Введение. Способность противостоять дефициту влаги рассматривается как одно из важных преимуществ растений. Объекты, лучше других переносящие отмеченные критические этапы, обладают большей способностью к накоплению биомассы, могут обеспечить более высокий репродуктивный уровень и потенциал интродукции. Цель исследований - выявить особенности различных видов и форм берёзы по способности удерживать влагу в листовых пластинках и определить инорайонный вид или форму берёзы, имеющую наибольшую схожесть по способности удерживать влагу в листовом аппарате относительно аборигенного для Нижегородской области вида - берёзы повислой. Объекты и методы исследований. Объектами исследований выступали виды и формы представителей рода Берёза (Betula L.), сосредоточенные в Ботаническом саду ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского». Исследования производились в период с июня по август 2020 года. Выбрано по три дерева каждого вида и формы. С каждого учётного растения срезалось по три побега. Материал заготавливался одновременно с периферии среднего яруса хорошо освещённого участка кроны деревьев. Первичной единицей выборки служила навеска из двух однолетних, нормально развитых листовых пластинок без признаков повреждения внешними факторами. Все образцы высушивали при одинаковой температуре (20 - 23 оС), что фиксировалось термометрами, в одинаковых условиях освещённости и влажности воздуха (одна лаборатория), одинаковых ёмкостях для сушки каждого образца и прочих равных условиях для каждого из них. Результаты. По результатам опыта выявлены существенные различия между сравниваемыми видами и формами берёзы по анализируемым показателям, что подтвердили одно- и двухфакторный дисперсионные анализы. Установлено, что б. карельская практически идентична б. повислой по способности удерживать влагу в листовом аппарате как по срокам учёта этих параметров, так и по периодам проведения опыта. Выводы. Виды и формы берёзы, введённые в состав обследованной коллекции ботанического сада, обладают значительным фенотипическим разнообразием по характеристикам водоудерживающей способности их листового аппарата, что сохраняется в течение всего вегетационного периода.
Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование
2022. — Выпуск 1(53)
Содержание:
Введение. Стационарное изучение репродуктивной способности восстановительной сукцессии ели, сохранённой после сплошной рубки берёзы, и динамика количества шишек в годы обильного семеношения выполнены впервые. Цель - изучение семеношения ели (Picea abies L.) в связи с трансформацией структуры ценопопуляции на вырубке березняка (Betula pendula Roch.) с сохранением второго яруса ели предварительной генерации с различной давностью рубки. Объекты наблюдений. По данным наблюдений на постоянных пробных площадях (Северная ЛОС ИЛАН, Ярославская обл., Рыбинский район) изучена динамика семеношения ели обыкновенной (Picea abies L.) в южнотаёжных еловых насаждениях через 28 и 42 года после рубки берёзового полога (Betula pendula Roch.). Наблюдения проведены в годы наиболее обильного семеношения при изменении парцеллярной структуры ельника в стадиях онтоценогенеза «жердняк» и «возмужание. Результаты. Число семеносящих елей через 28 лет после рубки березняка составляет 17 % общего числа деревьев первого и второго ярусов древостоя, при этом в стадии жердняка лишь 2-5 % елей. На вырубках 42-летней давности число семеносящих елей увеличивается до 24 %, в стадии жердняка - до 11 %. Стабильное семеношение елей первого яруса в стадиях онтоценогенеза жердняк и возмужание наблюдается только у 8 % семеносящих елей. Через 28 лет после рубки берёзы общее количество шишек в ельнике составляет в среднем 24,4 тыс.шт./га, среднее число шишек на дереве - 95 шт. Через 42 года количество шишек увеличилось до 30,2 тыс.шт/га, среднее число шишек на дереве - до 195 шт. Выводы. Лидирующие по высоте и объёму кроны деревья превосходят несеменосящие по высоте в 1,7 раза и объёму кроны в 5,7 раза. Семеносят преимущественно ели в стадии возмужания, в стадии жердняка - менее 5 % елей. Определяющим фактором обилия семеношения является объём кроны ели: в годы обильного семеношения коэффициент корреляции между числом шишек на дереве и объёмом кроны равен r=0,93, высотой ели - r=0,74. Значительный рост числа шишек отмечен при объёме кроны более 55 м3 и достигает максимальной величины 500 шт. при среднем объёме крон семеносящих деревьев около 200 м3.
