Систематика высших растений и основы дендрологии. Практикум. Учебное пособие

Биохимические формы объединяют группы особей, различающихся содержанием химических веществ в их органах. Например, у сосны обыкновенной известны формы высоко- и низкосмолоносные; у рябины, кизила, облепихи - формы с различным содержанием витаминов в плодах.

Иммунологические формы отличаются устойчивостью к болезням и насекомым-вредителям. У осины и других видов тополя, например, имеются формы, устойчивые и не устойчивые к стволовой гнили (Булыгин, 1991).

Подформа, или биотип - наименьший внутривидовой таксон, объединяющий группы генетически одинаковых особей. У перекрестноопыляемых растений, в том числе у древесных, фактически каждый индивид является биотипом, так как образуется в результате слияния генетически разнородных гамет. К подформе относится и клон - вегетативное потомство одной особи. Клоны образуют все древесные растения, способные к вегетативному размножению (естественному и искусственному) (Булыгин, 1991).

В результате селекционной работы ученые создали и продолжают создавать множество хозяйственно ценных сортов растений (культиваров). Сорт - совокупность культивируемых растений, четко отличающихся морфологическими, физиологическими, цитологическими, биохимическими признаками и сохраняющих при воспроизведении (половом или бесполом) свои отличительные признаки. Сорта особенно широко распространены в практике плодоводства и декоративного садоводства. Латинские названия сортов указывают после видового, с прописной буквы, в кавычках. Например, ясень обыкновенный, сорт плаку-

чий - Fraxinus excelsior L. cv. 'Pendula', или Fraxinus excelsior L. 'Pendula' (Булыгин, 1991).

Общая характеристика отдела голосеменные (Pinophyta, или Gymnospermae)

Голосеменные - преимущественно деревья, в отдельных случаях превышающие 100 м высоты (секвойя вечнозеленая), реже кустарники (виды эфедры и можжевельника), стланцы (сосна кедровая стланиковая) (Булыгин, 1991). Гинкговые – реликтовый

31

класс, а хвойные захватили обширные пространства, дали много родов и видов-лесообразователей.

Класс гинкговые (Ginkgoopsida) представлен всего од-

ним видом - гинкго двулопастный (Ginkgo biloba) семейства гинк-

говые (Ginkgoaceae). Листопадное дерево первой величины, естественно растущее в Китае. Ствол прямой, кора темнокоричневая, листья очередные, веерообразные с выемкой на конце и дихотомическим жилкованием. Растение двудомное. Как оригинальное декоративное дымо- и газоустойчивое дерево заслуживает более широкого применения в озеленении южных и юго-западных районов страны. Размножают гинкго семенами, побеговыми и корневыми черенками (Булыгин, 1991).

Класс хвойные (Pinopsida) включает подкласс хвойные. Хвойные образуют леса на обширных пространствах Северной Евразии и Северной Америки, а также в Южном полушарии, где их лесообразующая роль особенно значительна в Австралии и Южной Америки. На территории бывшего СССР хвойные леса занимают около 75 % всей лесопокрытой площади.

Хвойные существуют в разных жизненных формах: среди них есть деревья-гиганты, древовидные стланцы, кустарники. Но преобладают деревья лесного типа первой величины. Проводящая система их состоит преимущественно из трахеид, ветвление моноподиальное, листья игловидные (хвоя), линейные или чешуйчатые, жесткие или мягкие, располагаются одиночно или пучками на укороченных побегах. Преобладают вечнозеленые, но есть и листопадные (лиственница), а также веткопадные (туя). Одно- и двудомные, опыляются ветром (Булыгин, 1991).

