Физиологическое состояние древостоя под влиянием неблагоприятных факторов внешней среды

Министерство
высшего образования Р.Ф

УГЛТУ

Кафедра ботаники
и защиты леса

ОТЧЕТ

По
практической работе по физиологии растений

На тему

«Физиологическое
состояние древостоя

под влиянием
неблагоприятных факторов внешней среды

Выполнили: студенты

группы: ЛХФ-22

Бригады №10

Кондратов А.С

Сухарев А.С

Проверил: Булатова И. К

Екатеринбург
2005г.

Содержание

1.  Характеристика и морфология описания вида

2.  Местоположение объекта

3.  Патологические изменения роста и
развития деревьев под влиянием неблагоприятных факторов

3.1 Действие излучения на деревья

4.  Физиолого-биологические изменения

Литература

1.  Характеристика и морфология описания
вида

Род сосна (Pinus). Около 100 видов, распространенных
в умеренных областях северного полушария, в субтропиках формируют горные леса,
несколько видов растет в горах тропических областей. Это крупные или небольшие
деревья с мутовчатым расположением ветвей. Удлиненные побеги, покрытые
пленчатыми, чешуйчатыми листьями, в пазухах которых образуются укороченные побеги
с листьями, расположенными пучками по 2 5 шт.

Сосна обыкновенная (P. sylvestris) широко распространена в европейской
части России, Сибири, доходит до Охотского моря. Часто формирует леса на
песчаных и супесчаных почвах. Растет также на сфагновых болотах, а на юге – по
известковым и меловым склонам. Древесина широко используется как строительный и
поделочный материал. Из стволов добывают живицу, из которой при перегонке
получают корабельную смолу, канифоль, скипидар. В хвое содержится много
аскорбиновой кислоты. Молодые побеги используют для изготовления различных
видов лекарств и в парфюмерии, пыльцу применяют в медицине в качестве
заменителя спор плауна. Сосна сибирская или сибирская кедровая сосна -
крупноствольное дерево, широко распространенное по всей Сибири и в Монголии.
Хвоя располагается по укороченным побегам пучками по 5 шт. Женские шишки
прямостоячие, семена созревают осенью, на второй год после опыления. При
созревании семян, шишки не раскрываются. Семена без крыла. Спермодерма твердая.
В быту семена называют кедровыми орехами, их используют в пищу, для получения
масла и в производстве кондитерских изделий. Она дает ценную древесину, которая
широко используется в отраслях народного хозяйства, из смолы получают скипидар.

Древесина сосны почти на
50% представлена углеродом, на 44% целлюлозой и азотом 6,4%. По химическому
составу она состоит из 42,9% целлюлозы, 10,8% пентозанов, 29,5% лигнина, 12,8%
гексозанов, 3,2% смолистых веществ и 1,8% прочих растворимых в воде веществ.
Сосна имеет и лекарственное значение. В медицине широко используются сосновые почки,
собираемые весной до их распускания. В почках содержатся смолы, эфирные мосла,
крахмал, горькие и дубильные вещества, минеральные соли, болеретин. Хвоя сосны
богата витамином С и каротином. Из нее получают эфирное масло для лечения
ревматических заболеваний. Хвою можно переработать в витаминную муку, в сосновую
шерсть и вату. Семена сосны содержат очень много жирных масел, которые имеют
медицинское, пищевое и текстильное значения. Можно использовать пыльцу сосны в
качестве детской присыпки и как заменитель спор плауна при изготовлении пилюль.

неблагоприятный
дерево рост физиологический

2.  Местоположение объекта

Наш объект № 9в состоящий
из 4 сосёнок вида (P. sylvestris) находится недалеко от нового
учебного корпуса Уральского Государственного Лесотехнического Университета в
лесопарке имени лесоводов России. Общие неблагоприятные факторы:

1.  Антропогенные: на карте мы видим, что
недалеко находится автомагистраль, от которой происходит загрязнение тяжелыми
металлами, различными ядовитыми газами. А так же железная дорога, от которой
происходят загрязнение различными токсическими веществами при их транспортировке.

