широкое применение в гинекологической практике, их назначают при альгоменорое, гипоменструальном синдроме, при неврастении в климактерическом периоде, а также для регуляции слабых менструаций в юности как эстрогенное средство. Благодаря обезболивающему действию рута входила в состав препарата «Акофин» (Радикулин). В малых дозах рута усиливает перистальтику кишечника, улучшает отток желчи из желчного пузыря. Рутин, содержащийся в траве относится к витаминам группы Р, который укрепляет капилляры, выпускается в виде таблеток в смеси с аскорбиновой кислотой. Руту душистую применяют при переутомлении, нервной возбудимости, прежде всего при вегетативном неврозе в качестве успокаивающего средства. Кроме того, рута применяется в качестве спазмолитика при лечении бессонницы и головной боли. По некоторым источникам рекомендуется употребление рутового масла в ароматерапии при болях головы и ушей, вывихах и ревматизме.

Противопоказания к применению

Рута входит в фармакопеи многих стран, но требует очень осторожного отношения к применению. Поскольку растение ядовито, ее передозировка вызывает раздражение слизистых оболочек пищеварительного тракта, отеки языка и гортани, головокружение, тошноту и рвоту, нарушение работы печени и почек. Препараты из руты противопоказаны при беременности, маточных кровотечениях, гипотонии, гиперацидном гастрите и язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, колите, повышенной кислотности и во время менструаций.

Классификация

Рута душистая (лат. Ruta graveolens) – вид рода рута (лат. Ruta) подсемейства собственно рутовые (лат. Rutoideae), семейство (лат. Rutaceae). Род включает 7 видов, среди которых есть травы или полукустарники. Родина руты – европейское и африканское побережье Средиземноморья, встречается главным образом в восточном полушарии от Канарских островов до Юго-Западной Азии.

Ботаническое описание

Многолетнее травянистое растение с сильным запахом. Стебель прямостоячий (10-30 см высоты). Цветоносный побег безлистный. Листья простые, очередные, без прилистников, в очертании яйцевидно-треугольные, дважды-, трижды- перисторассеченные, с продолговато-обратнояйцевидными туповатыми долями. Обычно листья с просвечивающими точками – железками с эфирными маслами. Цветки обоеполые, правильные, желтые, собраны в верхушечное рыхлое щитковидное соцветие. Околоцветник двойной. Лепестки в числе 4, на верхушке образуют небольшой шлем, у основания сужены в ноготок, чашелистики довольно плотные. Плод – шаровидная четырехгнездная коробочка. Цветет рута в июне – июле. Плоды созревают в сентябре.

Цветки руты протоандричны, опыляются насекомыми (чаще мелкими цветочными мухами). Оригинальными приспособлениями к перекрестному опылению у руты является способность тычинок и столбика совершать в процессе цветения определенные движения, в результате чего они принимают различное положение по отношению к столбику с рыльцем. Во время цветения цветки руты широко раскрыты и в начале тычинки лежат на сильно вогнутых капюшонообразных лепестках и чашелистиках. Затем они поочередно друг за другом приподнимаются и в вертикальном положении происходит вскрывание пыльников, после высыпания пыльцы первая тычинка отклоняется вниз и занимает прежнее положение. Потом все остальные друг за другом производят такие движения. Благодаря движению тычинок к моменту созревания рыльца предотвращается самоопыление, но в конце цветения оно, наоборот, обеспечивается. Формула цветка руты: *Ч5Л5Т10П4-5.

Распространение

В России рута душистая широко распространена в Крыму. Как заносное растение встречается в Калининградской области. Растет по сухим, обычно каменистым и щебнистым склонам и скалам. В южных районах европейской России культивируют в качестве декоративного, лекарственного и эфироносного растения.

Регионы распространения на карте России.

Заготовка сырья

Для лекарственных целей используют свежую или высушенную траву. Заготовку сырья производят во время цветения. Собирают траву – облиственные веточки с бутонами и с 1-2 распустившимися цветочками обычно в резиновых перчатках, поскольку сок может вызывать ожоги (в виде водянистых пузырей) и отеки. Веточки длиной не более 20 см срезают секатором. Сушат сырье в тенистом месте в пучках. Готовое сырье руты зеленого цвета, его хранят в хорошо закрытой стеклянной или металлической таре в сухом, защищенном от света месте, так как на свету рута выцветает и теряет активность. Срок хранения сырья 2 года.

Химический состав

В листьях руты душистой содержатся алкалоиды – 0,2%, эфирное масло – 1,2%, флавоколрутин, фуронумарин, фурокумарины, ксантоксин, рутин, кумарин – 0,1%, умбеллиферон, бергаптен, флавоноиды – рутин, кверцитин более 2%, а также органические кислоты (яблочная, валериановая), витамин С, горечи и смолистые вещества.

Фармакологические свойства

Препараты обладают противосудорожным, мочегонным, кровоостанавливающим, эстрогенным свойствами, а также усиливают сокращение матки, возбуждают аппетит. Содержащиеся в руте вещества (кумарины, флавоноиды – рутин и кверцитин) обладают сосудоукрепляющим и спазмолитическим действием. Кроме того, кумарин – умбеллиферон вместе с бергаптеном повышает чувствительность кожи у УФ-лучам.

Применение в народной медицине

В народной медицине руту душистую широко применяют в виде чаев, сборов, настоев и настоек как внутрь, так и наружно. Настой травы руты используют в качестве дезинфицирующего средства для промывании глаз при конъюнктивитах. При воспалении век и кожных высыпаниях используют отвар травы для компрессов и примочек. Отвар руты также применяют при отморожениях, розовых угрях, грибковых заболеваниях кожи и нарывах. Руту душистую в народной медицине применяют при неврозах, как общеукрепляющее, антисептическое, противосудорожное, а также как противоглистное средство и средство, которое уменьшает ревматические, невралгические боли и головные боли при мигрени. Рута оказывает хороший эффект при частом мочеиспускании, импотенции, ломкости кровеносных сосудов, рахите и близорукости. Настойка руты применяется при варикозном расширении и лечении многих других заболевании. В индийской традиционной медицине рута душистая используется как стимулирующее, антисептическое и абортивное средство. Рута входит в состав сборов для лечения болезней печени, сердца, простуды и кашля.

Историческая справка

Руту знали еще древние греки, которые использовали ее как пряное растение. Греческий философ Сократ, приглашая одного из своих друзей, угостил его сыром с рутой. По данным Плиния (I век д.н.э.) руту как лекарство впервые использовал царь Митридат Евпатор – правитель Понтийского царства (вблизи Керчи). Если учесть этот факт, то рута в Крыму появилась более 2 тысяч лет назад, где она растет и по сей день в одичавшем виде. Рута считалась универсальным противоядием. В средневековье она была любимейшим растением в монастырских садах, ее использовали как средство для снятия полового возбуждения у монахов. Однако, рута ценилась, в основном, как противоядие, ее также применяли для борьбы с «моровым поветрием» – заразными заболеваниями. Рута дала название ценному лекарственному веществу – рутину, выделенному из нее еще в 1842 году.

Литература

1. Биологический энциклопедический словарь (под ред. М.С. Гилярова). М. 1986. 820 с.

2. Блинова К. Ф. и др. Ботанико-фармакогностический словарь. Под ред. К. Ф. Блиновой, Г. П. Яковлева. М.: Высш. шк., 1990.С. 233.

3. Еленевский А.Г., М.П. Соловьева, В.Н. Тихомиров // Ботаника. Систематика высших или наземных растений. М. 2004. 420 с.

4. Жизнь растений (под ред. А.Л. Тахтаджян) 1982. Т. 5(2). С. 159-162.

5. Замятина Н.Г. Лекарственные растения. М. 1998. 496 с.

6. Ковалёва Н. Г. Рута душистая // Лечение растениями. Очерки по фитотерапии. М.: Медицина, 1972. – С. 214.

7. Лекарственные свойства сельскохозяйственных растений / Под ред. М. И. Борисова.

