РОСТ И РАЗВИТИЕ ИНТРОДУЦИРОВАННЫХ ВИДОВ PICEA (L.) KARST. В УСЛОВИЯХ ТАЙГИ (КАРЕЛИЯ)

Результат исследований: Книги, отчёты, сборникикнига, в т.ч. монография, учебник

Выдержка

Монография посвящена изучению сезонного роста и развития интродуцированных видов Picea (L.) Karst. в Ботаническом саду Петрозаводского госуниверситета (подзона средней тайги, южная Карелия). В качестве объектов исследования служили следующие виды: Picea canadensis (Mill.) Britton et al., P. pungens Engelm. f. glauca Regel., P. pungens Engelm. f. viridis Regel., P. mariana Britt., P. omorica (Pane) Purk., P. obovata Ledeb., P. abies (L.) Karst.
Исследования показали, что основные особенности этих процессов определяются сезонной изменчивостью климатических факторов, биологическими особенностями вида, а также погодными условиями конкретного вегетационного периода. Установлено, что быстрее всего рост побегов и хвои начинается, достигает максимальных значений и заканчивается, как правило, у аборигенных видов и интродуцентов из районов со сравнительно суровыми условиями среды (Сибирь, Канада). Величина максимального суточного прироста побегов и хвои обычно у видов из районов с мягким климатом сравнительно больше, а его изменчивость по годам гораздо значительнее. Различия между видами в величине линейного годичного прироста побегов связаны прежде всего с разной интенсивностью ростовых процессов.
Среди климатических факторов, оказывающих влияние на рост и развитие растений, главную роль в условиях Карелии играет температура воздуха. Установлены минимальные значения среднесуточной температуры и суммы положительных температур, необходимых для начала ростовых процессов. Как правило, в этот период температура воздуха для хвои оказывается на +2–+5 ºС выше, чем для побегов. Обнаружено, что гораздо большую требовательность к данному фактору предъявляют виды из районов со сравнительно мягким климатом. Прекращение роста побегов и хвои не зависит от температуры воздуха. Однако динамика их прироста, особенно в докульминационный период, довольно тесно связана с изменением данного фактора. Выяснено, что максимальная температура воздуха для роста аборигенных видов и интродуцентов из районов с суровым климатом иногда может несколько превышать оптимальные значения. В отношении южно-европейских видов интродуцентов обнаружена противоположная зависимость. Относительная влажность воздуха и атмосферные осадки оказывают слабое отрицательное воздействие на динамику роста всех изучаемых видов интродуцентов.
Направление, характер и степень влияния экологических факторов на развитие растений определяются периодом их воздействия, биологическими особенностями вида и самой фенофазой. При этом температура воздуха и солнечная радиация оказывают прямое положительное и довольно сильное воздействие, а влажность воздуха и атмосферные осадки – прямое отрицательное и слабое влияние. Построены математические модели, позволяющие прогнозировать сроки наступления фенофаз изучаемых видов в зависимости от температурного режима воздуха.
Исследования показали, что внутрипочечное развитие вегетативных и генеративных органов у аборигенного и интродуцированных видов Picea характеризуется сходными этапами. При этом у аборигенного вида (P. abies) эти этапы начинаются и заканчиваются на 1–3 недели раньше, чем у других видов. Общая продолжительность морфогенеза в почках разных видов остается почти неизменной. Наибольшим сходством этого процесса с аборигенным видом отличается P. сanadensis.
Прохождение мейоза у изучаемых видов характеризуется одинаковыми этапами. Деление микроспороцитов происходит одновременно у разных видов, но первые тетрады микроспор у P. abies появляются на 5–9 сут. раньше. Онтогенез мужского гаметофита длится около 10 сут. Пыление у P. abies и P. сanadensis (конец мая) начинается на неделю раньше, чем у остальных видов.
В развитии женского гаметофита и в ходе эмбриогенеза у интродуцентов встречаются различного рода отклонения. Главными из них являются дегенерация женского гаметофита на свободноядерной стадии, а также деструкция архегониев на стадии проэмбриогенеза, в результате чего зародыши не развиваются.
Установлено, что урожайность шишек, число нормально развитых семян, лабораторная и грунтовая всхожесть, энергия и длительность прорастания семян, интенсивность и продолжительность роста сеянцев у аборигенного вида намного больше, чем у интродуцированных видов.
Общая стратегия физиологической адаптации к низким температурам у аборигенного и интродуцированных видов Picea одинакова. При переходе от роста к глубокому покою содержание белков в хвое увеличивается в 3–5 раз, что способствует созданию более устойчивой структуры протоплазмы клеток. Выявлены некоторые тенденции и в годичной динамике содержания отдельных свободных аминокислот в хвое. К наступлению глубокого покоя в хвое всех изучаемых видов идет накопление суммарных липидов, а также мембранной фракции – фосфолипидов. Углеводный обмен также перестраивается определенным образом: окончание вегетации и переход к состоянию глубокого покоя сопровождается гидролизом крахмала, повышением концентрации растворимых сахаров (глюкозы и дисахаридов). Наступление глубокого покоя вызывает увеличение содержания фруктозы и олигасахаридов. Образуя комплексные соединения с белками, эти низкомолекулярные углеводы повышают общую устойчивость растений к воздействию отрицательных температур.
