Сосна сибирская

 

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

Лесохозяйственный факультет

Кафедра дендрологии

СОСНА СИБИРСКАЯ

Реферативная работа по дендрологии

Руководитель: Гапонова Г.А.

Выполнил: Студент группы 32-1

Трофимов Д.В.

Красноярск 2011

Содержание

1. Биологические особенности

.1 Ареал кедра сибирского

.2 Морфологические особенности

.3 Условия произрастания

.4 Народно-хозяйственное значение

. Наследственность

.1 Классификация наследственности

.2 Наследственность кедра сибирского

.Изменчивость

.1 Классификация изменчивости

.2 Изменчивость генеративных органов

Список использованных источников

1.Биологические особенности

1.1Ареал кедра сибирского

Сосна кедровая сибирская, кедр сибирский, является ценной лесообразующей породой России, ареал которой занимает два материка: северо-восток европейской части. Западную и Восточную Сибирь, частично выходит за пределы России в Северную Монголию и Китай. Ареал кедра сибирского широтный, бореальный, целиком расположен в Евроазиатской таежной области. Предки этого вида, происхождением из Восточной Азии, в третичный период занимали обширную территорию Азии и Европы

В период кедра из Саянского "убежища" на Запад.Сформировав обширный ареал в Азии, кедр перешел через Урал и в настоящем западная граница оледенения вид был сильно потеснен и сохранился в отдельных рефугиумам "убежищах жизни". Последующее потепление способствовало распространению его (на рубеже восточной границы ели европейской) носит островной характер. В одно из потеплений среднего или позднего плейстоцена кедр проник на Кольский полуостров и остатки его насаждений сохранились здесь по настоящее время.

Распространение кедра не ограничивалось на Западе Русской равниной. В плейстоцене ареал его распространялся на Западе до Французских Альп. Некоторое обособление видов кедра сибирского и кедра европейского (произрастающего в горных районах Карпат и Альп), связано в разрывом доледникового ареала кедра сибирского, который был широко распространен по всей северной части Евразии. В ледниковый период, в особенности при максимальном оледенении (18-20 тыс. лет назад) кедр сохранился в немногих убежищах в горных районах Европы и Сибири.

Рисунок 1.1 - Ареал видов кедровой сосны в бывшем СССР

Есть все условия для соединения ареалов кедров сибирского и европейского. Сокращение ареала кедра в Западной Европе в голоцене связано с распространением широколиственных лесов и вытеснением кедра в верхние пояса Альп и Карпат. Именно в конкуренции с другими видами первопричина задержки естественного распространения кедра сибирского на запад и юго-запад. Климатические условия всей лесной зоны вполне отвечают экологии вида. Направленное формирование состава культур кедрового хозяйства может обеспечить успех расширения границ ареала.(Дроздов, 1998)

1.2 Морфологические особенности

Кедр сибирский (Pinus sibirica) - дерево высотой до 40 метров, диаметр ствола до 1,5 - 2 м. Предельный возраст кедра установить трудно, так как очень старые его деревья обычно поражены сердцевинной гнилью. Принято считать, что кедр сибирский доживает до 800 лет. В Иркутской области очень мало кедров старше 600 лет и почти нет кедров старше 700 лет (если и есть, то они гнилые). Но возраст 400 лет довольно обычен для старых кедровников, хотя шире распространены кедровники в возрасте 200-250 лет. Крона у молодых деревьев остропирамидальная, у взрослых - широкораскидистая, часто многовершинная. Ветвление мутовчатое. Верхние ветви канделябровидные, приподняты вверх. Кора на молодых стволах и ветвях пепельно-серебристая, с бурыми поперечными чечевичками, в дальнейшем трещиноватая, серо-коричневая. Хвоя длиной 5-12 см, мягкая, трехгранная в поперечном сечении, темно-зеленая с сизым налетом; сохраняется на дереве 3-7 лет. Мужские (пыльниковые колоски расположены обычно в средней части кроны, женские шишечки - на концах верхних побегов дерева по 2-3 возле вершинной почки. Плодоносит лишь верхняя часть кроны протяженностью 1-1,5 м (редко до 2 м). Зрелые шишки яйцевидные, длиной 6-13 см, шириной 5-8 см, светло-бурые, имеют плотно прижатые чешуи с утолщенными щитками; содержат 80-140 коричневых семян длиной 10-14 мм, шириной 6-10 мм. Корневая система стержневого типа с распростертыми боковыми корнями.