8. Минск: Ураджай, 1974.С. 105. 336 с.

9. Пешкова Г.И., Шретер А.И. Растения в домашней косметике и дерматологии. Справочник. МСП. 2001. 684 с.

Нарвал он листьев, сварил зелье, трижды выпил его и все позабыл, запомнил лишь единственное слово – «рута». Ганночка, даже мертвая, желала своему любимому счастья. Вот с тех пор и называют люди это растение рутой.

В другой легенде рассказывается, что давным-давно жила на свете девушка и был у неё парень, которого она очень любила. Но накануне свадьбы он сказал, что полюбил другую и именно на ней женится. В отчаянии девушка убежала из села, куда глаза глядят. Добежала она до крутой скалы и стала подниматься по склону. Камни, сыпавшиеся из-под её ног, разбудили хозяина скалы, который дремал в своей пещере. Выбрался он из нее поглядеть, кто же нарушил его покой. И тут он увидел девушку. Красота её настолько поразила великана, что воспылал он к ней любовью и бросился за ней вдогонку. Увидев, его девушка испугалась, закричала, подняла руки к небу и стала молить о спасении. Сжалились боги и превратили её в жёлтый цветок, растущий на склоне, залитом солнцем. А великан от горя окаменел на этой скале и так и остался сидеть возле жёлтого цветочка, который с тех пор помогает всем невестам не потерять своего жениха.

И еще одна красивая и печальная легенда, где рута выступает символом самопожертвования, ради благополучия других. Жили в Карпатах брат с сестрой. Аленке нравилось плести венки , и Иванко собирал для нее цветы, особенно ее любимую руту-мяту. Хорошо им жилось, но однажды отец, возвращаясь с охоты, попал в такой густой туман, что забрел в скалы и разбился. Остались они одни.

Иван батрачил на богатого пана, а Аленку взяла к себе в прислуги бабка, что жила по соседству. Тяжко ей было у той бабы. Вставала Аленка на рассвете, а ложилась спать при звездах. Бывало, баба и есть не давала, и била. Редко ей теперь удавалось свидеться с братом любимым, да и то тайком, чтоб злюка не ругалась. Горька сиротская доля.

Как – то раз увидела Аленка, что старуха открыла сундук, достала трубку необычную, всю в резьбе диковиной и вышла из хаты. Любопытно стало девушке и она, крадучись, пошла за ней. Пришла старуха на гору, и закурила трубку. Пошел из нее густой дым и стал расползаться по ущельям длинными струями -пальцами. Аленка от страха и дышать забыла. А потом тот туман, словно увидев девушку, начал тянуться к ней. Охваченная ужасом, Аленка стрелой полетела с того места.

Поняла она, что смерть ее отца была не случайной. Баба та – настоящая ведьма. Заколдованным туманом заводила она людей в ущелья, где они и погибали. И поклялась Аленка отомстить ведьме, чтоб не могла она больше вредить людям. Решила, что злая сила колдуньи в диковинной трубке. Дождалась Аленка, когда старуха ушла в поле, мигом отворила сундук, достала трубку и чуть с перепугу не выпустила из рук: что-то чужое и непонятное ворвалось в ее тело. Но она твердо решила уничтожить трубку и, собравшись с силами, бросила ее в печь. Однако та не горела, даже не обуглилась. Напуганная девушка выгребла ее из огня и хотела положить назад в сундук, но тут в хату вбежала бабка. В ее глазах увидела Аленка не только злобу, но отчаяние и страх.

С яростью набросилась она на Аленку: « Как посмела ты брать то, что не твое. Ну, так знай! Как посмотришь ты на белый свет или скажешь хоть одно слово, то брат твой дорогой тотчас упадет мертвым». В тот же миг Аленка в ужасе крепко сомкнула глаза и уже не увидела, а услышала, как что-то стукнулось об пол. Это злая колдунья все свои силы вложила в проклятье и упала замертво.

Аленка в тот же день, когда умерла колдунья, убежала в такую глушь, куда не каждый зверь забредал. Трубка помогла ей привыкнуть к отшельнической жизни, так как туманы стали ее глазами, и она все могла видеть там, где они накрывали землю. Не раз видела Аленка, как ищет ее брат лесами, как каждый год, когда зацветала рута-мята, приносил он ее туда, где, когда-то детьми они играли вместе, и Аленка плела веночек. Но крепко помнила она проклятье злой ведьмы и берегла брата любимого – молчала и никогда глаза не открывала.

Возмужал с годами Иванко, стал справным хозяином. А про Аленку все думали, что она погибла в лесах. И еще заметили, что с той поры, как она исчезла, перестали на горы опускаться злые туманы, пропадать скот и блудить люди. Лишь легкая дымка окутывала горы и пахла она рутой-мятой, только никто не знал, что тому причиной. Кто скажет, где сейчас Аленка? Но если будете в тех краях, попадете в утренний туман, остановитесь на миг, вдохните запах руты-мяты и вспомните о сестре, что больше себя любила брата.

В Подолии (юго-запад Украины) записана старинная легенда о руте, как символе родины. Давным-давно напали на село басурмане, захватили мужчин в плен на галеры. У одного из них была любимая девушка. Много слез пролила она. Знала, что с галер не возвращаются, потому что от каторжной работы невольники забывали родную землю, всех своих близких. Их даже в кандалы не заковывали – все равно не убегут. Но не могла девушка забыть любимого.Когда собрались журавли лететь в дальние края, попросила она их отыскать в море ту галеру, где был ее любимый и передать ему веточку руты. Когда юноша увидел цветок, вдохнул его аромат, случилось чудо. Вспомнил он и родину, и любимую. Сговорился с товарищами, напали они на охрану, захватили судно и полетели к родному берегу как на крыльях. А на мачте трепетала веточка спасительной руты.

С рутой связано множество народных поверий и обычаев. Ее нередко носили в специальном мешочке на груди в качестве оберега. Верили, что она защищает от злых сил, отводит дурной глаз, спасает от колдовства и черной магии. Рутой натирали доски пола, чтобы злые чары вернулись к тому, кто их наслал, подвешивали к двери, вместе с другими травами добавляли в воду, в которой купали младенцев. Вообще считалось, что она бережет всех детей, живущих в доме. Вот один из заговоров при ее сборе: « Ох ты, рута, я тебе кланяюсь, я тебя сорву, я тебя в дом принесу. А ты, рута-мать, не давай моих деточек обижать: ни знатному, ни нищему, ни родному и ни чужому. Ключ, замок, язык. Аминь. Аминь. Аминь».

По народным поверьям, лучше всего она растет, будучи украденной, ее боятся жабы, змеи не проползают близ мест, где растет рута. По народной традиции собирают ее поздней осенью, когда ударит пер¬вый мороз, обязательно рано утром, так как после полудня “благодать-трава” превращается в “траву скорби”, хранят под стрехой на крыше.

Популярна она была и как приворотное зелье. Стоило женщине приготовить и выпить такое зелье, как она становилась самой желанной для своего избранника. Венок из руты и мяты надевали девушки, желавшие завоевать сердце равнодушного к ним парня, она помогала избавиться от душевной боли, которую приносит неудачная любовь.

Бытовало старинное поверье, что аромат руты сводит с ума непорочных молодых людей до такой степени, что даже древние старухи кажутся им красавицами. Этим пользовались ведьмы, они заманивали чистых юношей туда, где обильно цветёт рута, и лишали их девственности.

По древним легендам один раз в двадцать лет, в ночь на Ивана Купалу, вместо обычного желтого, рута цветет несколько минут красным цветом. Если девушка найдет и сама сорвет (или ей подарят) этот цветок, когда он стал красным, то она будет всю жизнь счастлива в любви. По поверью влюбленный должен найти и подарить цветок руты любимому че¬ловеку. Тогда, якобы, любовь будет взаимной.

