Представлені результати 2-річних вивчень анатомо-фізіологічних показників тополі і клена в 3і 8-рядних полезахисних лісосмугах.

Анотація наукової статті по промисловим біотехнологій, автор наукової роботи - Фомін Лев Васильович


The results of 2 years long research of anatomical and physiological indices of poplar and maple in threeand eight-row field-protective forest belts are presented.


Область наук:
  • промислові біотехнології
  • Рік видавництва діє до: 2012
    Журнал: Вісник Алтайського державного аграрного університету

    Наукова стаття на тему 'Анатомо-фізіологічні показники тополі і клена в 3і 8-рядних полезахисних лісосмугах'

    Текст наукової роботи на тему «Анатомо-фізіологічні показники тополі і клена в 3і 8-рядних полезахисних лісосмугах»

    ?УДК 630x168: 581.1: 630x265 Л.В. Фомін

    АНАТОМО-ФІЗІОЛОГІЧНІ ПОКАЗНИКИ ТОПОЛЯ І КЛЕНА В 3 І 8-рядні полезахисних лісосмуг

    Ключові слова: полезахисна лісова смуга, тополя, клен, фізіологія, анатомія, показники.

    Вступ

    У більшості публікацій про лісосмугах обговорюється їх вплив на перерозподіл і накопичення снігу в межполосних просторах, в результаті чого збільшується урожай сільськогосподарських культур. Влагонакопительная роль лісосмуг на полях в Алтайському краї зростає в зв'язку з його континентальним кліматом і меншою кількістю опадів в літній період в порівнянні з іншими регіонами нашої країни.

    При вивченні дії лісосмуг розглядаються видовий склад, кількість рядів, конструкція, особливості накопичення снігу та вологи на полях і в лісосмузі і урожай сільськогосподарських культур. Враховується і відмінність в стані видів деревних і чагарникових рослин: висота, діаметр стовбурів, приріст [1].

    Однак як відбивається снегораспределітельная роль лісосмуг на життєдіяльність самих дерев, що складають лісосмугу, на рівень фізіолого-анатомо-чеських показників, в літературі даних немає, а це важливий фактор життєдіяльності рослин, тим більше для Алтайського краю з його літніми посушливими умовами. Такі дослідження представляють безсумнівний інтерес. Отримані знання дозволяють не тільки все взяти від лісосмуги, а й подбати про її благополуччя і здоров'я (здоров'я видів деревних рослин, з яких складається), щоб продовжити термін її дії.

    У літературі досить часто наводяться результати вивчення дії нестачі вологи в грунті (посухостійкості) на анатомічну будову і фізіологічні показники, але такі дослідження проводилися в основному на культурних плодових рослинах (яблуня та ін.). Даних ж фізіологічного і анатомічного характеру по тополю і клену (та й по іншим деревним породам в лісосмугах) в літературі, як уже говорилося немає.

    Форма і розмір клітин тісно пов'язані між собою і в сукупності становлять анатомічну структуру листа, яка є видимим боком прояви життєдіяльності рослини і відображення зовнішніх умов. Інша сторона жізнедеятель-

    ності - це метаболічні процеси, якими і визначаються розмір та форма клітин.

    Анатомічна будова і спрямованість фізіологічних і біохімічних процесів взаємопов'язані між собою. Під впливом зовнішніх умов вони формують, направляють і регулюють один одного.

    Найчастіше анатомія і фізіологія рослин вивчаються окремо. Лише побічно ми можемо пов'язати ці дві сторони прояву життєдіяльності клітини між собою воєдино, знаючи особливості анатомічної будови і спрямованості фізіологічних і біохімічних процесів в одних і тих же умовах.

    У зв'язку з цим було поставлено завдання - виявити відмінні риси анато-мо-фізіологічного характеру у листя тополі і клена в лісосмугах, різного ступеня забезпечених водою, а саме в 8-рядної щільною і 3-рядною продувається лісосмузі.

    Об'єкти і методика

    Було вивчено вплив різного вмісту води в грунті на анатомічну будову, розмір клітин мезофіла листа і показники водного обміну тополі сибірського (Роріі sibirica L.) і клена американського (Асег nequndo L.) 20-річного віку в лісосмугах 8-рядної щільною і 3 рядної продувається конструкції. Лісосмуги розташовані на полях ОПХ Алтайського аграрного університету. Вивчення проведено в 1971-1972 рр.

