CC BY
42
ФОРМИРОВАНИЕ КОРНЕВОЙ СИСТЕМЫ ИВЫ БЕЛОЙ (SALIX ALBA L.) В УСЛОВИЯХ УФИМСКОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ЦЕНТРА
FORMATION OF THE ROOT SYSTEMS OF WHITE WILLOW (SALIX
ALBA L.) UNDER CONDITIONS OF UFA INDUSTRIAL CENTRE
Ахмадуллин Р.Ш. , Зайцев Г.А.* (БГПУ им. М.Акмуллы, г. Уфа, РФ;
*Институт биологии Уфимского научного центра РАН г. Уфа, РФ).
Akhmadullin R.Sh., Zaitsev G.A. * (M. Akmullah BSPU, Ufa, Russia; * Institute
of Biology, Ufa Scientific Center, Russian Academy of Sciences, Ufa, Russia).
Изучены особенности строения корневых систем ивы белой в условиях уфимского промышленного центра. Установлено, что в условиях загрязнения отмечается уменьшение корненасыщенности почвы в насаждениях ивы.
The structure peculiarities of root systems of white willow under conditions of Ufa industrial centre were studied. It is established that in a marked decrease in contamination of soil saturation roots in plantations of willow.
Ключевые слова: ива белая, корневая система, промышленный центр.
Key words: white willow, root systems, industrial centre.
Древесные растения являются эффективным средством снижения загрязнения. Ивы являются пионерами при заселении техногенных ландшафтов. Состояние и устойчивость древесных растений к действию промышленного загрязнения зависит не только от состояния ассимиляционного аппарата, но и от особенностей строения и степени развития корневых систем.
Техногенное загрязнение УПЦ смешанное, с преобладанием углеводородной составляющей, имеет место полиметаллическое загрязнение.
Объект исследования - одновозрастные лесные культуры ивы белой расположенные в пойме реки Белой в непосредственной близости от Уфимского промышленного центра, средней зоной загрязнения была выбрана центральная часть города, пойма р.Белой, относительным контролем служили насаждения, расположенные в южной части города в пойме реки Демы.
Подбор, закладку и описание пробных площадей проводили по стандартной методике. Особенности формирования корневой системы ивы белой изучали методом монолитов. Почвенные траншеи (9 траншей) для изучения корневой системы ивы белой закладывались в междурядьях перпендикулярно росту горизонтальных корней в 50 см от стволов модельных деревьев, все траншеи имели одинаковый размер (2.5х1 м). Использовали монолиты размером 20х20х10 см. Выборку корней из полученных монолитов проводили при помощи пинцета с последующей отмывкой на ситах (диаметр ячеек 0,5 мм). При разделении корней на фракции использовали дробность предложенную И.Н.Рахтеенко для лесных культур: до 1 мм, 1-3 мм и более 3 мм, корни до 1 мм относили к деятельным и условно деятельным (сосущие), 1-3 мм - к полускелетным (проводящие), более 3 мм - к скелетным (проводящие).
Вес корней определялся в воздушно-сухом состоянии на электронных весах ВЛТЭ-150 (Госметр, Россия с точностью до 0,01 г. Корненасыщенность почвы рассчитывали на единицу площади горизонтальной поверхности 10-см
л
слоя почвы (г/м ).
Установлено (рис.), что в условиях загрязнения по сравнению с контролем во всех горизонтах почвы уменьшается общая масса корней всех диаметров.
А (Промзона)
Б (Средняя зона)
0 100 200 300 400 500 600 г/м
100 200 300 400 500 600
г/м 2
0-10 см 10-20 см 20-30 см 30-40 см -|] 40-50см 50-60 см 60-70 см
70-80 см -80-90 см 90-100 см
Г
0-10 см 10-20 см 20-30 см 30-40 см 40-50см 50-60 см 60-70 см 70-80 см 80-90 см 90-100 см
1> 3 мм
11-3 мм □ до1 мм
0
В (Контроль)
г/м 2
100 200 300 400 500 600
0
0-10 см 10-20 см 20-30 см -ha I
30-40 см -PHÜZD 40-50см
50-60 см -1 I 60-70 см Щ I 70-80 см
80-90 см 90-100 см Ш
Рисунок - Корненасыщенность почвы в насаждениях ивы белой (Salix alba L.) в условиях нефтехимического загрязнения Уфимского промышленного центра
В условиях загрязнения общая масса корней в метровом слое почвы меньше по сравнению с контролем и меньше чем в средней зоне (условия загрязнения 542,2 г/м2, а в условиях контроля 1078,1 г/м2, в средней зоне заЛ
грязнения1189,7г/м ). Максимальная корненасыщенность почвы в условиях
Л
загрязнения отмечается на глубине 0-10см -69,61 г/м (36,75% от массы всех
Л
корней), в условиях контроля - на глубине 0-10 см 105,74 г/м2 (25,81% от
Л
массы всех корней), в средней зоне - на глубине 0-10см - 93,62 г/м (22,31%
от массы всех корней). С глубиной наблюдается уменьшение корненасыщен-ности почвы. Большая часть массы корней ивы во всех случаях располагается в верхних горизонтах почвы: в условиях загрязнения в горизонте 0-50 см сосредоточено 69,51% всей массы корней ивы, в условиях контроля 69,36% в средней зоне загрязнения 85,29%. Максимальная насыщенность почвы поглощающими корнями в условиях загрязнения и в контроле отмечается на
2 2
глубине 0-10 см (32,45 г/м и 40,25 г/м соответственно), а в средней зоне заЛ
грязнения отмечается на глубине 10-20 см (24,1 г/м2).
Корненасыщенность метрового слоя почвы полускелетными корнями в
2 2 условиях загрязнения составляет 171,62г/м , в условиях контроля -199,79г/м ,
Л
а в средней зоне загрязнения 160,87 г/м . Максимальная насыщенность почвы полускелетными корнями ивы белой в условиях загрязнения отмечается на
Л
глубине 0-10см (55,79г/м2), в условиях относительного контроля - на глубине
Л Л
10-20 см (39,56г/м ), а в средней зоне загрязнения 0-10 см (37,23 г/м ).
Корненасыщенность метрового слоя почвы скелетными корнями в условиях загрязнения составляет 252,07г/м2, в условиях контроля - 740,75 г/м2, а в
Л
средней зоне загрязнения 895,33 г/м . Максимальная насыщенность почвы скелетными корнями в условиях загрязнения, в контроле и в средней зоне
Л Л Л
отмечается на глубине 0-10 см (120,6 г/м и 243,5 г/м а так же 229,1 г/м соответственно).
Наблюдаются различия в фракционном составе корневой системы ивы белой. В условиях загрязнения отмечается незначительное увеличение доли поглощающих корней (31,13% - в условиях загрязнения, 20,04% - в контроле, в средней зоне загрязнения 24,4%) в общей массе корневой системы на фоне уменьшения доли скелетной части (24,76 % - в условиях загрязнения, 49,75 % - в контроле, в средней зоне загрязнения 53,28%). А в зоне среднего загрязнения и в контроле наблюдается уменьшение доли поглощающих корней в общей массе корневой системы на фоне увеличения доли скелетной части.
Можно отметить, что в условиях нефтехимического загрязнения отмечается уменьшение корненасыщенности почвы в 1,98 раза по сравнению с контролем, а в средней зоной отмечается увеличение в 1,1 раз по сравнению с контролем. Корненасыщенность почвы в насаждениях ивы в условиях загрязнения в первую очередь уменьшается за счет уменьшения массы скелетных корней (в 2 раза по сравнению с контролем, а средняя зона загрязнения увеличивается в 0,15 раз по сравнению с контролем). Уменьшается доля скелетных корней в условиях загрязнения, она составляет 24,79%, а в контроле и в средней зоне она увеличивается, их доля составляет половину всей массы корневой системы ивы (контроль 49,75%, средняя зона 53,28%). Несмотря на то, что в условиях загрязнения насыщенность поглощающими корнями мет-
Л
рового слоя почвы (118,51 г/м ) в 1,25 раза меньше, чем в условиях контроля
Л Л
(148,71г/м ) а в средней зоне в 1,14 раз меньше чем в контроле(129,65 г/м ). Доля, приходящаяся на поглощающие корни, в общей массе корневой системы ивы в условиях загрязнения (31,13%) в 1,5 раза выше, чем в контроле (20,04%) и в средней зоне в 1,2 раза выше чем в контроле (24,4%). При ухуд-
шении условий произрастания в естественных лесных сообществах наблюдаются изменения в структуре древостоя - в общем запасе фитомассы увеличивается доля, приходящаяся на корневую систему. Можно предположить, что ива белая незначительно увеличивает фитомассу корневой системы за счет поглощающих и полускелетных корней, но при этом происходит уменьшение скелетных корней, за счет чего и падает общая масса корненасыщенности в метровом слое почвы. Можно отметить, что падение массы корней ивы в зоне загрязнения связано с экстремальной средой обитания Уфимского промышленного центра, характеризующегося смешанным, с преобладанием углеводородного, типом загрязнения окружающей среды.
Список использованных источников
1. Алексеев В.А. Некоторые вопросы диагностики и классификации поврежденных загрязнением лесных экосистем // Лесные экосистемы и атмосферное загрязнение. -Л.: Наука, 1990. -С.38-54.
2. Гудериан Р. Загрязнение воздушной среды. -М.: Мир, 1979. -200 с.
3. Калинин М.И. Корневедение: учебное пособие. -Киев: УМК ВО,1989.-196 с
4. Колесников В.А. Корневая система плодовых и ягодных растений и методы ее изучения.- М.: Сельхозиздат, 1962.- 191 с.
5. Красильников П.К. Методика полевого изучения подземных частей растений (с учетом специфики ресурсоведческих исследований). -Л.: Наука, 1983. -208 с.
6. Красинский Н.П. Теоретические основы построения ассортиментов газоустойчивых растений // Дымоустойчивость растений и дымоустойчивые ассортименты. Горький -М.: Горьковский университет, 1950. -С.9-109.
7. Кулагин А. Ю. Ива в техногенных ландшафтах Южного Урала// Проблемы комплексного изучения, освоение и охрана ландшафтов Урала.-Уфа, 1980.-с.58-60
8. Кулагин Ю.З. Древесные растения и промышленная среда. -М.: Наука, 1974.-125 с.
9. Николаевский В.С. Биологические основы газоустойчивости растений. Новосибирск: -Наука. 1979. -280 с.
10. Орлов А.Я. Метод определения массы корней деревьев в лесу и возможности учета годичного прироста органической массы в толще лесной почвы // Лесоведение.- 1967. -№ 1. -С.64-70.
11. Рахтеенко И.Н. Корневые системы древесных и кустарничковых пород. -М.: Гос-лесбумиздат, 1952. -106 с.
12. Сукачев В.Н. Программа и методика биогеоценологических исследований. -М.: Наука, 1966. -333 с.
13. Ярмишко В.Т. Сосна обыкновенная и атмосферное загрязнение на Европейском Севере. -СПб.: Изд-во НИИХ СПбГУ, 1997. -210 с
14. Smith W.H. Air pollution and forest. Interaction between air contaminants and forest ecosystems. -New York et al., Springer, 1981. -379 p.