Руту издавна применяли для лечения различных болезней. Больше всего ценили ее за то, что она улучшала зрение и служила эффективным противоядием. Отвар руты в сельской местности также использовался против припадков и судорог. Во время эпидемий XVI-XVII вв. считалось, что разбросанные по полу, листья руты способны отогнать инфекцию. Также она считалась лучшим дезинфицирующим средством. Люди натирали рутой тело, чтобы предохраниться от чумы, её дымом окуривали помещения, посыпали одежду и постель, чтобы избавиться от блох и вшей. Руту выращивали в популярных в средние века аптечных огородах, особенно в монастырях, благодаря ее способности снимать половое возбуждение у мужчин. Известный немецкий врач Бокк (ХVI в.) писал: «…Все монахи и религиозные люди, которые хотят сохранить невинность и чистоту, должны постоянно употреблять руту в пище и напитках».

И в настоящее время ее используют в народной медицине, образ «руты-мяты» – один из популярных мотивов в современном фольклоре (особенно в Западной Украине), поэзии и песнях.

К роду Рута (Ruta) принадлежит около 15 видов многолетних растений, ещё больше растений относится к семейству Рутовые. В это семейство входят цитрусы (апельсин, лимон, кумкват), цветок Ясенец, растение Фагара (железное дерево). Среди рутового семейства есть травы, кустарники и полукустарники, объединённые общей чертой – довольно сильным ароматом, исходящим от листьев и побегов. Известны растения своими лечебными свойствами, в частности, способностью выводить яды из организма.

В нашей стране садоводы выращивают, чаще всего, руту душистую, как пряную и лекарственную культуру. Менее известна Монарда (Бергамот) – пряная и декоративная трава, на основе которой получается замечательный чай. Цветущая монарда украшает участок с середины лета до поздней осени яркими соцветиями. Другое название – червона рута, растение получило за ярко-красный оттенок цветков.

Описание

Многолетнее растение, в природе, можно встретить на территории Северной Америки. Завезена монарда в Европу и Азию, где встречается в умеренном климате.

Высокорослое (до 160 см в высоту) растение, с прямыми, слегка опушёнными стеблями, в форме четырёхгранника. Корень её разветвлённый в стороны, мощный. Листочки овальные, с острым кончиком и зубцами по краю, светло-зелёного цвета. Куст монарды, формой и строением напоминает кустик мелиссы или мяты.

Цветки монарды небольшие, до 4 см в длину, собраны по несколько десятков в соцветия – головки. Цвет лепестков у монарды двойчатый – ярко-алый; у дудчатой – фиолетовый, розовый или лиловый. Существуют искусственно выведенные гибриды с малиновыми или фиолетовыми (почти чёрными) цветками.

Растение отличается хорошей зимостойкостью. После отмирания надземной части, корневище благополучно переживает зиму под снеговым покрывалом. Весной растение вновь отрастает.

Полюбоваться на утончённую красоту цветка червона рута, можно по представленным фото.

Выращивание на приусадебном участке

Рута не требовательна к составу грунта, ей подойдут участки с рыхлой и лёгкой почвой, со слабокислой реакцией. Идеальны – лёгкие суглинки. Монарда любит солнышко, но мирится с кружевной тенью. В глухой тени растение не погибнет, но цвести будет скудно.

Землю под цветок готовят с осени, перекапывая участок и внося перепревший навоз и верховой торф, по 2 – 4 кг на 1 кв. м.

Монарду легко посеять семечками. Чтобы полюбоваться на цветение руты пораньше, готовят рассаду в марте. Семена растения сохраняют всхожесть несколько лет, специальная подготовка к посадке не требуется. Их высевают в лёгкий и питательный грунт (песок+торф+перегной), на глубину 1 см. Всходы появятся в течение 2 недель.

Уход за рассадой состоит в умеренных поливах и пикировке в возрасте 3 недель. В открытый грунт сеянцы размещают в мае, когда минует опасность заморозков. Червону руту сажают на расстоянии 30 – 60 см друг от друга, в зависимости от размера куста конкретного сорта.

Интересно . Корневище монарды выделяет в почву вещества, отпугивающие вредных насекомых. Цветок, посаженный среди садовых и огородных растений, защитит их от некоторых вредителей.

Монарда любит полив, особенно в период подготовки к цветению. Полезен растению водяной душ, омывать листву следует вечером, чтобы растение не обгорело на солнце.

Схема подкормок для цветка:

• азотные удобрения (перегной, раствор куриного помёта 1 к 15, мочевина) даются весной, с началом отрастания зелёной массы;
• калийно-фосфорные смеси необходимы монарде в период налива бутонов и цветения.

Вносить удобрения необходимо каждые 3 недели. Отцветшие соцветия следует удалять, если не требуется собрать семена. С наступлением осени, когда заморозки уничтожат листву и стебли монарды, ботву срезают вровень с почвой. Молодые кустики текущего года посадки, рекомендуется присыпать опилками или торфом. Взрослые растения в утеплении не нуждаются. На одном месте цветок выращивают 4 – 6 лет.

Полезные свойства

Кроме декоративного применения в цветнике, червону руту используют как ароматную составляющую чая и как лекарственное растение. На родине цветка, индейцы знали об особенностях руты и прикладывали измельчённые листья к ранам, усмиряя боль. Настой листьев помогал при кишечных и головных болях.

Высокая доля эфирных масел в листьях и стеблях монарды, оказывают на организм противовоспалительное и антибактериальное действие.

Чай из листьев червоны руты успокоит головную боль и снизит температуру при простудах и гриппе.
Настоями травы полощут рот и горло при ангине, стоматите, зубной боли.

На заметку . Вещество – тимол, содержащийся в цветках и листьях руты, применяется в фармацевтической промышленности для изготовления ополаскивателей для полости рта.

Спиртовой настойкой или маслом руты протирают кожу при гнойниковой сыпи, экземе, грибке. Монарда входит в состав косметических масок, устраняя микро воспаления на коже.

Важно ! Как и любое лекарственное растение, монарду необходимо принимать внутрь в строго рекомендованных дозах. Передозировка может навредить организму и вызвать отравление. Беременным женщинам и детям принимать руту разрешается только после консультации с врачом.

Рецепты

Вылечить грибок стоп, поможет масло монарды. Им пропитывают ватный диск и укладывают компресс на час на больной участок. Курс процедур – пока грибок не исчезнет.

При нервном напряжении и стрессе, 1 ст. ложку свежей измельчённой травы заливают 200 мл крутого кипятка. Остывший настой принимают в течение дня, по столовой ложке до еды.

Для улучшения сна принимают чай из листьев руты (чайная ложка сухого сырья на 400 мл кипятка).

Монарда в кулинарии

Сухую зелень червоны руты добавляют в маринады и соусы для придания пикантного пряного вкуса. Свежую зелень кладут в салаты, например: отварные вкрутую яйца, свежие листья монарды, зелёный лук, соль и сметана.

Вкусен чай из листьев и соцветий руты и лимонной мяты. Траву заливают кипятком и настаивают около получаса. Ароматный напиток хорошо утоляет жажду и успокаивает.

Посмотрите также видео

Многие растения известны человечеству с давних времен, и они до сих пор сохраняют свою популярность среди садоводов, а также среди любителей и знатоков народной медицины. Одной из таких культур является , которая пришла на наши территории с Африканского и Европейского побережья Средиземноморья; поговорим о ее особенностях чуть более подробно, обсудим ее выращивание и применение, разберемся, как осуществляется посадка данного растения, какой ему нужен уход, и какие у него есть полезные свойства.

Нравится рута душистая? Выращивание украсит ваше пространство!

Лучше всего выращивать руту на суглинках, известняках и щебенистом грунте. Данное растение отличается особенной устойчивостью к засухе, лучше всего разместить его на солнечном участке с хорошим дренажем. Избыток влаги в грунте и застои вод способны стать причиной гибели руты душистой. Также эта культура «не сильно» любит холодные сквозняки, поэтому не стоит размещать ее на продуваемом месте.

Итак, участок подобран, приобретите семена.

