ЛЕСОВЕДЕНИЕ, 2014, № 6, с. 11-15
оригинальные статьи
УДК 582.475.2:581.522.68
влияние погодных условий на сезонный рост осины в северной Карелии
© 2014 г. и. т. Кищенко, и. В. Вантенкова
Петрозаводский государственный университет 185640 Петрозаводск, просп. Ленина, 33 E-mail: ivanki@karelia.ru Управление Россельхознадзора по Республике Карелии Е-mail: irinavantenkova@yandex. ru 185035 Петрозаводск, ул. Льва Толстого, 5 Поступила в редакцию 19.07.2011 г.
Рассматривается сезонный рост побегов, листьев и стволов деревьев осины, произрастающей в условиях осинника злаково-черничного. Установлено, что в изученном типе леса динамика формирования вегетативных органов осины обусловлена в основном ходом температуры воздуха; величина их годичного прироста зависит главным образом от интенсивности, а не продолжительности ростовых процессов.
Осина, вегетативные органы, погодные условия, сезонный рост.
Изучению сезонного роста и развития растений, в том числе древесных видов, уделяется большое внимание в России и за рубежом, так как познание этих важнейших биологических процессов имеет решающее значение в теории и практике создания культурценозов. При этом многие исследователи считают, что без знания сезонных изменений аборигенных лесообразую-щих видов невозможно раскрыть существенные стороны их биологии и экологии [8, 10, 11]. Биологическая продуктивность и устойчивость древостоев в итоге зависит от продолжительности и интенсивности роста всех органов дерева. Поэтому выявление особенностей в реакциях различных меристем лесообразующих видов на погодные условия представляет большой интерес в фундаментальных исследованиях. Сведения о сезонном ходе формирования всех вегетативных органов позволят более эффективно проводить лесохозяйственные мероприятия с целью повышения продуктивности древостоев.
Изучение сезонного роста осины в Карелии ранее не проводилось. Здесь, по данным 2008 г. [2], осинники занимали 62.3 тыс. га или 0.6% лесо-покрытий (в 2006 г. - соответственно 63.0 и 0.7). Естественно предположить, что сезонный рост осины связан с динамикой погодных условий и
характеризуется только ей присущими особенностями.
Настоящая работа посвящена изучению продолжительности и интенсивности сезонного роста побегов, листьев и стволов осины (Populus tremula L.).
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
Исследования проводили в 2005-2006 гг. в Северной Карелии (северная тайга, Муезерский муниципальный район, 63°50' с.ш., 30°45' в.д.). Объектами исследований служили деревья, произрастающие в условиях осинника злаково-чер-ничного, средний возраст деревьев - 41 год, высота стволов - 18 м, диаметр стволов - 14 см, класс бонитета - III, 2.
Закладку пробной площади и геоботаническое описание лесного фитоценоза проводили по общепринятым методикам [6, 7]. На пробной площади выбирали по 10 учетных деревьев II класса роста и развития (по Крафту).
Наблюдения за ростом побегов (без их срезания) проводили по методике А.А. Молчанова и В.В. Смирнова [5]. Измеряли длину побегов второго порядка ветвления с юго-западной части
Таблица 1. Температурный режим воздуха и прирост деревьев осины
Начало роста Кульминация прироста Окончание роста
Годы наблюдений Дата Среднесуточная температура воздуха, °С Интервал Среднесуточная температура воздуха, °С Дата Среднесуточная температура воздуха, °С
Побеги
2005 4.VI 14.3 29.VI-7.VII 19.4 23.VII 18.4
2006 9.VI 12.5 13-30.VI 17.2 27.VII 19.5
Листья
2005 9.VI 12.8 1-12.VII 18.2 20.VIII 14.6
2006 13.VI 17.2 7-12.VII 20.6 17.VIII 14.4
Стволы
2005 19.VI 13.3 14-19.VII 19.1 25.VIII 16.9
2006 23.VI 12.2 5-16.VII 18.8 27.VIII 15.5
* Фенофаза считалась наступившей, если она отмечалась не менее чем у 80% учетных деревьев.
кроны на высоте около 2 м с момента набухания вегетативных почек. Площадь листьев (в основании молодых ауксибластов) на этих же побегах оценивали с момента распускания вегетативных почек до полного прекращения роста через каждые 3 суток. Для этого листовые пластинки окон-туривали карандашом на белой бумаге, во время камеральной обработки площадь оконтуренных участков (т.е. площадь листьев на определенную дату) измеряли планиметром.
Для изучения сезонного радиального прироста древесины ствола у каждого учетного дерева методом высечек отбирали образцы древесины через каждые 5 суток после начала деятельности камбия по методике А.А. Молчанова и В.В. Смирнова [5]. Препараты древесины готовили для просмотра при помощи микротома GRANUM-202 [9]. Ширину слоя древесины текущего года измеряли в трех местах (начиная от камбиальной зоны до зоны поздней древесины прошлого года) с точностью до 1 мкм, используя микроскоп МБМ с микрометром МОВ-1 х 15.
Объем выборки по каждому сроку наблюдений составил 20 побегов, 20 листьев (на тех же самых побегах) и 20 образцов древесины ствола.
Величину суточного прироста определяли как разницу в величине показателей между последующим и предшествующим наблюдениями, отнесенную к числу суток этого периода.
Метеорологические данные получены от Су-лажгорской метеостанции (Петрозаводская гид-рометобсерватория), удаленной от объекта исследований на расстояние 3 км. В годы наблюдений
режим осадков мало отличался от среднемного-летнего.
