CC BY
22
43. Thomas F.M., Blank R., Hartmann G. Abiotic and biotic and their interaction as causes of oak decline in central Europe For. Pathol, 2002. - Vol. 32 Nr. 4/5. - S. 277-307.
44. Trestik M., Kupka I., Demel O. Odumiráni smrku na severni Morave a ve Slezsku - Lesn. Pr., R, 2004. - Vol. 83, nr 7. - S. 12-15.
45. Wermelinger B. Ecology and management of the spruce bark beetle Ips typographus - a review of recent research // Forest Ecology and Management, Volum 202, Issues 1-3, December 2004. - P. 67-82.
Крамарец В.А., Криницкий Г. Т. Оценка состояния и вероятных угроз выживанию еловых лесов Карпат в связи с изменениями климата
Еловые насаждения, которые растут в поясе буково-пихтовых лесов, характеризуются неудовлетворительным санитарным состоянием - количество сухостойных деревьев колеблется от 4 до 61 % от общего запаса. С возрастом в еловых лесах возрастает площадь очагов корневых гнилей сильной и средней степени поражения. Выделены первичные и вторичные экологические факторы, которые влияют на процессы усыхания ельников, предложен прогноз возможного усиления их негативного воздействия при потеплении климата. Охарактеризованы принципы разработки системы адаптивных мероприятий в еловых лесах. Для улучшения состояния усыхающих производных ельников необходим комплекс лесохозяйственных мероприятий, при назначении которых нужно учитывать состояние насаждений, экологические и экономические факторы.
Ключевые слова: глобальное потепление, еловые леса, санитарное состояние насаждений
Kramarets V.A., Krynytskyy H.T. Assessment and possible threats to the survival of the spruce forests of the Carpathians in connection with climate change
Spruce plantations growing in beech-fir forests are characterized by poor sanitary conditions - the number of dead trees ranged from 4 to 61 % of the total stock. The area of the centres of strong and moderate root rot injury in spruce forests is growing with age. Primary and secondary environmental factors that influence the processes of drying of spruce forests are pointed out; the forecast of the possible increase of their negative effects in a global warming of climate is suggested. Principles of adaptive activities in spruce forests are characterized. The complex forest management is required to improve the state of drying up secondary spruce forests. The condition of the forests, environmental and economic factors must be taken into account when such management is appointed.
Keywords: global warming, spruce forests, sanitary state of the plantations
УДК 635.925:58.036.5 Acnip. М.О. Кухарська1 - НУ бютехнологиi
природокористування Украти, м. Kuïe; наук. ствроб. О.1. Китаев, канд. бюл. наук - 1нститут cадiвництва УААН, м. Кшв
ОЦ1НКА МОРОЗОСТ1ЙКОСТ1 ПРЕДСТАВНИК1В РОДУ CATALPA SCOP. МЕТОДОМ ДИФЕРЕНЦ1ЙНОГО ТЕРМ1ЧНОГО АНАЛ1ЗУ
Методом диференцшно'1 термографа здшснено порiвняльний аналiз nepeôiry процеав льодоутворення в тканинах пагошв трьох видiв роду Catalpa Scop., яю трапляються у вуличних насадженнях м. Киева. За комплексом показниюв ДТА,
1 Наук. KepiBHm: проф. С.Б. Ковалевський, д-р с.-г. наук - НУЫП Украши, м. Кшв
Науковий вкник НЛТУ УкраТни. - 2009. - Вип. 19.15
прогнозовано достатньо високу морозостшкють Bcix дослiджуваних видiв, а особливо C. hybrida Spaeth.
Ключовi слова: катальпа, штродукщя, морозостшкють, льодоутворення, дифе-ренцiйний термiчний аналiз (ДТА)
Рослини роду Catalpa Scop. дедал1 частше використовують для озеленения як присадибних дшянок, приватних мюьких об'еклв, так i вуличних насаджень великих мiст, зокрема м. Киева. Шдвищена цiкавiсть до катальп зумовлена ïx стiйкiстю до несприятливих мюьких умов, пiзнiми термшами квь тування, подiбнiстю будови суцв^ь до Aesculus hippocastanum L., вщсутшстю падаючих плодiв, а також ошатшстю зеленого листя до настання морозiв.
Бiльшiсть садивного матерiалу, висадженого останшм часом на вули-цях столищ, завезено з европейських розсадниюв, тому не е адаптованим до кшматичних умов цього регюну. Вважаеться, що саме недостатня стiйкiсть катальп до несприятливих умов зимового перюду, що характеризуеться рiз-кими перепадами температури, е одним iз основних лiмiтних чинникiв ïï по-ширення у зелених насадженнях нашого регiону.
Стшюсть рослин до морозу традицiйно пов'язують зi здатнiстю клiтин витримувати обезводнення позаклггинним льодом. Вивчення цього явища дало змогу виявити причини загибелi рослин вiд морозiв та розробити низку методiв дiагностики ïx зимо- та морозостiйкостi. Для ïx оцiнки дедалi частiше використовують диференцшний термiчний аналiз (ДТА) процесiв льодоутворення в органах i тканинах, де як вихщну шформащю використовують тер-мограми, що вiдтворюють динамжу теплових ефектiв, котрi супроводжують агрегатш перетворення води у тканинах шд час заморожування. Але останшм часом виявлено та iнтенсивно вивчають шший меxанiзм стiйкостi, оснований на збереженш у клiтинаx переоxолодженоï води [1, 4, 5].
Метою дослвджень було здiйснення порiвняльного аналiзу перебiгу процесiв льодоутворення в тканинах дослщжуваних видiв роду Catalpa Scop. методом диференцiйноï термографiï для визначення ïx морозостшкость
Об'ектами дослiджень були рослини видiв Catalpa bignonioides Walt., C. speciosa Ward., C. hybrida Spaeth., використаш шд час створення вуличних композицш м. Киева.
Методика дослвджень. Дослiди з визначення морозостшкост досль джуваних видiв шляхом диференцiйно-термiчного аналiзу процесiв льодоутворення у пагонах виконували на базi 1нституту садiвництва УААН впро-довж зимових перiодiв 2007-2010 рр.
Диференцiйний термiчний аналiз процесiв льодоутворення е одним з найбшьш iнформативниx методiв, доступних для дослщника. Використову-ючи цей метод, можна отримати достатньо повну картину переб^у процеЫв аклiмацiï та деакшмаци для окремих тканин та оргашв, визначити потенцiйну стiйкiсть рослин до шкодочинноï дiï низьких температур та висушування у зимовий перюд.
Характер льодоутворення вивчали за допомогою приладу, спещально створеного для диференцшного термiчного аналiзу. Датчиками температури були xромель-копелевi термопари. Одну з них вводили у центральну частину
деревини стебла, на глибину 5-8 мм, шшу - у зразок порiвняння. Як шдифе-рентний еталон використовували парафш з розмiрами, близькими до розмiрiв зразка. Термопари вмикали полюсами напроти одна однш. Сигнал подавався на вхщ "У" високочутливого потенцiометра Н-307 з двома координатами. За допомогою ще одте! термопари вимiрювали температуру у камерi охолоджу-вача. Сигнал вщ ще! термопари подавався на вхщ "X" того ж потенщометра.
Для аналiзу льодоутворення брали зразки з верхньо! та середньо! час-тин стебла довжиною близько 10-15 мм з корою.
Пщ час аналiзу зразки охолоджували у двокаскадному нашвпровщни-ковому мiкрохолодильнику типу ТЛМ-2 (рис. 1, 2) досить рiвномiрно, що дало змогу отримати вщтворювальш термограми льодоутворення. Температуру у камерi знижували з постiйною швидюстю - 1 °С/хв. При цьому штервал температур становив +10 _ -40 °С. Пiдключення термопар дало можливють вимiрювати температурну рiзницю мiж зразком та еталоном у процес льодоутворення. Пiд час перетворення води в лщ видiлялася прихована теплота, яка вимiрюеться як рiзниця сигналiв вiд термопар, викликаних шдвищенням температури дослiджуваного зразка вiдносно еталона, що не мiстить води. Льодоутворення в рiзних тканинах зразка вщбуваеться нерiвномiрно, тому на екзотермах е кiлька максимумiв, амплiтуда положення яких значною мiрою визначаеться водно-фiзичними властивостями тканин [2, 6].