Рисунок 1.2 - Морфология кедра сибирского

1.3 Условия произрастания

Само расположение ареала кедра сибирского в центре северной части Евразии, но в основном в Сибири, свидетельствует о том, что эта порода резко континентального климата. К почвам кедр нетребователен, в условиях достаточной влажности он произрастает на всех типах почв, лишь у северной границы своего распространения предпочитает дренированные почвы, но на крайних северных пределах распространения его не только на аллювиальных почвах долин крупных рек и склонов, но и по заболоченным долинам мелких рек и ручьёв. Подстилающие горные породы, механический состав и плодородие почв не играют ограничительной роли в расселении кедра, а также не угнетает его - она принадлежит гидротермальным условиям почв и воздуха, а также окружающей среды. Кедр имеет широкую экологическую амплитуду, этим в значительной мере и объясняется обширность его географического ареала.

Сибирский кедр предпочитает суглинистые и супесчаные, достаточно увлажненные, но хорошо дренированные плодородные почвы. Однако в пределах своего естественного ареала он встречается на самых разнообразных типах почв и рельефа местности. М.Е. Ткаченко приводит данные, когда сибирский кедр рос на сухих песках и каменистых скалах. Академик П.С. Паллас писал, что этот вид деревьев произрастал на болотах и поднимался высоко в горы. Профессор Б. В. Гроздов отмечал рост сибирского кедра на почвах вечной мерзлоты, где он образовывает придаточные корни.

На зимостойкость малую требовательность к теплу оказывают влияние очень низкие температуры воздуха в северных пределах его произрастание на равнине, плоскогорьях и у верхних границ леса в горах, где зимние температуры достигают (Восточная Сибирь). На малую требовательность к теплу указывает также небольшая продолжительность безморозного периода. Недостаток тепла, особенно в горах - одна из причин невысокой густоты древостоев кедра. С увеличением возраста кедру также присуще повышение требовательности к свету, а в среднем кедр считается породой тепловыносливой. По отношению к влаге кедр считается требовательной породой, особенно к влажности воздуха, считается, что влажность воздуха для кедра более важна, чем влажность почвы, а кедр - это дерево холодного, влажного климата. При достаточной влажности воздуха кедр селится в горах на высоте 1000 м. Кедр сибирский в Западной Сибири почти на всём протяжении с севера на юг является коренной породой плоскогорных произрастаний. Причина снижения господствующей позиции кедра в районах его экологического оптимума заключается в его меньшей конкурентоспособности по сравнению с другими породами (Таланцев, 1981).

1.4 Народно-хозяйственное значение

сосна кедровый сибирский ареал

Семена кедра, составляющие основную сырьевую ценность кедровников, создали популярность кедру, но и привели к уничтожению его на огромных площадях. Они имеют очень большую пищевую ценность, благодаря высокому содержанию жира (в среднем около 60%, с колебанием от 45 до 75% веса сухого ядра) и азотистых веществ (до 20%).

Человек использует их с глубокой древности. В прошлом они использовались местным населением не только как лакомство, но и для выжимки кедрового масла. Одновременно получался и кедровый жмых - очень ценная подкормка сельскохозяйственных животных.

В двадцатых годах текущего столетия в ряде районов Западной Сибири и Прибайкалья осуществлялось заводское производство этого масла, позднее оставленное из-за трудоемкости массовой заготовки семян, большого диапазона колебаний их урожая, нестойкости быстро прогоркающего масла и высокой его себестоимости.

Диапазон сырья, которое можно получать из кедра, весьма широк. Древесина его идет на изготовление карандашей, аккумуляторного шпона, токарных и столярных изделий. Она имеет довольно красивую текстуру и окраску, хорошо обрабатывается и обладает стойким приятным запахом, делающим ее фитонцидной. Из сибирских хвойных пород только она пригодна для изготовления тары под пищевые продукты. Широко известное в прошлом сибирское топленое масло транспортировалось в бочках из кедровой клепки. Из нее же делались омулевые бочки.