Ключевые слова
Введение. Подстилки, относящиеся к специфической страте лесных экосистем и являющиеся продуктом жизнедеятельности биоты, выполняют важные функции по сохранению в почве влаги и пополнению питательных элементов. Знания о процессах формирования подстилок необходимы для глубокого понимания закономерностей протекания в лесных экосистемах биологического круговорота веществ и процессов почвообразования. Цель исследования - выявление особенностей формирования лесных подстилок в биогеоценозах Среднего Поволжья на основе изучения их состава и основных свойств. Объекты и методика исследований. Статья написана на основе данных как собственных исследований, проведённых на серии пробных площадей в широком спектре экотопов, так и сведений, почерпнутых из различных литературных источников. Цифровой материал, отображающий сведения о параметрах подстилок в 210 различных экотопах, обработан с использованием общепринятых методов математической статистики и соответствующих прикладных программ. Результаты. Установлено, что все параметры подстилки имеют очень большую изменчивость, обусловленную существенными различиями условий её формирования в лесных биогеоценозах Среднего Поволжья. Особенно велика вариабельность содержания в ней подвижных соединений фосфора и калия, меньше же всего варьируют значения актуальной и обменной кислотности. Лесные подстилки имеют иной элементный состав, чем подстилающие их почвы. Особенно велики различия по содержанию таких биофильных элементов, как S, Ca, Zn, Mn, P и Cl. Вывод. Изменения значений параметров лесной подстилки полностью детерминированы сочетанием комплекса биоценотических, эдафических, орографических и гидрологических факторов, которые можно использовать при создании математических моделей, однако имеющихся данных для этого ещё недостаточно и требуется дальнейшее проведение исследований.
Ключевые слова
Введение. Технология выращивания посадочного материала с закрытой корневой системой относительно новая, поэтому существует ряд задач, которые следует изучить глубже, чтобы усовершенствовать её. Одной из таких задач является определение оптимальной насыпной плотности сложения субстрата в контейнерах. Цель исследований - изучить влияние насыпной плотности корнезакрывающего тепличного субстрата на рост и развитие сеянцев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) и берёзы повислой (Betula pendula Roth.) в контейнерах. Объектами исследования являлись десять корнезакрывающих субстратов, сеянцы сосны обыкновенной и берёзы повислой. Результаты. Рост и развитие сеянцев при выращивании в контейнерах в условиях контролируемой среды зависят от агрофизических свойств субстрата. Агрохимический состав субстрата оказывает незначительное влияние на сеянцы на начальных этапах их роста и развития. Наиболее оптимальным показателем насыпной плотности субстратов при выращивании сеянцев сосны обыкновенной является диапазон от 0,10 до 0,13 г/см3. Недостаточное количество пор в субстрате (от 77 до 86 %) не может обеспечить потребности сеянцев сосны и их рост, и накопление биомассы идёт медленнее, чем при пористости в пределах 86…92 %. При увеличении насыпной плотности сложения субстрата с 0,39 до 0,54 г/см3 путём увеличения степени уплотнения субстрата при заполнении ячеек контейнеров высота стволиков берёзы повислой увеличивается, а увеличение диаметра шейки корня происходит только до значения насыпной плотности сложения субстрата, равной 0,45 г/см3. Дальнейшее повышение плотности сложения приводит к снижению диаметра шейки корня сеянцев берёзы. Выводы. Наиболее оптимальный показатель насыпной плотности сложения субстрата в контейнерах для выращивания сеянцев сосны обыкновенной в контейнерах составляет 0,12 г/см3, а пористости - 90,5 %. Оптимальной насыпной плотностью сложения субстрата для выращивания однолетних сеянцев берёзы повислой является 0,45 г/см3.