    Протягом літнього періоду 1971-1972 рр. визначалася вологість грунту (%) шляхом взяття ґрунтових проб через кожні 20 см на глибину до 1,5 м. Вміст води в листі, її дефіцит, сосущая сила, осмотичний тиск, водоутримуюча здатність визначалися за методикою, опублікованій в роботах [2-5].

    При вивченні водоутримуючої здатності листя використовувалися два водоотнимающих розчину сахарози в 30 і 60%. Вода, забране розчином сахарози, - умовно вільна, і що залишилася, утримувана органоидами і гналоплазмой, - пов'язана. Співвідношення пов'язаної до вільної води дозволяє судити про водоутримуючої здатності рослини. Випаровування води листям проводилося шляхом витримування листя в кімнатних умовах протягом 10 год (в% за годину від сирої ваги).

    Методика анатомічного опису листка докладно викладена в роботі [6]. Малюнки анатомічної будови листя тополі і клена зроблені за допомогою малювального приладу при збільшенні в 280 разів. Математична обробка даних проводилася за Б.А. Доспехову [7]. Величина помилки не перевищувала 3%.

    Результати та обговорення

    Як відомо, трехрядная продувається лісосмуга сприяє більш рівномірному відкладенню снігу в поле, восьмирядна щільна лісосмуга, в силу її непрод-ваемой конструкції, відкладає більшу частину снігу поруч з собою і всередині. У зв'язку з цим в лісосмугах створюється різний запас продуктивної вологи.

    Було встановлено, що запас продуктивної вологи до 1,5 м глибини від граничної польової вологоємності становив: в Восьмирядна щільною - 56-84% на початку і 15-37% в кінці вегетації, в трехрядной продувається 36-41% на початку і 10 21% в кінці вегетації.

    Така кількість вологи в грунті малорядной лісосмуги є межею існування рослин. Продувається конструкція лісосмуги сприяє збільшенню випаровування води через грунт. Це додатково знижує і без того мізерний запас вологи в грунті.

    Сумарне випаровування в тополевої лісосмузі в 1971 р в Восьмирядна становить 468,2 мм, трехрядной - 244,6, у 1972 р відповідно - 361,9 і 255,0 мм.

    Недолік вологи в малорядних продуваються лісосмугах привів до різниці в зрості дерев: у тополі в 1972 р висота досягла в Восьмирядна лісосмузі 13,7 м і в трехрядной - 12,7 м, діаметр - відповідно, - 21,6 і 15,3 см.

    Різний зміст вологи в грунті в 8-й 3-рядних лісосмугах відбилося на фізіологічних показниках тополі і клена.

    У 8-рядної лісосмузі листя тополі і клена краще оводнен, в денний час в них менше дефіциту води, менше міститься зв'язаної води до вільної, нижче осмотичнийтиск (табл. 1-4) і сисних сила (табл. 1-4).

    Одним з показників, що характеризують стан водного обміну рослини, явля-

    ється показник загального вмісту води в листі. Недолік вологи в грунті в 3-рядною лісосмузі відбивається на оводненности-сті листя її деревних порід. У тополі і клена обводненню листя в 3-рядною лісосмузі, в порівнянні з 8-рядної, знижується і різниця становила 2% і в окремі терміни навіть 5%, крім початку вегетації, коли вологи в грунті ще було досить. Клен підтримує обводненню листя на більш високому рівні, ніж тополя. У 1971, 1972 рр. по місяцях в більшості випадків вміст води в листках клена перевищує 70%, у тополі - менше 70% (табл. 1, 2). Інший показник водного режиму рослин - дефіцит води в листі. Визначення проводилося в 1972 р (табл. 2). Більш значний дефіцит води в листі відзначався у тополі і клена в 3-рядною лісосмузі, різниця досягала 1%, а в кінці сезону - і більш. Водоутримуюча здатність листя характеризується співвідношенням зв'язаною і вільною води. Чим більше зв'язаної води в листі по відношенню до вільної, тим вище водоутримуюча здатність листя. З даних таблиці 3 випливає, що водоутримуюча здатність деревних рослин вище в 3-рядною лісосмузі. Особливо високий показник водоутримуючої здатності в червні, а різниця у ставленні пов'язаної до вільної води в листі деревних рослин в 3 і 8-рядних лісосмугах досягала 1,5-2 разів. Осмотичний тиск і сисних сила (атм.) Знову-таки вище в 3-рядною лісосмузі. Всі ці показники стану води в рослині свідчать про напругу, в якому перебувають деревні рослини в надходженні води в 3-рядною лісосмузі. І це напруга в обмеженні водного балансу змушує рослини в зміні спрямованості фізіологічних процесів в бік посилення водоутримуючої здатності шляхом збільшення сили, що смокче, осмотичного тиску і віддачі води листям (табл. 3, 4, рис. 1).

