Лесоводство

Молибден поступает в  растения в виде аниона Мо042-. Содержание молибдена в растениях составляет 0,0005—0,002%.

Молибден входит в состав более 20 ферментов, выполняя при этом не только каталитическую, но и структурную  функцию. Молибден вместе с железом  входит в состав активного центра ферментного комплекса нитрогеназы  в виде Mo-Fe-белок и участвует  в фиксации азота атмосферы различными микроорганизмами. При недостатке молибдена  происходят заметные изменения в азотном обмене растений — наблюдается уменьшение синтеза белка при одновременном падении содержания аминокислот и амидов. Нарушения в азотном обмене особенно проявляются на фоне питания растений нитратами. Это связано с тем, что молибден входит в активный центр фермента, восстанавливающего нитраты до нитритов,— нитратредуктазу.

Бор поступает в растение в виде аниона борной кислоты —  В033-. Среднее содержание бора в растениях 0,0001%. Роль бора выяснена далеко не достаточно. Это связано с тем, что бор, в отличие от большинства других микроэлементов, не входит в состав ни одного фермента и не является активатором  ферментов. Большое значение для  осуществления функции бора имеет  его способность давать комплексные  соединения. Комплексы с борной кислотой образуют простые сахара, полисахариды, спирты, фенольные соединения и др. В этой связи можно предположить, что бор влияет на скорость ферментативных реакций через субстраты, на которые  действуют ферменты. Комплексы органических соединений с борной кислотой могут  иметь и иное значение. Так, способность  бора образовывать комплексы с углеводами оказывает влияние на клеточную  оболочку, регулируя ориентацию мицелл целлюлозы, что способствует ее большей  эластичности (Е.В. Бобко). У растений, испытывающих недостаток бора, наблюдается  быстрая потеря эластичности клеточных  оболочек, что, в свою очередь, связано  с более жесткой ориентацией  мицелл целлюлозы. Бор играет роль в  поддержании структуры мембран. При недостатке бора подавляется  ак­тивность Н+-помпы, повышается проницаемость  мембран.

Кобальт находится в тканях растений в ионной (Со2+, Со3+) и комплексной  форме. Содержание кобальта в среднем  составляет 0,00002%. Особенно кобальт  необходим бобовым растениям, поскольку  участвует в фиксации атмосферного азота. Кобальт входит в состав кобаламина (витамин В12 и его производные), который синтезируется бактериями в клубеньках бобовых растений, а  также в состав ферментов у  азотфиксирующих организмов, участвующих  в синтезе метионина, ДНК и  делении клеток бактерий. При дефиците кобальта подавляется синтез леггемоглобина, снижается синтез белка, и умень­шаются размеры бактероидов. Это говорит  в пользу необходимости кобальта. Установлена потребность в кобальте для высших растений, не способных  к азотфиксации. Показано влияние  кобальта на функционирование фотосинтетического аппарата, синтез белка, его связь  с ауксиновым обменом. Трудность  решения вопроса о необходимости  кобальта для всех растений заключается  в том, что потребность в нем  чрезвычайно мала.

Хлор поступает в растение в виде Сl-. Хлор необходим для  работы ФС II на этапе фотосинтетического разложения воды и выделения кислорода. Показано влияние хлоридов на работу Н+-АТФаз тонопласта, участие в  делении клетки. Имеются сведения о влиянии хлора на азотный  обмен. Так, хлориды стимулируют  активность аспарагинсинтетазы, которая  участвует в переносе аминогруппы на аспарагин. Концентрируясь в растении в вакуолях, хлориды могут выполнять осморегулирующую функцию. Недостаток хлора проявляется редко и наблюдается только на очень щелочных почвах.

Никель поступает в  растения в виде иона Ni2+, но может  также находиться в виде Ni+ и Ni3+, Роль никеля для высших растений как микроэлемента  была доказана недавно. До этого считали  никель необходимым микроэлементом многих бактерий. У высших растений никель входит в состав фермента уреазы, который осуществляет реакцию разложения мочевины. Показано, что в растениях, обеспеченных никелем, активность уреазы выше и соответственно ниже содержание мочевины по сравнению с необеспеченными. Никель активирует ряд ферментов, в  т. ч. нитратредуктазу и другие, оказывает  стабилизирующее влияние на структуру  рибосом. Имеются еще и такие  элементы, которые усиливают рост лишь определенных групп растений.

Для роста некоторых растений засоленных почв (галофитов) оказывается  полезным натрий. Необходимость натрия проявляется у растений С4 и САМ. У этих растений показана необходимость  натрия для регенерации ФЕП при  карбоксилировании. Недостаток натрия у этих растений приводит к хлорозу  и некрозам, а также тормозит развитие цветка. В натрии нуждаются и многие С3-растения. Показано, что этот элемент  улучшает рост растяжением и выполняет  осморегулирующую функцию, подобно  калию. Благоприятное влияние оказывает  натрий на рост сахарной свеклы и цианобактерий.