Отличие интродуцентов от аборигенного вида состоит в уровне биохимических характеристик отдельных фаз развития растения. Так, синтез белковых веществ приводит к снижению содержания суммарных свободных аминокислот в хвое интродуцентов к периоду глубокого покоя, в то время как у местного вида концентрация аминокислот находится на постоянно высоком уровне. У местного вида по сравнению с интродуцентами суммарные липиды в фазу активного роста побегов намного активнее. Обнаружены также различия в соотношении отдельных фракций углеводов у аборигенных и интродуцированных видов в разные периоды вегетации.
Установлено, что у аборигенного и интродуцированных видов Picea в процессе адаптации к перенесению неблагоприятных условий зимы наблюдается тенденция к повышению гетерогенности спектра изоферментов пероксидазы хвои, к появлению молекулярных форм фермента, характерных для периода покоя. Подобная перестройка изоферментной системы обеспечивает устойчивость организма к воздействию внешних факторов и регуляцию гомеостаза.
В процессе исследований выявлено значительное сходство в состоянии пигментной системы аборигенного и интродуцированных видов.
На основании проведенных исследований и анализа многочисленных оригинальных данных представляется возможным сделать следующие выводы:
1. Рост вегетативных органов изученных видов Picea начинается в определенной последовательности. Первыми (в мае) трогаются в рост побеги, через 1–4 недели появляется молодая хвоя. Кульминация и прекращение роста происходит в следующем порядке: побеги, хвоя.
2.Из всех изученных экологических факторов температурный режим окружающей среды оказывает наибольшее влияние на рост и развитие в Карелии.
3. Интенсивность ростовых процессов в условиях Карелии усиливается с увеличением количества суммарной солнечной радиации и понижением относительной влажности воздуха.
4.Влияние экологических факторов наиболее заметно отражается на динамике роста вегетативных органов менее морозостойких видов хвойных растений (Picea omorica, Picea mariana).
5.У видов, происходящих из районов с более суровыми условиями среды, процессы роста и развития начинаются и заканчиваются значительно раньше, чем из районов с более мягким климатом.
6.Наибольшая интенсивность роста в условиях Карелии присуща Picea pungens. Наибольшее сходство в сезонной ритмике роста и развития с аборигенным видом установлено также для этого вида.
7.Динамика метаболитов и пигментов в хвое интродуцированных видов растений направлена на адаптацию к перенесению неблагоприятных зимних условий Севера. К периоду глубокого покоя содержание крахмала в хвое снижается, а растворимых сахаров, белковых веществ, липидов и пигментов повышается.
8.На основании вышеприведенных данных получена общая оценка перспективности изучаемых интродуцентов. Выяснилось, что к очень перспективным относятся Picea сanadensis, Picea pungens f. glauca и Picea. pungens f. viridis (88 баллов), к довольно перспективным  Picea obovata (65 баллов), к перспективным (55 баллов и менее)  Picea omorica и Picea mariana.
Установленные закономерности в сезонном росте и развитии аборигенных и интродуцированных видов Picea, произрастающих в Карелии, позволяют дать ряд практических рекомендаций:
1.Вводить в лесные культурценозы целесообразно следующие виды: P. сanadensis, Picea pungens f. glauca и Picea pungens f. viridis.
2.Выращивание саженцев из семян местной репродукции перспективно в отношении P. сanadensis, Picea pungens f. glauca и Picea pungens f. viridis.
Проводившиеся ранее исследования роста и развития интродуцированных видов Picea в таежной зоне носили эпизодический характер. Данная работа носит пионерный характер. Впервые в ней рассмотрены в комплексе вопросы роста, макро- и микрофенологии, а также физиологии аборигенного и интродуцированных видов Picea. Отечественных и зарубежных аналогов подобной работы в Научной библиотеке им. М. Горького не обнаружено.
Инновационное отличие данной работы – рассмотрение вопросов адаптации и перспективности интродуцентов одновременно с нескольких различных биологических позиций.
Объем рукописи – 5 а.л.
Язык оригиналарусский
Место публикацииСанкт-Петербург
ИздательИздательство Санкт-Петербургского Государственного Политехнического Университета
Число страниц142
Изданиемонография
СостояниеНеопубликовано - 2019
СобытиеВсероссийский конкурс на лучший учебник, учебное пособие и монографию преподавателей российских вузов и ссузов, кандидатов и докторов наук
- ИПЦ «OXiGEN», Нижний Тагил, Российская Федерация
Продолжительность: 10 фев 201910 апр 2019
https://vk.com/@-174999845-bez-nazvaniya

Предметные области Scopus

  • Земледелие и биологические науки (все)

Ключевые слова

  • рост, развитие, Picea, интродукция

Цитировать

Кищенко, И. Т. (2019). РОСТ И РАЗВИТИЕ ИНТРОДУЦИРОВАННЫХ ВИДОВ PICEA (L.) KARST. В УСЛОВИЯХ ТАЙГИ (КАРЕЛИЯ). (монография ред.) Санкт-Петербург: Издательство Санкт-Петербургского Государственного Политехнического Университета.
Кищенко, Иван Тарасович. / РОСТ И РАЗВИТИЕ ИНТРОДУЦИРОВАННЫХ ВИДОВ PICEA (L.) KARST. В УСЛОВИЯХ ТАЙГИ (КАРЕЛИЯ). монография ред. Санкт-Петербург : Издательство Санкт-Петербургского Государственного Политехнического Университета, 2019. 142 стр.
@book{5db2984c1ac741a09f158b61128671a6,
title = "РОСТ И РАЗВИТИЕ ИНТРОДУЦИРОВАННЫХ ВИДОВ PICEA (L.) KARST. В УСЛОВИЯХ ТАЙГИ (КАРЕЛИЯ)",
abstract = "Монография посвящена изучению сезонного роста и развития интродуцированных видов Picea (L.) Karst. в Ботаническом саду Петрозаводского госуниверситета (подзона средней тайги, южная Карелия). В качестве объектов исследования служили следующие виды: Picea canadensis (Mill.) Britton et al., P. pungens Engelm. f. glauca Regel., P. pungens Engelm. f. viridis Regel., P. mariana Britt., P. omorica (Pane) Purk., P. obovata Ledeb., P. abies (L.) Karst. Исследования показали, что основные особенности этих процессов определяются сезонной изменчивостью климатических факторов, биологическими особенностями вида, а также погодными условиями конкретного вегетационного периода. Установлено, что быстрее всего рост побегов и хвои начинается, достигает максимальных значений и заканчивается, как правило, у аборигенных видов и интродуцентов из районов со сравнительно суровыми условиями среды (Сибирь, Канада). Величина максимального суточного прироста побегов и хвои обычно у видов из районов с мягким климатом сравнительно больше, а его изменчивость по годам гораздо значительнее. Различия между видами в величине линейного годичного прироста побегов связаны прежде всего с разной интенсивностью ростовых процессов.Среди климатических факторов, оказывающих влияние на рост и развитие растений, главную роль в условиях Карелии играет температура воздуха. Установлены минимальные значения среднесуточной температуры и суммы положительных температур, необходимых для начала ростовых процессов. Как правило, в этот период температура воздуха для хвои оказывается на +2–+5 ºС выше, чем для побегов. Обнаружено, что гораздо большую требовательность к данному фактору предъявляют виды из районов со сравнительно мягким климатом. Прекращение роста побегов и хвои не зависит от температуры воздуха. Однако динамика их прироста, особенно в докульминационный период, довольно тесно связана с изменением данного фактора. Выяснено, что максимальная температура воздуха для роста аборигенных видов и интродуцентов из районов с суровым климатом иногда может несколько превышать оптимальные значения. В отношении южно-европейских видов интродуцентов обнаружена противоположная зависимость. Относительная влажность воздуха и атмосферные осадки оказывают слабое отрицательное воздействие на динамику роста всех изучаемых видов интродуцентов.Направление, характер и степень влияния экологических факторов на развитие растений определяются периодом их воздействия, биологическими особенностями вида и самой фенофазой. При этом температура воздуха и солнечная радиация оказывают прямое положительное и довольно сильное воздействие, а влажность воздуха и атмосферные осадки – прямое отрицательное и слабое влияние. Построены математические модели, позволяющие прогнозировать сроки наступления фенофаз изучаемых видов в зависимости от температурного режима воздуха.Исследования показали, что внутрипочечное развитие вегетативных и генеративных органов у аборигенного и интродуцированных видов Picea характеризуется сходными этапами. При этом у аборигенного вида (P. abies) эти этапы начинаются и заканчиваются на 1–3 недели раньше, чем у других видов. Общая продолжительность морфогенеза в почках разных видов остается почти неизменной. Наибольшим сходством этого процесса с аборигенным видом отличается P. сanadensis.Прохождение мейоза у изучаемых видов характеризуется одинаковыми этапами. Деление микроспороцитов происходит одновременно у разных видов, но первые тетрады микроспор у P. abies появляются на 5–9 сут. раньше. Онтогенез мужского гаметофита длится около 10 сут. Пыление у P. abies и P. сanadensis (конец мая) начинается на неделю раньше, чем у остальных видов.В развитии женского гаметофита и в ходе эмбриогенеза у интродуцентов встречаются различного рода отклонения. Главными из них являются дегенерация женского гаметофита на свободноядерной стадии, а также деструкция архегониев на стадии проэмбриогенеза, в результате чего зародыши не развиваются.Установлено, что урожайность шишек, число нормально развитых семян, лабораторная и грунтовая всхожесть, энергия и длительность прорастания семян, интенсивность и продолжительность роста сеянцев у аборигенного вида намного больше, чем у интродуцированных видов.