CC BY
13УДК 630-237.4 Х.М. Гамзатова
Анализ эктомикоризы Сосны Коха - P. kochiana Klotzsch ex С. Koch. при ее интродукции на равнину Республики Дагестан
Дагестанский государственный университет; xalim. 1980@mail. ru
В статье приведены результаты анализа почвы и описание микоризы корней сосны. Охарактеризована эктомикориза в условиях высокогорного участка, даны рекомендации по заготовке инфицированной микоризой почвы при ее интродукции и выращивании на равнине Республики Дагестан.
Ключевые слова: микориза, корневые окончания, гумус, интродукция, высокогорный лес.
The articles presents the results of the soil analysis and description of mycorrhyza of pine roots. It characterizes ectomycorrhyza in the conditions of mountainous area, makes recommendations about provision with mycorrhyza infected soil for its introduction and cultivation on Dagestan plain.
Keywords: mycorrhyza, the root terminations, humus, introduction, alpine (highlands) forest.
Микориза представляет собой симбиоз между грибами и тонкими корнями древесных пород, произрастающих в бореальной и умеренной зоне. При этом как растения, так и грибы получают выгоду от такой связи. Имеющие огромную поглотительную поверхность гифы грибов осуществляют снабжение древесных растений минеральными веществами и водой, а грибы получают от деревьев взамен углерод (сахар) для своих энергетических и биосинтетических потребностей [1].
Установлено также, что микориза активизирует процесс фотосинтеза и положительно сказывается на устойчивости растений к патогенам [2]. Микотрофность хвойных расширяет их адаптивные возможности, позволяет им осваивать разнообразные местаобитания и занимать ключевые позиции в лесных сообществах. Образование эк-томикориз при произрастании хвойных в естественной природной обстановке исследовано мало, современные представления о биологии и экологии эктмикоризных ассоциаций базируются на лабораторных или вегетационных опытах.
Задачи и методика исследования
Целью нашего исследования было изучение строения и морфологии корневой системы Сосны Сосновского, имеющей микоризу в течение всей жизни.
Рис. 1. Опытный участок сосны Коха в окрестности с. Гутатли Цунтинского района
Климат - умеренно-холодный, характеризуется продолжительной зимой и коротким летом. Годовая сумма осадков 800-1000 мм. В целом климатические условия благоприятствуют росту и развитию зимостойкой древесно-кустарниковой растительности. Район достаточно увлажненный, однако недостаточно тепла, что обуславливает произрастание только зимостойких сосновых и березовых лесов, играющих важную почвозащитную и водорегулирующую роль.
Почва - горные черноземы, которые обладают высоким плодородием, со сравнительно высокой водопрочной структурой и достаточной гумусированностью. Микоризу анализировали с учетом типа почвы и других условий горного чернозема [3, 7]. Тончайшие корневые ответвления исследуемых сеянцев сосны Коха 3 -летнего возраста обнажали, не повреждая растение. Корни брали с глубины 20 см слоя почвы в пределах перегнойно-аккумулятивного почвенного горизонта (рис. 2).
Рис. 2. Корневая система сосны Коха с почвенным грибным компонентом
Для установления наличия или отсутствия микоризы, а также определения ее состава образцы корней, фиксированные в 70%-ном растворе спирта, просматривали под микроскопом МБИ-3 при увеличении в 50 раз в капле глицерина.
Определили: наличие или отсутствие «голых» корневых окончаний, корневых волосков с гифами, грибные гифы визуально: «нет», «мало», «много» [4]. Эти гифы отличались от корневых волосков лишь меньшей толщиной.
Результаты и их обсуждение
Все образцы сосны на высокогорном участке оказались микотрофными в той или иной степени. Гифы рыхло оплетали корни, что дает право судить о типе микотрофно-сти как об эктотрофной, когда гифы не проникают в клетки, а сосредоточены в межклеточных пространствах. Наблюдения показали резкую дифференциацию корневых окончаний у сосны Коха на ростовые и сосущие, характерные для всех микотрофных растений. За счет постоянной деятельности не подвергшихся грибной инфекции ростовых окончаний боковые корни деревьев распространяются в поверхностных слоях почвы горизонтально, охватывая все большие объемы почвы.
Интродуцированные на равнину 2-3-летние саженцы сосны Коха мы посадили на загороженном участке в пос. Шамхал на расстоянии 2 м друг от друга (рис. 3).
Рис. 3. Саженцы сосны Коха с внесением лесной почвы (А) и контроль - без ее внесения (Б) на участке в пос. Шамхал
Для сравнительной оценки приживаемости при посадке саженцев почва вокруг была обработана примесью микоризного компонента (грибокорнем), привезенного вместе с образцами из горного участка. Контроль - почва без такой обработки. Образцы регулярно поливали до полного насыщения. На 45-й день посадки в контроле отмечено частичное пожелтение хвои, на растениях с примесью почвы никаких изменений отмечено не было, хвоя оставалась зеленой, без признаков увядания.