    З різною забезпеченістю водою деревних порід 3- і 8-рядних лісосмуг, з різною інтенсивністю фізіологічних процесів пов'язані і відмінності в побудові анатомічної структури листя (табл. 5, рис. 2).

    Таблиця 1

    Загальний вміст води в листках деревних порід в 8- і 3-рядних лісосмугах в літній період 1971 року після повного насичення,% від сирої ваги

    Порода Лісосмуга, число рядів | Дата визначення |

    26.05 10.06 14.07 01.09 17.09

    Тополя 8 77,91 75,07 67,73 60,72 62,67

    3 - 69,76 64,78 62,46 61,08

    Клен 8 77,44 75,40 75,55 66,67 69,53

    3 - 76,37 72,63 64,66 65,77

    Таблиця 2

    Загальний вміст і дефіцит води в листі деревних порід в 8- і 3-рядних лісосмугах в літній Протягом 1972 року після повного насичення,% від сирої ваги

    Порода Лісосмуга, число рядів Дата визначення

    22.06 12.07 02.08 05.09 22.09

    Загальний вміст води

    Тополя 8 70,02 68,51 68,44 69,40 69,60

    3 77,70 66,94 65,83 67,44 68,88

    Клен 8 76,09 70,63 72,67 74,07 70,33

    3 75,53 70,23 70,57 69,78 70,43

    дефіцит води

    Тополя 8 1,46 0,75 3,24 3,69 1,53

    3 5,01 1,30 3,60 4,55 3,07

    Клен 8 1,15 0,72 2,26 3,58 1,57

    3 7,20 2,54 1,27 5,72 4,50

    Таблиця 3

    Ставлення пов'язаної до вільної води (30- і 60% -ний розчин сахарози) в листі деревних порід в 1972 р в 8- і 3-рядних лісосмугах

    Порода Лісосмуга, число рядів Дата визначення

    22.06 12.07 02.08 05.09 22.09

    30 60 30 60 30 60 30 60 30 60

    Тополя 8 1,2 0,46 2,8 0,77 1,5 0,4 4,6 0,9 3,4 0,9

    3 1,9 0,48 4,3 1,33 2,0 0,7 11,2 0,6 6,8 1,3

    Клен 8 0,6 0,24 2,2 1,1 1,6 0,7 5,6 0,5 3,5 0,6

    3 1,0 0,32 5,6 2,3 2,4 0,7 6,6 0,8 8,7 1,0

    Таблиця 4

    Величина осмотичного тиску (Р) і сили, що смокче (S) листя деревних порід, атм.

    Порода Лісосмуга, число рядів S Р

    14.07.71 р 10.06.71 р 14.07.71 р 14.07.72 р 20.08.72 р.

    Тополя 8 35,1 27,5 27,2 18,4 21,1

    3 36,7 28,0 28,0 19,0 22,2

    Клен 8 36,7 27,6 29,2 20,7 22,7

    3 38,2 28,8 31,1 22,0 23,8

    Таблиця 5

    Показники анатомічної будови листків деревних порід в лісосмугах 8-рядної щільною і 3-рядною продувається конструкцій, вересень 1971 р мкм

    Порода Лісосмуга, число рядів Товщина листової пластинки, мкм Лінійні розміри клітин палісадні паренхіми

    довжина (Ь) | діаметр (Д) | Ь / Д

    Перший ряд

    Тополя 8 197,7 + 0,70 40,3 + 0,66 14,86 + 0,40 2,71

    3 233,3 + 0,67 50,8 + 0,72 13,39 + 0,43 3,79

    Клен 8 152,4 + 0,49 47,8 + 0,70 15,93 + 0,48 3,00

    3 170,6 + 0,43 52,3 + 0,79 13,46 + 0,45 3,89

    другий ряд

    Тополя 8 37,7 + 0,68 15,02 + 0,27 2,44

    3 49,3 + 0,74 14,20 + 0,32 3,41

    Клен 8 31,9 + 0,68 16,11 + 0,41 1,98

    3 35,2 + 0,88 13,55 + 0,29 2,60

    Тополя Клітини першого ряду Товщина епідермісу

    V 102 мкм3 S 102 мкм2 S / V верхній нижній

    8 61,27 18,7 0,31 20,7 + 0,21 16,8 + 0,31

    3 65,31 21,37 0,33 21,1 + 0,16 17,7 + 0,13

    Клен 8 84,72 23,93 0,28 18,9 + 0,08 14,6 + 0,19

    3 67,00 22,1 0,33 19,3 + 0,13 14,6 + 0,16

    У трехрядной лісосмузі (в порівнянні характерно збільшення обсягу і площі

    з Восьмирядна) товщина листя більше, а поверхні клітин і їх відношення, більше

    також довжина клітин мезофіла листа (1-го товщина епідермісу.

    і 2-го рядів), але менше їх діаметр,

    Мал. 2. Анатомічна будова листків (7x40) клена і тополі в трехрядной (3) і Восьмирядна (8) лісосмугах:

    А - поперечний розріз листа; Б - нижній епідерміс

    У щільною лісосмузі, в порівнянні з продувається 3-рядною, клітини першого ряду палісадні паренхіми листа тополі і клена дещо коротший, а діаметр їх більше, обсяг клітин тополі менше, у клена більше. Стосовно ж площі поверхні клітинної оболонки до обсягу (S / V) закономірність одна і та ж і у тополі, і у клена: в 3-рядною лісосмузі вона більше (табл. 5). Так що і тут відношення площі поверхні клітини до її обсягу (S / V) є більш точним, більш надійним і узагальнюючим показником розміру і форми клітини. Між розміром і формою клітин палісадні паренхіми, анатомічною будовою листя, фізіологічними процесами і зовнішніми умовами (наявністю вологи в грунті) в залежності від конструкції і кількості рядів лісосмуги відзначається повна взаємозв'язок. Анатомічна будова листків тополі і клена в 3- і 8-рядних лісосмугах представлено на малюнку 2.

    висновок

    Вивчення показало, що малорядние, продуваються лісосмуги (в вивченні була 3-рядна), в порівнянні з многорядной (8-рядної) непродуваемой конструкцією, відчувають значний недолік води в грунті, що відбивається на анатомо-фізіо-логічних показниках: вміст води в листках менше і більше дефіцит води. Відзначається зниження випаровування води листям, тобто збільшується водоутримуюча здатність листя, показник відношення пов'язаної до вільної води, показник сили, що смокче і осмотичного тиску.

    Особливості біохімічних і фізіологічних процесів (їх спрямованість, інтенсивність) будують і формують таку анатомічну структуру листя, яка в свою чергу активно включається в участь

    в регулятивних процесах клітини, рослини і стає одним з провідних факторів.

    Розміри клітин мезофіла листа (довжина, діаметр, форма), еластичність клітинної оболонки, ступінь її скоротливості, обумовлені градієнтом полярності - все це формується не тільки як вплив (відображення) впливу зовнішнього середовища з її численними енергоінформаційними складовими, а будується, формується цілеспрямовано в створенні анатомічної структури регуляторного характеру, в єдиній регуляторній системі рослини.

    бібліографічний список

    1. Альбенскій А.В. Сільське господарство і

    захисне лісорозведення. - М .: Колос,

    1971. - 279 с.

    2. Філіппов Л.А. Оцінка стану водного режиму яблуні (по оводненности листя) // Садівництво, виноградарство і виноробство Молдавії. - 1959. - № 2. - С. 17-20.

    3. Гусєв Н.А. Деякі методи дослідження водного режиму рослин. - Л .: Всесоюзне бот. т-во АН СРСР, 1960. - 61 с.

    4. Кушніренко М.Д., Гончарова Е.А., Бондар О.М. Методи вивчення водного обміну і посухостійкості плодових рослин. - Кишинів: РІО АН Молдавської РСР, 1970. - 78 с.

    5. Єремєєв Г.Н. Методи оцінки посухостійкості плодових культур / / Методи оцінки стійкості рослин до несприятливих умов середовища. - Л .: Колос, Ленингр. від., 1976. - С. 111-115.

    6. Василевська В.К. Формування листа засухостійких рослин. - Ашхабад: АН туркмени. РСР, 1954. - 184 с.

    7. Обладунків Б.А. Методика польового досвіду. - М .: Колос, 1979. - 416 с.


    Ключові слова: Полезахисних лісових смуг / ТОПОЛЬ / КЛЕН / ФІЗІОЛОГІЯ / АНАТОМІЯ / Показники / FIELD-PROTECTIVE FOREST BELT / POPLAR / MAPLE / PHYSIOLOGY / ANATOMY / INDICES

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити