ราก (root) เป็นอวัยวะส่วนหนึ่งของพืช ประกอบด้วยเนื้อเยื่อชนิดต่างๆ มีหน้าที่ยึดลำต้นให้ติดอยู่กับพื้นดิน ดูดซึมน้ำและแร่ธาตุจากดินส่งไปยังส่วนต่างๆ ของลำต้น รากของพืชบางชนิดยังทำหน้าที่สะสมอาหาร รากพืชบางชนิดมีสีเขียวจึงสังเคราะห์ด้วยแสงได้ รากบางชนิดท้าหน้าที่ค้ำจุน รากบางชนิดท้าหน้าที่เกาะ รากเมื่องอกออกจากเมล็ดแล้วจะมีการเจริญเติบโตเพิ่มความยาว ขนาด และเพิ่มจำนวน

โครงสร้างภายในของราก

โครงสร้างภายในของรากนับจากปลายสุดของรากขึ้นมา แบ่งเป็นบริเวณต่างๆ ดังนี้

1. บริเวณหมวกราก (root cap)

ประกอบด้วยเซลล์พาเรงคิมาหลายชั้น ที่ปกคลุมเนื้อเยื่อเจริญที่ปลายรากที่อ่อนแอไว้ เซลล์ในบริเวณนี้มีอายุสั้น เนื่องจากเป็นบริเวณที่มีการฉีกขาดอยู่เสมอ เพราะส่วนนี้จะยาวออกไป และชอนไชลึกลงไปในดิน เซลล์เรียงตัวกันอย่างหลวมๆ ส่วนใหญ่รากพืชจะมีหมวกราก ซึ่งเป็นโครงสร้างที่สำคัญในการนำส่วนอื่นๆ ของรากลงไปในดิน เป็นการป้องกันส่วนอื่นๆ ของรากไม่ให้เป็นอันตรายในการไชลงดิน เซลล์บริเวณหมวกรากจะหลั่งเมือกลื่น (mucilage) ออกมาสำหรับให้ปลายรากแทงลงไปในดินได้ง่ายขึ้น

2. บริเวณเซลล์แบ่งตัว (region of cell division)

อยู่ถัดจากบริเวณหมวกรากขึ้นไป ประกอบด้วยเซลล์ของเนื้อเยื่อเจริญบริเวณปลายราก (apical meristem) ที่ได้กล่าวไว้ในเรื่องเนื้อเยื่อเจริญ เซลล์มีขนาดเล็ก มีผนังเซลล์บาง ในแต่ละเซลล์มีโพรโทพลาซึมเข้มข้นและมีปริมาณมาก เป็นบริเวณที่มีการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส (mitosis) บางเซลล์ที่แบ่งได้จะทำหน้าที่แทนเซลล์หมวกรากที่ตายไปก่อน บางส่วนจะยืดตัวยาวขึ้นแล้วอยู่ในบริเวณเซลล์ยืดตัวที่เป็นส่วนที่อยู่สูงขึ้นไป

3. บริเวณเซลล์ยืดตัวตามยาว (region of cell elongation)

ประกอบด้วยเซลล์ที่มีรูปร่างยาว ซึ่งเกิดมาจากเซลล์ของเนื้อเยื่อเจริญที่แบ่งตัวแล้ว อยู่ในบริเวณที่สูงกว่าบริเวณเนื้อเยื่อเจริญ การที่เซลล์ขยายตัวตามยาวทำให้รากยาวเพิ่มขึ้น

4. บริเวณเซลล์เจริญเติบโตเต็มที่ (region of cell differentiation)

