Корневая система сосны обыкновенной в условиях Северотаежной зоны

УДК

674.032.475.4

DOI:

10.17238/issn0536-1036.2016.1.55

Аннотация

Сосна обыкновенная может приспосабливаться к различным экологическим условиям, развивая как глубоко идущую, так и поверхностную корневую систему. Данные о строении и развитии корневых систем сосны позволяют повысить эффективность лесокультурных, лесохозяйственных и гидротехнических мероприятий в лесопарковом хозяйстве, выявить опасные и аварийные деревья. Устойчивость деревьев связана с распределением скелетных корней в плоскости и их размерами. Поэтому целью исследования являлось изучение структуры корневой системы сосны в Архангельском лесничестве (Архангельская область). Исследования по изучению строения корневой системы сосны проводились в сосняках лишайниковом, мохово-лишайниковом, черничном и долгомошном. Корневую систему подроста и деревьев сосны изучали путем частичного или полного освобождения ее от почвы. Установлено, что в сосняке лишайниковом формируется полноценно развитый стержневой корень. В остальных типах леса стержневой корень имеет резко сбежистую форму (форму «редьки») или не развивается. У зрелых деревьев в сосняке черничном, долгомощном, мохово-лишайниковом четко выраженный стержневой корень отсутствует. В процессе взросления дерева он переходит в хорошо развитые горизонтальные корни или принимает горизонтальное направление. До 10-летнего возраста корневая система подроста развивается одинаково в различных типах леса. В более старшем возрасте происходит дифференциация структуры и параметров корневой системы в зависимости от условий произрастания. Превышение доли вертикальных корней после 10-летнего возраста указывает на наличие патологии корневой системы или нижней части ствола. Мощность корнеобитаемого слоя в сосняке черничном больше, но проникновение вглубь вертикальных корней и радиус скелетных корней преобладают в сосняке лишайниковом. Следовательно, устойчивость наземной части деревьев в сосняке лишайниковом формируется за счет развития стержневого
и скелетных корней, в сосняке черничном – в результате значительной разветвленности как вертикальных, так и горизонтальных корней. Высокая вероятность вывала деревьев в сосняке долгомощном связана не только с поверхностной корневой системой, но и с патологией ее развития.

Сведения об авторах

© О.Н. Тюкавина, канд. с.-х. наук, доц.

В.Н. Евдокимов, канд. биол. наук, доц.

Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, 17, г. Архангельск, Россия, 163002; е-mail: olga-tukavina@yandex.ru

Ключевые слова

сосна обыкновенная, корневая система, стержневой корень, скелетные корни

Литература

1. Бобкова К.С. Строение корневых систем древесных пород в различных типах сосновых лесов Зеленоборского стационара//Вопросы экологии сосняков Севера: тр. Коми филиала АН СССР. 1972. Вып. 24. С. 52–69.

2. Веретенников А.В. Физиологические основы устойчивости древесных растений к временному избытку влаги в почве. М.: Наука, 1968. 215 с.

3. Волкорезов В.И. Особенности строения и формирования корневых систем сосны Приокских лишайниковых боров Горьковской области //Лесн. журн. 1970. № 2. С. 14–17. (Изв. высш. учеб. заведений).

4. Вомперский С.Э. Микрорельеф поверхности заболоченных и болотных почв и его лесоводственное значение // Влияние избыточного увлажнения почв на продуктивность лесов. М.: Наука, 1966. С. 96–111.

5. Ежов О.Н. Афиллофоровые грибы сосны обыкновенной и их значение в лесных экосистемах на территории Архангельской области. Екатеринбург: УрО РАН, 2012. 148 с.

6. Калинин М.И. Структура и пластичность корневой системы сосны обыкновенной // Лесн. журн. 1981. № 4. С. 13–16. (Изв. высш. учеб. заведений).

7. Каппер О.Г. Хвойные породы. М.; Л.: Гослесбумиздат, 1954. 304 с.

8. Огиевский В.В. Влияние условий местопроизрастания на строение корневых систем в 17–20-летних культурах сосны (Pinus silvestris L.) Ленинградской области // Ботан. журн. 1958. Т. 43, № 11. C. 89–114.

9. Оловянникова И.Н. Корневая система сосны обыкновенной в условиях ленточных боров Прииртышья // Тр. Лаборатории лесоведения АН СССР. 1962. Вып. 4.
С. 111–144.

10. Орлов А.Я. К методике количественного определения сосущих корней древесных пород в почве // Бюлл. МОИП. Отд. Биология. 1955. Т. LX, № 3. С. 78–96.

11. Орлов А.Я. Метод определения массы корней деревьев в лесу и возможность учета годичного прироста органической массы в толще лесной почвы // Лесоведение. 1967. № 1. С. 64–69.