Общая стратегия физиологической адаптации к низким температурам у аборигенного и интродуцированных видов Picea одинакова. При переходе от роста к глубокому покою содержание белков в хвое увеличивается в 3–5 раз, что способствует созданию более устойчивой структуры протоплазмы клеток. Выявлены некоторые тенденции и в годичной динамике содержания отдельных свободных аминокислот в хвое. К наступлению глубокого покоя в хвое всех изучаемых видов идет накопление суммарных липидов, а также мембранной фракции – фосфолипидов. Углеводный обмен также перестраивается определенным образом: окончание вегетации и переход к состоянию глубокого покоя сопровождается гидролизом крахмала, повышением концентрации растворимых сахаров (глюкозы и дисахаридов). Наступление глубокого покоя вызывает увеличение содержания фруктозы и олигасахаридов. Образуя комплексные соединения с белками, эти низкомолекулярные углеводы повышают общую устойчивость растений к воздействию отрицательных температур.Отличие интродуцентов от аборигенного вида состоит в уровне биохимических характеристик отдельных фаз развития растения. Так, синтез белковых веществ приводит к снижению содержания суммарных свободных аминокислот в хвое интродуцентов к периоду глубокого покоя, в то время как у местного вида концентрация аминокислот находится на постоянно высоком уровне. У местного вида по сравнению с интродуцентами суммарные липиды в фазу активного роста побегов намного активнее. Обнаружены также различия в соотношении отдельных фракций углеводов у аборигенных и интродуцированных видов в разные периоды вегетации.Установлено, что у аборигенного и интродуцированных видов Picea в процессе адаптации к перенесению неблагоприятных условий зимы наблюдается тенденция к повышению гетерогенности спектра изоферментов пероксидазы хвои, к появлению молекулярных форм фермента, характерных для периода покоя. Подобная перестройка изоферментной системы обеспечивает устойчивость организма к воздействию внешних факторов и регуляцию гомеостаза.В процессе исследований выявлено значительное сходство в состоянии пигментной системы аборигенного и интродуцированных видов.На основании проведенных исследований и анализа многочисленных оригинальных данных представляется возможным сделать следующие выводы:1. Рост вегетативных органов изученных видов Picea начинается в определенной последовательности. Первыми (в мае) трогаются в рост побеги, через 1–4 недели появляется молодая хвоя. Кульминация и прекращение роста происходит в следующем порядке: побеги, хвоя.2.Из всех изученных экологических факторов температурный режим окружающей среды оказывает наибольшее влияние на рост и развитие в Карелии. 3. Интенсивность ростовых процессов в условиях Карелии усиливается с увеличением количества суммарной солнечной радиации и понижением относительной влажности воздуха. 4.Влияние экологических факторов наиболее заметно отражается на динамике роста вегетативных органов менее морозостойких видов хвойных растений (Picea omorica, Picea mariana). 5.У видов, происходящих из районов с более суровыми условиями среды, процессы роста и развития начинаются и заканчиваются значительно раньше, чем из районов с более мягким климатом. 6.Наибольшая интенсивность роста в условиях Карелии присуща Picea pungens. Наибольшее сходство в сезонной ритмике роста и развития с аборигенным видом установлено также для этого вида. 7.Динамика метаболитов и пигментов в хвое интродуцированных видов растений направлена на адаптацию к перенесению неблагоприятных зимних условий Севера. К периоду глубокого покоя содержание крахмала в хвое снижается, а растворимых сахаров, белковых веществ, липидов и пигментов повышается.8.На основании вышеприведенных данных получена общая оценка перспективности изучаемых интродуцентов. Выяснилось, что к очень перспективным относятся Picea сanadensis, Picea pungens f. glauca и Picea. pungens f. viridis (88 баллов), к довольно перспективным  Picea obovata (65 баллов), к перспективным (55 баллов и менее)  Picea omorica и Picea mariana.Установленные закономерности в сезонном росте и развитии аборигенных и интродуцированных видов Picea, произрастающих в Карелии, позволяют дать ряд практических рекомендаций:1.Вводить в лесные культурценозы целесообразно следующие виды: P. сanadensis, Picea pungens f. glauca и Picea pungens f. viridis.2.Выращивание саженцев из семян местной репродукции перспективно в отношении P. сanadensis, Picea pungens f. glauca и Picea pungens f. viridis.Проводившиеся ранее исследования роста и развития интродуцированных видов Picea в таежной зоне носили эпизодический характер. Данная работа носит пионерный характер. Впервые в ней рассмотрены в комплексе вопросы роста, макро- и микрофенологии, а также физиологии аборигенного и интродуцированных видов Picea. Отечественных и зарубежных аналогов подобной работы в Научной библиотеке им. М. Горького не обнаружено.Инновационное отличие данной работы – рассмотрение вопросов адаптации и перспективности интродуцентов одновременно с нескольких различных биологических позиций.Объем рукописи – 5 а.л.",
keywords = "рост, развитие, Picea, интродукция",
author = "Кищенко, {Иван Тарасович}",
note = "Кищенко И.Т. Рост и развитие интродуцированных видов Picea L.) Karst. в условиях тайги (Карелия). СПб: Изд-во СПбГУ. 2020.",
year = "2019",
language = "русский",
publisher = "Издательство Санкт-Петербургского Государственного Политехнического Университета",
address = "Российская Федерация",
edition = "монография",

}

Кищенко, ИТ 2019, РОСТ И РАЗВИТИЕ ИНТРОДУЦИРОВАННЫХ ВИДОВ PICEA (L.) KARST. В УСЛОВИЯХ ТАЙГИ (КАРЕЛИЯ). монография ред., Издательство Санкт-Петербургского Государственного Политехнического Университета, Санкт-Петербург.