2.  Биотические: здесь рассматривается
взаимоотношение между живыми организмами и данным видом деревьев.

3.  Абиотические: воздействие климата на условия
произрастания деревьев (ФАР, осадки, температура и т.д.)

Воздействие этих факторов
на данные древесные породы более подробно рассмотрим в третьей и четвертой
главах.

3. 
Патологические
изменения роста и развития деревьев под влиянием неблагоприятных факторов

Загрязнение атмосферы,
связанное с производственной деятельностью человека, возрастает в таких
катастрофических масштабах, что системы авторекреакции уже не справляются с ее
очисткой. К газообразующим соединениям относят: оксид серы 4 (SO₂), оксид азота, угарный газ (СО), соединения фтора,
углеводорода, пары кислот и другие твердые частицы и т.д. Дыхание в условиях загрязнения,
как правило, возрастает, а затем снижается по мере возрастания повреждений. Все
эти изменения нарушают рост растений, ускоряют процессы старения в них. Очень
сильно страдают от кислых газов хвойные породы. На нашем участке имеются
сосёнки, у которых отсутствует вершина, присутствует ослабление роста ствола в
толщину, уменьшение длинны, а так же хорошо выражена однобокость. Все это
связано с деятельностью кислых газов.

Но отсутствие вершины
связано с очень низкой температурой в зимний период, т. к. растения,
находящиеся не под снежным покровом, имеют свойство замерзать, а так же и их
части.

3.1 Действие излучения на
деревья

Лучевые повреждения
касаться ядра или цитоплазмы. Повреждение ядра является следствием разрушающего
действия излучений на хромосомы или на соседние молекулы; последние
повреждаются ионизацией, что приводит к местному действию продуктов окисления,
как находящиеся поблизости. Поскольку степень лучевого повреждения линейно
зависит от объема клеточных ядер и убывает прямо пропорционально числу
хромосом. Можно сделать вывод: лучевое повреждение ядра, по-видимому, является
функцией его объема деленного на число хромосом. Летальным для растения
является количество излучения равное 4∙10⁶ эВ на одну
хромосому. Излучения приводит не только к уменьшению количества имеющихся ДНК в
ядре, но и к подавлению ее дальнейшего синтеза.

Активизация многих
органических веществ под влиянием излучения приводит к образованию свободных
радикалов, очень активных окислителей. Именно за счет окислительных свойств
свободных радикалов можно отнести действие излучения на сульфид-гидрильное
соединение, а также на другие компоненты клетки, способных подвергаться
окислению.

4. Физиолого-биологические
изменения

Наиболее важные
физиологические процессы и условия их обеспечения

Успешный рост деревьев
зависит от взаимодействия ряда физиологических процессов и условий. Фотосинтез
– синтез углеводов из углекислого газа и воды в хлорофилосной ткани деревьев.
Углеводы – основные питательные материалы, используемые в других процессах.
Азотный обмен – включение неорганического азота в органические соединения, что
даст синтез белки и протоплазмы. Липидный или жировой обмен – синтез липидов и
родственных им соединений. Дыхание – окисление питательных веществ в живых
клетках, в результате, которого высвобождается энергия, используемая при
ассимиляции, поглощении минеральных веществ и других процессах, идущих с
затратами энергии. Ассимиляция – это преобразование питательных элементов в
новую протоплазму, клеточные оболочки и другие структуры процесса роста.
Аккумуляция питательных веществ – запасание питательных веществ в семенах и
паренхимных клетках древесины и коры. Аккумуляция солей – это изменение
концентрации солей в клетках и тканях с помощью механизма активного транспорта,
протекающего с затратами метаболической энергии.

Адсорбция – поглощение
воды и минеральных веществ из почвы, кислорода и углекислого газа из воздуха.
Жароустойчивость, через этот фактор прошли практически все растения в
тропических лесах, но и на Урале бывают высокие температуры. Жароустойчивость –
способность растений выносить перегревание, связанное с высокой температура
воздуха. Обычно при температуре 40⁰С и выше нормальные
физиологические функции растения угнетаются, что вызывает отмирание клеток.
Высокие температуры разрушают белково-липидный комплекс плазмолеммы
протопласта, что приводит к потере астматических свойств клеток.