Рис. 1. Прилад для диферен- Рис. 2. Принципова схема установки диферен-цйного термiчного аналЬу цШного термiчного аналiзу: 1 - двокоординат-(загальний вигляд) ний потенциометр Н-307; 2 - м1крохолодилъник
ТЛМ-2; 3 - термопара для реестрацп температури у камер1 м1крохолодилъника; 4 - зразок з термопарою;5 - еталон з термопарою;6 - блок живлення мтрохолодилъника ВСП-33
Результати дослщжень. Аналiз льодоутворення за допомогою тер-мографiчного методу дав змогу ч^ко виявити особливост тепловидшення у тканинах пагонах видiв Catalpa bignonioides Walt., C. speciosa Ward., C. hybri-da Spaeth (рис. 3).
C. hybrida Spaeth. C. bigno-nioides Walt. C. speci-osa Ward. Bha
HH HH HH HH HH HH HH HH HH HH HH HH 3pa30K
H^ O H^ H^ O H^ H^ U) Ui H^ H^ ON H^ K) Ui H^ O t ÍHÍuiauii TeMnepaTypa cnocTepeaceHHa, °C
H^ U) K> H^ U) K) H^ O H^ Ui 00 H^ U> Ui H^ O H^ H^ O KCHjie-MH t max
H^ O H^ 00 K) -20,3 H^ JO u> H^ JO Ui H^ JO Ui H^ JO Ui (J)JI0-eMH
-26,3 -26,7 -27,2 -26,3 -26,6 -26,5 -25,7 HTEi r+
-31,0 -30,8 -30,8 -30,7 -30,8 -30,4 -29,8 hte2
"oo u> o U) V K) 00 U) u> o u> 00 BTE TeMnepaTyp-hhh AÍana- 30H, °C
00 00 00 00 U) U) i50 GO O 00 HTE
H^ o H^ 00 K) H^ ON 00 H^ 00 U) H^ JO H^ 00 o K) o o naroHa
H^ O K) H^ H^ K) H^ O H^ "oo K) H^ ON (j)p0HTy AMnjiÍTy/i,a eK30TepMH, °C
H^ K) H^ H^ U) K) H^ K) Ui u> H^ U) u> max BTE
U) 00 U) V U) H^ Ui Ui V 00 max TE (J)jioeMH
H^ "oo K) U) H^ ON H^ ON K> H^ K) Ui H^ K) HTEi
o Ui o O O o ON o K) o hte2
3
1 ^ S s
s 3
fa s* © £
0 a a ©
» 8
fe s-
§ ^
o
3
ft
u
CD
£
o
o §
to h
co Q3
s a
y &
5 o
w
U № O to O
a
H CD
a
o
K ^ »
o I
ft) 2 a S a ^
so
*
13 o
a
a a
w
№ *
O
a g a. a ti ft) to ^ »O Sa
ja H * %
___ 13
oj a o
c* ~
" ft) *
w o
H ft) 13
* o
a
to a to
a kcv
sa ^ co H
0 o a ft)
. a
. ft) to
1 °
¿-5 13
o§ №
W 2
03 iM
at M C5\ R
№ «
B 5"
№
gj 513
£ s
§ a
o £ o o
H
O ft)
£ § ° a a
a sa
td H
2 ^ 3 a 5 s
fD * ft
n *
o w
H o
^ o o ®
a- w
CD s—'
TO
u
a ^
8 i5' a
* H 13 5» <T> *
►i o
S3 a a T3
sa
U № O to ■ o
: td o
o td
a a a
u № o to
o '<
H td
O o a 13 O to
ft) *
w O H ft) 13
sa
a a
x
td
dd
ffi
sa o
a
ft)
a
o
a
H
a h- • O H
s
a ^
o to a
* B.
