Особенности развития корневой системы у саженцев Pisea abies (L.) при посадке под пологом древостоя в разных вариантах обработки почвы в ельнике черничном влажном

Анастасия Вячеславовна Кикеева; Елена Валентиновна Новичонок; Владимир Александрович Харитонов; Александр Михайлович Крышень; Anastasiya Kikeeva; Elena Novichonok; Vladimir Kharitonov; Alexander Kryshen’

doi:10.17076/eco1491

Особенности развития корневой системы у саженцев Pisea abies (L.) при посадке под пологом древостоя в разных вариантах обработки почвы в ельнике черничном влажном

Анастасия Вячеславовна Кикеева, Елена Валентиновна Новичонок, Владимир Александрович Харитонов, Александр Михайлович Крышень, Anastasiya Kikeeva, Elena Novichonok, Vladimir Kharitonov, Alexander Kryshen’

Аннотация

Проанализированы параметры корневых систем у культур Picea abies, высаженных в разных вариантах обработки почвы (необработанная почва, микроповышения и удаление лесной подстилки). Обработка почвы не оказала влияния на общую биомассу корней. Для корневых систем P. abies на участках микроповышений отмечены механизмы как экстенсивного, так и интенсивного путей использования почвенных ресурсов (увеличение длины проводящих корней и средней длины корня последнего порядка, площади активного поглощения корней последнего порядка за счет увеличения диаметра эктэндомикоризы (ЭЭМ) и ее доли среди корней последнего порядка). На участках с необработанной почвой и участках с удаленной лесной подстилки отмечены сходные значения многих параметров (длина проводящих корней, средняя длина корня последнего порядка, площадь одной эктомикоризы (ЭМ), площадь активного поглощения (ПАП), процентное соотношение ЭМ, ЭЭМ и корней с нарушенной структурой среди корней последнего порядка, соотношение площадей поглощения ЭМ и ЭЭМ в ПАП). Отличия корневых систем у культур P. abies на участках с удаленной лесной подстилкой от участков с необработанной почвой проявляются механизмами интенсификации использования почвенных ресурсов (увеличении диаметра ЭЭМ и плотности корней последнего порядка). Обработка почвы не оказала влияния на формирование ЭМ. При разной интенсивности микоризации ЭМ среди корней последнего порядка на участках с необработанной почвой, микроповышениями и удаленной постилкой общая площадь поглощения ЭМ не изменяется. Наиболее подверженным изменениям параметрами являются диаметр и интенсивность микоризации ЭЭМ. Все просмотренные срезы корней последнего порядка имеют признаки эндотрофности.

Ключевые слова

саженцы Picea abies; эктомикориза; эктэндомикориза; ми- кроповышение; удаленная лесная подстилка; площадь поверхности; площадь поверхности детерминированных корней

Полный текст:

PDF

Литература

Адамович И. Ю. Анатомо-морфологические особенности микотрофности Pinus sylvestris L. в насаждениях, поврежденных Heterobasidion annosum (Fr.) bref. // Успехи современного естествознания. 2018. № 7. С. 26-31.

Бойко Т.А. Микоризообразование сеянцев ели в лесных питомниках Пермского края // Актуальные проблемы лесного комплекса. 2007.

Веселкин Д. В. Анатомическое строение эктомикориз Abies sibirica Ledeb. и Picea obovata Ledeb. в условиях загрязнения лесных экосистем выбросами медеплавильного комбината [ Anatomical structure of ectomycorrhiza in Abies sibirica Ledeb. and Picea obovata Ledeb. under conditions of forest ecosystems polluted with emissions from copper-smelting works] // Экология. 2004. № 2. C. 90–98.

Воронина Е. Ю. Микоризы и их роль в формировании сообществ // Вестник Московского университета. Серия 16: Биология. 2006. № 4. С. 17–26.

Климат Карелии: Изменчивость и влияние на водные объекты и водосборы / Отв. Ред. Н.Н. Филатов. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2004. 224 с

Колмков П. Ю., Анотонова Е. В. Проникновение грибного компонента в корневые окончания Picea abies (L.) Karst // Веснiк Вiцебскага Дзяржаунага унiверсiтэта. 2017. № 4 (97). С. 40-47.

Назарова Л. Е. Климат Республики Карелия (Россия): температура воздуха, изменчивость и изменения // Геополитика и экогеодинамика регионов. 2014. Т. 10. № 1. 2014. C. 746-749.

Селиванов И. А. Вопросы терминологии и классификации микориз и микоризоподобных образований. Учен. зап. Пермск. пед. ин-та [Scientific memoirs] . 1973.т. 112.

Соколов А. И. Лесовосстановление на вырубках Северо-Запада России. Петрозаводск : Карельский научный центр РАН, 2006. 215 с.