12. Рахтенко И.Н. Корневые системы древесных и кустарниковых пород. М.; Л: Гослесбумиздат, 1952. 106 с.

13. Рахтеенко И.Н. Рост и взаимодействие корневых систем древесных растений. Минск: АН БССР, 1963. 254 с.

14. Рысин Л.П., Савельева Л.И. Сосновые леса России. М.: КМК, 2008. 289 с.

15. Тюкавина О.Н., Евдокимов В.Н. Особенности корневой системы сосны // Экологические проблемы Арктики и северных территорий: межвуз. сб. науч. тр. Вып. 17. Архангельск: САФУ, 2014.

16. Шиманюк А.П. Развитие корневых систем сосны в лесах // Тр. Института леса АН СССР. М.: АН СССР, 1950. С. 87–94.

17. Якушенко И.К. Влияние генезиса песков на строение корневой системы сосны // Выращивание высокопродуктивных лесов. Минск: АН БССР, 1963. С. 32–46.

18. George E., Seith B., Schaeffer C., Marschner H. Responses of Picea, Pinus and Pseudotsuga roots to heterogeneous nutrient distribution in soil // Tree Physiology. 1997.
P. 39–45.

19. Plourde A., Krause C., Lord C. Spatial distribution, architecture, and development of the root system of Pinus banksiana Lamb. in natural and planted stands // Forest Ecology and Management. 2009. P. 2143–2152.

Поступила 30.12.14

Ссылка на английскую версию:

Pinus Silvestris Root System in the North Taiga Zone

UDC 674.032.475.4

DOI: 10.17238/issn0536-1036.2016.1.55

Pinus Silvestris Root System in the North Taiga Zone

O.N. Tyukavina, Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor

V.N. Evdokimov, Candidate of Biological Sciences, Associate Professor

Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov,
Naberezhnaya Severnoy Dviny, 17, Arkhangelsk, 163002, Russian Federation;
е-mail: o.tukavina@narfu.ru

Pine can adapt to the different environmental conditions, developing deep and shallow root system. Data about the structure and development of pine root systems can improve the silvicultural, forestry and hydraulic treatment and identify the hazardous trees. Trees stability is related to the distribution of tree skeletal roots and their dimensions. The aim of the research was to study the pine root structure in the Arkhangelsk forestry (Arkhangelsk region). The studies of the structure of the pine root system were carried out in the lichen, moss and lichen and bilberry pine forests. The root systems of the undergrowth and pine trees were studied by its partial or complete exemption from the soil. The fully developed taproot is formed in the lichen pine forest. In other types of forests the taproot has the excurrent form (the form of a “radish”) or does not developed. The mature trees in the bilberry and moss and lichen pine forests do not have a taproot. In the process of the tree growing, it becomes a well-developed horizontal root and takes the horizontal direction. Up to 10 years of age the undergrowth root system develops identically in different types of forests. At older ages, the differentiation of structure and parameters of the root system occurs. It depends on the growing conditions. The excess of the vertical roots of a tree of more than 10-years-old indicates the diseases of a root system or a lower trunk. The vigor of the root layer in a bilberry pine forest more, but the depth penetration of the vertical roots and the radius of skeletal roots predominate in a lichen pine forest. Consequently, the tree stability in a lichen pine forest is formed due to the taproots and skeletal roots, in a bilberry pine forest – as a result of significant branching of vertical and horizontal roots. The high probability of the trees fall in a pine forest is associated not only with a shallow root system, but also with the development of its pathology.

Keywords: Scots pine, root system, taproot, skeletal roots.

REFERENCES

1. Bobkova K.S. Stroenie kornevykh sistem drevesnykh porod v razlichnykh tipakh sosnovykh lesov Zelenoborskogo statsionara [The Structure of a Tree Root Systems in Different Types of Pine Forests of the Zelenoborsk Station]. Voprosy ekologii sosnyakov Severa: Tr. Komi filiala AN SSSR [Questions of Ecology of Pine Forests of the North: Proc. of the Komi Branch of the Academy of Sciences of the USSR], 1972, no. 24, pp. 52–69.

2. Veretennikov A.V. Fiziologicheskie osnovy ustoychivosti drevesnykh rasteniy k vremennomu izbytku vlagi v pochve [Physiological Bases of Woody Plants Resistance to a Temporary Moisture Excess in the Soil]. Moscow, 1968. 215 p.

3. Volkorezov V.I. Osobennosti stroeniya i formirovaniya kornevykh sistem sosny Priokskikh lishaynikovykh borov Gor'kovskoy oblasti [Features of the Structure and Formation of the Root Systems of Pine in the Prioksk Lichen Forests of the Gorky Region]. Lesnoy zhurnal, 1970, no. 2, pp. 14–17.