Таблица 1
Результаты анализа микоризации сеянцев сосны
Название Высота Длина Количество со- Отношение Отношение
варианта стебля корней, сущих боковых микориз, к микоризованных
мм окончании числу сосущих окончании
всего микориз. окончаний, % к контролю, %
Контрольн. 52,7 165,2 42,7 19,4 45,0 -
посев
Внесение 51,8 168,3 53,8 36,5 68,8 188,1
почвы из
леса
Внесение лесной почвы не отразилось на характере роста подземной части сеянцев сосны, чего нельзя сказать о корневой системе. Можно отметить, что внесение почвы даже в том количестве, которое было взято для исследования, стимулирует развитие корневой системы за счет усиления ветвления и увеличения количества сосущих окончаний, в том числе микоризных. К концу вегетационного сезона у сосны количество микоризных окончаний на корневой системе опытного растения было в 2 раза выше по сравнению с контролем. Следовательно, внесение лесной почвы стимулирует микори-зообразование в I год жизни сеянцев.
Почва равнинной зоны по показателям содержания химических элементов и рН сильно отличается от горной. Сравнение показателей равнинного и высокогорного участков, показало, что плотный остаток в 2 раза больше, СНОз - в 4,11; 80~24- в 1,32; Са - в 12; Mg - в 5 раз, а натрия № - меньше в 2,6 раза. рН почвенного раствора в горах слабокислая - (6,3), а на равнине слабощелочная - (7,8). Слабокислая среда высокогорного участка, которая образовалась, по-видимому, в результате вымывания карбонатов, оказывается благоприятной для развития эктомикоризы.
Таблица 2
Результаты химического анализа почв равнины (А), высокогорья (В)
Образцы Показатели в мг/экв А В
А-В В % от абс. сухой почвы
Глубина взятия образца, в см 0-10 0-10
Плотный остаток, в % 0,084 0,046
НСОз 0,037 0,009
сг 0,011 0,011
ЗО/- 0,015 0,011
Са2+ 0,012 0,001
Mg2+ 0,005 0,001
по разности 0,005 0,013
НСОз 0,60 0,14
сг 0,30 0,30
ЗО42- 0,31 0,23
Са2+ 0.60 0,07
Mg2+ 0,40 0,08
по разности 0,21 0,52
РН 7,5 6,3
Ai - Bi Результаты химического анализа
Глубина взятия образца, в см 0-10 0-10
рН 7,5 6,3
Сумма погл. основ - 5,2
Поглощенный Са2+ - 3,9
Поглощенный Mg - 0,92
Поглощенный № - 0,33
Подвижный Са2+, мг/экв - 4,0
Подвижная О2Р5, мг 12,5 2,80
Подвижная К2О, мг - 37
Щелочно-гидролизуемый азот, в мг на 100 г 0 0,87
Гумус в % 3,1 4,5
С02, в % - 1
СаСОз, в % - 2,5
Активная известь, в % - 0
А и Ai - равнинный участок (Шамхал) В и Bi - высокогорный участок (Цунтинский район)
Есть основание полагать, что полученные первые результаты анализа почвенных образцов и микоризообразующих грибов на корнях сосны Коха могут быть использованы для дополнения сведений об экологии грибов и функционировании сосняков на территории равнинного лесовыращивания, а также мониторинга окружающей среды для оценки состояния лесных экосистем. Основные результаты исследования могут быть использованы как теоретическая основа разработки технологии ускоренного восстановления сосновых лесов на равнине.
Литература
1. Адамов М.Г., Адамова Р.М., Гамзатова Х.М. О роли микоризы при интродукции древесных растений (аналитический обзор) // Вестник Дагестанского государственного университета (Естественные науки). - Махачкала, 2010. - Вып. 1- С. 92-98.
2. Веселкин Д.В. Строение и микоризация корней сеянцев Ели и Пихты при изменении почвенного субстрата // Институт экологии растений и животных УрО РАН. -2002. -№3,- С. 12-17.
3. Илъковская З.Г., Коновалова A.C. и др. Агрохимические методы исследования почвы. - М.: Наука, 1975. - 656 с.
4. Лобанов Н.В. Микотрофность древесных растений. - М.: Лесная пром-сть, 1971.-216с.
5. Красилъников П.К. Методика изучения подземных органов деревьев, кустарников и лесных сообществ при полевых геоботанических исследованиях // Полевая геоботаника. - М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1960. - С. 448^73.
6. Красилъников П.К Методика полевого изучения подземных частей растений (с учетом специфики ресурсоводческих исследований). - Л., 1983. - 208 с.
7. Методы агрохимических анализов почв. ОСТ 46 40-76-ОСТ. Изд. официальное. -М., 1977. - 165 с.
8. Почвоведение / под ред. И.С. Кауричева. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1975.-496 с.
Поступила в редакцию 27.12.2011 г.