อยู่สูงถัดจากบริเวณเซลล์ยืดตัวขึ้นมา เซลล์ในบริเวณนี้เจริญเติบโตเต็มที่แล้วมีการเปลี่ยนแปลงไปเป็นเนื้อเยื่อถาวรชนิดต่างๆ ในบริเวณนี้มีจะเซลล์ขนราก (root hair cell) เป็นเซลล์เดี่ยวที่มีขนรากเป็นส่วนหนึ่งของผนังเซลล์ ยื่นออกไปเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวในการดูดซึมน้ำและแร่ธาตุ เซลล์ขนรากเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของเซลล์เอพิเดอร์มิสบางเซลล์ เซลล์ขนรากมีอายุประมาณไม่เกิน 7-8 วัน แล้วจะเหี่ยวแห้งตายไป แต่ขนรากในบริเวณเดิมจะมีเซลล์ใหม่สร้างเซลล์ขนรากขึ้นมาแทนที่ เนื้อเยื่อที่อยู่บริเวณนี้เริ่มมีการเปลี่ยนแปลงเพื่อเจริญไปเป็นเนื้อเยื่อถาวรชนิดต่างๆ ต่อไป

เซลล์บริเวณขนรากเป็นเซลล์ที่แก่ตัวแล้วเจริญไปเป็นเนื้อเยื่อถาวรชนิดเนื้อเยื่อถาวรขั้นต้น (primary permanent tissue) บริเวณขนรากประกอบด้วยเนื้อเยื่อ 3 ชนิดคือ เอพิเดอร์มิส (epidermis) คอร์เทกซ์ (cortex) และสตีล (stele)

การเรียงตัวของเนื้อเยื่อ

เนื้อเยื่อของรากพืชใบเลี้ยงคู่และใบเลี้ยงเดี่ยว เมื่อตัดตามขวางแล้วนำไปส่องดูด้วยกล้องจุลทรรศน์ จะพบว่ามีการเรียงตัวของเนื้อเยื่อเป็นชั้นๆ เรียงจากด้านนอกเข้าสู่ด้านใน ดังนี้

1. เอพิเดอร์มิส (epidermis)

เป็นเนื้อเยื่อที่อยู่ชั้นนอกสุด มีการเรียงตัวของเซลล์เพียงชั้นเดียว แต่เรียงชิดกัน เซลล์มีผนังบางไม่มีคลอโรพลาสต์ มีแวคิวโอล (vacuole) ขนาดใหญ่ บางเซลล์เปลี่ยนไปเป็นเซลล์ขนราก มีหน้าที่ป้องกันอันตรายให้แก่เนื้อเยื่อที่อยู่ภายในขนรากของเอพิเดอร์มิส ช่วยดูดน้ำและแร่ธาตุ และป้องกันไม่ให้น้ำเข้ารากมากเกินไป

2. คอร์เทกซ์ (cortex)

อยู่ระหว่างชั้นเอพิเดอร์มิส และสตีล เนื้อเยื่อส่วนนี้ประกอบด้วยเซลล์พาเรงคิมาเป็นส่วนใหญ่ เซลล์เหล่านี้มีผนังบางอ่อนนุ่ม อมน้ำได้ดี เซลล์พาเรงคิมาทำหน้าที่สะสมน้ำและอาหารประเภทคาร์โบไฮเดรต ชั้นในสุดของคอร์เทกซ์ คือ เอนโดเดอร์มิส (endodermis)

3. เอนโดเดอร์มิส (endodermis)

เป็นเซลล์แถวเดียวกันเหมือนกับเอพิเดอร์มิส เอนโดเดอร์มิสจะเห็นได้ชัดเจนในรากของพืชใบเลี้ยงเดี่ยว เซลล์ชั้นนี้เมื่อมีอายุมากขึ้นจะมีสารซูเบอริน (suberin) หรือ ลิกนิน (lignin) มาเคลือบทำให้ผนังหนาขึ้น ท้าให้เป็นแถบหรือปลอกอยู่ เซลล์แถบหนาดังกล่าว เรียกว่า แคสพาเรียนสตริป (Kasparian strip) สำหรับแคสพาเรียนสตริปนี้ น้ำและอาหารไม่สามารถผ่านเข้าออกได้โดยสะดวก ช่วงนี้จะอยู่ในบริเวณที่มีขนราก บางทฤษฎีอธิบายว่า การลำเลียงน้ำและแร่ธาตุสามารถผ่านเซลล์บางเซลล์ที่อยู่ในชั้นเอนโดเดอร์มิสได้ เซลล์เหล่านี้มีผนังบาง เรียกว่า พาสเซจเซลล์ (passage cell) โดยพาสเซจเซลล์นี้จะอยู่ตรงกับแนวของท่อไซเล็ม 

