Особенности накопления минеральных элементов и азота в ассимиляционном аппарате сосны обыкновенной. С. 118–129

УДК

630*581.192

DOI:

10.37482/0536-1036-2024-3-118-129

Аннотация

Исследование проводили в Архангельском лесничестве Архангельской области в осушенном кустарничково-сфагновом сосняке. Были подобраны средние по диаметру и высоте для древостоя учетные деревья, у которых на модельных ветвях отбирались образцы хвои, как живой, так и отмирающей желтой, побегов разного возраста. Также взяты образцы почвы из 3 верхних горизонтов. Установлено, что больше всего азота и минеральных элементов накапливается в живой хвое – в среднем 4,4 %, в отмирающей хвое и побегах их на 37–40 % меньше. Среди всех элементов бо́льшую долю составляют азот, калий и кальций, остальных химических элементов в разы меньше. По убыванию доли они располагаются в следующем порядке: магний, сера, фосфор, марганец, кремний, железо и алюминий. Из отмирающей желтой хвои в значительных количествах выводятся наиболее важные минеральные элементы. Содержание серы, магния, фосфора, марганца и железа сокращается в ней соответственно в 3,3; 2,1; 8,0; 1,5 и 1,4 раза по сравнению с живой хвоей. Получены данные по наличию азота и минеральных элементов в почвенных горизонтах А₀, Т₁ и Т₂. Установлено, что некоторые важнейшие для жизни дерева элементы сосредоточены в живой хвое в значительно бо́льших количествах, чем в почве: калия, фосфора, марганца и кальция – соответственно в 12,0; 4,0; 6,0 и 1,9 раза. Желтая (опадающая) хвоя создает биологический круговорот веществ. Количество азота и зольных элементов в этой хвое пропорционально их наличию в почве. В свою очередь, содержание минеральных элементов в побегах близко к их количеству в желтой (опадающей) хвое, с одной стороны, а с другой, зависит от возраста побегов. Существует устойчивый тренд снижения с возрастом побегов содержания в них азота, калия, фосфора и серы.

Сведения об авторах

П.А. Феклистов¹*, д-р с.-х. наук, проф.; ResearcherID: AAC-2377-2020, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8226-893X
О.Н. Тюкавина², д-р с.-х. наук, доц.; ResearcherID: H-2336-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4024-6833
Н.Р. Сунгурова², д-р с.-х. наук, доц.; ResearcherID: H-1847-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8464-4596
С.С. Макаров³, д-р с.-х. наук; ResearcherID: AAK-9829-2021, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0564-8888
И.Н. Болотов¹, д-р биол. наук, директор; ResearcherID: P-2892-2015, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3878-4192
С.Н. Тарханов¹, д-р биол. наук, ст. науч. сотр.; ResearcherID: ABG-7237-2020, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9037-8995
¹Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. академика Н.П. Лавёрова УрО РАН, наб. Северной Двины, д. 23, г. Архангельск, Россия, 163000; pfeklistov@yandex.ru*, dirnauka@fciarctic.ru, tarkse@yandex.ru
²Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия, 163002; o.tukavina@narfu.ru, n.sungurova@narfu.ru
³Российский государственный аграрный университет – Московская сельскохозяйственная академия им. К.А. Тимирязева, ул. Тимирязевская, д. 49, Москва, Россия, 127550; s.makarov@rgau-msha.ru

Ключевые слова

сосна, минеральные элементы, азот, накопление минеральных элементов, хвоя, побеги

Для цитирования

Феклистов П.А., Тюкавина О.Н., Сунгурова Н.Р., Макаров С.С., Бо-
лотов И.Н., Тарханов С.Н. Особенности накопления минеральных элементов и азота в ассимиляционном аппарате сосны обыкновенной // Изв. вузов. Лесн. журн. 2024. № 3. С. 118–129. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2024-3-118-129

Литература

1. Бессчетнова Н.Н. Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.). Репродуктивный потенциал плюсовых деревьев. Н. Новгород: НГСА, 2015. 586 с. 

2. Бобкова К.С. Экологические основы продуктивности хвойных лесов Европейского Северо-Востока: автореф. … д-ра биол. наук. Красноярск, 1990. 35 с. 

3. Бобкова К.С., Тужилкина В.В., Сенькина С.Н., Галенко Э.П., Загирова С.В. Эколого-физиологические основы продуктивности сосновых лесов Европейского Северо-Востока. Сыктывкар: Коми НЦ УрО РАН, 1993. 176 с. 

4. Веретенников А.В. Физиология растений с основами биохимии. Воронеж: ВГУ, 1987. 254 с. 

5. Ивонис И.Ю. Регуляторы роста в микростробиллах хвойных пород Карелии // Совещание по лесной генетике, селекции и семеноводству: тез. докл. Петрозаводск, 1967. С. 57–59. 

