Новости
09.05.2023
с Днём Победы!
07.03.2023
Поздравляем с Международным женским днем!
23.02.2023
Поздравляем с Днем защитника Отечества!
Оплата онлайн
При оплате онлайн будет
удержана комиссия 3,5-5,5%








Способ оплаты:

С банковской карты (3,5%)
Сбербанк онлайн (3,5%)
Со счета в Яндекс.Деньгах (5,5%)
Наличными через терминал (3,5%)

ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ХВОЙНОГО ПОДРОСТА ПРИ РАЗНОМ СВЕТОВОМ РЕЖИМЕ В ЛЕСАХ ТАЁЖНОЙ ЗОНЫ ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРА

Авторы:
Город:
Вологда
ВУЗ:
Дата:
26 марта 2016г.

В решении вопросов ускоренного лесовосстановления на вырубках важное место отводится сохранению при лесозаготовках подроста и тонкомера хозяйственно ценных хвойных пород при всех способах рубок. Опыт показывает, что сформированные из подроста и тонкомера ельники растут в два раза быстрее лесных культур и обходятся государству в 10 раз дешевле. [2] Однако об успешности лесовосстановления на вырубках в основном судят по количественным показателям. При этом совершенно не учитывается физиологическое состояние сохраненных растений, их способность адаптироваться к условиям открытого места. Между тем контроль за состоянием молодого поколения на вырубках позволяет судить об успешности протекающих в растениях процессов и ускоряет разработку теоретических основ по системе рубок в лесах Европейского Севера.

Исследования проводились в Архангельской области на сплошных концентрированных 2-летних вырубках из-под коренных ельников черничных и сосняков лишайниковых, в производных лиственно-еловых насаждениях со вторым ярусом ели, а также в аналогичных древостоях, не тронутых антропогенными воздействиями. У хвойного подроста высотой 1,5 м изучено дыхание корней и хвои [4], СО2—насыщенный и истинный фотосинтез, скорость оттока и передвижения 14С-ас-симилятов [5], интенсивность транспирации [9], сезонная динамика содержания хлорофилла и каротиноидов [7].

Среди факторов внешней среды свет является ведущим экологическим фактором, непосредственно воздействующим на состояние биологических систем. [1] В лиственно-еловых насаждениях ежегодная смена ассимиляционного аппарата у лиственных пород вносит свои коррективы  в общий режим светового довольствия леса. Результаты наблюдений показали, что наибольшее количество света еловый подрост получает на свежих вырубках и в 6-8-летних насаждениях, когда лиственные породы еще не создают серьëзного верхнего отенения для подроста. Затем по мере поселения и роста на вырубке быстрорастущих пород осины и березы световые условия для подроста начинают постепенно ухудшаться. [8] Исследования светового режима под пологом леса и на вырубках показали, что в ясный солнечный день под полог спелого ельника черничного в полуденные часы проникает 9,6-25%, а под полог загущенных (полнота 1,0 и выше) лиственно-еловых насаждений 12,2-21,9% солнечного света от освещенности открытого места. В утренние и вечерние часы этот показатель еще ниже (6,9- 17,3%). Для формирования перспективного подроста хвойных пород необходимый минимум света составляет 25- 40%, но лучше он растѐт при освещенности 60-70% от полной освещенности. Под пологом древостоев меняется не только количество поступающего света, но и спектральный его состав: красных лучей, используемых растением в основном для осуществления фотосинтеза, в составе рассеянной радиации с увеличением густоты полога становится меньше, а дальних красных и инфракрасных становится больше. [1] Тепловой режим почв в древостоях характеризуется как не благоприятный. [6]

Недостаток тепла и света, высокая корневая конкуренция под пологом леса негативно воздействуют на обмен веществ у молодого поколения. Исследования дыхания корней показали, что в лесу у подроста сосны и ели при дыхании корни выделяют в 1,5-3,0 раза меньше углекислоты, чем на 2-летней вырубке (Табл.1).

Таблица 1 Статистические данные, характеризующие интенсивность физиологических процессов  у подроста ели (высота 1,5 м) в 160-летнем ельнике черничном и на 2-летней вырубке

Наименование показателя

Ельник черничный

t

2-летняя вырубка

M±m

С,%

M±m

С,%

Хлорофилл, мкг.

747±9

1,2

9,0

626±10

1,9

Каротиноиды, мкг.

134±2

2,0

7,4

113±2

1,3

Транспирация, мг Н2О/г*ч

109±8

18,3

4,4

163±9

17,3

Фотосинтез, мг СО2/г*ч

4,4±0,6

21,4

8,0

18,9±1,7

7,2 

Дыхание, мг СО2/г*ч корни

хвоя

 

0,39±0,02

0,49±0,04

 

10,6

2,8

 

7,4

5,3

 

0,72±0,04

0,79±0,04

 

8,5

2,8

Примечание: Содержание пигментов и интенсивность транспирации рассчитаны на 1 г сырой массы хвои, дыхание корней и хвои, интенсивность фотосинтеза – на 1 г сухой массы, С – коэффициент вариации, t- достоверность разницы средних значений.

