Факультет

Студентам

Посетителям

Особенности взаимосвязей между морфологическими элементами корней и надземной частью деревьев

В подземной части дерева нельзя найти двух одинаковых в морфологическом отношении корней. Каждый из них имеет разные ветвление, диаметр, длину и т. д.

Однако, несмотря на большое морфологическое разнообразие корней, есть определенные признаки, стабильно присущие всем корням. Эти признаки имеют определенное выражение, свойственное данной древесной породе. Одним из них является взаимосвязь между диаметрами и длинами корней. Сечение корня никогда не бывает идеально круглым. Обычно его диаметр по вертикальной оси больше, чем по горизонтальной. Непосредственно у основания корня это различие возрастает, и корень приобретает досковидную форму. Различия в величинах вертикального и горизонтального диаметров проявляются уже в относительно небольшом возрасте. Это объясняется тем, что прирост корня по диаметру в вертикальном направлении больше, чем в горизонтальном. Более толстые корни могут быть короче, а корни с меньшим диаметром длиннее. Встречаются так называемые шнуровидные корни, которые на довольно большом протяжении имеют один и тот же диаметр. Связь между диаметрами и длинами корней носит корреляционный характер. Коэффициенты корреляции между диаметрами материнских корней у их основания и их длиной высокие (наличие связи значительной тесноты). На тесноту связи влияют экологические и биологические факторы. В более густых и старых древостоях коэффициент корреляции несколько выше. Для установления связи между диаметром и длиной корня с учетом степени разветвленности следует сравнивать диаметр корня не с длиной материнского корня, а с суммарной протяженностью его и всех скелетных ответвлений. Рассчитанные по такому принципу коэффициенты корреляции оказываются значительно выше. Связь между диаметром корня у его основания и протяженностью материнского корня со всеми его скелетными ответвлениями является очень тесной.

Высокие показатели тесноты связи r между диаметром корня и его длиной с ответвлениями и не менее высокие значения корреляционного отношения подтверждают прямолинейный характер зависимости между этими элементами.

Заметные различия в тесноте связи наблюдаются у различных древесных пород. У дуба черешчатого по сравнению с сосной обыкновенной коэффициент корреляции между диаметром и длиной материнского корня имеет более высокое значение (rд = 0,73—0,90; rс = 0,57—0,61). В то же время коэффициент корреляции между диаметром корня и длиной материнского корня со всеми его ответвлениями у дуба существенно меньше (rд = 0,82—0,88; rс = 0,82—0,97).

Очень высокая теснота связи свидетельствует о наличии прямой и прямолинейной зависимости между диаметром и общей длиной корня, выражаемой уравнением y = ax + b.

Располагая формулой регрессивной зависимости, нетрудно, измерив диаметр у основания корня (без полной его раскопки), определить общую его протяженность со всеми ответвлениями, а затем, используя показатель коэффициента ветвистости, рассчитать длину материнского корня.

Между характеристиками морфологических элементов корневых систем и надземной частью дерева также существуют тесные корреляционные связи. Их можно практически изучить и определить для каждой любой пары или группы признаков. Наибольший интерес представляет установление связей морфологических элементов корневых систем с наиболее часто используемыми и изученными таксационными элементами ствола, такими как диаметр на высоте 1,3 м, площадь сечения, высота ствола.

Тесная корреляционная зависимость имеется между диаметрами стволов сосны I класса бонитета и суммарной длиной их скелетных корней (r = 0,94±0,04). Еще большая теснота связи выявлена между диаметрами стволов и общей протяженностью корней со всеми их ответвлениями (r = 0,96±0,03). Связь здесь является прямолинейной и приближается к функциональной. С ухудшением лесорастительных условий теснота связи повышается. В насаждениях сосны I класса бонитета на дерново-сильнооподзоленных почвах коэффициент корреляции между диаметрами стволов и общей длиной корней составил 0,82±0,09, а в древостоях II класса бонитета 0,87±0,10. Это говорит о том, что наличие в почвенно-гидрологической среде факторов, в определенной мере способствующих нормальному формированию корневых систем, вызывает уменьшение тесноты связи между общей длиной корней в корневых системах и диаметрами стволов.

Более сложно формируется взаимосвязь между площадями горизонтальных проекций корней и крон деревьев. Площади проекций корней и крон представляют собой производные морфологические элементы деревьев. В качестве таких образований они, как и прямые морфологические элементы (диаметр, высота, площадь сечения ствола и др.), выступают в определенной корреляционной зависимости. Эта связь также формируется в результате биологических особенностей соответствующей древесной породы и под влиянием конкретных лесорастительных условий. Однако, в отличие от прямых морфологических элементов, на характер соотношения площадей корней и крон влияет специфика их особенностей как функциональных органов. Эти особенности заключаются в том, что крона формируется в условиях и под влиянием солнечного освещения, что исключено для корней. В процессе формирования кроны можно выделить два варианта: первый — деревья стоят свободно или относительно свободно, т. е. их кроны не мешают в развитии друг Другу, и второй — кроны деревьев находятся в плотном стоянии и формируются в условиях недостаточного бокового освещения. В первом варианте формирование крон происходит в основном по законам, определяемым внутренними биологическими свойствами породы, во втором — эти законы корректируются интенсивностью освещения.

Корневые системы, в отличие от крон, гораздо раньше вступают в пространственное соприкосновение, однако они обладают способностью последующего, значительно большего пространственного взаимопроникновения, поскольку ограничивающее рост корней влияние среды распределяется и перераспределяется в почвенном пространстве по иным законам, чем свет в атмосфере. В связи с этим (в чисто биологическом аспекте, т, е. без влияния ограничивающих факторов среды) соотношение проекций корней и крон формируется только до периода смыкания насаждения кронами. В последующем периоде прирост площадей проекций крон под давлением внешних факторов сдерживается в большей степени, чем прирост площадей проекций корневых систем. В период свободного и относительно свободного стояния деревьев наблюдается тесная и очень тесная взаимосвязь между рассматриваемыми элементами (для сосны r = 0,85±0,04). Более тесная связь существует между площадями проекций корней деревьев и их диаметрами на высоте груди (r = = 0,93±0,02).

Прямая прямолинейная зависимость существует между площадью проекций корневых систем и площадью сечения ствола (для сосны r = 0,98±0,01).

Основные физиологические процессы, связанные с усвоением из почвы питательных веществ и воды, осуществляют тонкие (всасывающие) корни. Увеличение массы тонких корней, необходимое в процессе роста дерева, обязательно должно сопровождаться соответствующим увеличением массы более толстых корней, представляющих скелетные и полускелетные корни. В процессе формирования корня стабилизируется определенное, более или менее устойчивое относительное участие масс и объемов корней и участков корней различных фракций толщины. Для обеспечения устойчивости такого относительного участия необходимо, чтобы прирост единицы массы тонких корней сопровождался приростом массы более толстых корней в определенно строгом соотношении.

Например, с увеличением диаметра корня масса тонких и толстых корней увеличивается с различной интенсивностью.

В начальных стадиях формирования корня увеличение массы различных фракций толщины происходит непропорционально. В этот период с увеличением диаметра корня на каждую единицу массы тонких корней (0,6—3,0 мм) откладывается все большая масса более толстых корней (> 3,0 мм). При достижении корнями определенной толщины устанавливаются стабильные пропорции в наращивании масс корней различной толщины, в результате чего соотношение их масс в общей массе корня и корневой системы в целом становится стабильным. Стабильные соотношения масс устанавливаются при достижении корнями сосны диаметра 6—8 см (масса тонких корней диаметром менее 0,6 мм составляет 0,8—2,0 %, диаметром 0,7—3,0 мм — 3,0—4,6 и диаметром более 3 мм — 93,4-94,6 %).

У дуба черешчатого с изменением диаметра материнского корня также изменяется распределение массы по фракциям толщины. С увеличением диаметра корня относительное участие массы корней более тонких фракций уменьшается. Это уменьшение наиболее интенсивно в период увеличения диаметра корня до 2 см, затем относительное участие массы корней таких фракций в общей их массе принимает стабильный характер. В то же время у корней фракции диаметром более 10 мм относительное участие массы с увеличением диаметра материнского корня до 2 см интенсивно увеличивается, а затем также стабилизируется.

Между диаметрами корней дуба черешчатого и абсолютной массой корней каждой фракции толщины имеются тесная и очень тесная корреляционные зависимости, характеризуемые коэффициентами корреляции r от 0,79 до 1,0.

Полная стабилизация соотношений относительного участия массы корней различных фракций толщины проявляется при достижении корнем диаметра 4—6 см. При дальнейшем увеличении диаметра корня относительное участие масс корней в общей их массе составляет по фракциям толщины: > 10мм — 52—54 %, 6,1—10,0мм — 17,5—18,0 %, 4,1—6,0 мм — 10—12 %, 2,1—4,0 мм — 10 %, 0,6—2,1 мм — 5—6%, < 0,6 мм — 3—4 %.

Аналогичные закономерности распределения массы корней по фракциям толщины установлены и для других древесных пород. Накопление корневой древесины в процессе формирования корней у всех древесных пород подчинено общей закономерности. В начальном периоде роста корней темпы наращивания массы более толстых фракций наиболее интенсивны. При достижении корнем определенного диаметра соотношение наращиваемой массы тонких и толстых корней стабилизируется. В результате этого после достижения корнем определенного диаметра становится относительно постоянным участие масс корней различной толщины в общей массе корня. У различных древесных пород стабилизация такого соотношения наступает при различных диаметрах материнского корня: у сосны обыкновенной после достижения диаметра 4—6 см, у дуба черешчатого — 2—3, ореха грецкого — 3—4, ели европейской и пихты белой — 5—6 см.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: