До настоящего времени большинство исследователей о степени развития корневых систем отдельных древесных пород судят главным образом по массе или длине проводящих корней.
Активно всасывающая же часть корневой системы при этом учитывается приблизительно. Однако известно, что физиологически активные корни играют очень большую роль в жизнедеятельности растений. Они в основном обеспечивают растение водой и минеральной пищей и, в свете последних данных, принимают деятельное участие в синтезе новых органических соединений. Изучению активной части корневой системы в свое время большое значение придавал К. А. Тимирязев (1938). Он писал, что «корень нас интересует главным образом, как орган поглощения, и с этой точки зрения крайне любопытно составить себе понятие, какое протяжение и какую поглощающую поверхность представляет этот орган». Однако физиологически активная часть корневой системы, особенно древесных пород, до сих пор изучена недостаточно, хотя знание динамики нарастания активно всасывающих корней у различных древесных пород необходимо для разработки обоснованных типов смешения лесных насаждений.
В области исследования физиологически активных корней плодовых растений имеется ряд интересных работ (И. А. Муромцев, 1940; Д. И. Виноград, 1941; В. А. Колесников, 1952 и др.). По изучению же лесных пород литературных данных сравнительно мало. Первые важные исследования активных корней древесных пород у нас были проведены Л. А. Ивановым (1916, 1953). В последнее время появились интересные работы А. И. Ахромейко и М. В. Журавлевой (1955), А. Я. Орлова (1955, 1959, 1960), Л. Н. Згуровской (1957) и др.
В настоящем разделе излагаются результаты наших исследований по данному вопросу. Работа по изучению роста и развития активных корней у ряда древесных пород проводилась с 1954 по 1962 г. Объектами служили чистые культуры липы мелколистной, дуба черешчатого, клена остролистного, сосны обыкновенной, ели обыкновенной, лиственницы сибирской, березы бородавчатой и акации желтой 5- и 25-летнего возраста в Колодищанском лесничестве Минской области и разновозрастные насаждения в Ботаническом саду АН БССР. Почвы под исследуемыми культурами в Колодищанском лесничестве дерново-подзолистые суглинистые, в Ботаническом саду — дерново-подзолистые песчаные и супесчаные.
При исследовании изучались следующие вопросы: 1) сезонный ритм роста активных корней у разных древесных пород, 2) динамика роста корней у древесных растений разного возраста, 3) изменение роста корней в связи с глубиной, 4) нарастание корней в зависимости от влажности и температуры почвы в течение вегетационного периода, 5) продолжительность жизни активных корней.
У древесных растений активные окончания бывают двух родов: ростовые и всасывающие. Ростовые корни обычно крупнее сосущих (от 3 до 50 мм), обладают довольно интенсивным ростом и предназначены главным Образом для освоения новой территории почво-грунта. Всасывающие корни представляют собой тонкие короткие светлые корешки, служащие для поглощения воды и питательных веществ из почвы. Их длина не превышает 3—5 мм. Показаны мочки с активными ростовыми и всасывающими корешками дуба, сосны и ели. По морфологическим признакам активные корни отличаются от тонких корешков вторичного строения белой окраской, большей толщиной и хрупкостью. На них часто имеются корневые волоски, которые в значительной степени повышают их физиологическую активность. Ростовые и всасывающие корни обладают высокой физиологической активностью в поглощении воды и питательных веществ из почвы. Образуются они в основном на тонких мочковатых корнях и корневых окончаниях. Для исследования динамики нарастания активных корней мы пользовались методом В. А. Колесникова с нашими дополнениями и изменениями. Основные положения этой методики следующие. На площадках в чистых насаждениях специально изготовленным буром (сечением 10 см2) брали почвенные монолиты с корнями по 10- и 20-сантиметровым слоям до глубины 40 см. Мы ограничились этой глубиной потому, что многими исследователями (Н. А. Качинский, 1925; А. П. Шиманюк, 1948, В. А. Колесников, 1952; И. Н. Рахтеенко, 1949, 1952, 1953 и др.) установлено, что основная масса (80—90%) тонких мочковатых корней в условиях Московской области и Белоруссии располагается в верхнем 30-сантиметровом слое почвы. Образцы корней для анализа брали в течение вегетационного периода не менее одного раза в месяц. При взятии образцов описывалось состояние фенофаз у исследуемых древесных пород, определялись влажность и температура почвы. Пробы брались в трехкратной повторности. Объемы почвенных монолитов 100 и 200 см3. Корни из монолитов тщательно отмывались под водопроводным краном на металлической сетке с отверстиями 0,25X0,25 мм. Молодые корешки отмывались очень осторожно тонкими струйками воды при помощи резинового шланга со специальным наконечником, затем помещались в чашки с водой. Следует отметить, что выборку мочковатых корней производить из воды значительно легче, чем из общей массы. Кроме того, активные корни в воде сохраняются дольше без особых изменений, что важно для правильного их учета и обмера. После выборки корней по отдельным веткам измерялись длина и диаметр каждого корешка, подсчитывалось количество их, причем белые активные корешки учитывались отдельно. Обмер их производился во влажном состоянии толщиномером Louis Schopper и специальной линейкой. Мелкие корешки учитывались при помощи лупы. После обмеров вычисляли длину активных корней в процентах от общей длины корней в пробе, затем определяли их поверхность. При обмерах подсчитывалось также количество активных и проводящих корней. На основании подсчета общего числа корней и их длины вычислялась средняя длина одного корня (корневой коэффициент) для каждой древесной породы.
По нашим данным, в одном монолите (200 см3) насчитывалось от 200 до 1600 корешков, длина которых в сумме колебалась от 50 до 430 см. Процент активных корней в разных повторностях колебался незначительно (5—10%). Следовательно, трехкратное определение достаточно полно характеризует состояние роста активных корней. В. А. Колесников (1952) доказал, что даже небольшая часть корневой системы (100—300 корешков) довольно полно отражает закономерности роста и развития всей корневой системы.
Следует отметить, что длина и поверхность активных корней у исследуемых нами пород находятся в прямой зависимости между собой, поэтому в дальнейшем при характеристике роста активных корней мы будем показывать главным образом длину активных корней в процентах к общей их длине.