Для роста диатомовых водорослей необходим кремний. Он улучшает рост некоторых злаков, таких, как рис  и кукуруза. Кремний повышает устойчивость растений против полегания, так как  входит в состав клеточных стенок. Хвощи нуждаются в кремнии  для прохождения жизненного цикла. Однако и другие виды аккумулируют достаточно кремния и отвечают при  внесении кремния повышением темпов роста и продуктивности. В гидрированной  форме Si02 кремний накапливается  в эндоплазматическом ретикулуме, клеточных  стенках, в межклеточных пространствах. Он может также образовывать комплексы  с полифено­лами и в этой форме  вместо лигнина служит для укрепления клеточных стенок. Показана необходимость  ванадия для Scenedesmus (зеленая одноклеточная  водоросль), причем это очень специфическая  потребность, так как даже для  роста хлореллы ванадий не нужен. Не все растения одинаково нуждаются  и в тех элементах, которые  относят к необходимым. Так, уже  упоминалось, что бор значительно  меньше нужен злакам. Бор и кальций  необходимы для всех растений. В  то же время для некоторых бактерий и грибов кальций может быть заменен  стронцием или барием. Бобовые  больше нуждаются в молибдене  по сравнению с представителями  других семейств.

62. Охарактеризуйте  вегетативное возобнавление леса, перечислите и опишите способы вегетативного возобновления, укажите породы, способные возобновляться вегетативно различными способами

Своевременная замена отмирающих деревьев обеспечивается даже при появлении  нескольких десятков всходов в год  на 1 га. Поэтому вопросы восстановления таких лесов не рассматриваются. [1, с. 98]

При воздействии на лес  различных природных факторов и  особенно человека равномерность процесса возобновления древесных пород  нарушается. Изреживание древостоев ведет, как правило, к улучшению  естественного возобновления. Полностью  прекращаются процессы естественного  возобновления после сплошных рубок, почти полного уничтожения деревьев в результате сильных ветров, лесного  пожара, деятельности вредных насекомых  и других причин. Возобновление древесных  пород на таких участках и является особой заботой лесоводов.

Задумывались ли вы, почему на одних участках появляются одни деревья, на других другие, на третьих  — вообще никаких? Ответить на этот вопрос не так просто. Успешность возобновления  древесных пород зависит от многих причин: наличия вблизи плодоносящих деревьев, величины урожая семян, дальности  их распространения, величины площади, лишенной древесной растительности, состояния поверхности и некоторых других причин.

Известно, что сразу после  вырубки почва наиболее пригодна для естественного посева семян. В это время на поверхности  много взрыхленных участков, которые  появились при протаскивании  хлыстов во время трелевки, разворотов тракторов и других механизмов, иногда при сжигании порубочных остатков (главным  образом, сучьев). На участках, поврежденных огнем, сгорает лесная подстилка  и гибнет живой напочвенный покров.

Таким образом, создаются условия для роста тех пород, семена которых упадут на эту почву. Появляются и выживают чаще всего всходы светолюбивых пород.

Количество всходов определяется количеством семян, которое занесено на вырубку ветром. Оно, прежде всего, зависит от их урожая. А хороший урожай бывает не каждый год. У различных деревьев и в разных климатических условиях периодичность урожайных (лесники называют их семенными) лет изменяется в широких пределах (от 1—2 до 10 лет и более). Видимо, растения для хорошего урожая должны накопить определенное количество веществ. Породы, имеющие мелкие семена, а, следовательно, и малую массу семян на всем дереве, хорошие урожаи дают чаще. Не последнее место в появлении всходов имеет и состояние погоды в момент опадения семян. Выпадет дождик, и прорастут даже мелкие семена осины и тополей.

Большое значение имеет также  дальность, на которую ветер разносит семена. Известны случаи, когда семена осины заносились за несколько километров. Семена березы разносятся на сотни  метров, а семена сосны и лиственницы  — до 100— 200 м.

В результате комбинации различных  факторов появляются всходы самых разнообразных  пород и в различном количестве. Иногда в первый год не бывает семян, и тогда процесс возобновления  древесных пород растягивается  на длительный срок, так как условия  для прорастания семян и роста  всходов значительно ухудшаются. Довольно часто наблюдаются случаи, когда всхожесть семян снижается  до 0,5% (из 200 семян прорастает только одно). А если на вырубке образуются заросли светолюбивой растительности (например, вейника), возобновиться  естественным путем лес уже не сможет.

Иногда же условия складываются настолько благоприятные, что на 1 га площади появляется до 1 млн. и больше молодых растений. Как-то мы обследовали ход зарастания участков, на которых огнем были уничтожены все деревья (такие участки называют гарями) в бассейне реки Кривая Кенжа (одного из притоков в низовье Амура) и встретили интересную гарь. Молодых лиственниц было так много (им было по 5 лет), что нога не доставала до почвы — мешали стволики.