Можно использовать кедр и как смолопродуктивную породу. Он дает большой выход живицы на карру при длительном ее истечении после каждой подновки, что существенно сокращает количество подновок и сборов и тем повышает экономическую эффективность подсочки. Техническое применение кедровой живицы не хуже, чем сосновой. Кроме того, из кедровой живицы вырабатывают оптический бальзам.

Однако подсочка кедра не получила распространения, так как она существенно снижает его семеношение и затруднена из-за горного рельефа, в пределах которого, главным образом, сохранились кедровники.

Из кожуры семян кедра можно вырабатывать стойкую коричневую краску, успешно заменяющую знаменитый бейц. Из его хвои и побегов (кедровой лапки) получают эфирное масло, применяющееся в парфюмерии.

Многими исследованиями доказано, что прижизненное использование сырьевых ресурсов кедровников экономически значительно целесообразнее рубки их для получения древесины. Только сбор кедровых семян в течение жизни одного поколения древостоя дает намного больший доход, чем можно получить от рубки. А кедровники, кроме того, являются лучшим местом промысла соболя и белки и используются для сбора грибов и ягод.

Благодаря сильно выраженной средообразующей способности кедра, мощности его корневой системы и размещению кедровников в горах, весьма велико водоохранное, противоэрозионное и климаторегулирующее значение кедровых лесов. Простые расчеты показывают, что защитные свойства кедровников имеют для общества намного большее значение, чем их сырьевые ресурсы. Все это делает кедровые леса весьма важным объектом охраны и хозяйства.

2. Наследственность

Наследственность - это свойство организмов обеспечивать материальную и функциональную преемственность поколений, определённый план строения и характер их индивидуального развития, а также норму реакции на условия внешней среды. Наследственность является итогом исторического развития предков, представленного программой индивидуального развития особенностей. Изучение наследственности в период 1944-1953 г. явились результаты исследований, доказавших, что не белок, а молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), входит состав хромосом, и несут в себе запись (код)генетической информации. Хромосомы являются носителями наследственной информации - они впервые были обнаружены в 1888 г.

2.1Классификация наследственности

Простая наследственность наблюдается при вегетативном размножении растений, когда дочерняя особь воспроизводится из какой-нибудь части материнского растения, например из черенка, отводка глазка, корневого отпрыска. Вместе с тем еще Ч. Дарвин указал на возможность возникновения новых морфологических черт или других свойств дочернего организма при воспроизводстве его из материнской почки.

Сложная наследственность наблюдается, по К. А. Тимирязеву, при половом размножении, когда дочерние особи, возникшие из семян, получившихся из зиготы в результате слияния мужских и женских гамет, должны сочетать признаки обоих родителей

Таким образом, наследственность заложена в филогенетическом развитии данного вида. Однако ее проявление в индивидууме в процессе его онтогенетического развития чрезвычайно сложно, что имеет большое значение селекционных работах. . (Коновалов, 1987).