Семейство тисовые (Тахасеае) включает представителей, распространенных преимущественно в областях с мягким умеренным или субтропическим климатом. Это двудомные, редко однодомные вечнозеленые деревья или кустарники. Листья жесткие, линейные или ланцетные, расположены очередно. К моменту созревания семян ариллус (мясистая оболочка семяпочки) становится сочным, яркоокрашенным и окружает крупное семя. Благодаря ариллусу семена поедаются и распространяются животными. Из-за ариллуса семена тисовых, так же как у можжевельника,

32

называют шишкоягодой. Размножаются тисовые семенами, они способны также давать пневую поросль и укореняться ветвями (Булыгин, 1991). Семейство представлено родом тис (Taxus) с двумя видами: тис ягодный (Taxus baccata) и тис остроконечный, или дальневосточный (Taxus cuspidata).

Ход работы

1.Ознакомиться с коллекцией декоративных хвойных Ботанического сада.

2.Рассмотреть представителей рода гинкго (гинкго двулопастной), тис (тис ягодный).

3.Определить жизненную форму растения.

4.Охарактеризовать хвою, зафиксировать наличие пло-

дов и семян. Заполнить таблицу.

5.Сделать выводы о сходствах и различиях изученных видов хвойных растений по морфологическим признакам.

6.На примере декоративных хвойных Ботанического сада показать различия понятий: подвид, разновидность, форма, культивар (сорт).

Pinus sylvestris L. ssp. sylvestris L. - сосна обыкновенная подвид обыкновенная

Pinus sylvestris ssp. sibirica Ldb. - сосна обыкновенная подвид сибирская

Pinus sylvestris L. – сосна обыкновенная

var. cretacea (Kalinicz.) ex Kom. – разновидность меловая Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco – псевдотсуга Мензи-

са

var. glauca Schneid. – разновидность сизая

7.Рассмотреть формы и сорта представителей рода Juniperus и Thuja.

Juniperus communis L. – можжевельник обыкновенный f. depressa Pursh – ф. придавленная

33

f. depressa aurea – ф. придавленная золотистая f. hibernica Gord. – ф. колонновидная

f. nana – ф. низкая

Juniperus chinensis cv. Оld Gold – можжевельник китай-

ский «Олд Голд»

Juniperus chinensis cv. Mint Julep – можжевельник китай-

ский культивар (сорт) «Минт Жулеп»

Juniperus chinensis cv. Stricta Variegata – можжевельник китайский культивар (сорт) «Стрикта Вариегата»

Juniperus chinensis cv. Pfitzeriana Aurea – можжевельник китайский «Пфитцериана Ауреа»

Juniperus horizontalis cv. Golden Carpet – Можжевельник горизонтальный «Голден Карпет»

Juniperus horizontalis cv. Blue Chip`– Можжевельник гори-

зонтальный «Блю Чип»

Juniperus horizontalis cv. Lime Glow - Можжевельник го-

ризонтальный «Лайм Глоу»

Thuja occidentalis L. – туя западная

f. aureo-variegata – ф. золотисто-пестрая f. aureo-spicata – ф. золотистокончиковая f. albo-spicata – ф. бело-кончиковая

f. pyramidalis – ф. пирамидальная f. spiralis – ф. спиралис

f. cristata Carr. – ф. гребенчатая f. ericoides – ф. вересковидная f. globosa Gord. – ф. шаровидная

f. globosa nana – ф. шаровидная низкая f. nana – ф. низкая

f. nana compacta – ф. компактная низкая cv. Boothii – «Боти»

cv. Bodmeri – «Бодмери»

cv. Ellewangeriana – «Эльвангера» cv. Hoseri – «Хосери»

cv. Malonyana – «Малоняна» cv. Smaragd – «Смарагд» cv. Wagneri – «Вагнери»

cv. Woodwardi – «Вудварди»

34

Заполнить таблицу:

8. Сделать выводы о различиях формы кроны и цвета хвои растений перечисленных таксонов.

Контрольные задания

1.Каков главный принцип названия растения?

2.Дать характеристику терминам: семейство, род, вид.

3.Чем отличаются понятия: подвид, разновидность, форма, культивар?

4.Чем отличаются представители класса гинговых и класса хвойных?

