ВЗАИМОСВЯЗИ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОРНЕЙ И КОСОСЛОЯ ЗАБОЛОНИ СТВОЛА У ДЕРЕВЬЕВ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ, ПРОИЗРАСТАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ ВЕРХОВОГО БОЛОТА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В настоящей работе определено наличие и изучен характер связей асимметрии строения корневой системы с закручиванием ствола дерева, а также между морфологическими характеристиками латеральных корней первого порядка, ствола и косослоя заболони на примере деревьев сосны обыкновенной ( Рinus sylvestris L.), произрастающих в естественном насаждении в экстремальных для данного вида гидротермических условиях верхового болота (Средний Урал, Россия). Для этого у двух групп деревьев VI класса возраста, не имеющих и имеющих внешние признаки косослоя, измеряли диаметр ствола без коры у шейки корня и на расстоянии 1.3 м от нее; высоту; угол наклона древесных волокон и длину косослойной части ствола, а также высоту, на которой она начинается; число латеральных корней первого порядка, их периметры и углы между ними. Для анализа строения корневой системы использовали показатели ее асимметрии по расположению в пространстве, а также по характеристикам радиального роста, которые рассчитывали как средние для данного дерева пропорции различия углов межу отдельными корнями либо периметров корней и среднего значения соответственно. Установлены различия вариабельности морфологических характеристик корней и характера их взаимосвязей у закрученных и незакрученных деревьев. Оценка взаимосвязей отдельных характеристик позволила выявить пять различий между двумя изучаемыми группами по наличию статистически значимых корреляций ( R = 0.34-0.52). Косослой ствола возникает в процессе роста дерева, и его образование обусловлено не строением системы корней первого порядка, а относительно малым количеством латеральных корней и низкой пространственной асимметрией корневой системы. Существуют положительные корреляции между его длиной и характеристиками роста корней, включая максимальную толщину корня и асимметрию периметров корней.

Об авторах

Сергей Александрович Шавнин

Ботанический сад УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: sash@botgard.uran.ru
Екатеринбург, Россия