РОСТ И РАЗВИТИЕ ИНТРОДУЦИРОВАННЫХ ВИДОВ PICEA (L.) KARST. В УСЛОВИЯХ ТАЙГИ (КАРЕЛИЯ). / Кищенко, Иван Тарасович.

монография ред. Санкт-Петербург : Издательство Санкт-Петербургского Государственного Политехнического Университета, 2019. 142 стр.

Результат исследований: Книги, отчёты, сборникикнига, в т.ч. монография, учебник

TY - BOOK

T1 - РОСТ И РАЗВИТИЕ ИНТРОДУЦИРОВАННЫХ ВИДОВ PICEA (L.) KARST. В УСЛОВИЯХ ТАЙГИ (КАРЕЛИЯ)

AU - Кищенко, Иван Тарасович

N1 - Кищенко И.Т. Рост и развитие интродуцированных видов Picea L.) Karst. в условиях тайги (Карелия). СПб: Изд-во СПбГУ. 2020.

PY - 2019

Y1 - 2019

N2 - Монография посвящена изучению сезонного роста и развития интродуцированных видов Picea (L.) Karst. в Ботаническом саду Петрозаводского госуниверситета (подзона средней тайги, южная Карелия). В качестве объектов исследования служили следующие виды: Picea canadensis (Mill.) Britton et al., P. pungens Engelm. f. glauca Regel., P. pungens Engelm. f. viridis Regel., P. mariana Britt., P. omorica (Pane) Purk., P. obovata Ledeb., P. abies (L.) Karst. Исследования показали, что основные особенности этих процессов определяются сезонной изменчивостью климатических факторов, биологическими особенностями вида, а также погодными условиями конкретного вегетационного периода. Установлено, что быстрее всего рост побегов и хвои начинается, достигает максимальных значений и заканчивается, как правило, у аборигенных видов и интродуцентов из районов со сравнительно суровыми условиями среды (Сибирь, Канада). Величина максимального суточного прироста побегов и хвои обычно у видов из районов с мягким климатом сравнительно больше, а его изменчивость по годам гораздо значительнее. Различия между видами в величине линейного годичного прироста побегов связаны прежде всего с разной интенсивностью ростовых процессов.Среди климатических факторов, оказывающих влияние на рост и развитие растений, главную роль в условиях Карелии играет температура воздуха. Установлены минимальные значения среднесуточной температуры и суммы положительных температур, необходимых для начала ростовых процессов. Как правило, в этот период температура воздуха для хвои оказывается на +2–+5 ºС выше, чем для побегов. Обнаружено, что гораздо большую требовательность к данному фактору предъявляют виды из районов со сравнительно мягким климатом. Прекращение роста побегов и хвои не зависит от температуры воздуха. Однако динамика их прироста, особенно в докульминационный период, довольно тесно связана с изменением данного фактора. Выяснено, что максимальная температура воздуха для роста аборигенных видов и интродуцентов из районов с суровым климатом иногда может несколько превышать оптимальные значения. В отношении южно-европейских видов интродуцентов обнаружена противоположная зависимость. Относительная влажность воздуха и атмосферные осадки оказывают слабое отрицательное воздействие на динамику роста всех изучаемых видов интродуцентов.Направление, характер и степень влияния экологических факторов на развитие растений определяются периодом их воздействия, биологическими особенностями вида и самой фенофазой. При этом температура воздуха и солнечная радиация оказывают прямое положительное и довольно сильное воздействие, а влажность воздуха и атмосферные осадки – прямое отрицательное и слабое влияние. Построены математические модели, позволяющие прогнозировать сроки наступления фенофаз изучаемых видов в зависимости от температурного режима воздуха.Исследования показали, что внутрипочечное развитие вегетативных и генеративных органов у аборигенного и интродуцированных видов Picea характеризуется сходными этапами. При этом у аборигенного вида (P. abies) эти этапы начинаются и заканчиваются на 1–3 недели раньше, чем у других видов. Общая продолжительность морфогенеза в почках разных видов остается почти неизменной. Наибольшим сходством этого процесса с аборигенным видом отличается P. сanadensis.Прохождение мейоза у изучаемых видов характеризуется одинаковыми этапами. Деление микроспороцитов происходит одновременно у разных видов, но первые тетрады микроспор у P. abies появляются на 5–9 сут. раньше. Онтогенез мужского гаметофита длится около 10 сут. Пыление у P. abies и P. сanadensis (конец мая) начинается на неделю раньше, чем у остальных видов.В развитии женского гаметофита и в ходе эмбриогенеза у интродуцентов встречаются различного рода отклонения. Главными из них являются дегенерация женского гаметофита на свободноядерной стадии, а также деструкция архегониев на стадии проэмбриогенеза, в результате чего зародыши не развиваются.Установлено, что урожайность шишек, число нормально развитых семян, лабораторная и грунтовая всхожесть, энергия и длительность прорастания семян, интенсивность и продолжительность роста сеянцев у аборигенного вида намного больше, чем у интродуцированных видов.