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 4 ИЗУЧЕНИЕ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ СЕМЕЙСТВА СОСНОВЫЕ (ПОДСЕМЕЙСТВА: ПИХТОВЫЕ, ЛИСТВЕННИЧНЫЕ И СОСНОВЫЕ), КИПАРИСОВЫЕ

Цель занятия: ознакомиться с основными видами хвойных мировой флоры, представленными в Ботаническом саду.

Знания и умения: усвоить различия между основными видами хвойных.

Теоретические сведения Семейство сосновые (Pinaceae).

Сосновые - одно из наиболее важных семейств для лесного хозяйства нашей страны, в дендрофлоре которой семейство представлено 4 родами (пихта, ель, лиственница, сосна), включающими 39 видов. Они являются главнейшими лесообразователями зоны тайги и хвойных лесов горных районов - Карпат, Кавказа, Урала, Сибири, Дальнего Востока. Хвоя у сосновых игловидная, различной формы и размеров. У большинства родов много-

35

летняя, у лиственницы ежегодно опадающая. После созревания шишки раскрываются или распадаются на части (пихта, кедр), высвобождая семена. Большинство сосновых анемохорно (семена распространяются ветром, снабжены крылышком-парусом). У орнито- и зоохорных видов (кедровые сосны) крыло редуцировано. В пределах семейства выделяют 3 трибы (подсемейства): пихтовые, лиственничные и сосновые. У деревьев триб пихтовые и сосновые удлиненные побеги имеют трехлетний цикл формирования: 2 года они формируются как зачаточные побеги в почках, а на третий сезон вегетации вступают в фазу открытого роста. У лиственницы, а также и у кедра цикл формирования побегов двулетний: в первый сезон вегетации они закладываются и формируются в почках, во второй – растут (Булыгин, 1991).

Пихтовые (Abieteae) отличаются наличием только удлиненных побегов и одиночным расположением хвои; семена созревают в год опыления (роды пихта, лжетсуга, тсуга, ель). Род пихта (Abies) объединяет виды, представленные крупными деревьями, преимущественно образователями горных лесов. Крона густая, коническая, обычно низкоопущенная. Ветвление мутовчатое с межмутовчатыми побегами. Хвоя расположена на побегах одиночно, спирально или строго двухрядно, мягкая, держится на побегах 7-10 лет или более. Семена треугольные, с сильносмолистой кожурой, несут треугольное крылышко. Все пихты очень теневыносливы, довольно требовательны к плодородию почвы, по отношению к влажности почвы и атмосферы - мезофиты, весьма чувствительны к содержанию промышленных выбросов в атмосфере (негазостойки), часто страдают от поздних весенних заморозков (особенно в молодости), а по своей зимостойкости - различны в зависимости от географического происхождения видов и их экотипов (Булыгин, 1991). Имеется несколько видов пихты: сибирская (Abies sibirica), белокорая, почкочешуйчатая, или амурская (Abies nephrolepis), бальзамическая (Abies balsamea), одноцветная (Abies concolor) У последней хвоя зеле-

новато-серая, гребенчато расположенная. Шишки овальноцилиндрические. Семена светлокоричневые с крылом. П. сибирская ветроустойчива, имеет темнозеленую мягкую хвою, семена

36

светлобурые, желтые с крылом. Оба дерева с конической кроной (Деревья и кустарники…, 1949).

Род ель (Picea) включает важные образователи темнохвойных лесов. Это высокие (до 50 м и более), стройные деревья с нестрого мутовчатым ветвлением и плотной, узкоили ширококонусовидной, низкоопущенной кроной. Кора стволов тонкая, отслаивающаяся чешуйками. Побеги голые или волосистые; почки чаще заостренные, не покрытые смолой или слабозасмоленные. Хвоя живет 6-9 лет и более, жесткая, колючая, до 4 см длиной, в поперечном сечении ромбическая. Прикрепляется хвоя к стеблю на особых спирально расположенных выростах коры - листовых подушечках, которые остаются после опадения хвои и хорошо видны. Этим морфологическим признаком побеги ели хорошо отличаются от побегов пихты. Все виды елей теневыносливы, но хорошо расти способны только при достаточно полной оснащенности. некоторые виды этого рода (например, ель колючая) являются достаточно дымо- и газоустой-чивыми в условиях городской среды. В ботаническом саду произрастают ель европейская или обыкновенная (Picea abies), канадская или белая (Picea glauca) колючая (Picea pungens), аянская (Picea ajanensis) (Булы-

гин, 1991).