2.2 Наследственность кедра сибирского

Хвойные породы характеризуются постоянством хромосомных чисел и однообразием морфологии хромосом, но изучение отдельных видов растений кедра показало наличие у него хромосомного полиморфизма. В хромосомном наборе кедра сибирского имеется 24 хромосомы. Лучше всего хромосомы можно увидеть в стадии метафазы или ранней анафазы, когда хромосомы наиболее укорочены и находятся в экваториальной плоскости, в это время отчётливо видно их различие по форме и величине. Форма каждой хромосомы определяется положением первичной перетяжки, где располагается центромера - это характерно для каждой индивидуальной хромосомы (Любавская, 1982). При исследовании семенного потомства наблюдались отклонения от нормативного числа хромосом, где отмечены анеуплоиды 23 и 25 хромосомами и миксоплоиды, имеющие 24-32 хромосомы. В дисплойдном наборе кедра сибирского содержится 11 пар равноплечих и одна пара неравноплечих хромосом. У метацентрических хромосом не всегда возможно правильно идифицировать короткое и длинное плечо. Хромосомы I-XI пар кедра сибирского являются переходными между мето- и субмето- центрическими, а XII пары между субмета- и субакро- центрическими. Кариатип хвойных пород в особенности рода Pinus, характеризуется большим морфологическим сходством. В большинстве случаев это делает невозможным подбор гомологичных пар, поэтому большое значение для индификации и анализа кариотипов имеют вторичные перетяжки. В хромосомном наборе перетяжки стабильно наблюдаются из семи пар. Вторичная перетяжка обнаружена на длинном плече двенадцатой хромосомы и у шести пар, входящих в состав неидифицируемой группы. Наличие на хромосомах вторичных перетяжек связано с образованием ядрышек. В интерфазных ядрах кедра сибирского может быть от четырёх до 14 ядрышек, в телофазных ядрах 14. Это согласуется с числом более постоянных перетяжек. Наибольшая величина общей длины диплойдного набора характерна для популяций из северной части ареала вида. В различных популяциях наблюдается различие по частоте встречаемости вторичных перетяжек в определённых парах хромосом, при этом они образуют различные сочетания. Деревья различают по многим морфологическим и физиоло-биохимическим признакам. У 10 изученных деревьев отмечены только полиморфизм по частоте встречаемости вторичных перетяжек во всех хромосомах, что свидетельствует о различиях в адаптационных возможностях отдельных деревьев (Муратова, 1982).

3. Изменчивость

Изменчивость - это различия признаков и свойств между двумя или группой особей, предками и потомками одного и того же или разных видов растений. Впервые в 1903 г. Гюго-де-Фриз назвал мутациями внезапное наследственное изменение (Любавская, 1982).

3.1 Классификация изменчивости

Географическая изменчивость - результат дифференциации вида в пределах ареала в широтном и меридиональном направлениях. Эта форма изменчивости проявляется в образовании географических рас. Такие признаки, как сроки распускания и цветения, фотопериодизм, морозоустойчивость и многое другое, имеют чёткую географическую приуроченность и хорошо передаются потомству. В зависимости от места произрастания существуют расы древесных пород короткого и длинного дня.

Гибридогенная изменчивость отмечается в основном на границе ареалов различных видов. При этом в популяции одного вида наблюдается значительная примесь признаков другого вида. Гибридогенная изменчивость возникает там, где происходит изменение экологической обстановки на длительное время с изоляцией существенных границ ареалов. Нарушения могут быть вызваны как геологическими факторами, так и деятельностью человека. Произрастание кедра сибирского в различных условия показывает достаточно широкую изменчивость внешних, анатомических, физиологических признаков, а иногда, явную обусловленность (Голанцев, 1978).

3.2 Изменчивость генеративных органов

По форме шишек Матвеева (1999) выделяет деревья с цилиндрическими, яйцевидными, конусовидными и круговыми шишками. Шишки цилиндрической формы на 20-30% превышают по массе семян, чем конусовидные, а шишки круглой формы имеют наиболее крупные семена. Исследуя кедровники Среднего Урала, по строению поверхности семенной чешуи шишек кедра сибирского выделяют три формы: с гладким щитком, в виде пирамидки и в виде загнутого к основанию крючка (Матвеева, 1999). По окраске шишек выделяют светло-серые, розовые и фиолетовые формы. У кедра сибирского встречаются деревья с рано и поздносозревающими шишками. В кедровниках Западного Саяна обнаружены деревья с однолетним и смешанным типами формирования женских шишек, причиной этого, по мнению Матвеевой (1999), является более древнее происхождение этих деревьев, которые были широко представлены в эпоху тёплого и влажного климата.

Исследования индивидуальной изменчивости семеношения показывает, что в одинаковых условиях роста отдельные деревья проявляют различную репродуктивную способность и отражают в какой-то степени индивидуальные наследственные особенности деревьев, их урожайность или наследственную энергию семеношения дерева. У кедра сибирского выражена цикличность семеношения, связанная через погоду с соответствующей цикличностью солнечной активности. Длительность и частота семенных циклов неравномерны.