Общая стратегия физиологической адаптации к низким температурам у аборигенного и интродуцированных видов Picea одинакова. При переходе от роста к глубокому покою содержание белков в хвое увеличивается в 3–5 раз, что способствует созданию более устойчивой структуры протоплазмы клеток. Выявлены некоторые тенденции и в годичной динамике содержания отдельных свободных аминокислот в хвое. К наступлению глубокого покоя в хвое всех изучаемых видов идет накопление суммарных липидов, а также мембранной фракции – фосфолипидов. Углеводный обмен также перестраивается определенным образом: окончание вегетации и переход к состоянию глубокого покоя сопровождается гидролизом крахмала, повышением концентрации растворимых сахаров (глюкозы и дисахаридов). Наступление глубокого покоя вызывает увеличение содержания фруктозы и олигасахаридов. Образуя комплексные соединения с белками, эти низкомолекулярные углеводы повышают общую устойчивость растений к воздействию отрицательных температур.Отличие интродуцентов от аборигенного вида состоит в уровне биохимических характеристик отдельных фаз развития растения. Так, синтез белковых веществ приводит к снижению содержания суммарных свободных аминокислот в хвое интродуцентов к периоду глубокого покоя, в то время как у местного вида концентрация аминокислот находится на постоянно высоком уровне. У местного вида по сравнению с интродуцентами суммарные липиды в фазу активного роста побегов намного активнее. Обнаружены также различия в соотношении отдельных фракций углеводов у аборигенных и интродуцированных видов в разные периоды вегетации.Установлено, что у аборигенного и интродуцированных видов Picea в процессе адаптации к перенесению неблагоприятных условий зимы наблюдается тенденция к повышению гетерогенности спектра изоферментов пероксидазы хвои, к появлению молекулярных форм фермента, характерных для периода покоя. Подобная перестройка изоферментной системы обеспечивает устойчивость организма к воздействию внешних факторов и регуляцию гомеостаза.В процессе исследований выявлено значительное сходство в состоянии пигментной системы аборигенного и интродуцированных видов.На основании проведенных исследований и анализа многочисленных оригинальных данных представляется возможным сделать следующие выводы:1. Рост вегетативных органов изученных видов Picea начинается в определенной последовательности. Первыми (в мае) трогаются в рост побеги, через 1–4 недели появляется молодая хвоя. Кульминация и прекращение роста происходит в следующем порядке: побеги, хвоя.2.Из всех изученных экологических факторов температурный режим окружающей среды оказывает наибольшее влияние на рост и развитие в Карелии. 3. Интенсивность ростовых процессов в условиях Карелии усиливается с увеличением количества суммарной солнечной радиации и понижением относительной влажности воздуха. 4.Влияние экологических факторов наиболее заметно отражается на динамике роста вегетативных органов менее морозостойких видов хвойных растений (Picea omorica, Picea mariana). 5.У видов, происходящих из районов с более суровыми условиями среды, процессы роста и развития начинаются и заканчиваются значительно раньше, чем из районов с более мягким климатом. 6.Наибольшая интенсивность роста в условиях Карелии присуща Picea pungens. Наибольшее сходство в сезонной ритмике роста и развития с аборигенным видом установлено также для этого вида. 7.Динамика метаболитов и пигментов в хвое интродуцированных видов растений направлена на адаптацию к перенесению неблагоприятных зимних условий Севера. К периоду глубокого покоя содержание крахмала в хвое снижается, а растворимых сахаров, белковых веществ, липидов и пигментов повышается.8.На основании вышеприведенных данных получена общая оценка перспективности изучаемых интродуцентов. Выяснилось, что к очень перспективным относятся Picea сanadensis, Picea pungens f. glauca и Picea. pungens f. viridis (88 баллов), к довольно перспективным  Picea obovata (65 баллов), к перспективным (55 баллов и менее)  Picea omorica и Picea mariana.Установленные закономерности в сезонном росте и развитии аборигенных и интродуцированных видов Picea, произрастающих в Карелии, позволяют дать ряд практических рекомендаций:1.Вводить в лесные культурценозы целесообразно следующие виды: P. сanadensis, Picea pungens f. glauca и Picea pungens f. viridis.2.Выращивание саженцев из семян местной репродукции перспективно в отношении P. сanadensis, Picea pungens f. glauca и Picea pungens f. viridis.Проводившиеся ранее исследования роста и развития интродуцированных видов Picea в таежной зоне носили эпизодический характер. Данная работа носит пионерный характер. Впервые в ней рассмотрены в комплексе вопросы роста, макро- и микрофенологии, а также физиологии аборигенного и интродуцированных видов Picea. Отечественных и зарубежных аналогов подобной работы в Научной библиотеке им. М. Горького не обнаружено.Инновационное отличие данной работы – рассмотрение вопросов адаптации и перспективности интродуцентов одновременно с нескольких различных биологических позиций.Объем рукописи – 5 а.л.

