Assessment of Siberian Stone Pine Viability in the Introuced Plantations of Middle Volga Region

Маргарита Антиповна КАРАСЕВА, Валерий Николаевич КАРАСЕВ, Дмитрий Иванович МУХОРТОВ, Константин Трифонович ЛЕЖНИН

Abstract


Introduction. Many researches show successful growth of  Siberian stone pine  in various ecological conditions of the region, but the criteria to select sustainable  adapted biotypes are lack of study. The goal of the research is to assess  the vital condition of  Siberian stone pine  (Pinus sibirika Du Tour) in the Middle Volga Region plantations by biometric and bioelectric  figures and to determine their informational content for selection the sustainable and  productive biotypes. Siberian stone pine  plantations of Middle Volga Region were chosen to be the object of the research. Methods. A high-resistance millivoltmeter of continuous current with platinum electrodes (Ekstra-999) was used to measure bioelectric potential. The impedance of over cambium complex of tissues was measured with Ц 4314 apparatus  on a frequency of 500 Hz using a transducer  of ЭВ–2К electronic moisture meter. Distance between the electrodes is 20,0 mm, length of active part of electrodes is 10,0 mm, diameter is 1,0 mm. The measurement was taken in the middle of  vegetation period from the shady side at 1,3 m height. Results. The top ranking trees of Siberian stone pine  are of high bioelectric potential (186,3±11,6 mV) and are of high content of general chlorophyll in the needles (3,15 ±0,08 mg/g of dry weight). The values of the weakened trees are twice lower. The impedance of over cambium complex of tissues of healthy trees of Siberian stone pine is of optimum parameters (15…25 kiloohm), weakened trees show higher figures  (47,9±3,8), which is the evidence of  disorder of water regime. It was determined that weakened trees showed  the decrease of activity of  catalase in the needles, the increase of osmotic potential and the increase of impedance of over cambium complex of tissues. Seed generation of the local  reproduction of top ranking trees has an intensive growth: the medium height of 7-year trees is  75,2±2,1 cm. Conclusion. The existing plantations of  Siberian stone pine  are the source of valuable genebank to establish plantations and develop landscape gardening. An express diagnosis of vital condition by the value of  bioelectric potential, impedance of over cambium complex of tissues and  osmotic pressure of cellular fluid of needles  give the possibility to select the trees, which are sustainable to  the changes of environment and  adapted to water regimes of biotopes. It is particularly important for Middle Volga, where drought periodically takes place.


Keywords


Siberian stone pine; introduction; physiology; viability; bioelectric potential; impedance of over cambium complex of tissues.

Full Text:

PDF (Russian)

References


Алимбек Б.М. Опыт интродукции кедровой сосны в Марийской и Татарской АССР // Кедр сибирский на европейском севере СССР, его рас-пространение, возобновление и культура: Сб. тр. Л.: Наука, 1972. С. 72-76.

Дроздов И.И., Дроздов Ю.И. Лесная ин-тродукция. М.: МГУЛ, 2000. 135 с.

Лазарева С.М., Котов М.М., Котова Л.И. Хвойные интродуценты Республики Марий Эл. СПб., 2002. 136 с.

Еремин Н.В., Карасева М.А., Карасев В.Н. Агротехнические и физиологические аспекты успешности выращивания культур сосны кедровой сибирской в Республике Марий Эл // Вестник Марийского государственного технического университета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2010. № 1 (8). С. 16-29.

Лесосеменная база для интродукционных культур кедра сибирского / В.А. Брынцев, И.И. Дроздов, О.Ю. Храмова и др. // Вестник Мос-ковского государственного университета леса. 2012. № 3. С.21-23.

Бродников С.Н., Хусаинов И.И. Оценка со-стояния 100-летних культур кедра в условиях Ма-рийского Нагорного Предволжъя // Повышение эффективности лесного комплекса: материалы Второй Всероссийской научно-практической кон-ференции, посвященной 65-летию высшего лесно-го образования в Республике Карелия. Петроза-водск: ПетрГУ, 2016. С.22-25.

Романов Е.М., Лазарева С.М.,Бродников С.Н. Семеношение сосны сибирской в Марийском Заволжъе // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Лес, Экология. Природопользование. 2015. № 3. С 34-41.

Некрасов В.И. Актуальные вопросы теории акклиматизации растений. М.: Наука, 1980. 102 с.

Эколого-физиологическая оценка адаптации хвойных интродуцентов в Среднем Поволжье / В.Н. Карасев, М.А. Карасева, Н.Е. Серебрякова и др. // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2014. № 4 (23). С. 55-67.

Путенихина К.В., Шигапов З.Х., Путенихин В.П. Всхожесть семян кедра сибирского при интродукции в Башкирском Зауралье // Лесоведе-ние. 2016. № 2. С. 107-114.

Воробьев Р.А. Содержание основных пиг-ментов в хвое интродуцентов рода Ель в условиях южной тайги (на примере Нижегородской обла-сти) // Лесоведение. 2013. № 4. С. 22–31.

Rнos-Rojasa L., Franco T., Gurovich A. A. Electrophysiological assessment of water stress in fruit-bearing woody plants / Plant Physiology. 2014. Vol. 171. P. 799–806.

Алексеев В.А. Диагностика жизненного со-стояния деревьев и древостоев // Лесоведение. 1989. № 4. С. 51-57

Карасев В.Н., Карасева М.А., Матор-кин А.А. Оценка роста и устойчивости культур кед-ра сибирского в Среднем Поволжье // Актуальные проблемы лесного комплекса. Сборник научных трудов. Брянск: БГИТА, 2006. Вып. 13. С 57-60.

Рутковский И.В., Кишенков Ф.В. Применение электрофизиологических методов в лесовыращивании // Лесоведение и лесоводство. 1980. Вып. 3. 40 с.

Коловский Р.А. Биоэлектрические потенциалы древесных растений. Новосибирск: Наука,1980. 176 с.

Карасев В.Н., Карасева М.А. Диагностика жизненного состояния насаждений хвойных пород по биоэлектрическим показателям // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Лес. Экология. Природополь-зование. 2016. № 2 (30). С.24-45.

Маторкин А.А., Карасева М. А. Информативность импеданса прикамбиального комплекса тканей деревьев хвойных пород при диагностике их жизнеспособности // Современная физиология растений: от молекул до экосистем: материалы докладов Международной конференции. Часть 2. Сыктывкар, 2007. С. 265–266.

Bioimpedance Parameters as Indicators of the Physiological States of Plants in situ / E. Borges, M. Sequeira, A. F. V. Cortez, et al. // International Journal on Advances in Life Sciences. 2014. Vol. 6. P. 74-86.

Суховольский В.Г. Сравнительный анализ электрофизиологических методов диагностики состояния деревьев // Перспективные направления развития лесного хозяйства. Красноярск. 1980. С. 23-24.

Годнев Т.Н. Строение хлорофилла и методы его количественного определения. Минск: Издательство АН БССР, 1952. 327 с.

Медведев С.С. Электрофизиология растений. СПб.: Издательство С.-Петербургского университета, 1997. 86 с.

Маторкин А.А., Карасев В.Н., Карасева М. А. Комплексная экспресс-диагностика физиологического состояния сосны обыкновенной при формировании семенных участков и плантаций // Хвойные Бореальной зоны. 2011. № 1–2. С. 78–82.

Карасев В.Н., Карасева М.А. Эколого-физиологическая диагностика жизнеспособности хвойных пород: монография. Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2013. 216 с.

Твеленев М.В. Районы разведения кедра сибирского в европейской части СССР // Лесное хозяйство. 1968. № 7. С. 42-45.

Лоскутов Р.И. Искусственное восстановление кедра сибирского. М.: Лесная промышленность, 1971. 105 с.

Игнатенко М.М. Сибирский кедр (биология, интродукция, культура). М.: Наука, 1988. 160 с.

Матвеева Р.Н., Буторова О.Ф. Ускоренное выращивание сеянцев и культур кедра сибирского в Восточной Сибири. Красноярск: Сибирский гос. технол. ун-т, 2001. 254 с.

Интенсивность роста крупномерных сеянцев сосны кедровой сибирской местной репродукции в Лесном Заволжье / В.Н. Карасев, М.А. Карасева, К.Т. Лежнин и др. // Актуальные проблемы лесного комплекса. Сб. научных трудов. Брянск: БГИТА,2015. Вып. 43. С. 25-29

Николаевский В.С. Экологическая оценка загрязнения среды и состояния наземных экосистем методами фитоиндикации. М: МГУЛ, 1999. 193 с.

Бухарина И.Л., Поварницина Т.М., Ведер-ников. К.М Эколого-биологические особенности древесных растений в урбанизированной среде. Ижевск: ИжГСХА, 2007.216 с.

Ирошников А.И. Селекция хвойных пород в Сибири. Красноярск: Институт леса и древесины, 1977. 190 с.


Refbacks

  • There are currently no refbacks.