System korzeniowy drzewa spełnia funkcje fizjologiczne, pobierając z gleby wodę z rozpuszczonymi w niej solami mineralnymi, oraz mechaniczne, umocowując drzewo w podłożu. Poza tym korzenie drzewa spełniać mogą szereg innych zadań, jak na przykład magazynowanie materiałów zapasowych, oddziaływanie na glebę itp. System korzeniowy drzewa, gęsto przerastając glebę, przyczynia się do jej umocnienia i zapobiega erozji. Stosownie do tych zadań system korzeniowy jest odpowiednio wykształcony. Jego poziomy zasięg jest z reguły większy niż poziomy zasięg korony. Łączna długość korzeni dużych drzew liściastych przekracza znacznie 100 km. Masa korzeni wynosi do 25% masy całego drzewa (u świerka 15—25%, u jodły 14—22, u sosny 10—20, u dębu 14—20, u buka 5—15%). Badanie systemów korzeniowych związane jest z dużymi trudnościami technicznymi i dlatego są one słabiej poznaną częścią drzewa.
Pierwotna budowa anatomiczna korzenia wykazuje różnice w stosunku do pędu nadziemnego. Młody korzeń pokryty jest epidermą zwaną ryzodermą. Składa się ona z jednej warstwy cienkościennych komórek nie okrytych kutykulą, brak w niej jest również szparek. W końcowej strefie korzenia powstają tak zwane włośniki (strefa włośnikowa), które razem z ryzodermą biorą udział w pobieraniu potrzebnych roślinie substancji. A więc końcowa część korzenia jest strefą najsilniejszego pobierania wody i składników pokarmowych z gleby.
Wzrost korzenia odbywa się dzięki merystemowi wierzchołka, który osłonięty jest tak zwaną czapeczką (kalyptra), ułatwiającą wrastanie korzenia w podłoże. Drzewa wytwarzają charakterystyczne dla danego gatunku systemy korzeniowe. Jednak w zależności od warunków glebowych, a przede wszystkim stosunków wodnych, typ systemu korzeniowego może się znacznie zmieniać. Systemy korzeniowe drzew można ogólnie podzielić na trzy typy: palowy, ukośny (sercowy) i płaski (talerzowy).
Rysunek. Systemy korzeniowe drzew: z lewej — palowy; w środku sercowy; z prawej — talerzowy; (według Kostlera).
Charakterystyczny system palowy wykształca sosna pospolita, jodła zwyczajna, sosna wejmutka, często modrzew, a w młodszym wieku również daglezja. Wiele drzew liściastych o innych systemach korzeniowych wykształca początkowo również korzeń palowy.
Większość gatunków dębów oraz niektóre wiązy zachowują typ korzenia palowego przez wiele dziesiątków lat. Wykształcenie systemu korzeniowego typu palowego zależy często od możliwości swobodnego wzrostu korzeni, np. na głębokich piaskach. W innych warunkach charakterystyczny dla danego gatunku typ systemu korzeniowego może ulegać różnym modyfikacjom.
System ukośny (sercowy) charakteryzuje się występowaniem kilku silnie rozwiniętych korzeni, które tworzą równomierną półkulę i stosunkowo liczne rozgałęzienia. Typowe sercowe systemy korzeniowe wytwarzają modrzewie, daglezje, lipy, brzozy i graby. System talerzowy (płaski) składa się z kilku silnie rozwiniętych korzeni poziomych (płytkich) i odbiegających od nich, często pionowo, korzeni drugiego rzędu. Typowym przykładem drzewa o takim systemie korzeniowym jest wśród drzew iglastych świerk zwyczajny. Często taki system korzeniowy wytwarza wejmutka, jesion, osika.
Rysunek. Systemy korzeniowe niektórych drzew iglastych i liściastych (według Kostlera): kolejno od lewej do prawej sosna, jodła, świerk, grab, lipa.