 

Под пологом леса у подроста не только падает интенсивность, но и значительно сокращается рабочий день фотосинтеза. Наблюдения в насаждениях разной сомкнутости и густоты показали, что под пологом средне- полнотных ельников интенсивность СО2-насыщенного фотосинтеза у подроста ели снижается в среднем в 4,3 раза, сосны- в 3,2 раза и лиственницы – 2,2 раза по сравнению с открытым местом, а его дневная продолжи- тельность сокращается почти в 4 раза. Как известно, растения с низкой интенсивностью фотосинтеза имеют и низкий прирост биомассы [3]. В то же время при попадании на крону солнечных бликов интенсивность фотосинтеза у подроста возрастает в 5-10 раз и достигает 18,0-26,3 мг СО2/г*ч.

Исследования  истинного  фотосинтеза  показали,  что  под  пологом  леса  скорость  ассимиляции органического вещества часто бывает ниже компенсационного пункта и  не восполняет  затрат на дыхание. Особенно низким фотосинтезом в древостоях обладает неблагонадѐжный подрост. Даже при  высокой освещенности (20,0 тыс.лк.) интенсивность истинного фотосинтеза у него не превышает 0,08-0,12 мг СО2/г*ч, что в 5-6 раз ниже, чем у благонадѐжного подроста.

Важным условием успешного роста растений является активный транспорт ассимилятов, обеспечивающий донорно-акцепторное взаимодействие органов [10]. Установлено, что в древостоях постфотосинтетический отток продуктов фотосинтеза у подроста протекает в 1,5-2,0 раза слабее, чем в условиях хорошего освещения. Если в среднеполнотном ельнике у подроста средней высоты (1,5 м) из ассимилированных в процессе фотосинтеза 174,2*103 имп./мин. за 24 часа оттекает 9%, а за 8 суток- 31%, то на 13-летней вырубке- 35 и 66% соответственно, но уже из ассимилированных в процессе фотосинтеза 262,2*103 имп./мин. В древостоях приоритетными акцепторами 14С-ассимилятов у подроста в июле являются молодые растущие хвоя и побег, на вырубке также и ствол, а позднее и корневая система.

Н.Е. Судачкова [11], считает, что изменение отдельных сторон метаболизма у растений при недостатке света не всегда идет по пути ослабления всех биохимических процессов, а носит компенсаторный характер [10]. Изучение сезонной динамики накопления пластидных пигментов у нормально развивающегося и угнетѐнного подроста показало, что ослабление радиационного режима в древостоях компенсируется у растений увеличением зелѐных и желтых пигментов, а недостаток углеводов вследствие ослабления фотосинтеза – более экономным расходованием их при дыхании.

Нарушением процессов метаболизма у подроста под пологом леса отрицательно влияет  на ростовые процессы. Как показали замеры, среднегодовой прирост в высоту у сосны (высота 0,5-1,0 м) в древостое состав- лял 2,8 см, на 20-летней вырубке – 10,2 см. Н.Е. Судачкова [11] нашла, что ухудшение роста елового подроста под пологом древостоев является следствием нарушения у него процессов деления и растяжения клеток.

Недостаток тепла и света, высокая корневая конкуренция за элементы питания, а в некоторых случаях и за воду в загущенных древостоях отрицательно влияют на рост и физиологические процессы у подроста хвойных пород и нередко приводят к его преждевременной гибели.

 

Список литературы

1.     Алексеев В.А. Световой режим леса. Л.: Наука, 1975. 227 с.

2.    Алексеев П.В. Чересполосно-пасечные комплексные рубки в березняках // Лесная пром-сть, 1992. № 2. С 17—18.

3.     Бузыкин А.И., Исмагилоа А.М., Суворова Т.Г., Щербатюк А.С. Оценка продуктивности деревьев и древостоев// Лесоведение,1991, №6. С.16-25.

4.    Вальтер О.В., Пиневич Л.М., Варасова Н.Н. Практикум по физиологии растений с основами биохимии. М.- Л.: Ссльхозгиз, 1957. 341 с.

5.    Вознесенский В. Л., Заленский О. В., Семихатова О. А. Методы исследования фотосинтеза и дыхания растений. М.-Л.: Наука, 1965. 305 с.

6.     Вялых Н.И. Жизнеспособность подроста на вырубках Архангельской области// Сб. работ по лесному хоз-ву и лесохимии. Архангельск: Сев.- Зап. кн. изд., 1971. С.49-60.

7.     Гавриленко В.Ф., Ладыгина М.Е, Хандобина Л.М. Фотометрический метод количественного определения пигментов //Большой практикум по физиологии растений. М: Наука, 1975. С, 127—134.

8.     Зарубина Л.В., Коновалов В.Н. Эколого- физиологические особенности ели в березняках черничных: монография; Сев. (Арктич.) федер. ун-т им. М.В. Ломоносова.- Архангельск: ИД САФУ, 2014.- 378 с.

9.     Иванов Л.А., Силина А.А., Цельникер Ю. Л. О методе быстрого взвешивания для определения транснирации в естественных условиях // Ботанич. ж., 1950. Т. 35. Вып. 2. С. 171 — 185.

10. Курсанов А.Л. Эндогенная регуляция транспорта ассимилятов и донорно-акцепторные отношения у растений// Физиология растений, 1984. Т.31. Вып. 3. С.579.

11. Судачкова Н.Е. Метаболизм хвойных и формирование древесины. Новосибирск: Наука, 1977. 232 с.