Ключевые слова
Введение. В лесопарковой зоне современных урбоэкосистем происходит антропогенная трансформация лесных насаждений, выполняющих средообразующие и средостабилизирующие функции. Нарушенность в них естественных процессов приводит к изменению состава подлесочных видов и вытеснению аборигенных. Цель : мониторинг антропогенной трансформации старовозрастных сосновых насаждений лесопарковой зоны. Задачи: выявление ценотической роли Sorbus aucuparia L., определение её экологических ниш и плотности ценопопуляций. Объекты исследований: ценопопуляции Sorbus aucuparia L. пяти лесопарков Екатеринбурга: им. Лесоводов России, Нижнеисетский, Шарташский, Шувакишский и Юго-Западный. Методика работы заключалась в маршрутном обследовании лесопарков, расположенных на разном удалении от города, закладке 16 пробных площадей для установления плотности (шт./га) ценопопуляций Sorbus aucuparia L. в зависимости от полноты древостоя. Установление экологических ниш в перестойных сосновых насаждениях лесопарковой зоны Екатеринбурга проведено с помощью программы АРМ «ЛесФонд». Результаты. Доминирующий подлесочный вид Sorbus aucuparia L. представлен фрагментами поселений разных возрастных групп в 12 типах леса. Его максимальные площади установлены в сосняках ягодниковых, в удалённых от города лесопарках, Шувакишском и Нижнеисетском. Устойчивость ценопопуляций Sorbus aucuparia L. подтверждается их высокой плотностью и многообразием экологических ниш. Оптимальная экологическая ниша Sorbus aucuparia L. в перестойных сосновых насаждениях - сосняк ягодниковый и сосняк разнотравный. Наибольшая плотность ценопопуляций Sorbus aucuparia L., как показателя освоенности экологической ниши, определена в сосняке ягодниковом Шарташского лесопарка с полнотой соснового древостоя 0,7. Основным конкурентом Sorbus aucuparia L. в захвате подлесочного пространства исследованных лесопарков является Malus baccata (L.) . Выводы. Древостой сосны обыкновенной во всех лесопарках является фитоценотической защитой для аборигенных подлесочных видов от инвазионных ценопопуляций Malus baccata L. и других древесных интродуцентов.
Ключевые слова
Введение. ДНК-экстракция из древесных растений может вызывать сложности из-за большого количества метаболитов в образцах. В молекулярно-генетических исследованиях древесных часто в качестве образцов используются не только свежие материалы, но и гербарные образцы, замороженный материал. Листья дубов в качестве материала для экстракции нуклеиновых кислот являются сложным объектом в связи с тем, что в них отмечается высокая интенсивность синтеза вторичных метаболитов. При анализе растений, растущих в природной среде, среди растительных образцов наиболее часто применяемыми являются листья, также используются почки, камбий и различные части семян и проростков. Целью исследования явилась апробация коммерческих наборов для выделения ДНК и модификаций СTAB-метода для разного растительного материала р. Quercus. В качестве объекта исследования использовали листья, почки и камбиальный слой побегов. Результаты. Проведён сравнительный анализ методик экстракции ДНК из образцов дуба различного географического происхождения и видовой принадлежности. Проанализированные методы выделения основаны на использовании СТАВ в качестве основного компонента лизирующего буфера. Основные модификации затронули изменение концентрации действующих компонентов лизирующего буфера и времени инкубации образцов в ходе стадии гомогенизации. Выводы. Модификации стандартного протокола позволяют получить более чистые для анализа препараты ДНК по соотношению оптической плотности 260/280 и 260/230. Применение набора колонок на выделенных образцах ДНК способствует избавлению от примесей РНК и полисахаридов, снижающих качество ДНК-препаратов. Апробация модифицированных протоколов CTAB-метода и коммерческих наборов для выделения показала необходимость увеличения PVP в составе лизирующего буфера и времени инкубации гомогенатов образцов для достижения качественной ПЦР амплификации. Использование модифицированного метода с 7 % PVP в составе лизирующего буфера позволяет проводить амплификацию специфических к ITS-последовательности праймеров для полимеразной цепной реакции.