Рута душистая – посадка:

Рута душистая размножается семенным способом. Вы можете высеять посадочный материал в горшочки или ящички в марте месяце, чтобы получить рассаду. После того как на сеянцах появится три-четыре настоящих листика, стоит их пикировать. Желательно рассадить молоденькие растения сразу же по отдельным емкостям, так они со временем начнут активно расти и быстро обретут привлекательный декоративный вид.

В принципе, вы можете посеять семена непосредственно в грунт ранней весной. В этом случае уровень их всхожести на порядок снижается, кроме того страдает и декоративность. Растения, полученные таким способом, будут по-настоящему радовать взор лишь на следующий сезон.

Рута душистая – уход:

Основной уход за душистой рутой состоит в проведении систематической прополки, рыхления, а также подкормок. Для подкормки стоит применять стандартные комплексные составы, в качестве альтернативы им можно использовать еще разведенный коровяк либо птичий помет.

На зиму руту накрывать совсем не обязательно, так как укрытие может спровоцировать выпревание. Весной растения нужно обрезать вплоть до живой древесины, после чего подкормить. Это обеспечит хороший и быстрый рост, а также поспособствует формированию большой листовой массы. Рута может нормально расти в одном месте от трех и до пяти лет.

Какие у растения рута душистая полезные свойства?

Рута душистая обладает многими лекарственными качествами. Она может применяться для достижения мочегонного и ветрогонного эффекта, а также устранения желудочных спазмов. Рута является источником значительного количества масел, а также гликозидов и флавоноидов, что делает ее неплохим средством для лечения головокружений, атеросклероза и гиповитаминоза. Считается, что эта культура способна справляться с импотенцией.

Также препараты на основе душистой руты эффективно лечат аллергические поражения, гнойнички, рахит, фурункулы, чесотку, ревматизм и пр. Это растение может применяться для устранения кишечной атонии и колик. Терапия суставных недугов, ишиаса, невралгии, пролежней и пр. осуществляется при помощи компрессов на основе спиртовой настойки душистой руты.

Рута замечательно купирует воспалительные процессы. Она способна нейтрализовать головные боли и судороги, а также помочь обезвредить змеиные укусы. На основе данной культуры готовят сборы, способные помочь людям с маразмом либо истощением организма.

Отвары, настои, а также настойки из душистой руты могут применяться в качестве наружных и внутренних средств. Так такие лекарственные формы считаются одними из наиболее эффективных успокаивающих составов, их также советуют применять в период менопаузы.

При коррекции ушибов, воспалительных поражений нервов лица, а также параличей, на основе настоя руты рекомендуется готовить целебные примочки. Еще такое средство подходит для промывания глаз при конъюнктивите.

Какое у растения рута душистая применение для коррекции здоровья человека?

Для устранения общей слабости и коррекции эпилепсии

Пятнадцать грамм высушенной травы растения соедините со ста миллилитрами водки и отправьте настаиваться на две недели в достаточно темное место. Принимайте полученный состав по десять-пятнадцать капелек трижды на день примерно за четверть часа до трапезы.

Для оптимизации работы ЖКТ, устранения головокружений, достижения потогонного и успокаивающего эффекта

Чайную ложечку высушенной травы руты соедините с полулитром прохладной предварительно вскипяченной воды. Спустя восемь часов настаивания процедите. Полученный настой рекомендуется принимать по четверти стакана четырежды на день примерно за полчаса до трапезы.

Для коррекции невралгии, ревматизма суставов, спастических болей в животе, чесотки, мочекаменной и почечнокаменной болезни

Столовую ложечку высушенных измельченных листиков руты соедините с двумя с половиной стаканами воды. Разместите емкость с составом на огне, доведите до кипения, после чего отставьте в сторону и настаивайте еще полчаса. Полученное лекарство тщательно процедите. Принимайте такой состав по четверти стакана трижды на день, разрешается подсластить его медом. При коррекции чесотки отвар наносят еще и наружно.

Учитывайте, что применение составов на основе руты душистой категорически запрещено при беременности и грудном вскармливании. Такие препараты не используют в педиатрии. Рута может провоцировать аллергические реакции, а при передозировке стать причиной отравления.

Полностью автоматизированный анализ корневого изображения (faRIA)

9 типов корней деревьев, растений и цветов

Вот ваше полное руководство по корням … корневым системам деревьев, растений и цветов. Мы излагаем и объясняем различные типы корней, а также корневые функции (что они делают) и включаем иллюстрацию, показывающую анатомию корневой системы.

Корни – это нелистовая часть тела растения, на которой нет узлов. Это орган, который находится под поверхностью почвы. Корни также могут быть воздушными, то есть растущими над поверхностью земли, или аэрированными, что означает, что они плавают над поверхностью воды. Корни отвечают за обеспечение стеблей и листьев достаточным количеством воды и питательных веществ для их роста.

Связанный: Виды растений в горошек | Типы газовых заводов | Инструменты для обрезки растений | Виды нефритовых растений | Корни имбиря | Виды лука | Виды деревьев

Корни составляют основную часть тела растения с точки зрения объема и функций.Основные функции корней следующие:

Корневая система растения обеспечивает физическую поддержку, прикрепляя тело растения к почве. Многие растения могут стоять прямо в течение сотен лет, потому что их корни глубоко уходят в почву и надежно удерживают растения на месте.

Корни имеют корневые волоски, через которые корни поглощают воду и питательные вещества из почвы, необходимые для роста растений.Корни обладают способностью поглощать неорганические питательные вещества против градиента концентрации. После того, как вода и питательные вещества впитаются, они перемещаются вверх к стеблю и листьям.

В пустынях корни уходят глубоко в постоянные запасы воды. Считается, что пустынные районы, где растут растения, имеют запасы подземных вод. Это очень помогает в решении, где копать колодец.

есть специально разработанные каналы для транспортировки поглощенных питательных веществ и воды к стеблям и листьям.Кроме того, у них также есть каналы, по которым органические продукты могут транспортироваться от надземных частей растения к корням.

Некоторые корнеплоды, такие как морковь и сладкий картофель, служат хранилищем. В них хранятся углеводы и вода. В корнях некоторых растений, содержащихся в десертах, может храниться до 70 кг воды.

Фотосинтез – это процесс, с помощью которого растения готовят себе пищу.Некоторые корни способны к фотосинтезу, как, например, воздушные корни мангровых растений и эпифитных орхидей.

У растений, которые растут на поверхности стоячей воды, есть специальные корни, называемые пневматофорами, которые распространяют кислород из воздуха.

Сокращающиеся корни многих луковичных растений втягивают растение в почву. Подземная среда более благоприятна для луковичных растений.

Некоторые особые корни способны к размножению. Они служат средством сохранения вида. У некоторых растений, таких как зрелое агохо, вокруг ствола видны обильно растущие побеги от корней, которые растут горизонтально.

В корне четыре основных региона :

• Корневой колпачок
• Меристематический регион
• Область удлинения
• Область созревания

Корневой колпачок находится на вершине корня.Это структура, похожая на наперсток. Верхушка корня нежная. Корневая шляпка защищает этот нежный конец и помогает корню глубже проникнуть в почву. Корневая шляпка выделяет слизь, которая отвечает за смазку прохода корня в почве. Эта слизь также способствует усвоению воды и питательных веществ. Корневой колпачок изнашивается, но его постоянно обновляют.

Термин «меристематический» означает быстрый рост.Эта область находится чуть выше корневой крышечки. Клетки в этой области быстро растут. Они очень маленькие и очень тонкостенные. У них плотная протоплазма.

Клетки в области удлинения быстро увеличиваются и удлиняются. Клетки в этой области отвечают за рост длины корня.

Клетки в области удлинения после дифференцировки постепенно созревают и образуют область созревания.Клетки дифференцируются, образуя различные специализированные ткани, такие как постоянная область и корневые волоски.

Корни однодольных растений называются корнями однодольных, а корни двудольных растений называются корнями двудольных.

Однодольные растения имеют в зародышах одну семядолю. У однодольных корней ксилема и флоэма расположены по кругу. У двудольных растений в зародышах есть две семядоли. У двудольных корней ксилема находится в середине, а флоэма ее окружает.

разницы между корнями однодольных и двудольных :

Перицикл дает начало только боковым корням. Сердцевина хорошо развита, крупная. В корнях однодольных растений много ксилемы и флоэмы. Вторичного роста нет.

Перицикл дает начало нескольким боковым корням, пробковому камбию и некоторой части сосудистого камбия.Шаг отсутствует. Количество ксилемы и флоэмы ограничено. Вторичный рост происходит в корне двудольного дерева.

Существуют разные типы корней в зависимости от типа и вида растений. Основные типы:

Волокнистые корни встречаются у однодольных растений. Они тонкие, разветвленные, растут прямо из стебля. Эти корни имеют тенденцию расти близко к поверхности и распространяться горизонтально.Они имеют гроздевидный вид с многочисленными корнями вместе, почти одинакового размера. В мочковатой корневой системе первичный корень недолговечен. Его заменяют многочисленные корни.

Волокнистая корневая система не обеспечивает прочного закрепления растений, так как они не проникают глубоко в почву.

Характеристики:

• Волокнистые корни растут от основания стебля
• Под землей
• Они представлены в виде скоплений корней одинакового размера
• Основной корень заменен придаточными корнями
• Не проникают глубоко в почву.

Стержневые корни встречаются у большинства двудольных растений. Этот тип корня представляет собой прямое удлинение корня. В отличие от волокнистых корней, стержневые корни не являются ветвями. Вместо этого они представляют собой единственный первичный корень, который прорастает глубоко в почву. Главный корень дает начало боковым ветвям (вторичным и третичным корням), что приводит к образованию системы стержневых корней.

Ветви стержневого корня растут в акропетальной последовательности, что означает, что более длинные и старые находятся у основания, а более новые, более короткие – около вершины основного корня.

Система Taproot обеспечивает очень прочное закрепление. Причина такой сильной опоры в том, что они глубоко проникают в почву.

У некоторых растений стержневой корень не зарастает слишком глубоко. Вместо этого его боковые ветви растут горизонтально по поверхности. Эти типы корней называются фидерными корнями.

Характеристики:

• Стержневые корни развиваются из корня эмбриона
• Они всегда находятся под поверхностью почвы
• У них один главный корень (первичный корень) с ветвями, которые растут акропетально.
• Первичный корень остается у растения на протяжении всей жизни
• Они действуют как глубокие питатели, то есть проникают глубоко в почву.

Придаточные корни подобны волокнистым корням. Однако они могут быть подземными или воздушными (над землей). Они могут расти из любой части растения, кроме прикорневой. Обычно они растут из интермодальных узлов, стеблевых узлов и листьев. Эти корни могут быть толстыми, тонкими или модифицированными в зависимости от вида. Придаточные корни возникают в стрессовых условиях, например, при заболачивании после паводков.

Обрезки листьев и отводок у таких растений, как роза, могут привести к развитию придаточных корней.Также они развиваются при повреждении растений. Они могут увеличить шансы растения на выживание, поскольку растение размножается с помощью придаточных корней.

Ползучие корни – это те корни, которые не проникают глубоко в почву. Они неглубокие и широко распространены по горизонтали от основания растения. У многих деревьев ползучие корни .

Клубневые корни – очень толстые корни.В них хранится значительное количество пищи, чтобы прокормить все растение. Это мясистый, увеличенный и видоизмененный накопительный орган. Они модифицированы из стебля.

Размножение клубневых корней осуществляется делением кроны, при котором у каждого деления кроны есть несколько почек и достаточно места для хранения, чтобы образовалось новое растение.

Водные корни – это типы корней, которые растут в воде. Они более тонкие и хрупкие.У них есть способность пропускать кислород из атмосферы, который затем используется корнями для обмена веществ и роста. Они морфологически отличаются от почвенных корней.

Корни паразитов – это типы корней, которые прикрепляются к другому растению и высасывают из него питательные вещества. Они не приносят никакой пользы растению-хозяину. Вместо этого они наносят серьезный ущерб, отсюда и название, корни паразита.

фактов о корнях, перечисленных ниже, являются некоторыми удивительными указателями, о которых, мы уверены, вы никогда раньше не слышали:

• У большинства растений рост под землей (в виде корней) такой же, как и над землей.
• У сельскохозяйственных культур, выращиваемых на суше, 90% корней находятся в верхних 10 см почвы. Оставшиеся 10% корней вырастают на глубину до 2 м, чтобы достичь глубины и выжить.
• В идеальных условиях корни могут расти со скоростью до 1 см в день.
• Почва прочностью менее 3 мегапаскалей подходит для роста корней.
• Рост корней случайный, но они растут быстрее и сильнее разветвляются в областях с благоприятными почвенными условиями.
• Рост корней идет не в сторону воды или удобрений. Вместо этого они растут вокруг этих областей, поскольку это способствует росту.
• Большая часть воды и удобрений всасывается корнями на несколько миллиметров выше кончика роста.
• Старые корни служат трубой для передачи воды и питательных веществ другим частям растения.
• В областях, где болезнь поражает кончик корня или где ограничен рост, потребление воды и питательных веществ будет ограничено.

Корни широко используются человеком. Некоторые из наиболее известных применений корней для человека:

• Многие корни используются человеком в пищу. Эти корни включают морковь, батат, картофель и редис.
• Корни являются источником некоторых важных лекарств, которые могут спасти жизнь. Растительные лекарства, такие как женьшень, ипекака, раувольфия, ашваганда, получают из корней.
• Корни содержат много клетчатки. Волокно из корней используется для изготовления веников, корзин, щеток и т. Д.
• Корни помогают предотвратить эрозию почвы путем сохранения почвы.
• Предотвращая эрозию почвы, они играют важную роль в предотвращении опустынивания.

Как упоминалось ранее, корни являются источником очень важных лекарств .Мы перечислили для вас самые известные.

Корень куркумы способен лечить все, от боли в желудке до артрита, заболеваний желчного пузыря и печени, менструальных спазмов, инфекций и головных болей. Куркума в основном используется в качестве специи, но в лечебных целях корень куркумы просто феноменален.

Имбирь эффективен при диарее, тошноте и расстройстве желудка.Его также можно использовать для облегчения простуды, заложенности носа, гриппа и головных болей.

Солодка издавна использовалась для лечения язвы желудка, бронхита и ангины. Согласно некоторым исследованиям, солодка также может быть полезна при лечении гепатита С.

Этот лекарственный корень можно использовать для лечения артрита, заболеваний печени и фибромиалгии.

Валериана используется для лечения нарушений сна. Многие люди, которые пытаются избавиться от привычки употреблять снотворное, получили пользу от валерианы. Некоторые исследования показывают, что эта трава может заставить хронических бессонниц легче и быстрее засыпать.

Кто знал, что корни являются такой волшебной частью растения? Они не только сердце и легкие растения, но и приносят огромную пользу людям.

Связанные с: Типы папоротниковых растений | Типы прибрежных растений | Растения и цветы, привлекающие бабочек | Типы хостов

Подарки для дома в стратосфере…

Enter to Win Маленькая бытовая техника

Лучшие мелкие бытовые приборы включают блендер Vitamix, быстрорастворимый горшок, соковыжималку, кухонный комбайн, миксер и кофеварку Keurig.

Бесплатные раскраски и книги для детей

Бесплатно скачать и распечатать.

Скачайте тысячи пользовательских раскраски и пазлов для своих детей.

Mycorrhizae – Висконсинское садоводство

Микоризы играют важную роль в питании растений. Поскольку они невидимы, на них часто не обращают внимания, когда дело доходит до определения причины упадка в конкретном насаждении.Что такое микориза и почему они так важны для выращивания растений?
Эктомикоризные корни Picea abies (фото Х. Блашке).
Слово «микориза» означает корень гриба. Чтобы быть более конкретным, микоризы – это грибы, которые имеют симбиотические отношения с корнями многих растений. Грибы, которые обычно образуют микоризные связи с растениями, повсеместно распространены в почве. Многие микоризные грибы обязательно симбиотичны и поэтому не могут выжить в природе в течение продолжительных периодов времени без своего хозяина.Поскольку отношения между грибком и растением являются симбиотическими, оба члена отношений получают друг от друга выгоду. В результате родства ни растение-хозяин, ни грибок не страдают от каких-либо побочных эффектов. Грибок, поскольку он не фотосинтезирует, не может фиксировать собственный углерод. Следовательно, он получает все необходимые углеводы от растения-хозяина. В свою очередь, микориза поглощает питательные вещества из почвы, которые передаются растению.
В большинстве случаев корни растения занимают только 0.5% от объема верхнего слоя почвы и еще меньше от объема недр. Поскольку гифы микоризного гриба тоньше, чем корни растения, он может контактировать с большим количеством почвы в расчете на объем. Микоризные грибы состоят из структуры, напоминающей корень, и обладают сетью мицелия, внешней по отношению к корням деревьев, которая простирается в почву. Этот мицелий поглощает питательные вещества и перемещает их обратно к растению-хозяину. В результате увеличивается площадь впитывающей поверхности корней.
Некоторые питательные вещества для растений медленно перемещаются в почве и могут казаться недоступными для растений. Результатом этого вялого движения является симптом дефицита растения. Это особенно важно в случае фосфора. Большая часть фосфора в почве находится в нерастворимой форме. Нерастворимый фосфор недоступен для корней растений, не имеющих микоризных ассоциаций. Эти же микоризные корни также образуют ассоциации с организмами, разлагающими подстилку, и, таким образом, могут получать питательные вещества из недоступного в противном случае источника.
Арбускулярная микоризная инфекция корня лекарственного растения, окрашенного 0,05% анилиновым синим – везикула (фото Карен Клоэте).
Существует два основных класса микориз: эктомикориза и эндомикориза. Эктомикориза также известна как микориза, покрывающая оболочку. Они встречаются на многих вечнозеленых деревьях и кустарниках. Лиственные деревья также являются колонизированными и включают растения из родов Fagus, Betula, Quercus, Tilia, Populus, Salix и Castanea . Грибок покрывает концы молодых корней и проникает только через клеточную стенку коры; дальнейшего клеточного проникновения не происходит.Эктомикоризные грибы принадлежат к классу грибов, называемых базидиомицетами. Базидиомицеты – это грибы, которые обычно производят грибы в качестве плодовых структур. Это объясняет появление грибов в корневой зоне под капельной линией дерева. Эктомикориза не только поглощает фосфат из почвы, но также играет важную роль в поглощении аммония и цинка. Грибы, которые образуют симбиотические отношения с растением, относительно специфичны для хозяина. Однако некоторые виды грибов могут быть более распространенными и колонизировать несколько видов растений.Эктомикоризные грибы распространяются либо через споры, передающиеся по воздуху, либо через перенос инфицированной растительной ткани.
Эндомикориза, с другой стороны, проникает в корни растения и полностью развивается внутри растения. Пузырно-мышечная эндомикориза (тип V-A) – это тип, который обычно встречается на лиственных деревьях, а также на однолетних сельскохозяйственных культурах и других травянистых растениях. В отличие от эктомикоризы, мицелий эндомикоризы проникает в корковые клетки корня. Гифы растут внутри корня и внутри клетки.У древесных декоративных растений поражаются только короткие корни. Эндомикориза V-A относится к классу грибов, называемых фикомицетами, или водяными плесневыми грибами. Другие распространенные грибы, принадлежащие к этому классу, включают Phytophthora , ответственную за корневую и коронную гниль; и Pythium , который вызывает опадание проростков. Гриб образует специальные поглощающие органы, называемые гаусториями, которые отвечают за поглощение цинка и фосфата. Споры гриба прорастают в ризосфере – области почвы, непосредственно прилегающей к поверхности корня – и распространяются через инфицированный растительный материал в почве.Как правило, они неспецифичны в отношении требуемого хозяина и поэтому могут инфицировать любые подходящие виды растений.
Корни, на которых видны споры вне корня (фото Карен Клоэте).
Помимо увеличения поглощения питательных веществ, микориза часто обеспечивает некоторую защиту от болезней, передаваемых через почву. Они также могут повысить устойчивость растений к неблагоприятным условиям. Засуха, высокие температуры, засоление и кислотность или накопление токсичных элементов в почве – вот некоторые из последствий микоризы для растений-хозяев.Этот аспект может быть важным для выживания дерева в ландшафтных посадках.
При всех преимуществах, которые дает древесные декоративные растения микоризные связи, следует учитывать взаимодействие методов управления почвой с этими полезными грибами. Дефицит микориз может возникать в почвах, которые были окурены, на участках, где было удалено большое количество верхнего слоя почвы, или на участках, где деревья ранее не выращивались. Последнее особенно характерно для вечнозеленых растений и эктомикоризы, которые более специфичны для хозяина.Добавление азота, фосфора или полных удобрений снизит присутствие и активность микоризы. Этот эффект зависит от штамма грибка.
Микориза может играть важную роль в здоровье растений. Хотя они невидимы, их эффекты могут быть замечательными, особенно в случае их отсутствия. В следующий раз, когда вы будете сбиты с толку результатами теста почвы, который покажет адекватное плодородие в области, которая ясно показывает симптомы дефицита, задайтесь вопросом, могут ли симбиотические отношения между этими полезными грибами и вашими растениями нарушаться.
– Карен Делахо, Университет Висконсина – Мэдисон
Фотографии из галереи изображений веб-сайта Mycorrhiza Information Exchange.

Скачать статью в формате PDF

растений с надземными корнями – почему у моего растения корни отходят по бокам

Что касается корней растений, то есть все виды, и один из наиболее распространенных – воздушные корни комнатных растений. Итак, вы, вероятно, спросите: «Что такое воздушные корни?» и «Могу ли я сажать воздушные корни, чтобы получить новые растения?» Чтобы получить ответы на эти вопросы, продолжайте читать, чтобы узнать больше о растениях с воздушными корнями.

Что такое воздушные корни?

Воздушные корни – это корни, которые растут на надземных частях растения. Воздушные корни древесных лоз действуют как якоря, прикрепляя растение к опорным конструкциям, таким как решетки, камни и стены.

Некоторые виды воздушных корней также впитывают влагу и питательные вещества, как подземные корни. У растений, обитающих на болотах и ​​болотах, есть подземные корни, но они не могут поглощать газы из воздуха. Эти растения производят над землей «дышащие корни», которые помогают им в воздухообмене.

Почему у моего растения отваливаются корни?

Воздушные корни выполняют ряд функций. Они помогают с воздухообменом, размножением, стабильностью и питанием. Во многих случаях воздушные корни можно удалить без вреда для растения. Однако в некоторых случаях они необходимы для здоровья растений, и их лучше оставить в покое.

Можно ли посадить надземные корни?

Воздушные корни комнатных растений – хорошие примеры корней, которые можно сажать. Вы найдете один из самых известных примеров этого на паутинных растениях.Часто выращиваемые в подвесных корзинах, растения-пауки дают ростки, которые свисают на специализированных, проволочных стеблях, выгибающихся наружу от растения. У каждого ростка есть несколько воздушных корней. Вы можете размножить растение, отрезав ростки и посадив их корнями под почву.

Оконные растения – это комнатные растения, в которых используются воздушные корни. В своей естественной среде обитания виноградные лозы вьются по деревьям, достигая вершины тропического леса. Они производят воздушные корни, которые растут вниз, пока не достигнут почвы.Жесткие корни действуют как растяжки, удерживая слабые стержни на месте. Вы можете размножить эти растения, отрезав кусок стебля прямо под воздушным корнем и посадив его в горшок.

Не все растения с воздушными корнями можно высаживать в почву. Эпифиты – это растения, которые растут на других растениях для структурной поддержки. Их воздушные корни предназначены для того, чтобы оставаться над землей, где они собирают питательные вещества из воздуха, поверхностных вод и мусора. Эпифитные орхидеи – пример этого вида растений.Цвет воздушных корней подскажет, когда пора поливать эпифитные орхидеи. Сухие воздушные корни имеют серебристо-серый цвет, а те, которые содержат много влаги, имеют зеленый оттенок.

границ | Использование модели структурной корневой системы для оценки и повышения точности конвейеров анализа корневых изображений

Введение

Корни имеют первостепенное значение в жизни растений, и, следовательно, отбор по корневым системам представляет большие перспективы для улучшения устойчивости сельскохозяйственных культур к биотическим и абиотическим стрессам (согласно обзору Koevoets et al., 2016). Таким образом, их количественная оценка является проблемой во многих исследовательских проектах. Эта количественная оценка обычно бывает двоякой. Первый шаг заключается в получении изображений корневой системы либо с использованием классических методов визуализации (камеры CCD), либо более специализированных (микроКТ, рентген, флуоресценция,…). Следующим шагом является анализ изображений для извлечения значимых описателей корневой системы.

Перефразируя известного бельгийского художника-сюрреалиста Рене Магритта: «Рисунок 1A – это не корневая система.На рис. 1А изображена корневая система, и это различие очень важно. Изображение – это действительно двухмерное представление объекта, обычно трехмерное. В настоящее время измерения обычно проводятся не на самих корневых системах, а на изображениях, и это вызывает некоторые проблемы.

Рисунок 1. (A) Изображение 2-недельной корневой системы кукурузы, выращенной в ризотроне. (B) Крупный план, показывающий перекрывающиеся корни. (C) Крупный план перекрещивающихся корней.

Анализ изображения – это получение признаков (или дескрипторов), описывающих объекты, содержащиеся в определенном изображении. В идеальной ситуации эти дескрипторы точно представляли бы биологический объект изображения с незначительным отклонением от биологической истины (или данных). Однако во многих случаях на изображениях могут присутствовать артефакты, поэтому представление биологического объекта больше не является точным. Эти артефакты могут быть связаны с условиями, в которых были сделаны изображения, или с самим объектом.Зрелые корневые системы, например, представляют собой сложные разветвленные структуры, состоящие из тысяч перекрывающихся (рис. 1B) и пересекающихся сегментов (рис. 1C). Эти функции могут препятствовать анализу изображений и создавать разрыв между дескрипторами и данными.

Дескрипторы корневых изображений можно разделить на две основные категории: морфологические и геометрические дескрипторы. Морфологические дескрипторы относятся к форме различных сегментов корня, образующих корневую систему (Таблица 1). Они включают, среди прочего, длину и диаметр различных корней.Для сложных изображений корневой системы сложно получить морфологические дескрипторы, и они подвержены ошибкам, как упоминалось выше. Геометрические дескрипторы определяют положение различных корневых сегментов в пространстве. Они обобщают форму корневой системы в целом. Самыми простыми геометрическими дескрипторами являются ширина и глубина корневой системы. Поскольку эти дескрипторы в основном определяются внешней оболочкой корневой системы, пересекающиеся и перекрывающиеся сегменты мало влияют на их оценку и, следовательно, их можно рассматривать как относительно безошибочные.Ожидается, что геометрические дескрипторы будут слабо связаны с фактической топологией корневой системы, поскольку идентичные формы могут быть получены из разных корневых систем (верно и обратное). Обычно они используются в генетических исследованиях для определения генетических основ формы корневой системы и исследования почвы.

Таблица 1. Параметры корневой системы, используемые в качестве достоверных данных .

За последние несколько лет было разработано несколько инструментов автоматического анализа для извлечения обоих типов дескрипторов из корневых образов (Armengaud et al., 2009; Галковский и др., 2012; Pierret et al., 2013; Bucksch et al., 2014). Однако проверка таких инструментов часто бывает неполной и / или подвержена ошибкам. По техническим причинам проверка обычно выполняется на небольшом количестве достоверных изображений молодых корневых систем. Согласитесь, большинство инструментов анализа специально разработаны для этого вида корневых систем. В тех немногих случаях, когда проверка выполняется на больших и сложных корневых системах, она обычно проводится не на основе достоверных изображений, а в сравнении с ранее опубликованными инструментами (измерение X с помощью инструмента A по сравнению с таким же измерением с помощью инструмента B).Этот подход может показаться разумным, учитывая нехватку достоверных изображений больших корневых систем. Однако присущие этим инструментам ограничения, такие как чешуя или тип корневой системы (волокнистая или стержневая), часто неизвестны. Пользователи могут даже не знать о существовании таких ограничений и применять предоставленный алгоритм без дальнейшей проверки на своих собственных изображениях. Это может привести к неожиданным ошибкам в окончательных измерениях.

Одной из стратегий решения проблемы отсутствия углубленной проверки конвейеров анализа изображений может быть использование синтетических изображений, созданных структурными корневыми моделями (модели, предназначенные для воссоздания физической структуры и формы корневых систем).Было разработано множество структурных моделей корней либо для моделирования конкретных видов растений (Pagès et al., 1989), либо в качестве общих (Pagès et al., 2004, 2013). Эти модели неоднократно демонстрировали достоверное представление структуры корневой системы (Pagès and Pellerin, 1996). Кроме того, они могут предоставить достоверные данные для каждой созданной синтетической корневой системы, независимо от ее сложности. Однако они не использовались для проверки инструментов анализа изображений (Rellán-Álvarez et al., 2015), за одним исключением, выполненным на молодых неразветвленных корнях проростков (Benoit et al., 2014).

Здесь мы (i) проиллюстрируем использование структурной корневой модели Archisimple для систематического анализа и оценки конвейера анализа изображений и (ii) используем изображения, созданные моделью, для улучшения оценки корневых признаков.

Материалы и методы

Номенклатура, используемая в статье

Достоверные данные : Реальные (геометрические и морфометрические) свойства корневой системы как биологического объекта. Они определяются либо путем отслеживания корней вручную, либо с использованием результатов моделирования корневых систем.

(Изображение) Дескриптор : Свойство корневого образа. Это не обязательно имеет биологическое значение.

Корневые оси: Корни первого порядка, прикрепляются непосредственно к побегу.

Боковые корни: Корни второго (или более низкого) порядка, прикрепленные к другому корню.

Создание корневой системной библиотеки

Мы использовали модель ArchiSimple, которая, как было показано, позволяет создавать большое разнообразие корневых систем с минимальным количеством параметров (Pagès et al., 2013). Чтобы создать большую библиотеку корневых систем, мы запускали модель 10 000 раз, каждый раз со случайным набором параметров (рис. 2A). Для каждого моделирования рост и развитие корневой системы были ограничены в двух измерениях.

Рисунок 2. Обзор рабочего процесса, использованного в этом исследовании . (A) Генерация корневых систем с помощью Archisimple. (B) Создание и анализ корневых образов. (C) Использование алгоритмов случайного леса для лучшей оценки истинности корневой системы. (D) Иллюстрация различных уровней шума, используемых в анализе. (E) Пример дескрипторов, извлеченных с помощью RIA-J.

Моделирование было разделено на две основные группы: волокнистые и стержневые. Для моделирования волокон модель генерировала случайное количество корневых осей, а вторичный (радиальный) рост был отключен. Для моделирования стержневого корня была произведена только одна корневая ось, и был включен вторичный рост (степень которого определялась случайным параметром).