Род лжетсуга (Pseudotsuga) объединяет представителей темнохвойных горных лесов Северной Америки, Японии и Китая. Это крупные вечнозеленые деревья. По внешним признакам лжетсуга несколько напоминает ель: у нее трещиноватая шелушащаяся кора; заостренная, сравнительно жесткая хвоя; свисающие и нерассыпающиеся зрелые шишки. Но есть ряд признаков, четко отличающих лжетсугу от ели. Это длинные, веретенообразные острые почки; плоская без листовых подушечек, торчащая во все стороны хвоя; длинные и сильно выступающие из-под семенных чешуй кроющие чешуи. Наиболее перспективна для раз-

ведения лжетсуга Мензиса, или тисолистная (Pseudotsuga menziesii). Различают две разновидности: лжетсугу зеленую или при-

брежную (Pseudotsuga menziesii var. menziesii), и лжетсугу сизую или материковую (Pseudotsuga menziesii var. glauca) (Булыгин, 1991).

37

Лиственничные (Lariceae) имеют в кроне как удлиненные, так и расположенные на них укороченные побеги. И те и другие несут ассимилирующую хвою, но на удлиненных побегах она одиночная, а на укороченных собрана в многочисленные пучки по 30-50 хвоинок (роды лиственница и кедр). У лиственницы хвоя опадает ежегодно, у кедра держится 2-3 года. Семена лиственницы созревают в год опыления, семена кедра - на 2-3-й год (Булыгин, 1991).

Род лиственница (Larix) - крупные деревья, только в крайне суровых условиях существования принимающие низкорослую форму. Хвоя узколинейная, нежная, мягкая, тупая, светло- или сизо-зеленая, ежегодно опадает осенью. Лиственница характеризуется исключительно энергичным ростом, особенно в молодом и среднем возрастах (в благоприятных почвенноклиматических условиях 5-10-летние растения могут образовывать ежегодный прирост в высоту до 1 - 1,5 м). Высыпание семян происходит после расхождения чешуй, хотя сами шишки еще могут в течение нескольких лет сохраняться в кронах. Семена распространяются ветром и у разных видов выпадают из шишек в различные сроки осенне-зимне-весеннего и даже летнего сезонов. Большинству видов лиственницы присуще ценное сочетание длительного роста побегов и вегетирования с высокой зимо- и заморозкоустойчивостью. В основном, виды лиственницы малотребовательны к теплу. По отношению к влажности почвы и воздуха лиственницы - типичные мезофиты. Однако лиственницы требовательны к содержанию в почве извести, т. е. являются кальцефилами. Все виды лиственниц весьма светолюбивы и нетеневыносливы. Их нежная хвоя довольно чувствительна к содержанию промышленных выбросов, особенно в период роста побегов. Но благодаря ежегодной смене всей хвои в кроне лиственница оказывается более дымо- и газо-устойчивой породой, чем другие хвойные породы. Распространены лиственница сибирская (Larix sibirica)и европейская или опадающая (Larix decidua). Листвен-

ница европейская начинает вегетировать в среднем на неделю позже сибирской, а завершает вегетацию позже на 2-3 недели

(Булыгин, 1991).