По результатам наблюдений за ростом вегетативных органов был сформирован банк данных, обработанных с помощью рекомендуемых для этих целей методов вариационной статистики [3]. Статистическая обработка материалов наблюдений показала, что при определении среднеарифметической величины прироста побегов показатель точности опыта 4-6%, а коэффициент вариации 15-26%, листьев - соответственно 3-5 и 11-22%, ствола - 6-8 и 17-30%.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Наблюдение показало, что сроки начала роста побегов у осины связаны с температурным режимом окружающей среды. Данные табл. 1 свидетельствуют о том, что побеги трогаются в рост при среднесуточной температуре воздуха около +13°С (+12.5 - + 14.3°С). В связи с изменчивостью погодных условий начало их роста в разные годы приходилось на разные календарные даты. Так, в 2005 г. рост начался 4.У1, а в 2006 г. - 9.У1.
В дальнейшем температура воздуха продолжала влиять на темпы роста побегов. С ее повышением наблюдался и более интенсивный рост побегов (рис. 1). Особенно заметно это явление в докульминационный период. В этот период снижение среднесуточной температуры воздуха ниже +13°С существенно замедляло деятельность апикальной меристемы.
Наступление кульминации прироста побегов за два года исследований наблюдалось с 27.У1
ВЛИЯНИЕ ПОГОДНЫХ УСЛОВИИ НА СЕЗОННЫЙ РОСТ ОСИНЫ в СЕВЕРНОЙ КАРЕЛИИ 13
У 25
VI УП
Сроки вегетации
У 25
VI VII
Сроки вегетации
— I -------2
рис. 1. Сезонная динамика среднесуточной температуры воздуха (1, °С) и суточного прироста побегов (2, мм) и листьев (3, мм2) осины: годы: А - 2005 г., Б - 2006 г.
25 п
у
V 20Н
§ 154
СЗ
СИ
О.
Й
и Н
10
11
' \ \ /2 \
VI VII УШ
Сроки вегетации
г0. 0
о, 1-0, о, 1-0, о
14 § Я
12 В
о
в
о 08 й
•06| 04 "0
02
о н
и
и 25-,
3 20-
£
15 Н 10
/ \/
0.12 и о
0.1
§ В
0.08 н и
0.06 | 0.04 5
-0.02
VI
VII
Сроки вегетации — 1 ------
УШ
в
и
рис. 2. Сезонная динамика температуры воздуха (1, °С) и суточного радиального прироста стволов осины (2, мм): годы: А - 2005 г., Б - 2006 г.
по 13.УП и было связано с повышением температуры воздуха. В эти периоды наиболее интенсивного роста отмечалась и максимальная за вегетацию среднесуточная температура воздуха -+17.2 - +19.4°С. Суточный прирост побегов тогда повышался до 18-25 мм.
После кульминации прироста зависимость темпов роста побегов от температуры воздуха значительно слабела. Это свидетельствует о том, что температурный фактор отражается на деятельности апикальной меристемы побегов в основном в первую половину периода их роста [8].
Окончание роста побегов осины за годы исследований отмечалось с 23 по 27.УП при устойчиво стабильной температуре воздуха (+18.4 — +19.5°С).
Таким образом, продолжительность интенсивного роста побегов за годы наблюдений составляла 21—34 суток, а общая продолжительность роста - 38-49 суток (табл. 2).
Величина коэффициента корреляции между интенсивностью прироста побегов и динамикой температуры воздуха достигала 0.6...0.8.
Рост листьев осины начинался через 2-4 суток после начала роста побегов при повышении среднесуточной температуры воздуха до +12.8 -+17.2°С (табл. 1). Календарные сроки начала роста листьев за годы наблюдений существенно не менялись.
В дальнейшем также как и для побегов отмечалась зависимость между темпами увеличения площади листьев и динамикой температуры воздуха. С повышением температуры воздуха прирост листьев усиливался (рис. 1). На интенсивности роста листьев особенно заметно сказывались резкие температурные колебания (г = +0.6). Например, в 2006 г. в период с 28.У по 1.У1 среднесуточная температура воздуха повысилась до +20°С, и суточный прирост листьев в этот период составил 16 мм2. Далее произошло понижение температуры на +3°С, и прирост уменьшился до 13 мм2. После этого вновь наблюдалось повышение температуры воздуха на +5°С, что, в свою очередь, вызвало усиление прироста листьев до 14 мм2 в сутки.
Кульминация прироста листьев (15-16 мм2) происходила при максимальной за вегетацию температуре воздуха (+18.2 —+20.6°С). За годы исследований эта фенофаза отмечалась в первой половине VII.
Сроки прекращения роста листьев за годы исследований почти не различались и отмечались 17-20.УШ. Среднесуточная температура воздуха
Таблица 2. Некоторые характеристики прироста вегетативных органов у деревьев осины
Годы наблю- Максимальный суточный прирост, мм Годичный прирост Продолжительность роста, сут.
дений побеги, мм листья, мм2 стволы, мкм побеги, см листья, см2 стволы, мм побеги листья стволы
2005 19.6±1.7 19±0.1 120±2.3 12.4±5.4 46±2.1 6.0±0.3 38 65 65
2006 24.5±2.0 15±0.1 90±3.6 9.0±4.2 57±2.4 6.5±0.4 49 75 67
Таблица 3. Зависимость между интенсивностью роста вегетативных органов деревьев осины и факторами среды
Факторы среды Годы наблюдений Коэффициент корреляции
Побеги
Температура воздуха 2005 0.57
2006 0
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.