Засухоустойчивость –
способность растения переносить значительное обезвоживание клеток, тканей и
органов, а также перегрев. Обезвоживание вызывает нарушение коллоидных и
химических свойств цитоплазмы – изменяются степень ее дисперсности и
адсорбционная способность. Синтез белка резко падает, так как активизируется
аденазинтрифосфатазы, разрывающая нити информационной РНК, полисомы распадаются
на рибосомы и субъединицы. Водный дефицит нарушает метаболизм, и замедляет или
останавливает рост растений, снижает их продуктивность.

В критический период
образования репродуктивных органов засуха приводит к гибели именных зачатков
или к недоразвитию андроцея и пустоколосице.

Холодостойкость – это
свойство, которое определяется способностью растений сохранять нормальную
структуру цитоплазмы и изменять обмен веществ в период охлаждения и
последующего повышения температуры.

Гибель растений под
влиянием морозов обуславливается изменениями, происходящими в протопласте, его
коагуляцией. Физико-климатические преобразования в протопласте происходят
вследствие оттягивания воды образующимися в межклетниках кристаллами. Кроме
того, протопласт подвергается сжатию со стороны растущих в межклетниках
кристаллах. В результате наступает необходимая денатурация коллоидов
протопласта клеток и отмирания тканей. Если льда образуется немного, то после
оттаивания растения может оставаться живым. Нечувствительность к морозам
достигается физико-климатическими изменениями в клетках.

В зимующих листьях и
других частях растения накапливается много сахара, а крахмала в них почти нет.
Сахар защищает белковые соединения от коагуляции при вымораживании, и поэтому
его можно называть защитным веществом. Ингибиторы роста типа абсцисовой кислоты
сами по себе не влияют на морозоустойчивость, но, ослабляя и ингибируя ростовые
процессы, обуславливают наступление периода покоя и тем самым повышают
способность древесных растений к закаливанию.

Загрязнение атмосферы
газами, пылью и аэрозолями, поступающими с промышленных предприятий, создает
неблагоприятные условия для роста растений. Токсичный газ, попадая через
устьица и эпидермис в лист, растворяется в воде клеточных оболочек и
взаимодействует с цитоплазмой. Первыми повреждаются клетки устьичных полостей,
затем клетки губчатой паренхимы. Газ, растворяющийся в воде, образует кислоту
или щелочь, которые взаимодействуют с протопластом. Часть их нейтрализуется, а
часть остается в свободном состоянии. Кислоты разрушают хлорофилл, изменяют pH, ткани листа и устойчивость
биоколлоидов цитоплазмы, повышают общую окисляемость, увеличивают дисперсность
коллоидов и жироскопичность ткани, отрицательно влияют на экзиматический
аппарат, нарушают обмен веществ в клетках листа и проводящих тканей, снижают
интенсивность фотосинтеза, повышают интенсивность дыхания. Для повышения
газоустойчивости растений, а именно для грецкого ореха и конского каштана
сначала их намачивали 0,1%-ным водным раствором серной кислоты или соляной
кислоты, а затем растения поливали 0,2%-ным раствором солей этих кислот.
Положительные результаты были получены при применении серной кислоты.

Газоустойчивыми являются
те растения, в органах которых накапливаются повышенное количество серы и
хлора. Активность ферментных систем у них высокая. Исследования показали, что
условия минерального питания растений макро- и микроэлементами играют важную
роль в снижении повреждаемости их токсичными газами.

Литература

1. 
С.И. Лебедев
«Физиология растений».

2. 
 Т. Козловский
«Физиология древесных растений».

3. 
Б.А. Рубин «Курс
физиологии растений».

4. 
В.А. Крючков «Физиология
растений с основами биохимии».

5. 
С.С. Медведев
«Физиология растений».