Федорец Н. Г., Морозова Р. М., Солодовников А. Н. Лесные почвы Карелии и оценка их продуктивности // Труды Карельского научного центра РАН. Петрозаводск, Вып. 5. 2003. С. 108 - 120

Чураков Б. П., Лисов Е. С. Влияние плотности микориз на самосев дуба черешчатого в дубравах ульяновской области // Лесной журнал. 2006. № 4. С. 15-20.

Шубин В.И. Микотрофность древесных пород, ее значение при разведении леса в таежной зоне. Л.: Наука, 1973. 263 с.

Bogeat-Triboulot MB., Bartoli F., Garbaye J., Marmeisse R., Tagu D. Fungal ectomycorrhizal community and drought affect root hydraulic properties and soil adherence to roots of Pinus pinaster seedlings // Plant and Soil 2005. № 267 (1). P. 213-223.

Brundrett, M. Diversity and classification of mycorrhizal associations // Biological Reviews 2004. № 79 P. 473-495.

Brunner, I. & Brodbeck, S. Response of mycorrhizal Norway spruce seedlings to various nitrogen loads and sources // Environmental Pollution. 2001. № 114. P. 223–233.

Burdett AN. Physiological processes in plantation establishment and the development of specifications for forest planting stock // Can J For Res. 1990. № 20. P. 415–427. doi:10.1139/x90-059

Caudullo G, Tinner W, de Rigo D. Picea abies in Europe: distribution, habitat, usage and threats. In: J. San-Miguel-Ayanz, D. de Rigo, G. Caudullo, T. Houston Durrant, A. Mauri, editor. European Atlas of forest tree species // Luxembourg: Publication Office of the European Union. 2016. P. 114–116.

Celma S, Blate K, Lazdiņa D, Dūmiņš K, Neimane S, Štāls TA, Štikāne K. Effect of soil preparation method on root development of P. sylvestris and P. abies saplings in commercial forest stands // New For. 2019. № 50. P. 283–290. doi:10.1007/s11056-018-9654-4

Giesler, R., Petersson, T. & Högberg, P. Phosphorus limitation in boreal forests: Effects of aluminum and iron accumulation in the humus layer // Ecosystems. 2002. № 5. P. 300-314.

Granhus A, Hanssen KH, de Chantal M. Emergence and seasonal mortality of naturally regenerated Picea abies seedlings: impact of overstory density and two site preparation methods // New For. 2008.№ 35. P. 75–87. doi:10.1007/s11056-007-9061-8

Grossnickle SC. Importance of root growth in overcoming planting stress // New For 2005. № 30. P. 273-294.

Guo D, Xia M, Wei X, Chang W, Liu Y, Wang Z. Anatomical traits associated with absorption and mycorrhizal colonization are linked to root branch order in twenty-three Chinese temperate tree species // New Phytol. 2008. № 180. P. 673–683. doi:10.1111/j.1469-8137.2008.02573.x

Hebert, S. S.; Serneels, L.; Tolia, A.; Craessaerts, K.; Derks, C.; Filippov, M. A.; Müller, U.; De Strooper, B. Regulated intramembrane proteolysis of amyloid precursor protein and regulation of expression of putative target genes // EMBO Rep. 2006. Vol. 7. № 7. P. 739–745.

Marschner H., Dell B. Nutrient Uptake in Mycorrhizal Symbiosis // Plant and Soil. 1994. Vol. 159. № 1. P. 89-102.

Nilsson O, Hjelm K, Nilsson U. Early growth of planted Norway spruce and Scots pine after site preparation in Sweden. // Scand J For Res. 2019. № 34. P. 678–688. doi:10.1080/02827581.2019.1659398

Nilsson U, Luoranen J, Kolström T, Örlander G, Puttonen P. Reforestation with planting in Northern Europe. // Scand J For Res. 2010. № 25. P. 283–294. doi:10.1080/02827581.2010.498384

Nordborg F, Nilsson U, Örlander G. Effects of different soil treatments on growth and net nitrogen uptake of newly planted Picea abies (L.) Karst. seedlings. // Forest Ecol Manag. 2003. № 180. P. 571–582. doi:10.1016/S0378-1127(02)00650-3

Novichonok E.V., Galibina N.A., Kharitonov V.A., Kikeeva A.V., Nikerova K.M., Sofronova I.N., Rumyantsev A.S. Effect of site preparation under shelterwood on Norway spruce seedlings // Scandinavian Journal of Forest Research. 2020. Vol. 35, Is. 8. P. 523-531. DOI: 10.1080/02827581.2020.1825789.

Ouimette A, Guo D, Hobbie E, Gu J. Insights into root growth, function, and mycorrhizal abundance from chemical and isotopic data across root orders // Plant and Soil 2013. № 367. P. 313- 326.