6. Казимиров Н.И., Волков А.Д., Зябченко С.С., Иванчиков А.А., Морозова Р.М. Обмен веществ и энергии в сосновых лесах Европейского Севера. Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1977. 304 с. 

7. Крамер П.Д., Козловский Т.Т. Физиология древесных растений. М.: Лесн. пром-сть, 1983. 464 с. 

8. Кузнецов В.В., Дмитриева Г.А. Физиология растений. М.: Абрис, 2011. 783 с. 

9. Либберт Э. Физиология растений. М.: Мир, 1976. 582 с. 

10. Лиханова Н.В. Влияние сплошнолесосечной рубки на круговорот азота и зольных элементов в ельниках средней тайги: автореф. дис. … канд. биол. наук. Сыктывкар, 2015. 22 с. 

11. Пристова Т.А. Биологический круговорот азота и зольных элементов в лиственно-хвойном насаждении подзоны средней тайги: автореф. дис. … канд. биол. наук. Сыктывкар, 2003. 19 с. 

12. Тарханов С.Н. Содержание серы и тяжелых металлов в хвойных насаждениях бассейна Северной Двины при аэротехногенном загрязнении // Лесоведение. 2011. № 3. С. 26–33. 

13. Феклистов П.А., Хабарова Е.П. Ассимиляционный аппарат деревьев сосны на осушенных и избыточно увлажненных почвах. Архангельск: САФУ, 2017. 141 с. 

14. Codesido V., Fernandes-Lopes J. Using SYNCHRO SAS, a Program to Facilitate Phenological Data Processing in a Radiate Pine Seed Orchard in Northern Spain. Seed Orchards: Proceedings from a Conference at Umea, Sveden. Sweden, Uppsala, SLU/Publikationsjanst Publ., 2008, pp. 43–49. https://doi.org/10.13140/2.1.4524.6088

15. Conn S., Gilliham M. Comparative Physiology of Elemental Distributions in Plants. Annals of Botany, 2010, vol. 105, iss. 7, pp. 1081–1102. https://doi.org/10.1093/aob/mcq027

16. Kurm M., Kängsepp L., Kiviste A., Sims A., Maaten T., Kaljurand H. Hariliku Männi (Pinus sylvestris L.) Plusspuud Eestis = Scots pine (Pinus sylvestris L.) Plus Trees in Estonias. Forestry studies. Metsanduslicud Uurimused, 2007, vol. 46, pp. 57–76. (In Est.).

17. Kurt Y., Bilgen B.B., Kaya N., Isik K. Genetis Comparison of Pinus brutia Ten. Populations from Different Elevations by RAPD Markers. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 2011, vol. 39, no. 2, pp. 299–304. https://doi.org/10.15835/nbha3926276

18. Pongrac P., Baltrenaite E., Vavpetič P., Kelemen M., Kladnik A., Budič B., Vogel-Mikuš K., Regvar M., Baltrenas P., Pelicon P. Tissue-Specific Element Profiles in Scots Pine (Pinus sylvestris L.) Needles. Trees, 2019, vol. 33, pp. 91–101. https://doi.org/10.1007/s00468-018-1761-5

19. Rautio P., Huttunen S. Total vs. Internal Element Concentrations in Scots Pine Needles along a Sulphur and Metal Pollution Gradient. Environmental Pollution, 2003, vol. 122, pp. 273–289. https://doi.org/10.1016/S0269-7491(02)00289-0

20. Silva da J.M., Aguiar A.V., Mori E.S., Moraes de M.L.T. Variação Genética e Ganho Esperado na Seleção de Progênies de Pinus caribaea var. caribaea em Selvíria, MS = Genetic Variation and Expected Gain in Selection of Pinus caribaea Morelet var. caribaea Progenies in Selviria, MS. Scienta Forestalis, Piracicaba, 2011, vol. 39, no. 90, pp. 241–252. (In Port.).

21. Tian X., Minunno F., Schiestl-Aalto P., Chi J., Zhao P., Peichl M., Marshall J., Näsholm T., Lim H., Peltoniemi M., Linder S., Mäkelä A. Disaggregating the Effects of Nitrogen Addition on Gross Primary Production in a Boreal Scots Pine Forest. Agricultural and Forest Meteorology, 2021, vol. 301–302, art. no. 108337. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2021.108337

22. Zeiner M., Kuhar A., Juranović Cindrić I. Geographic Differences in Element Accumulation in Needles of Aleppo Pines (Pinus halepensis Mill.) Grown in Mediterranean Region. Molecules, 2019, vol. 24, no. 10, art. no. 1877. https://doi.org/10.3390/molecules24101877