o «
a a ^
o
H ft)
H-' •
a
KH ^
X o
o: O O
O ^
ft)
a i a 1 to
H
td
H h «
^ g S
^ hS
^ i O
HH HH
CO
a R
sa
X
O ft)
H ft)
a
^ S o ft)
H
a a a o
o to o
a S S
H №
X §
o a ^
H «
sa
a 3 a
a
- ft> „ a to
h- • 03 H- •
H a
H ^ ft)
2 T3 a a to
ui
a
fu
►o O
o
td a
os to
S a
o
a a
fu
H
u<
a a
o S o
a
H ft) a a o td a to
w
a
s
a o
i—1: *
a
№ *
O O H
a vP
a w to
O y 1
w
I—'>
sa
H fD
ja
£
O
o ^
° B
x P3
sa ►5 td
w ^
sa w : * I '
° a
o sa
D ^
1- J O
fu w
u
2 o a w
a
& fu
a ^ ^
sa ft) 2 H o
p y o ^ ^ ^
w a- m p 5.Í a a g
T- T- to
sa «
£ o
a
o
2 to
TO *
h-1 •
№
sa
O
a h h
co fD sa H
a
a T3
13 sa H
a № O
a
ft) 13
o ffi
a sa
td a
13
Як видно з таблищ, зразки C. speciosa Ward. та C. hybrida Spaeth. ма-ють вищу температуру шщаци процесiв льодоутворення (бл. -11,0 °С), нiж C. bignonioides Walt. (-13,3 °С), льодоутворення у ксилемi у C. speciosa Ward. починаеться значно рашше (при -12,5 °С), тж у C. hybrida Spaeth. (13,2 °С) та C. bignonioides Walt. (-15,4 °С). Процеси льодоутворення у флоемi пагонiв вiдбуваються у дослщжуваних видiв за таких температурних показ-никiв: у C. speciosa Ward. при -19,5 °С, у C. hybrida Spaeth. при -19,7 °С, у C. bignonioides Walt. при -18,6 °С. Завершення процесу льодоутворення у паго-нах характеризуеться низькотемпературною екзотермою (НТЕ), що визна-чаеться льодоутворенням у мiкрокапiлярах. Температура НТЕ в об'еклв спос-тережень становила: у C. speciosa Ward. -26,1 °С, у C. bignonioides Walt. -26,7 °С, у C. hybrida Spaeth. -27,0 °С.
Опрацювання отриманих результат у програмi Microsoft Office Excel дае можливють вiзуально оцiнити динамiку процесiв льодоутворення у тканинах C. speciosa Ward., C. hybrida Spaeth. та C. bignonioides Walt. (рис. 4).
ry ft yr t охолодженмя, °C Рис. 4. Екзотерма льодоутворення в тканинах eudie роду Catalpa Scop.
Раннiй початок нуклеаци льоду в тканинах ксилеми C. hybrida Spaeth. та невелика ампл^уда фронту льодоутворення свдаать про вищу акшмащю цього виду. Вщзначимо також, що амплiтуда льодоутворення у цього виду менша, нiж в шших об,ектiв дослiджень, що знижуе ризик ушкодження льодом клiтинних структур. Водночас поява шку льодоутворення, пов'язано-го з нуклеацiею в бруньщ (рис. 2, 3), вiдбуваеться за нижчих температур, значно нижче температури прояву льодоутворення в мжрокапшярах ксилеми (НТЕ), ширший дiапазон льодоутворення у пагош загалом.
Найвужчий дiапазон льодоутворення в тканинах C. speciosa Ward., шзш-ша його iнiцiацiя, а також висок амплiтуди тепловидiлення свдаать про меншу аклiмацiю цього виду. Варто зазначити, що льодоутворення у бруньщ катальпи прекрасно! вщбуваеться рашше, що св^ить про И нижчу морозостiйкiсть.
Науковий вкиик НЛТУ УкраТни. - 2009. - Вип. 19.15
Висновки. Внаслщок проведеного дослщження встановлено, що:
• зразки C. speciosa Ward. та C. hybrida Spaeth. мають вищу температуру imn,i-ацп процесiв льодоутворення (бл. -11,0 °С), порiвняно з C. bignonioides Walt. (-13,3 °С);
• льодоутворення у ксилемi у C. speciosa Ward. починаеться значно ратше (при -12,5 °С), тж у C. hybrida Spaeth. (-13,2 °С) та C. bignonioides Walt. (15,4 °С);
• процеси льодоутворення у флоемi пагонiв ввдбуваються у дослiджуваних ви-дiв за таких температурних показнишв: у C. speciosa Ward. при -19,5 °С, у C. hybrida Spaeth. при -19,7 °С, у C. bignonioides Walt. при -18,6 °С;
• завершення процесу льодоутворення у пагонах характеризуеться низькотем-пературною екзотермою (НТЕ), що визначаеться льодоутворенням у мшро-капiлярах. Температура НТЕ в об'екпв спостережень становила: у C. speciosa Ward. -26,1 °С, у C. bignonioides Walt. -26,7 °С, у C. hybrida Spaeth. -27,0 °С;
• за ан^зом процесiв льодоутворення в тканинах паготв дослiджуванi види роду Catalpa Scop. можна охарактеризувати так: C. hybrida Spaeth. мае найвищий потенциал морозостiйкостi, C. speciosa Ward. - найнижчий, а C. bignonioides Walt. займае пром1жне положення.
Л1тература
1. Каримова Ф.Г. Роль клеточной оболочки у водообмене растительных клеток // Ф.Г. Каримова, Н.А. Гусев, Н.В. Кузьмичёва / Физиология и биохимия культурных растений. 1980. - Т. 12, № 3. - С. 285-290.
2. Пасичиый А.П. Анализ процесса льдообразования в тканях разных по морозоустойчивости древесных растений / А.П. Пасичный, И.Д. Пономарёва, Г.В. Цепков // Физиология и биохимия культурных растений. - 1980. - Т. 12, № 5. - С. 548-553.
3. Соловьёва М.А. Физиологические основы формирования морозоустойчивости плодовых растений и защита от зимних повреждений / М. А. Соловьёва // Сельскохозяйственная биология. - 1983. - № 7. - С. 108-113.
4. Kacperska A. The role of cell walls in plant responses to low temperature / А. Kacperska // Referaty i donisienia wygloszone na XII ogolnokrajowym seminarium grupy roboczej "Mrozood-pornosc". - Poznan. - 2001. - P. 23-24, 24A-24U.
5. Kaku S. Low temperature exotherms in xylems of evergreen and deciduous broad-leaved trees in Japan with reference to freezing resistance and distribution range / S. Kaku, M. Iwaya // P.H. Li and A. Sakai (eds.). Plant colt hardiness and freezing stress: Mechanisms and crop implications. Academic. - New York, 1978. - Vol. I. - P. 227-239.
6. Kytayev O. The investigation ice-forming processes in different fruit plants organs / O. Kytayev, M. Solovyova, M. Shevchuk // Referaty i donisienia wygloszone na XI ogolnokrajowym seminarium grupy roboczej "Mrozoodpornosc". - Poznan, 1999. - P. 153-157.
Кухарская М.О., Китаев О.И. Оценка морозоустойчивости представителей рода Catalpa Scop. методом дифференциального термического анализа
Методом дифференциальной термографии проведен сравнительный анализ процессов льдообразования в тканях побегов трех видов рода Catalpa Scop., встречающихся в уличных насаждениях г. Киева. По комплексу показателей ДТА, спрогнозирована достаточно высокая морозоустойчивость всех исследуемых видов, особенно C. hybrida Spaeth.
Ключевые слова: катальпа, интродукция, морозоустойчивость, льдообразование, дифференциальный термический анализ (ДТА).
Kukharska M.O., Kitajev O.I. Estimation of frost-resistance of sort representatives Catalpa Scop. by the method of differential thermoanalysis
A comparative analysis of the ice-forming process in the shoot tissues of three species of Catalpa Scop.genus, subgregarious in Kyiv green plantations, has been carried out by
means of the differential thermography. Indices a rather high frost-resistance of all species under investigation, especially C. hybrida Spaeth., is prognosticated according to the complex of the differential thermal analysis.
Keywords, catalpa, introduction, freeze-thaw resistance, ice nucleation, differential thermal analysis (DTA). _
УДК630*425 Доц. В.Г. Мазепа, канд. с.-г. наук; проф. Г.Т. Криницький, д-р бюл. наук - НЛТУ Украти, м. Львiв; проф. Г.П. Леонтяк, д-р с.-г. наук -
Уманський державний аграрний утверситет
НАСЛ1ДКИ ВПЛИВУ ЗМ1Н КЛ1МАТУ ТА АТМОСФЕРНОГО ЗАБРУДНЕННЯ НА РАД1АЛЬНИЙ ПРИР1СТ СОСНЯК1В В УМОВАХ МАЛОГО ПОЛ1ССЯ УКРА1НИ
Дослщжено динамшу основних ^матичних показниюв та радiального приросту соснових деревосташв, що ростуть в умовах забруднення довкшля викидами Доб-ротвiрськоi ТЕС. Виявлено загальний характер динамши приросту, його екстремаль-ш значення, змши ампштуди i частоту коливань та встановлено кореляцшш залеж-ностi мiж приростом та комплексом ^матичних показникiв i забрудненням атмос-фери.
Ключов1 слова: радiальний прирют, змiни клiмату, аеротехногенне забруднення, кл1матичш показники, сосновi деревостани.
Упродовж останшх роюв вщбуваються глобальш змши кшмату, як негативно впливають на люи та виконання iхнiх р1зномаштних функцш. Ряд украiнських учених дшшли висновку, що змiни клiмату призведуть до змь щення ареалiв видiв та границь лiсорослинних областей, а на рiвнi лiсових фiтоценозiв появляться тенденцп до змiни домiнуючих деревних видiв, ярус-них структур деревосташв, динамжи росту i стiйкостi люосташв [4]. Тому ак-туальним е вивчення наслiдкiв комплексного впливу на люостани змiн клiма-ту та атмосферного забруднення.
Для ощнки динамiки стану лiсових екосистем бшьшють дослiдникiв використовують дендрохронологiчний та дендрокшматичний методи, що ба-зуються на вивченнi радiального приросту окремих дерев i деревостанiв [1, 11, 12]. Радiальний прирiст е найбшьш унiверсальним i комплексним показ-ником стану насаджень впродовж всього iх вжу, а тому дае змогу виявити ре-акцiю деревостанiв на дш всього комплексу зовнiшнiх чинниюв, встановити тривалiсть аеротехногенного впливу, стушнь i його критичнi перiоди [1, 6, 12], а також планувати вщповщш заходи щодо стабiлiзацii стану пошкодже-них лiсiв i прогнозувати iх подальший рiст [12, 14].
Метою наших дослщжень е вивчення динамжи основних клiматичних показникiв та радiального приросту соснових деревостанiв, що ростуть в умовах Малого Полюся Украши та зазнають впливу атмосферного забруднення Добротвiрськоi ТЕС. Добротвiрська ТЕС е найбiльшим джерелом забруднення атмосфери в умовах Захщного Люостепу. Вона розташована у за-хiднiй частинi Малополiськоi низовини (Малого Полюся) бiля р. Захiдний Буг. Максимальний обсяг викидiв станцiею забруднювальних речовин в атмосферу, зареестрованих у 2001 р., становив 73.4 тис. т.