AB - Монография посвящена изучению сезонного роста и развития интродуцированных видов Picea (L.) Karst. в Ботаническом саду Петрозаводского госуниверситета (подзона средней тайги, южная Карелия). В качестве объектов исследования служили следующие виды: Picea canadensis (Mill.) Britton et al., P. pungens Engelm. f. glauca Regel., P. pungens Engelm. f. viridis Regel., P. mariana Britt., P. omorica (Pane) Purk., P. obovata Ledeb., P. abies (L.) Karst. Исследования показали, что основные особенности этих процессов определяются сезонной изменчивостью климатических факторов, биологическими особенностями вида, а также погодными условиями конкретного вегетационного периода. Установлено, что быстрее всего рост побегов и хвои начинается, достигает максимальных значений и заканчивается, как правило, у аборигенных видов и интродуцентов из районов со сравнительно суровыми условиями среды (Сибирь, Канада). Величина максимального суточного прироста побегов и хвои обычно у видов из районов с мягким климатом сравнительно больше, а его изменчивость по годам гораздо значительнее. Различия между видами в величине линейного годичного прироста побегов связаны прежде всего с разной интенсивностью ростовых процессов.Среди климатических факторов, оказывающих влияние на рост и развитие растений, главную роль в условиях Карелии играет температура воздуха. Установлены минимальные значения среднесуточной температуры и суммы положительных температур, необходимых для начала ростовых процессов. Как правило, в этот период температура воздуха для хвои оказывается на +2–+5 ºС выше, чем для побегов. Обнаружено, что гораздо большую требовательность к данному фактору предъявляют виды из районов со сравнительно мягким климатом. Прекращение роста побегов и хвои не зависит от температуры воздуха. Однако динамика их прироста, особенно в докульминационный период, довольно тесно связана с изменением данного фактора. Выяснено, что максимальная температура воздуха для роста аборигенных видов и интродуцентов из районов с суровым климатом иногда может несколько превышать оптимальные значения. В отношении южно-европейских видов интродуцентов обнаружена противоположная зависимость. Относительная влажность воздуха и атмосферные осадки оказывают слабое отрицательное воздействие на динамику роста всех изучаемых видов интродуцентов.Направление, характер и степень влияния экологических факторов на развитие растений определяются периодом их воздействия, биологическими особенностями вида и самой фенофазой. При этом температура воздуха и солнечная радиация оказывают прямое положительное и довольно сильное воздействие, а влажность воздуха и атмосферные осадки – прямое отрицательное и слабое влияние. Построены математические модели, позволяющие прогнозировать сроки наступления фенофаз изучаемых видов в зависимости от температурного режима воздуха.Исследования показали, что внутрипочечное развитие вегетативных и генеративных органов у аборигенного и интродуцированных видов Picea характеризуется сходными этапами. При этом у аборигенного вида (P. abies) эти этапы начинаются и заканчиваются на 1–3 недели раньше, чем у других видов. Общая продолжительность морфогенеза в почках разных видов остается почти неизменной. Наибольшим сходством этого процесса с аборигенным видом отличается P. сanadensis.Прохождение мейоза у изучаемых видов характеризуется одинаковыми этапами. Деление микроспороцитов происходит одновременно у разных видов, но первые тетрады микроспор у P. abies появляются на 5–9 сут. раньше. Онтогенез мужского гаметофита длится около 10 сут. Пыление у P. abies и P. сanadensis (конец мая) начинается на неделю раньше, чем у остальных видов.В развитии женского гаметофита и в ходе эмбриогенеза у интродуцентов встречаются различного рода отклонения. Главными из них являются дегенерация женского гаметофита на свободноядерной стадии, а также деструкция архегониев на стадии проэмбриогенеза, в результате чего зародыши не развиваются.Установлено, что урожайность шишек, число нормально развитых семян, лабораторная и грунтовая всхожесть, энергия и длительность прорастания семян, интенсивность и продолжительность роста сеянцев у аборигенного вида намного больше, чем у интродуцированных видов.Общая стратегия физиологической адаптации к низким температурам у аборигенного и интродуцированных видов Picea одинакова. При переходе от роста к глубокому покою содержание белков в хвое увеличивается в 3–5 раз, что способствует созданию более устойчивой структуры протоплазмы клеток. Выявлены некоторые тенденции и в годичной динамике содержания отдельных свободных аминокислот в хвое. К наступлению глубокого покоя в хвое всех изучаемых видов идет накопление суммарных липидов, а также мембранной фракции – фосфолипидов. Углеводный обмен также перестраивается определенным образом: окончание вегетации и переход к состоянию глубокого покоя сопровождается гидролизом крахмала, повышением концентрации растворимых сахаров (глюкозы и дисахаридов). Наступление глубокого покоя вызывает увеличение содержания фруктозы и олигасахаридов. Образуя комплексные соединения с белками, эти низкомолекулярные углеводы повышают общую устойчивость растений к воздействию отрицательных температур.