Củ (hay còn gọi là củ rễ) là một loại cấu trúc phình lớn được cây sử dụng để tích trữ chất dinh dưỡng, chủ yếu là ở thân hoặc rễ. Củ giúp cây tồn tại lâu bền và cung cấp đủ năng lượng và dinh dưỡng, đồng thời còn là phương tiện sinh sản vô tính.
Thân củ xuất hiện dưới dạng thân rễ phình to (thân ngầm) hoặc thân lan hay thân bò (tiếng Anhː stolon) (kết nối theo chiều ngang giữa các cơ quan); ví dụ như khoai tây và khoai mì. Thuật ngữ rễ củ mô tả các rễ phụ đã phát triển, như ở khoai lang, sắn và thược dược.
Thân củ
Thân củ được hình thành từ thân cây, thân rễ hoặc thân bò lan phình lớn. Mặt trên của củ phát triển thành các chồi làm thân và lá đặc trưng, trong khi mặt dưới tạo ra các rễ. Thân củ thường hình thành gần mặt đất và là cơ quan dự trữ quan trọng, tái sinh nhanh chóng từ mầm nảy mọc từ cây trưởng thành. Các cây con hoặc củ mới phát triển gần củ mẹ hoặc từ phần cuối của thân rễ sống ngầm. Vào mùa thu, cây chết, ngoại trừ những củ con mới, sẽ mọc lại vào mùa xuân với chồi mới, tạo ra thân và lá. Vào mùa hè, các củ mới phát triển trong khi các củ cũ bị thối rữa. Một số loại thân củ có tuổi thọ lâu như củ thu hải đường, nhưng nhiều cây chỉ có củ trong giai đoạn cây ra lá hoàn toàn, sau đó củ sẽ thu nhỏ lại.
Thân củ thường bắt đầu từ sự phình to của phần thân dưới lá nảy mầm của cây con, đôi khi bao gồm một hoặc hai nốt đầu tiên của trụ phía trên lá nảy mầm và phần trên của rễ. Củ có hình dạng thẳng đứng, với mầm sinh dưỡng phía trên và rễ dạng sợi phía dưới được hình thành từ phần gốc. Thường thì củ có hình dạng dài hình thoi hoặc tròn.
Các loại cây như thu hải đường, khoai từ, su hào, gừng, chuối và cây họ Cà thường có thân củ phổ biến trong trồng trọt. Mồng tơi củ (Anredera cordifolia
Khoai tây
Khoai tây là phần củ của cây – thân bò lan căng phình dày lên để phát triển thành cơ quan dự trữ. Củ khoai tây xuất hiện từ các cành gần gốc bị chôn sâu vào đất. Củ bao gồm các phần của thân bình thường như các đốt và lóng. Mỗi đốt có một vết sẹo hình lá. Các đốt hoặc mắt xếp xung quanh củ theo kiểu xoắn ốc, bắt đầu từ phía đầu đối diện với điểm gắn vào thân bò lan. Bên trong, củ chứa đầy tinh bột được dự trữ trong tế bào giống như mô căng phình. Cấu trúc bên trong củ giống như một thân cây bình thường với lõi, vùng mạch và vỏ. Khi củ nổi lên trên mặt đất, chúng sẽ có màu xanh lá nhờ chất diệp lục tương tự như cành và thân cây.
Củ được hình thành trong một mùa sinh trưởng và được sử dụng để giúp cây sống lâu dài và làm phương tiện nhân giống. Vào mùa thu, cây chết đi trên mặt đất nhưng củ vẫn còn sống dưới lòng đất qua mùa đông cho đến mùa xuân, khi chúng đâm chồi mới dùng lượng thức ăn dự trữ trong củ để phát triển. Khi chồi chính phát triển từ củ, phần gốc của chồi gần với củ sẽ tạo ra rễ và mầm bên cạnh chồi. Chồi cũng phát triển thân bò lan có thân úa vàng kéo dài. Thân bò lan mở rộng ra trong những ngày dài với sự hiện diện của auxin cao ngăn chặn rễ phát triển khỏi thân bò lan. Trước khi hình thành củ mới, thân bò lan cần ở một độ tuổi nhất định. Enzyme lipoxygenase tạo ra một loại hormone, acid jasmonic, liên quan đến việc điều chỉnh sự phát triển của củ khoai tây.