Выделены одношишечные, двухшишишечные, трехшишечные и многошишечные формы, у которых шишки располагаются в мутовках гроздями по 4-9шт. М.М. Игнатенко (1968)

Генетически обусловленный уровень посевных качеств семян у разных деревьев отличаются (Матвеева, 1999). Установлено, уровень изменчивости содержания жира в семенах кедра сибирского - от 58,1 до 63,3%, у кедра европейского - 50-60 %, у кедра корейского - 73,7%, у кедрового стланика - 51,2-63,1%. Биохимический состав пыльцы, по данным Мамаева (1973), обладает всеми формами внутривидовой и эндогенной изменчивости, подобно другим признакам отмечают варьирование содержания углеводов у пыльцы разных деревьев кедра сибирского. У кедра сибирского зацветание связано с общим развитием побегов и наступает через 28-34 дня после начала их видимого роста (Матвеева, 1999). Для кедра сибирского характерно явление дихогамии и протандрия, мужские колоски раскрываются на 3-4 дня раньше женских. Характерная форма семян у кедра сибирского зубовидная, отношение ширины к длине колеблется от 0,7 до 0,72. По размеру и массе семена кедра европейского и кедра сибирского близки, но у европейского кожура толще, её масса примерно на 10% больше (Матвеева, 1999).

По данным Р.Н. Матвеевой (1994), изменчивость у кедра сибирского в постэмбриональный период онтогенеза проявляется в более широком пределе- по числу семядолей от 7 до 16 шт., сроком образования боковых ветвей от 2 до 9 лет, по способности образовывать не только два годичных прироста, но и под влиянием дополнительного освещения по три прироста за период вегетации. В постэмбриональный период онтогенеза изменчивость кедровых сосен недостаточно. Так, известно, что она проявляется по числу семядолей от 9 до 12 шт., сроком образования боковых ветвей от 4 до 9 лет. Форме кроны с узкой средней, широкой кроной, способности образовывать за период вегетации два прироста побега.

У кедра сибирского встречаются двухдомные экземпляры. В сексуализации побегов важнейшую роль играют ростовые вещества, и как правило, наибольшей ростовой активностью отличаются побеги женского типа, т.к. женские зачатки возникают на сильных почках.

Список использованных источников

1.Белоусов В. Соболиная тайга р.Кизира. Л. Ж. 1917, в. 7-8.

2.Бех Л.И., Таран И.В. Сибирское чудо-дерево. Новосибирск: «Наука», 1979. - 126 с.

3.Городков Б.Н. Наблюдения над жизнью кедра в Зап. Сибири. Тр. Бот. музея, А. Н. в 16. 1916.

4.Гуляева Е.М., Бурдаева М.Н. Генетические основы лесной селекции и семеноводства. - Воронеж, 1982.

.Ирошников А.И. Изменчивость некоторых морфологических признаков.

.Корнеев Н.А. Радиационный мутагенез вегетативного размножения растений. 1985, с. 203.

.Любавская А.Я. Лесная селекция и генетика. Учебник для вузов. М: - 1982, 228 с.

.Мамаева С.А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений. М: - 1973, с. 271.

.

.Муратова Е.Н. Сравнительная характеристика кариотипа кедра сибирского из разных популяций.//Селекция хвойных пород Сибири. - Красноярск, 1978, с. 5-21.

.Селекция хвойных пород Сибири. Красноярск, 1978.

.Таланцев Н.К. и др. Кедровые леса - М: - 1982.

.Твеленев М.В. Методические рекомендации по вегетативному размножению хвойных пород (сосна, кедр) прививками в летние сроки. М.: ВНИИЛМ, 1982. - 10 с.

.Янгутов А.И., Дроздов И.И. Искусственное выращивание кедра сибирского // Итоги науки и техн. ВИНИТИ. Серия лесоведения и лесоводство. М.: 1989. - Вып. 5. - с. 60-91.

Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Лесохозяйственный факультет Кафедра дендрологии

Больше работ по теме: