Динамика нарастания активных корней у древесных пород исследовалась в чистых 25-летних насаждениях и в опытных культурах 5- и 6-летнего возраста. Опытные культуры были заложены в 1952 г. в чистых и смешанных насаждениях для последующего изучения роста и развития их корневых систем. Условия произрастания культур на всех площадках были одинаковые; участки с различными породами располагались рядом. Все посадки в момент исследования находились в сомкнутом состоянии.
Нарастание активных корней в течение вегетационного периода происходит неравномерно. У большинства исследуемых пород периоды энергичного роста активных корней чередуются с периодами затухания, при этом максимумы и минимумы роста приурочены к разным срокам. Проследим динамику нарастания активных корней у дуба и липы за три периода вегетации. Так, в периоды максимального роста активных корней у дуба наблюдался минимальный рост последних у липы и наоборот. Характерно, что эта закономерность повторялась в разные годы и в культурах разного возраста. Например, в 1954 г. в 25-летних культурах дуба максимум нарастания активных корней отмечался в июле, а у липы в это время было заметное ослабление их роста. Подобная картина роста корней в культурах этого возраста наблюдалась и в 1956 г. В 5- и 6-летних культурах происходил аналогичный рост активных корней. Так, в мае 1955 г. прирост длины активных корней у дуба составил 9%, а у липы — 27%. В июне же этот прирост у дуба был в 3,5 раза больше, чем у липы. В июле и августе у липы наблюдался максимум (22—26%) нарастания активных корней, а у дуба в этот период он резко снижался (до 7%). Примерно то же самое отмечалось и в 1956 г. Динамика нарастания активных корней у клена остролистного и акации желтой была сходна с ростом корней у липы.
Особенно отчетливо различный характер роста активных корней у ели и сосны выявился в 1955 г. В этот год период интенсивного роста активных корней у ели совпадал с периодом замедленного роста их у сосны. Динамика нарастания активных корней у лиственницы в течение сезона была во многом сходна с нарастанием активных корней у сосны.
Следует отметить, что нарастание активных корней у хвойных пород происходит значительно слабее, чем у лиственных, поэтому лиственные породы обладают большей способностью поглощать из почвы воду и питательные вещества.
Результаты трехлетних исследований показали, что у многих изучаемых древесных пород отмечаются два максимума роста корней в течение вегетационного периода: весенне-летний и осенний. Однако в отдельные годы у некоторых древесных пород выявляется только один максимум. В период весенне-летнего максимума происходит формирование листового аппарата, усиленный рост верхушечных и боковых побегов. Летом при сильном иссушении почвы у большинства пород рост корней задерживается, а к концу вегетации с увеличением влажности почвы снова усиливается. Осенний максимум у разных пород наступает в разные сроки. У многих растений он начинается в августе или сентябре и заканчивается в октябре, реже в ноябре. Наши наблюдения показали, что осенний максимум часто совпадает с листопадом. Особенно это явление заметно у клена, акации желтой и березы. Нарастание активных корней в осенний максимум слабее, чем в весенне-летний. Однако у некоторых плодовых отмечался более энергичный рост активных корней осенью (Д. И. Виноград, 1941).
Весной пробуждение роста активных корней у исследуемых древесных пород начинается в разные сроки. У клена, березы и липы рост корней в незамерзших слоях почвы иногда наблюдается в марте при замерзшем состоянии верхних слоев. О жизнедеятельности активных корней в это время свидетельствует и соковыделение (плач растений). Например, у клена оно неоднократно отмечалось нами в начале марта, когда почва была еще покрыта снегом, но дневная температура воздуха поднималась выше 3° С. У сосны, лиственницы и акации рост корней начинается в середине апреля, а у дуба и ели — в конце апреля — начале мая. Заканчивается он в октябре или в ноябре. В более глубоких слоях почвы рост корней продолжается значительно позже. Так, В. А. Кочеткова (1952) наблюдала его у сливы даже в декабре при температуре почвы выше нуля.
Таким образом, начало и окончание роста активных корней, а также максимальное и минимальное их нарастание протекают у различных древесных пород в разные сроки. Эти различия определяются биологическими особенностями вида.
В период затухания роста часть активных корней отмирает, а часть превращается в проводящие; при этом белые корешки темнеют. Весной на проводящих корнях снова появляются активные корешки. Отмеченные явления закономерны в развитии корней древесных пород. К подобным выводам пришли Д. И. Виноград (1941) и В. А. Колесников (1952, 1962) при изучении корневых систем плодовых пород. Они установили, что у плодовых деревьев происходят беспрерывные новообразование и отмирание как отдельных корней, так и целых мочек; этот процесс наблюдается в годовом и в жизненном цикле роста и развития плодовых деревьев.
У исследуемых нами древесных пород этот процесс также отмечался. П. Г. Шитт (1940) считает, что всасывающая корневая система возникает одновременно с листовой массой и сбрасывается растением подобно листве. Наши данные не подтверждают это положение. У большинства древесных пород рост всасывающих корней наступает задолго до распускания почек (за 3—5 недель) и продолжается значительно позже листопада.
Наиболее интенсивное новообразование и ветвление активных корней происходит в периоды максимального их роста, а отмирание — в периоды затухания. Образование новых корней идет одновременно с увеличением длины старых.
Массовый обмер корней показал, что средняя длина корня (корневой коэффициент) у исследуемых пород различна и изменяется в зависимости от экологических факторов среды и возраста дерева. По мнению В. А. Колесникова (1952), корневой коэффициент — величина постоянная и может характеризовать ботанические виды, т. е. служить их систематическим признаком. По нашим данным, средняя длина корня даже одной и той же породы изменяется по годам и с возрастом дерева и варьирует в пределах ± 25%. В 25-летнем возрасте средняя длина корня меньше по сравнению с 5-летним на 10—15%. Следовательно, постоянного корневого коэффициента не наблюдается.
По морфологическим признакам активные корни у отдельных древесных пород резко различаются между собой. У дуба, ели и сосны всасывающие корни обычно короткие, длина их колеблется от 0,3 до 1 мм, в отдельных случаях до 10 мм. У акации желтой, клена и липы они длиннее (в среднем около 3 мм).
У большинства исследуемых пород на активных корнях имеются корневые волоски, поверхность которых иногда превышает поверхность активных корней в 2—3 раза. Часто активные корни древесных пород покрыты гифами гриба-микоризообразователя, под влиянием которого они изменяют форму и внешний вид. Микоризные корни короче и толще обыкновенных корней. Кроме того, они сильнее ветвятся и не имеют корневых волосков.
Ростовые корни больше сосущих; их длина колеблется от 10 до 30 мм, диаметр 0,5—3 мм. Ростовые корни, как и всасывающие, обладают способностью энергично поглощать воду и минеральные питательные вещества. При неблагоприятных условиях ростовые корни быстро пробковеют и превращаются в проводящие, однако при улучшении условий снова возобновляют свой рост. Следует отметить, что всасывающие корни более устойчивы к неблагоприятным условиям, чем ростовые. Работами Д. И. Винограда (1941), Кремера (К. Kroemer, 1918), И. В. Красовской (1955), И. И. Колосова (1956), а также нашими данными (И. Н. Рахтеенко, 1957) установлено, что в периоды максимального роста активных корней происходит и наибольшее поглощение растением воды и минеральных питательных веществ. Поэтому древесные породы, у которых максимумы и минимумы протекают в разные сроки, при совместном произрастании будут иметь лучшие условия для своего роста, так как запасы питательных веществ и влаги в этих случаях расходуются более равномерно. Этим можно в значительной степени объяснить успешное произрастание дуба с липой, сосны с елью, дуба с кленом, березы с сосной и др. Очевидно, при совместном произрастании разных древесных порода естественных условиях веками вырабатывалась приспособленность одних видов растений к другим. Эти приобретенные свойства и особенности долгое время удерживаются и при других условиях жизни.
Таким образом, сезонный ритм роста активных корней, изменчивость их нарастания, а также физиологическая активность во многом определяются биологическими особенностями вида. Поэтому при подборе пород для смешанных посадок необходимо знать периоды роста физиологически активных корней у разных древесных пород.