Когда мы подсчитали количество лиственниц на 1 м2, их оказалось около 300 шт., или 3 млн. шт. на 1 га. Такие случаи наблюдаются редко, но участки с наличием 10 000 молодых растений и больше встречаются часто.

В последнее время все  большее значение в возобновлении  леса на вырубках получает молодое  поколение древесных пород, которое  всегда имеется под пологом древостоев (подрост). Его сохраняют во время  заготовки древесины. Разработаны  специальные технологические схемы, обеспечивающие, минимальную площадь  проходов трактора по вырубке. Чаще всего  она ограничивается специальным  трелевочным волоком, на который  деревья вытаскиваются лебедкой, и минимальным разворотом деревьев во время вытаскивания их на волок.

Последнее обеспечивается правильным выбором направления валки деревьев. После рубки древостоя на вырубке остается молодняк. Но применение этого способа возможно только там, где имеется значительное количество подроста под пологом древостоя. Практически можно восстановить лес на 30—35 % площади вырубок, если сохранить подрост. Многие новые машины далеко не всегда приспособлены для сохранения подроста.

Во время роста древостоев большое количество семян опадает  под полог. Некоторые из них не прорастают, и в почве накапливается  значительный запас семян. Но не все  они способны длительное время сохранять  посевные качества. Много семян, особенно во влажных условиях, теряют всхожесть  или сгнивают. Только у отдельных  пород семена могут жить годами в  лесной подстилке и после вырубки  древостоев прорастают. Мы уже рассказывали об амурском пробковом дереве. Из таких семян даже в древостоях, где было не более 10 деревьев на 1 га, образовывались молодняки, имевшие по 50 —» 100 тыс. молодых растений на 1 га. В среднем естественным путем леса восстанавливаются на 1 /3 вырубок.

Вегетативное возобновление  леса.

Самый распространенный способ вегетативного возобновления древесных пород — порослевый. Порослевые побеги появляются на пнях абсолютного большинства лиственных пород и у некоторых хвойных. Последние редки и не играют существенной роли в восстановлении лесов на вырубках. Побеги чаще образуются из спящих почек, об этом можно судить по их расположению на боковой поверхности пней. Придаточные почки образуются на границе коры и древесины и потом дают побеги. Они встречаются лишь у некоторых древесных пород. Иногда порослевые побеги появляются на корневых лапах и на стволах деревьев. Порослевый способ, таким образом, возможен только на вырубках, иногда на гарях, и ассортимент пород в составе будущего древостоя определяется составом срубленного или уничтоженного.

Первые годы порослевые побеги получают питательные вещества и  влагу от корневой системы материнского дерева и растут очень быстро. Они  не конкурируют с травянистой, а  часто и с кустарниковой растительностью  из-за влаги и пищи (их корни расположены  в различных горизонтах почвы) и  из-за света (они быстро обгоняют травы  и кустарники и занимают верхний  ярус). Казалось бы, все условия для  формирования нового древостоя. Но нет. Оказывается, время появления порослевых побегов зависит от времени рубки. Поздно срубили — поздно появились  и порослевые побеги, не успели подготовиться  к зиме — одревеснеть. Зимой вода в тканях замерзает, образовавшийся лед занимает больший объем и  разрывает ткани. Растение погибает. Порослевые побеги, особенно на высоких  пнях, обламываются ветром.

Порослевая способность  дерева изменяться с возрастом. Она  вначале увеличивается, потом достигает  максимума и начинает снижаться, а затем и совсем угасает. Конкретные данные о возрасте наступления различных  периодов изменяются в зависимости  от древесных пород и условий  роста. Образующиеся побеги долго сохраняются  на пнях. Кусты (или гнезда поросли) начинают излеживаться только после смыкания. Сомкнутый древостой образуется быстро и при относительно небольшом количестве гнезд поросли. Побеги на стволе чаще появляются после выставления дерева на свет (уборки расположенных вокруг него или сбоку деревьев). У лесоводов такие побеги известны под названием «волчков», «ивановых» или «водяных» побегов. Появление их вызывает усыхание вершины дерева. Они также ухудшают качество древесины. «Волчки» образуются не у всех пород.

Корневые отпрыски играют значительно меньшую роль в вегетативном возобновлении древесных пород, так как они появляются у относительно небольшого числа пород (у осины, некоторых видов тополей, бархата амурского и у многих кустарников). В лесах районов, где среди лиственных деревьев, участвующих в сложении древостоев есть осина, корнеотпрысковое возобновление распространено значительно шире. С его помощью несколько осин на 1 га могут захватить всю вырубку. Корневые отпрыски появляются на корнях не тоньше 0,5 см, расположенных на глубине до 2 см, после срубки, а иногда и после ослабления или даже естественного усыхания деревьев. Деревья, возникшие из корневых отпрысков, по расположению и росту напоминают деревья семенного происхождения. [4, с. 14]