Дмитрий Юрьевич Голиков

Ботанический сад УрО РАН

Email: mit2704@gmail.com
Екатеринбург, Россия

Андрей Андреевич Монтиле

Ботанический сад УрО РАН

Email: org17@mail.ru
Екатеринбург, Россия

Анатолий Витальевич Капралов

Уральский государственный лесотехнический университет

Email: capralovav@m.usfeu.ru
Екатеринбург, Россия

Алена Викторовна Григорьева

Уральский государственный лесотехнический университет

Email: grigorievaav@m.usfeu.ru
Екатеринбург, Россия

Список литературы

  1. Боровиков А. М., Уголев Б. Н. Справочник по древесине / под ред. Б. Н. Уголева. М.: Лесн. пром-сть, 1989. 296 с.
  2. Кайбияйнен Л. К., Хари П. Сбалансированность системы водного транспорта у сосны обыкновенной. I. Пути движения влаги в ксилеме // Лесоведение. 1985. № 5. С. 23–28.
  3. Судачкова Н. Е., Милютина И. Л., Романова Л. И., Семенова Г. П. Влияние низкой температуры почвы на морфогенез вегетативных органов Pinus sylvestris (Pinaceae) // Бот. журн. 2005. Т. 90. № 9. С. 1436–1444.
  4. Тюкавина О. Н., Евдокимов В. Н. Корневая система сосны обыкновенной в условиях северотаежной зоны // ИВУЗ. Лесн. журн. 2016. № 1. С. 55–65.
  5. Чиндяев А. С. Гидролесомелиоративные стационары в Уральском учебно-опытном лесхозе УГЛТУ. Екатеринбург: УГЛТУ, 2008. 80 с.
  6. Шавнин С. А., Овчинников И. С., Голиков Д. Ю., Монтиле А. А., Галако В. А., Власенко В. Э. Явление поворота ствола в процессе роста у древесных растений (на примере Pinus sylvestris L. и Picea obovata Ldb.) // Сиб. экол. журн. 2018. Т. 25. № 1. С. 89–97.
  7. Шиятов С. Г., Ваганов Е. А., Кирдянов А. В., Круглов В. Б., Мазепа В. С., Наурзбаев М. М., Хантемиров Р. М. Методы дендрохронологии. Часть I. Основы дендрохронологии. Сбор и получение древесно-кольцевой информации: учеб.-метод. пособие. Красноярск: КрасГУ, 2000. 80 с.
  8. Alia R., Gil L., Pardos J. A. Perfomance of 43 Pinus pinaster Ait. provenances on 5 locations in Central Spain // Silvae Gen. 1995. V. 44. Iss. 2–3. P. 75–81.
  9. Balneaves J. M., De la Mare P. J. Root patterns of Pinus radiata on five ripping treatments in a Canterbury forest // New Zealand J. For. Sci. 1989. V. 19. N. 1. P. 29–40.
  10. Blaise F., Fourcand T., Stokes A., Reffye P. de. A model simulating interactions between plant shoot and root architecture in non-homogeneous environment // The supporting roots of trees and woody plants: Form, function and physiology / A. Stokes (Ed.). Netherlands: Kluwer Acad. Publ., 2000. P. 195–207.
  11. Cermak J., Kucera J. Scaling up transpiration data between trees, stands and watersheds // Silva Karelica. 1990. Iss. 15. P. 101–120.
  12. Coutts M. P. Root architecture and tree stability // Plant & Soil. 1983. V. 71. Iss. 1–3. P. 171–188.
  13. Coutts M. P., Nielsen C. C., Nicoll B. C. The development of symmetry, rigidity and anchorage in the structural root system of conifers // The supporting roots of trees and woody plants: Form, function and physiology / A. Stokes (Ed.). Netherlands: Kluwer Acad. Publ., 2000. P. 3–17.
  14. Coutts M. P., Walker C., Burnand A. C. Effects of establishment method on root form of lodgepole pine and Sitka spruce and on the production of adventitious roots // Forestry. 1990. V. 63. Iss. 2. P. 143–159.
  15. Danjon F., Khuder H., Stokes A. Deep phenotyping of coarse root architecture in R. pseudoacacia reveals that tree root system plasticity is confined within its architectural model // PLoS One. 2013. V. 8. Iss. 12. e83548.
  16. Fournier M., Bailléres H., Chanson B. Tree biomechanics: growth, cumulative prestresses and reorientations // Biomimetics. 1994. V. 2. N. 3. P. 229–251.
  17. Garrido F., Martin R. S., Lario F. J., Sierra-de-Grado R. Root structure and biomass partitioning in tilted plants from twisted- and straight-stemmed populations of Pinus pinaster Ait. // Trees. 2015. V. 29. Iss. 3. P. 759–774.
  18. Harris J. M. Spiral grain and wave phenomena in wood formation. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 1989. 215 p.
  19. Henderson R., Ford E. D., Renshaw E., Deans J. D. Morphology of the structural root system of Sitka spruce. I. Analysis and quantitative description // Forestry. 1983. V. 56. Iss. 2. P. 121–135.
  20. Lehnebach R., Beyer R., Letort V., Heuret P. The pipe model theory half a century on: a review // Ann. Bot. 2018. V. 121. Iss. 5. P. 773–795.
  21. Matthes U., Kelly P. E., Ryan C. E., Larson D. W. The formation and possible ecological function of stem strips in Thuja occidentalis // Int. J. Plant Sci. 2002. V. 163. N. 6. P. 949–958.
  22. Mellerowicz E. J., Baucher M., Sundberg B., Boerjan W. Unraveling cell wall formation in the woody dicot stem // Plant Mol. Biol. 2001. V. 47. Iss. 1. P. 239–274.
  23. Nadezdina N. Integration of water transport pathways in a maple tree: responses of sap flow to branch severing // Ann. For. Sci. 2010. V. 67. Iss. 1. P. 107.
  24. Nadezdina N., Cermak J. Responses of sap flow rate along tree stem and coarse root radii to changes of water supply // The supporting roots of trees and woody plants: Form, function and physiology. Developments in plant and soil sciences / A. Stokes (Ed.). V. 87. Dordrecht: Springer, 2000. P. 227–238.
  25. Nadezdina N., Cermak J. Instrumental methods for studies of structure and function of root systems in large trees // J. Exp. Bot. 2003. V. 54. Iss. 387. P. 1511–1521.
  26. Nicoll B. C., Easton E. P., Milner A. D., Walker C., Coutts M. P. Wind stability factors in tree selection: distribution of biomass within root systems of Sitka spruce clones // Wind and Trees / M. P. Coutts, J. Grace (Eds.). Cambridge, UK: Cambridge Univ. Press, 1995. P. 276–292.
  27. Richter Ch. Wood characteristics: description, causes, prevention, impact on use and technological adaptation. Basel: Springer Int. Publ., 2015. 222 p.
  28. Richter G. L., Monshausen G. B., Krol A., Gilroy S. Mechanical stimuli modulate lateral root organogenesis // Plant Physiol. 2009. V. 151. N. 4. P. 1855–1866.
  29. Rinn F. TSAP version 3.5. Reference manual. Computer program for tree ring analysis and presentation. Heidelberg, 1996.
  30. Shavnin S. A., Ovchinnikov I. S., Golikov D. Yu., Montile A. A., Galako V. A., Vlasenko V. E. Phenomenon of trunk twist during the growth of woody plants (using the example of Pinus sylvestris L. and Picea obovata Ldb.) // Contemp. Probl. Ecol. 2018. V. 11. N. 1. P. 72–78 (Original Rus. text © S. A. Shavnin, I. S. Ovchinnikov, D. Yu. Golikov, A. A. Montile, V. A. Galako, V. E. Vlasenko, 2018, publ. in Sib. Ekol. Zhurn. 2018. N. 1. P. 89–97).
  31. Shinozaki K., Yoda K., Hozumi K., Kira T. A quantitative analysis of plant form: the pipe model theory. I. Basic analyses // Jap. J. Ecol. 1964a. V. 14. Iss. 3. P. 97–105.
  32. Shinozaki K., Yoda K., Hozumi K., Kira T. A quantitative analysis of plant form: the pipe model theory. II. Further evidence of the theory and its application in forest ecology // Jap. J. Ecol. 1964b. V. 14. Iss. 4. P. 133–139.
  33. StatSoft Inc., 2007. https://www.statistica.com/en/
  34. Stokes A., Ball J., Fitter A. H., Brain P., Coutts M. P. An experimental investigation of the resistance of model root systems to uprooting // Ann. Bot. 1996. V. 78. Iss. 4. P. 415–421.
  35. Stokes A., Mattheck C. Variation of wood strength in tree roots // J. Exp. Bot. 1996. V. 47. N. 5. P. 693–699.
  36. Venturas M. D., Sperry J. S., Hacke U. G. Plant xylem hydraulics: What we understand, current research, and future challenges // J. Integrat. Plant Biol. 2017. V. 59. N. 6. P. 356–389.
  37. Zimmermann M. H. Xylem structure and the ascent of sap. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 1983. 146 p.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».