Ключевые слова
Введение. Плоды V. opulus и V. sargentii применяются в официальной и народной медицине, а также в пищевых целях и как декоративные растения. Также в России получены плодовые сорта К. обыкновенной, используемые в садоводстве. Стандартизация лекарственного сырья калины осуществляется по содержанию органических кислот. Цель исследования - сравнительный анализ показателей плодов видовых и сортовых калин и содержания в них органических кислот в условиях Республики Марий Эл. Объекты и методы. Объектами исследования стали плоды двух видов и девяти сортов калины Ботанического сада-института Поволжского государственного технологического университета (г. Йошкар-Ола): V. sargentii, V. opulus, сорта 'Гранатовый Браслет', 'Дачная', 'Жолобовская', 'Зарница', 'Красная Гроздь', 'Свердловская Сладкоплодная', 'Соузга', 'Ульгень', 'Шукшинская'. Морфометрические показатели изучали в 2015 и 2021 гг. Массу плодов определяли у трёх навесок по 100 шт., диаметр измеряли у 30 плодов. Содержание органических кислот в свежих плодах определяли в 2020 и 2021 гг. Для определения влажности сырья использовали гравиметрический метод, согласно ОФС.1.5.3.0007.15, количество органических кислот в свежих плодах определяли титриметрическим методом по ФС.2.5.0076.18 в пересчёте на яблочную кислоту. Результаты. Установлено, что крупными плодами обладали V. sargentii, V. opulus, сорта 'Красная Гроздь' и 'Дачная'. Все остальные изученные сорта характеризовались мелкими плодами. На формирование плодов оказывали влияние фактор сортовой специфичности и фактор погодных условий года, доля их влияния составила 40,2-52,9 %. В аномально сухих и жарких условиях 2021 года калины обладали существенно меньшей массой и размером плодов по сравнению с 2015 годом. Диаметр плодов изученных калин в 2021 году варьировал от 7,2 до 10,9 мм, в 2015 году - от 9,3 до 12,0 мм. Масса 100 плодов в 2021 году изменялась от 31,9 до 73,3 г, в 2015 году - от 49,6 до 86,0 г. На выход воздушно-сухого сырья основное влияние оказывал фактор погодных условий года, доля его влияния 73,6 %. Значения данного показателя колебались от 15,6 до 25,1 %. Содержание органических кислот в свежих плодах изученных калин соответствовало нормативному документу и составило 8,5-21,8 %. Сорта 'Дачная' и 'Соузга' являются перспективными для использования в качестве лекарственного растительного сырья наряду с фармакопейными видами V. opulus и V. sargentii. Заключение. Результаты исследования могут найти применение при выращивании изученных видов и сортов калины в пищевых и лекарственных целях в условиях Среднего Поволжья
Ключевые слова
Введение. Экологизация лесного хозяйства невозможна без комплексной оценки закономерностей роста и продуктивности естественно формирующихся фитоценозов в различных лесорастительных условиях. Влияние абиотических и антропогенных факторов на лесные экосистемы требует проведения детального анализа взаимосвязей показателей роста с физико-химическим составом почв и режимом увлажнения. Успешное решение задачи по оценке динамики роста и развития насаждений под влиянием множества переменных, характеризующих почвенные условия, требует проведения стационарных исследований на специальных научных объектах. Таким объектом уже более 150 лет является территория Лесной опытной дачи Тимирязевской сельскохозяйственной академии. Цель исследования - разработать методические указания для выявления экологических закономерностей и разработки многомерных моделей возрастного изменения продуктивности лесных фитоценозов под влиянием комплекса показателей, характеризующих физико-химический состав почв. Объекты, методы. Экспериментальный материал для решения поставленных задач представлен данными 38 постоянных пробных площадей с полной таксацией насаждений в разные возрастные этапы, вплоть до возраста спелости. Характеристика почв дана по описанию генетических горизонтов в 38 почвенных разрезах, заложенных в типичных для пробных площадей местах. Физико-химический состав почв оценён лабораторно. Наличие достоверности взаимосвязи возрастной динамики средней высоты древостоев с комплексом показателей, характеризующих гранулометрический и химический состав почв, оценено методом статистического моделирования. Построение моделей выполнено в два этапа, на первом из которых уравнения множественной регрессии включали в качестве предикторов условное значение высот в заданном возрасте, а также почвенные характеристики. Результаты и обсуждение. Фактическая высота древостоя на пробной площади была сведена к значению её в трёх градациях возраста: Н40, Н70, Н100 лет (Х1-Х3). Данные физико-химического состава почв (Х4-Х38) представлены показателями: верхняя граница горизонта В, гранулометрический состав и физико-химические показатели (рH водной и солевой вытяжки, содержание гумуса, подвижного фосфора и обменного калия, гидролитическая кислотность, сумма поглощённых оснований и степень насыщенности ими) горизонтов А1, А1А2, А2, А2В, В, ВС и С. Выводы. В 100-летнем возрасте древостоев разница средних высот на почвах со значениями рН водной вытяжки от 3,5 до 5,9 составляет 15,1 м. Аналогичная разница высот проявляется при изменении гранулометрического состава от песка до среднего суглинка почвенных горизонтов В, ВС и С. Кривые средних высот укладываются в четыре класса бонитета. Разница средних высот на почвах с гидролитической кислотностью от 0,553 до 8,696 мг×экв./100 г почвы и степенью насыщенности основаниями от 6,68 до 81,0 % составляет в 100-летнем возрасте 12,1 м и укладывается в три класса бонитета.