4. สตีล (stele)

เป็นชั้นที่อยู่ถัดจากชั้นเอนโดเดอร์มิสเข้าไปในราก สตีลจะแคบกว่าคอร์เทกซ์ ประกอบด้วยชั้นต่างๆ คือ

4.1) เพริไซเคิล (pericycle) ประกอบด้วยเซลล์พาเรงคิมาเป็นส่วนใหญ่ เซลล์เรียงตัวแถวเดียว แต่อาจมีมากกว่าแถวเดียวก็ได้ ชั้นนี้อยู่ด้านนอกสุดของสตีล เพริไซเคิลพบเฉพาะในรากเท่านั้น และเห็นชัดเจนในรากพืชใบเลี้ยงคู่ เพริไซเคิลเป็นส่วนที่ให้กำเนิดรากแขนง (secondary root) ที่แตกออกทางด้านข้าง (lateral root)

4.2) มัดท่อลำเลียง หรือวาสคิวลาร์บันเดิล (vascular bundle) ประกอบด้วยไซเล็ม และโฟลเอ็ม ในรากพืชใบเลี้ยงคู่จะเห็นการเรียงตัวของไซเล็มที่อยู่ใจกลางรากเรียงเป็นแฉก (arch) ชัดเจน และมีโฟลเอ็มอยู่ระหว่างแฉกนั้น แฉกที่เห็นมีจำนวน 1-6 แฉก แต่โดยทั่วไปพบเพียง 4 แฉก สำหรับรากพืชใบเลี้ยงเดี่ยวไซเล็มมิได้เข้าไปอยู่ใจกลางราก แต่ยังเรียงตัวเป็นแฉก และมีโฟลเอ็มแทรกอยู่ระหว่างแฉกเช่นเดียวกัน จำนวนแฉกของไซเล็มในรากพืชใบเลี้ยงเดี่ยวมีมากกว่าในรากพืชใบเลี้ยงคู่ รากพืชใบเลี้ยงคู่ยังมี วาสคิวลาร์ แคมเบียม (vascular cambium) หรือ แคมเบียม (cambium) ซึ่งเป็นเนื้อเยื่อเจริญเกิดขึ้นระหว่างโฟลเอ็มขั้นแรกและไซเล็มขั้นแรก รายละเอียดของเนื้อเยื่อลำเลียงกล่าวไว้แล้วในหัวข้อเนื้อเยื่อถาวรเชิงซ้อน วาสคิวลาร์ แคมเบียม ทำให้เกิดการเจริญเติบโตขั้นที่สอง (secondary growth) โดยแบ่งตัวให้ไซเล็มขั้นที่สอง (secondary xylem) อยู่ทางด้านใน และโฟลเอ็มขั้นที่สอง (secondary phloem) อยู่ทางด้านนอก เมื่อมีการเจริญเติบโตขั้นที่สองเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ท้าให้โฟลเอ็มขั้นแรก คอร์เทกซ์ และเอพิเดอร์มิสถูกดันออกและถอยร่นออกไป

4.3) พิธ (pith) เป็นส่วนใจกลางของราก หรืออาจเรียกว่าไส้ในของราก ประกอบด้วยเซลล์พาเรงคิมา ในพืชใบเลี้ยงเดี่ยวจะเห็นส่วนนี้ได้อย่างชัดเจน ส่วนในรากพืชใบเลี้ยงคู่ใจกลางของรากจะเป็นไซเล็ม