Отличие интродуцентов от аборигенного вида состоит в уровне биохимических характеристик отдельных фаз развития растения. Так, синтез белковых веществ приводит к снижению содержания суммарных свободных аминокислот в хвое интродуцентов к периоду глубокого покоя, в то время как у местного вида концентрация аминокислот находится на постоянно высоком уровне. У местного вида по сравнению с интродуцентами суммарные липиды в фазу активного роста побегов намного активнее. Обнаружены также различия в соотношении отдельных фракций углеводов у аборигенных и интродуцированных видов в разные периоды вегетации.Установлено, что у аборигенного и интродуцированных видов Picea в процессе адаптации к перенесению неблагоприятных условий зимы наблюдается тенденция к повышению гетерогенности спектра изоферментов пероксидазы хвои, к появлению молекулярных форм фермента, характерных для периода покоя. Подобная перестройка изоферментной системы обеспечивает устойчивость организма к воздействию внешних факторов и регуляцию гомеостаза.В процессе исследований выявлено значительное сходство в состоянии пигментной системы аборигенного и интродуцированных видов.На основании проведенных исследований и анализа многочисленных оригинальных данных представляется возможным сделать следующие выводы:1. Рост вегетативных органов изученных видов Picea начинается в определенной последовательности. Первыми (в мае) трогаются в рост побеги, через 1–4 недели появляется молодая хвоя. Кульминация и прекращение роста происходит в следующем порядке: побеги, хвоя.2.Из всех изученных экологических факторов температурный режим окружающей среды оказывает наибольшее влияние на рост и развитие в Карелии. 3. Интенсивность ростовых процессов в условиях Карелии усиливается с увеличением количества суммарной солнечной радиации и понижением относительной влажности воздуха. 4.Влияние экологических факторов наиболее заметно отражается на динамике роста вегетативных органов менее морозостойких видов хвойных растений (Picea omorica, Picea mariana). 5.У видов, происходящих из районов с более суровыми условиями среды, процессы роста и развития начинаются и заканчиваются значительно раньше, чем из районов с более мягким климатом. 6.Наибольшая интенсивность роста в условиях Карелии присуща Picea pungens. Наибольшее сходство в сезонной ритмике роста и развития с аборигенным видом установлено также для этого вида. 7.Динамика метаболитов и пигментов в хвое интродуцированных видов растений направлена на адаптацию к перенесению неблагоприятных зимних условий Севера. К периоду глубокого покоя содержание крахмала в хвое снижается, а растворимых сахаров, белковых веществ, липидов и пигментов повышается.8.На основании вышеприведенных данных получена общая оценка перспективности изучаемых интродуцентов. Выяснилось, что к очень перспективным относятся Picea сanadensis, Picea pungens f. glauca и Picea. pungens f. viridis (88 баллов), к довольно перспективным  Picea obovata (65 баллов), к перспективным (55 баллов и менее)  Picea omorica и Picea mariana.Установленные закономерности в сезонном росте и развитии аборигенных и интродуцированных видов Picea, произрастающих в Карелии, позволяют дать ряд практических рекомендаций:1.Вводить в лесные культурценозы целесообразно следующие виды: P. сanadensis, Picea pungens f. glauca и Picea pungens f. viridis.2.Выращивание саженцев из семян местной репродукции перспективно в отношении P. сanadensis, Picea pungens f. glauca и Picea pungens f. viridis.Проводившиеся ранее исследования роста и развития интродуцированных видов Picea в таежной зоне носили эпизодический характер. Данная работа носит пионерный характер. Впервые в ней рассмотрены в комплексе вопросы роста, макро- и микрофенологии, а также физиологии аборигенного и интродуцированных видов Picea. Отечественных и зарубежных аналогов подобной работы в Научной библиотеке им. М. Горького не обнаружено.Инновационное отличие данной работы – рассмотрение вопросов адаптации и перспективности интродуцентов одновременно с нескольких различных биологических позиций.Объем рукописи – 5 а.л.

KW - рост, развитие, Picea, интродукция

M3 - книга, в т.ч. монография, учебник

BT - РОСТ И РАЗВИТИЕ ИНТРОДУЦИРОВАННЫХ ВИДОВ PICEA (L.) KARST. В УСЛОВИЯХ ТАЙГИ (КАРЕЛИЯ)

PB - Издательство Санкт-Петербургского Государственного Политехнического Университета

CY - Санкт-Петербург

ER -

Кищенко ИТ. РОСТ И РАЗВИТИЕ ИНТРОДУЦИРОВАННЫХ ВИДОВ PICEA (L.) KARST. В УСЛОВИЯХ ТАЙГИ (КАРЕЛИЯ). монография ред. Санкт-Петербург: Издательство Санкт-Петербургского Государственного Политехнического Университета, 2019. 142 стр.