4. Vomperskiy S.E. Mikrorel'ef poverkhnosti zabolochennykh i bolotnykh pochv i ego lesovodstvennoe znachenie [The Surface Microrelief of Wetlands and Bog Soils and Its Silvicultural Value]. Vliyanie izbytochnogo uvlazhneniya pochv na produktivnost' lesov [The Effect of Excessive Soil Moisture on Forest Productivity], 1966, pp. 96–111.

5. Ezhov O.N. Afilloforovye griby sosny obyknovennoy i ikh znachenie v lesnykh ekosistemakh na territorii Arkhangel'skoy oblasti [Aphyllophorales Scots Pine Fungi and Their Significance in the Forest Ecosystems in the Arkhangelsk Region]. Yekaterinburg, 2012. 148 p.

6. Kalinin M.I. Struktura i plastichnost' kornevoy sistemy sosny obyk-novennoy [Structure and Plasticity of the Root System of Scots Pine]. Lesnoy zhurnal, 1981, no. 4, pp. 13–16.

7. Kapper O.G. Khvoynye porody [Coniferous Species]. Moscow; Leningrad, 1954. 304 p.

8. Ogievskiy V.V. Vliyanie usloviy mestoproizrastaniya na stroenie korne-vykh sistem v 17–20 letnikh kul'turakh sosny (Pinus silvestris L.) Leningradskoy oblasti [The Effect of Site Conditions on the Root System Structure of the 17–20 Years Old Cultures of Pine (Pinus silvestris L.) in the Leningrad Region]. Botan. zhurn., 1958, vol. 43, no. 11, pp. 89–114.

9. Olovyannikova I.N. Kornevaya sistema sosny obyknovennoy v usloviyakh lentochnykh borov Priirtysh'ya [The Root System of Scots Pine in the Irtysh Pine Forests]. Tr. Laboratorii lesovedeniya AN SSSR [Proc. of the Laboratory of Forest Sciences of the Academy of Sciences of the USSR]. Moscow, 1962, iss. 4, pp. 111–144.

10. Orlov A.Ya. K metodike kolichestvennogo opredeleniya sosushchikh korney drevesnykh porod v pochve [By the Method of Quantitative Determination of Absorbing Tree Roots in the Soil]. Byull. MOIP. Otd. Biologiya [Bulletin of Moscow Society of Naturalists. Biological Series], 1955, vol. LX, no. 3, pp. 78–96.

11. Orlov A.Ya. Metod opredeleniya massy korney derev'ev v lesu i vozmozhnost' ucheta godichnogo prirosta organicheskoy massy v tolshche lesnoy pochvy [Method for Determining the Mass of the Tree Roots in a Forest and Inventory of the Annual Increment of Organic Mass in the Depth of Forest Soil]. Lesovedenie [Russian Journal of Forest Science], 1967, no. 1, pp. 64–69.

12. Rakhtenko I.N. Kornevye sistemy drevesnykh i kustarnikovykh porod [The Root Systems of Woody and Shrubby Species]. Moscow; Leningrad, 1952. 106 p.

13. Rakhteenko I.N. Rost i vzaimodeystvie kornevykh sistem drevesnykh rasteniy [The Growth and the Interaction of the Root Systems of Woody Plants]. Minsk, 1963. 254 p.

14. Rysin L.P., Savel'eva L.I. Sosnovye lesa Rossii [Pine Forests of Russia]. Moscow, 2008. 289 p.

15. Tyukavina O.N., Evdokimov V.N. Osobennosti kornevoy sistemy sosny [Features of the Pine Root System]. Ekologicheskie problemy Arktiki i severnykh territoriy: mezhvuz. sb. nauch. tr. [Ecological Problems of the Arctic and Northern Territories: Interacademic Proc.]. Arkhangelsk, 2014, iss.17.

16. Shimanyuk A.P. Razvitie kornevykh sistem sosny v lesakh [Development of Pine Root Systems in the Forests]. Tr. Instituta lesa AN SSSR [Proc. of Institute of Forest of the Academy of Sciences of the USSR]. Moscow, 1950, pp. 87–94.

17. Yakushenko I.K. Vliyanie genezisa peskov na stroenie kornevoy sistemy sosny [The Influence of Sand Genesis on the Structure of the Pine Root System]. Vyrashchivanie vysokoproduktivnykh lesov [Growing of High-Productive Forests]. Minsk, 1963, pp. 32–46.

18. George E., Seith B., Schaeffer C., Marschner H. Responses of Picea, Pinus and Pseudotsuga Roots to Heterogeneous Nutrient Distribution in Soil. Tree Physiology, 1997, pp. 39–45.

19. Plourde A., Krause C., Lord C. Spatial Distribution, Architecture, and Development of the Root System of Pinus Banksiana Lamb. in Natural and Planted Stands. Forest Ecology and Management, 2009, pp. 2143–2152.

Received on December 30, 2014