Oprócz zasadniczych różnic w układzie korzeni głównych mogą występować istotne różnice w przerastaniu gleby przez korzenie dalszych rzędów. Korzenie drzew liściastych przerastają glebę znacznie intensywniej niż iglastych. Spośród przedstawicieli iglastych najsilniej przerastają glebę korzenie modrzewi i daglezji. Wśród naszych drzew liściastych najmniej intensywnym przerastaniem odznaczają się dęby i wiązy. Znacznie silniej przerasta jesion, osika i brzozy, najsilniej natomiast buk, grab, olsze, jawor, klon zwyczajny i lipy. Można stwierdzić, że drzewa o sercowym systemie korzeniowym przerastają glebę najintensywniej.
Do charakterystycznych cech systemu korzeniowego należy również zdolność przystosowania się do zmiennych warunków, głównie do zmiany poziomu wody gruntowej. Drzewa liściaste przewyższają pod tym względem drzewa iglaste. Rozmieszczenie w glebie składników pokarmowych może powodować różne modyfikacje typu systemu korzeniowego. Ogólnie można stwierdzić, że gleby zasobne są słabiej przerastane przez korzenie niż gleby mniej zasobne. Jeżeli rośliny korzystają głównie z wody opadowej, a więc gdy poziom wody gruntowej jest niski (piaski), drzewa wytwarzają płaski, płytko, ale szeroko rozgałęziony system korzeniowy (np. sosna zwyczajna). Podobne zjawisko obserwuje się w mieście, na przykład jeśli po
wierzchnia jest pokryta wokół drzewa płytami. Korzenie gromadzą się wówczas w zwartej masie w miejscach przenikania wody do gleby. Nieraz korzenie w poszukiwaniu wody i powietrza przerastają glebę pod całą szerokością nieprzepuszczalnej nawierzchni. Korzenie takie nie pełnią funkcji mechanicznych, są stosunkowo cienkie i mają dużą zdolność przewodzenia wody. Należy podkreślić, że w mieście pod utwardzoną nawierzchnią nie mniej ważnym niż woda czynnikiem modyfikującym system korzeniowy jest powietrze glebowe. Korzenie świerka zwyczajnego, wejmutki, świerka sit-kajskiego i buka są szczególnie wrażliwe na brak dostatecznie dużej ilości tlenu w powietrzu glebowym. U drzew rosnących przy nawierzchniach nieprzepuszczalnych można często obserwować zjawisko aerotro-pizmu korzeni (ujemnego geotropizmu), wywołane właśnie brakiem tlenu.
Właściwości mechaniczne drewna korzeni są inne niż drewna pnia. Na przykład wytrzymałość korzenia na zgniatanie w kierunku promieniowym, istotna przy zginaniu korzenia, jest trzy razy mniejsza niż wytrzymałość na rozciąganie. Od różnorodnych obciążeń poszczególnych korzeni zależą ich kształty i wymiary. Na przykład korzenie narażone najbardziej na zgniatanie, jak główne korzenie boczne w systemie talerzowym lub sercowym, są grube, gdy tymczasem „nastawione” głównie na rozciąganie korzenie drugiego rzędu w systemie talerzowym są stosunkowo cienkie. Korzenie mają duże możliwości pokonywania mechanicznych przeszkód w glebie lub przystosowania się do nich. Na rozwój systemu korzeniowego mają wpływ również czynniki meteorologiczne, głównie wiatr. Na stronie zawietrznej spotyka się korzenie grube, bardziej odporne na zgniatanie i zginanie, na stronie nawietrznej natomiast tworzą się korzenie dłuższe, o większej wytrzymałości na rozciąganie. Dochodzi więc również w obrębie systemu korzeniowego do takiej samej asymetryczności, jak w obrębie korony i pnia.
U większości drzew leśnych spotyka się zjawisko symbiozy pomiędzy korzeniami a grzybami — tak zwaną mikoryzę. Symbioza taka jest szczególnie ważna dla drzew na siedliskach suchych i ubogich w składniki pokarmowe. Strzępki grzyba stanowią jakby dodatkowe organy pobierania roztworów soli mineralnych. W warunkach miejskich rozwój mikoryzy jest bardzo ograniczony. Dodawanie do dołów gleby z naturalnych leśnych stanowisk podczas sadzenia drzew w miastach ma tę dodatkową zaletę, że przynajmniej na pewien czas umożliwia rozwój mikoryzy. Większość grzybów współżyjących z korzeniami drzew rozwija się w glebach o odczynie lekko kwaśnym.