Корневая система, созданная в каждом моделировании, сохранялась в файле языка разметки корневой системы (RSML). Затем каждый файл RSML считывался подключаемым модулем RSML Reader от ImageJ для извлечения достоверных данных для библиотеки (Lobet et al., 2015). Эти достоверные данные включали геометрические и морфологические параметры (таблица 1). Для каждого файла данных RSML плагин RSML Reader также создал три изображения JPEG (с разрешением 300 DPI) для каждой корневой системы. Чтобы смоделировать один тип деградации изображения, мы добавили к изображениям разные уровни шума (используя фильтр Salt and Pepper в ImageJ) (рисунок 2D).Для каждой корневой системы мы вычислили индекс перекрытия как количество корневых сегментов, имеющих перекрытие с другими корневыми сегментами по общему количеству корневых сегментов.

Анализ корневого изображения

Каждое сгенерированное изображение было проанализировано с помощью специального плагина ImageJ, Root Image Analysis-J (или RIA-J). Для каждого изображения мы извлекли набор классических дескрипторов корневого изображения, таких как общая длина корня, площадь проецирования и количество видимых кончиков корня (рис. 2E). Кроме того, мы включили дескрипторы формы, такие как площадь выпуклой оболочки или коэффициент разведки (подробности RIA-J см. В дополнительном файле 1).Список характеристик и алгоритмов, используемых нашим конвейером, приведен в таблице 2. Распределение различных дескрипторов приведено на дополнительном рисунке 2.

Таблица 2. Дескрипторы корневого образа, извлеченные RIA-J .

Анализ данных

Анализ данных выполнялся в R (R Core Team). Графики были созданы с использованием ggplot2 (Wickham, 2009) и решетки (Sarkar, 2008).

Средние относительные ошибки (MRE) были оценены с использованием уравнения:

, где n – количество наблюдений, y¯i – достоверность, а y _i – предполагаемая достоверность.

Структура случайного леса

Случайный лес – это современный алгоритм машинного обучения, обычно используемый для создания новых прогнозов (как в задачах классификации, так и в задачах регрессии). Случайные леса могут выполнять нелинейные прогнозы и, таким образом, часто превосходят линейные модели. С момента своего введения Брейманом (2001) случайные леса широко использовались во многих областях, от вывода сети регуляции генов до общей классификации изображений (Huynh-Thu et al., 2013; Marée et al., 2016). Случайный лес основан на выращивании множества деревьев решений, алгоритма прогнозирования, который сам по себе показал хорошие характеристики, но в сочетании с другими деревьями решений (отсюда и название лес) возвращает прогнозы, которые намного более устойчивы к выбросам и зашумленным данным (см. начальное агрегирование, Брейман, 1996).

В настройке машинного обучения задается набор D = {( x ₁ , y ₁ ), ( x ₂ , y ₂ ),…, ( x _n , y _n )},

, где xi = (xi1, xi2…, xis) – элемент s -мерного пространства признаков X ,

и yi = (yi1, yi2,…, yit) элемент пространства отклика t – Y .

Обучающая задача найти модель

, который хорошо предсказывает данные, где качество измеряется с учетом функции ошибок L .

Дерево решений T _D – это метод машинного обучения, который для набора данных D создает двоичное дерево, в котором каждый узел представляет двоичный вопрос, а каждый лист – значение пространства ответов. Другими словами, прогноз можно сделать на основе входного значения, посмотрев на набор двоичных вопросов, который приводит к листу (например,g., является корнем первого порядка больше, чем q1, и если да, то количество корней второго порядка меньше, чем q2, а если нет,…).

Каждое решение основано только на одной характеристике и используется для решения, какую ветвь дерева должно занять данное входное значение. Следовательно, дерево решений последовательно разбивает набор D на более мелкие подмножества и присваивает им значение y _{i T D ( x i ) пространства ответа. .}

Выбор признака, используемого для разделения, зависит от критерия релевантности. В нашей настройке использовался критерий релевантности по умолчанию из пакета randomForest R (CRAN randomForest, 2015), а именно индекс Джини.

Случайный лес

состоит из l деревьев решений T _{D, k} , где несколько ключевых параметров, таких как пространство признаков, выбираются случайным образом (отсюда и слово Random в названии алгоритма).Хотя использование случайного подпространства сильно ускоряет рост отдельного дерева, оно также может снизить его точность. Однако использование большого количества деревьев выгодно уравновешивает эти два эффекта. Окончательный прогноз для каждого входного значения x _i соответствует большинству голосов всех деревьев решений леса T _{D, k} ( x _i ) в настройки классификации, в то время как среднее значение всех прогнозируемых значений используется в задаче регрессии.

Описание структуры

Наш метод состоит из трех типичных шагов:

1. Шаг предварительной обработки, на котором мы заменяем пропущенные значения обучающего набора.

2. Этап создания модели, на котором для каждой ответной переменной мы генерируем разные модели в соответствии с двумя параметрами случайного леса (количество деревьев и количество разбиений).

3. Шаг выбора модели, на котором мы выбираем лучшую пару параметров предыдущего шага для каждой из переменных отклика.

Предварительная обработка

Отсутствующие значения в нашем наборе данных могут возникнуть из-за сильно зашумленных изображений, когда измерение определенных дескрипторов было невозможно. Чтобы решить эту проблему, мы сначала заменили отсутствующие значения.

Это делается с помощью функции вменения пакета randomForest R. Он заменяет все отсутствующие значения переменной ответа на медиану, а затем к завершенным данным применяется случайный лес, чтобы предсказать более точное значение. Мы отдавали предпочтение 10 деревьям для вычисления нового значения по сравнению со значением по умолчанию 300, поскольку мы обнаружили, что это дает достаточно точные результаты для нашего приложения, будучи намного быстрее.

Модель поколения

На этапе создания модели для каждой из переменных отклика тестируется несколько лесов с разным количеством деревьев и разным количеством расщеплений ( t _i , m _j ). На практике обучающий набор D _train делится на m _j дизъюнктивных подмножеств Dtrainmj, и на каждом из них FDtrainmj случайного леса обучается на растущем числе t _i случайных деревьев.

Выбор модели

Учитывая новую точку данных x , каждая модель предсказывает переменную отклика y путем усреднения предсказанных значений FDtrainm (x), т.е.

Затем на заключительном этапе вычисляется оценка обобщенной среднеквадратичной ошибки (RMSE) на тестовом наборе D _{t est} , где RSME определяется как

для D _{t est} = {(x ₁ , y ₁ ), (x ₂ , y ₂ ),…, (x _n , y _n )}.

Наконец, для прогнозирования выбирается модель с парой параметров ( t , m ), имеющей минимальную ошибку (на отдельном тестовом наборе).

Доступность данных

Все данные, используемые в этой статье (включая изображения и библиотеки RSML), доступны по адресу http://doi.org/10.5281/zenodo.208214

Архивная версия кодов, использованных в этой статье, доступна по адресу http://doi.org/10.5281/zenodo.208499

Архивная версия фреймворка машинного обучения доступна по адресу https: // github.ru / FaustFrankenstein / RandomForestFramework / Release / tag / v1.0

Результаты и обсуждения

Создание большой библиотеки изображений наземных корневых систем

Мы объединили существующие инструменты в единый конвейер для создания большой библиотеки достоверных образов корневой системы. Конвейер сочетает в себе корневую модель (ArchiSimple, Pagès et al., 2013), язык разметки корневой системы (RSML) и плагин RSML Reader от ImageJ (Lobet et al., 2015). Короче говоря, ArchiSimple использовался для создания большого количества корневых систем на основе случайных наборов входных параметров.Каждый вывод хранился в виде файла RSML (рис. 2A), который затем использовался подключаемым модулем RSML Reader для создания графического представления корневой системы (в виде файла .jpeg) и набора достоверных данных (рис. 2B). Подробная информация о различных этапах представлена ​​в разделе «Материалы и методы».

Мы использовали конвейер для создания библиотеки из 10 000 образов корневой системы, разделенных на волокнистые (несколько корней первого порядка и отсутствие вторичного роста) и корневые системы (один корень первого порядка и вторичный рост).Диапазоны различных достоверных данных показаны в таблице 3, а их распределение показано на дополнительном рисунке 1.

Таблица 3. Диапазоны различных достоверных данных из корневых систем, сгенерированных с помощью ArchiSimple .