Petersson M, Örlander G. Effectiveness of combinations of shelterwood, scarification, and feeding barriers to reduce pine weevil damage // Can J Forest Res. 2003. № 33. P. 64–73. doi:10.1139/x02-156

Van der Veen R, Hclmovaara-Dijkstra S, Wang M. Cytosolic alkalinizati6n mediated by abscisic acid is necessary, but not sufficient, for abscisic acid-induced gene expression in barley aleurone protoplasts // Plant Physiology, 1992.№ 100. P. 699-705.

Vitousek, P., Howarth R. Nitrogen limitation on land and in the sea: How can it occur? // Biogeochemistry. 1991. №13(2). P87–115.

References

Adamovich I. Yu. Anatomo-morfologicheskie osobennosti mikotrofnosti Pinus sylvestris L. v nasazhdeniyax, povrezhdenny`x Heterobasidion annosum (Fr.) bref. [Anatomic-morphological features of the Pinus sylvestris L. mycotrophy in the plantations damaged by the Heterobasidion annosum (Fr.) bref.] // Uspexi sovremennogo estestvoznaniya [Advances in current natural sciences]. 2018. № 7. S. 26-31.

Bojko T. A. Mikorizoobrazovanie seyancev eli v lesny`x pitomnikax Permskogo kraya [Mycorrhiza of Picea seedlings of forest nursery of Perm Area] // Aktual`ny`e problemy` lesnogo kompleksa. 2007.

Veselkin D. V. Anatomicheskoe stroenie e`ktomikoriz Abies sibirica Ledeb. i Picea obovata Ledeb. v usloviyax zagryazneniya lesny`x e`kosistem vy`brosami medeplavil`nogo kombinata // E`kologiya [Russian Journal of Ecology]. 2004. № 2. C. 90–98.

Voronina E. Yu. Mikorizy` i ix rol` v formirovanii soobshhestv [Mycorrhizas and their roles in forming coenoses] // Vestnik Moskovskogo universiteta [Bulletin Moscow University]. Seriya 16: Biologiya. 2006. № 4. S. 17–26.

Klimat Karelii: Izmenchivost` i vliyanie na vodny`e ob``ekty` i vodosbory` [Climat of Karelia: variability and influece on water objects and vodosbor] / Otv. Red. N.N. Filatov. Petrozavodsk: KarRC RAS, 2004. 224 s

Kolmkov P. Yu., Anotonova E. V. Proniknovenie gribnogo komponenta v kornevy`e okonchaniya Picea abies (L.) Karst [Fungus Component Penetration into Picea abies (L.) Karst. Root Endings] // Vesnik Vicebskaga Dzyarzhaunaga universite`ta [Vestnik of Vitebsk State University]. 2017. № 4 (97). S. 40-47.

Nazarova L. E. Klimat Respubliki Kareliya (Rossiya): temperatura vozduxa, izmenchivost` i izmeneniya [Climate of the Republic of Karelia (Russia): air temperature, variability and changes] // Geopolitika i e`kogeodinamika regionov [Geopolitics and Ecogeodynamics of regions]. 2014. T. 10. № 1. 2014. C. 746-749.

Selivanov I. A. Voprosy` terminologii i klassifikacii mikoriz i mikorizopodobny`x obrazovanij. [Questions of terminology and classification of mycorrhizae and mycorrhizal-like formations] Uchen. zap. Permsk. ped. in-ta [Bulletin of Perm university]. 1973.t. 112.

Sokolov A. I. Lesovosstanovlenie na vy`rubkax Severo-Zapada Rossii [Reforestation in the cuttings of the North-West of Russia]. KarRC RAS Petrozavodsk :, 2006. 215 s.

Fedorecz N. G., Morozova R. M., Solodovnikov A. N. Lesny`e pochvy` Karelii i ocenka ix produktivnosti [The forest soils in Karelia and evalution their capacity] // Trudy` Karel`skogo nauchnogo centra RAN [Transactions of the Karelian Research Center of the Russian Academy of Sciences]. Petrozavodsk, Vy`p. 5. 2003. S. 108 - 120

Churakov B. P., Lisov E. S. Vliyanie plotnosti mikoriz na samosev duba chereshchatogo v dubravax ul`yanovskoj oblasti [Influence of mycorrhizas density in English oak self-seed in oak forests of Ulyanovsk] // Lesnoj zhurnal [Bulletin of higher educational institutions. Forestry journal] . 2006. № 4. S. 15-20.

Shubin V.I. Mikotrofnost` drevesny`x porod, ee znachenie pri razvedenii lesa v taezhnoj zone [Mycotrophy of tree species, its significance in the cultivation of forests in the taiga zone]. L.: Nauka, 1973. 263 s.