หน้าที่และชนิดของราก

ขณะที่เมล็ดเริ่มงอก ส่วนของเอ็มบริโอที่เจริญออกมาจากเมล็ดลำดับแรกคือ รากที่เจริญออกมาเป็นส่วนของแรดิเคิล (radicle) ของเอ็มบริโอ ซึ่งจะเจริญต่อไปเป็นรากแก้ว (tap root) รากแก้วนี้สามารถแตกกิ่งก้านออกไปได้อีกหลายแขนง รากแขนงนี้เจริญจากเพริไซเคิล ในพืชบางชนิดจะเกิดจากรากส่วนอื่นๆ ของพืชได้ เช่น ล้าต้น หรือใบ เรียกว่า รากพิเศษ (adventitious root)

พืชใบเลี้ยงคู่ส่วนมากจะมีรากแก้ว ส่วนพืชใบเลี้ยงเดี่ยวรากแก้วมักหยุดเจริญและหายไป แต่จะมีรากพิเศษเจริญมาแทน รากพิเศษนี้สามารถแตกกิ่งก้านสาขาเหมือนพืชใบเลี้ยงคู่ หรืออาจไม่แตกกิ่งก้านสาขา

หน้าที่สำคัญของราก คือ

1. ดูด (absorption) น้ำและแร่ธาตุที่ละลายน้ำจากดินเข้าไปในลำต้น 
2. ลำเลียง (conduction) น้ำและแร่ธาตุ รวมทั้งอาหารซึ่งพืชสะสมไว้ในราก ขึ้นสู่ส่วนต่างๆ ของลำต้น 
3. ยึด (anchorage) ลำต้นให้ติดกับพื้นดิน

รากสามารถแบ่งเป็นชนิดต่างๆ ได้ดังนี้

1. รากพิเศษ (adventitious root) เป็นรากที่งอกจากส่วนต่างๆ ของพืช เช่น ลำต้นหรือใบ เช่น รากค้ำจุน (prop root หรือ buttress root) เป็นรากที่งอกจากโคนต้นหรือกิ่งบนดิน แล้วหยั่งลงดินเพื่อพยุงล้าต้น เช่น รากข้าวโพดที่งอกออกจากโคนต้น รากเตย ลำเจียก ไทรย้อย แสม โกงกาง เป็นต้น

2. รากเกาะ (climbing root) เป็นรากที่แตกออกจากข้อของลำต้นมาเกาะตามหลัก เพื่อชูลำต้นขึ้นสูง เช่น รากพลู พริกไทย กล้วยไม้ พลูด่าง เป็นต้น

3. รากหายใจ (pneumatophore หรือ aerating root) เป็นรากที่ยื่นขึ้นมาจากดินหรือน้ำเพื่อรับออกซิเจน เช่น รากลำพู แสม โกงกาง และรากส่วนที่อยู่ในนวมคล้ายฟองน้ำของผักกระเฉดก็เป็นรากหายใจ โดยนวมจะเป็นที่เก็บอากาศและเป็นทุ่นลอยน้ำด้วย 

4. รากสังเคราะห์ด้วยแสง (photosynthetic root) เป็นรากที่แตกจากข้อของลำต้นหรือกิ่งและอยู่ในอากาศ จะมีสีเขียวของคลอโรฟิลล์จึงช่วยสังเคราะห์ด้วยแสงได้ เช่น รากกล้วยไม้ นอกจากนี้ รากกล้วยไม้ยังมีนวม (velamen) หุ้มตามขอบนอกของรากไว้เพื่อดูดความชื้นและเก็บน้ำ

5. รากสะสมอาหาร (food storage root) เป็นรากที่สะสมอาหารพวกแป้งโปรตีนหรือน้ำตาลไว้ จนรากเปลี่ยนแปลงรูปร่างมีขนาดใหญ่ซึ่งมักจะเรียกกันว่า “หัว” เช่น หัวแครอต หัวผักกาด หรือหัวไชเท้า ส่วนหัวผักกาดแดงหรือแรดิช (radish) หัวบีท (beet root) และหัวมันแกว เป็นรากสะสมอาหารที่เปลี่ยนแปลงมาจากรากแก้ว ส่วนรากสะสมอาหารของมันเทศ รักเร่ กระชาย เปลี่ยนแปลงมาจากรากแขนง

พัดชา วิจิตรวงศ์