38

Сосновые (Pineae) включают только род сосна (Pinus); как и лиственничные, имеют удлиненные и укороченные побеги. Ассимилирующая хвоя образуется на укороченных побегах: по 2- 3-5 хвоинок в пучке (исключение составляет сосна однохвойная - с одиночной хвоей). Соснам присущи мутовчатое расположение ветвей, наличие системы удлиненных и образующихся на них многочисленных укороченных побегов. На удлиненных побегах хвоя редуцирована и выполняет защитные функции кроющих чешуй зачаточного ростового побега. Шишки с очень жесткими деревянистыми семенными чешуями, завершающимися на верхнем конце ромбическим щитком с выростом (апофизом) в центре или с наружного края щитка. У сосен оплодотворение происходит в среднем через год после опыления, поэтому семена созревают только в конце второго сезона вегетации. Сосны, как правило, деревья быстрорастущие и долговечные. Экологически этот род неоднороден. Среди видов сосны есть мезофиты и ксерофиты, теплолюбивые и малотребовательные к теплу. Но все виды сосен светолюбивы и характеризуются низкой дымо- и газоустойчивостью. В ботаническом саду произрастают сосна обыкновенная

(Pinus sylvestris), черная или австрийская, (Pinus nigra) горная, (Pinus mugo) желтая, или орегонская (Pinus роnderosa), пицунд- ская (Pinus pityusa) (Булыгин, 1991).

Семейство кипарисовые (Cupressaceae) включает вечнозеленые деревья или кустарники. Листья мелкие, чаще чешуевидные, реже игловидные, на побегах расположены супротивно или мутовчато по 3-4 листа в узле. Включает подсемейство кипарисовые. Из рода кипарис (Cupressus) наиболее широко распро-

странен кипарис вечнозеленый (Cupressus sempervirens). В куль-

туре встречаются две разновидности кипариса: кипарис вечнозе-

леный пирамидальный (Cupressus sempervirens var. sempervirens) и

кипарис вечнозеленый горизонтальный (Cupressus sempervirens var. horisontalis).

Род кипарисовик (Chamaecyparis) отличается от кипариса свисающими ветвями и поникающей вершиной, плоскими побегами. В ботаническом саду произрастают кипарисовик Лавсона

(Ch. lawsoniana) и более зимостойкий кипарисовик нутканский

39

(Ch. nootkatensis), интродуцированный из Северной Америки. Светолюбивы и теплолюбивы, требовательны к влаге и почве

(Булыгин, 1991).

Из представителей рода туя (Thuja) наиболее широко распространена туя западная (Thuja occidentalis), интродуцированная из Северной Америки. Дерево долговечное, теневыносливое, зимостойкое, среднетребовательное к влажности и плодородию почвы, устойчивое в условиях промышленной среды. Семена созревают и высыпаются из шишек осенью в год опыления. Распространяются семена ветром. Семя сплющенное, с двумя узкими боковыми соломенно-желтыми крылышками. Хорошо переносит обрезку и стрижку, размножается семенами и черенками. Имеется множество форм и культиваров, различающихся по форме и окраске кроны. Встречается еще один вид северо-американской туи - туя гигантская или складчатая (Thuja plicata). Значи-

тельно более требовательна к плодородию почвы, тепло- и влаголюбива, менее зимостойка, чем т. западная, поэтому перспективна для разведения только в областях с мягким климатом. В роде туя выделяется особый подрод - биота или платикладус (Platycladus). Он представлен всего одним видом - биотой восточной (Platycladus orientalis). Биота очень свето- и теплолюбива, незимостойка и засухоустойчива, к почве среднетребовательна (Булы-

гин, 1991).

Род можжевельник (Juniperus) - наиболее крупный род кипарисовых. Это невысокие деревья, кустарники или стланики. У видов подрода Juniperus хвоя игольчатая, собрана по три в мутовке; в подроде Sabina хвоя в молодости игольчатая, позже чешуйчатая или на разных побегах игольчатая и чешуйчатая. Семенные чешуи шишки срастаются между собой, при созревании не древеснеют и образуют сочную или твердоватую шишкоягоду темно-синего или красно-бурого цвета с сизым налетом. Шишкоягода может содержать 1-3 семени и более, обычно созревающих на второй год после опыления. Семена орешковидные, с твердой кожурой, бескрылые, распространяются животными и опадают сами. Размножаются можжевельники семенами, кроме того, они способны образовывать придаточные корни и укореняться ветвя-

40