Thân bò lan dễ dàng nhận biết khi cây khoai tây được trồng từ hạt. Khi cây phát triển, thân bò lan hình thành từ các đốt xung quanh bề mặt đất. Củ hình thành gần mặt đất và đôi khi còn ở trên mặt đất. Khi trồng khoai tây, củ được cắt thành từng mảnh và trồng sâu hơn vào đất. Việc trồng sâu hơn sẽ tạo ra diện tích lớn hơn cho cây phát triển củ và kích thước của chúng tăng lên. Những mảnh chồi nhú lên trên bề mặt giống như thân rễ và tạo ra thân bò lan ngắn từ các đốt khi ở trên mặt đất. Khi chồi tiếp xúc với mặt đất, chúng sẽ phát triển rễ và chồi chính trở thành cây xanh.
Rễ của củ
Rễ củ hay rễ dự trữ là một loại rễ đã biến đổi, phình lên để dự trữ như một cơ quan dự trữ. Diện tích củ có thể được tạo ra ở phần cuối hoặc phần giữa của rễ, hoặc bao gồm toàn bộ rễ. Do đó, chúng có nguồn gốc khác nhau nhưng tương tự về chức năng và hình dáng so với rễ bình thường của cây. Các loại cây có rễ củ bao gồm khoai lang (Ipomoea batatas), sắn, củ đậu, cà rốt, củ cải, Chi Cúc Thược dược, Chi Sâm và Chi Từ cô.
Rễ củ là một cơ quan lưu trữ lâu dài, dày để dự trữ dinh dưỡng trong thời gian cây không thể phát triển tích cực, cho phép cây tồn tại qua các mùa năm. Sự phát triển mạnh mẽ của rễ phụ thường thể hiện ở khoai lang với cấu trúc mô và tế bào bên trong và bên ngoài giống với một rễ bình thường; chúng tạo ra cả thân và rễ bất định, và cũng sinh ra rễ bất định.
Ở rễ củ không có đốt và lóng hoặc lá nhỏ. Gần điểm gắn vào cây già, mô đỉnh tạo ra chồi phát triển thành thân và tán lá mới. Xa điểm gắn vào cây, thường tạo ra rễ nguyên vẹn. Ở thân củ, điều ngược lại xảy ra, xa điểm gắn vào cây tạo ra thân. Rễ củ tồn tại hai năm một lần: cây ra củ trong năm đầu tiên, cuối mùa sinh trưởng thường chết chồi, để lại củ mới sinh; mùa sinh trưởng tiếp theo, củ lại mọc ra chồi mới. Khi chồi của cây phát triển mới, nguồn dự trữ trong củ sẽ được tiêu thụ để tạo ra rễ, thân và cơ quan sinh sản mới; bất kỳ mô rễ còn lại cũng chết đồng thời với quá trình cây tái sinh thế hệ củ tiếp theo.
Hemerocallis fulva (hoa hiên cam) và một số loài hoa hiên khác có rễ củ lớn; H. fulva lan rộng bằng thân bò lan dưới lòng đất, kết thúc bằng điểm tụ mới tạo ra rễ phình to thành các củ dày và sau đó phát triển ra nhiều thân bò lan hơn. Củ khoai lang là rễ của cây, vì các rễ bên của cây khoai lang đâm xuống đất tích lũy tinh bột và phình to thành củ.
Cây có rễ củ có thể nhân giống từ cuối mùa hè đến cuối mùa đông bằng cách đào và tách củ ra, đảm bảo rằng mỗi miếng có một số mô đỉnh để trồng lại.
Rễ củ là nguồn dinh dưỡng phong phú cho con người và động vật hoang dã, ví dụ như củ Sagittaria dùng để nuôi vịt.