Значение некоторых элементов в жизни древесных растений

Из воды и углекислого газа растения получают водород, углерод и кислород, которые идут на построение древесины. Кроме них используются N, P, K, S, Mg и другие элементы. Такие элементы, как азот, фосфор, калий - являются органогенами первого минимума или макроэлементами.

Азот - основной химический элемент белков и аминокислот. Лесные почвы, как правило, бедны азотом в виде ионов нитратов или аммония, образующихся под воздействием микробиологических процессов.

Фосфор необходим растениям для фотосинтеза и дыхания как химический элемент, непосредственно участвующий в превращении энергии. Он повышает зимостойкость растений. Недостаток фосфора вызывает задержку роста и сроков цветения.

Калий влияет на интенсивность ассимиляции углекислого газа, регулирует осмотическое давление в клетках, улучшает передвижение питательных веществ и воды в тканях, активизирует синтез сахаров, белковых веществ, повышает устойчивость растений к холоду, засухе.

Растения потребляют еще около 60 химических элемен­тов, входящих в состав физиологически активных веществ.

Кальций оказывает положительное влияние на рост корней, входит в состав клеточных стенок растений. Его вместе с другими катионами (калия, натрия и др.) относят к регуляторам внутренней среды организма, в частности, заряда протоплазматических структур.

Кальций улучшает структуру почвы, снижает ее кислотность и предотвращает вымывание из почвы необходимых для растений химических элементов.

Сера входит в состав белков; магний - в молекулы хлоро­филла; железо имеет значение для синтеза хлоропластов, поэтому при его недостатке листья светлеют. Для фотосинтеза необходимы: хлор, цинк, которые входит в состав фермента, активизирующего дыхание расте­ний.

Недостаток бора может привести к снижению устойчивости к заморозкам и ослаблению роста сосны после некоторой стимуляции в результате внесения удобрений. Недостаток марганца затрудняет образование витамина С. При нехватке меди, древесные породы не плодоносят. Молибден защищает растения от токсического действия подвижного алюминия на кислых почвах и входит в состав ферментов, необходимых клубеньковым бактериям. Фтор улучшает условия питания растений, йод - обмен веществ.

Лесная подстилка достаточно богата микроэлементами, и в лесу недостатка в них нет. Но если лес создают на месте карьера, осушенного болота, пашни, то внесение микроэлементов (меди, кобальта, марганца, бора, бария и др.) ускоряет рост и повышает устойчивость деревьев.

В некоторых случаях естественный избыток элементов питания может отрицательно влиять на лес. При избытке азота образуется рыхлая древесина, а накопление нитратов на осушенных низовых болотах может вызвать продолжительный рост деревьев и гибель их от низких температур. Избыток влаги в почве часто приводит к формированию поверхностных корневых систем деревьев, что влияет на прочность закрепления их в почве и удержание в вертикальном положении.

Влияние почвы на корневую систему

Почве принадлежит основная роль в формировании корневой системы деревьев. Влияют также рельеф, механический состав, влажность почвы, уровень грунтовых вод, глубина залегания и характер материнской горной породы и т.д.

На глубоких, рыхлых, хорошо прогреваемых, умеренно влажных и достаточно плодородных почвах корни распределяются в большем диапазоне по вертикали, чем на влажных, подстилаемых плотными породами, с низкой температурой почвах, где проникновение корней вглубь крайне затруднено. Отсюда различия в корневой конкуренции, например, между особями одного и разных возрастов, различная адаптация растений к почвенным условиям и совместному обитанию, различная устойчивость древостоев к внешним воздействиям и т.д.

Сосне обыкновенной свойственна глубокая корневая система. Однако именно эта порода обладает наиболее высокой пластичностью, большой изменчивостью корневой системы в зависимости от почвенных условий. На глубоких, легких по механическому составу (супесь, легкий суглинок), достаточно увлажненных почвах сосна образует длинный стержневой корень. На глубоких, песчаных, сухих почвах с глубоким залеганием грунтовых вод у нее образу­ется поверхностная корневая система, приспособленная к усвоению атмосферных осадков. На болотных, торфяных, переувлажненных почвах у сосны в молодом возрасте отмирает стержневой корень, и формируется неглубокая, поверхностная корневая система с немногочисленными, относительно толстыми корнями. Углублению и развитию корней мешает недостаток кислорода в почве, органические кислоты, плохой прогрев почвы. Такая же корневая система образуется и на неглубоких почвах, подстилаемых карбонатными (известняки) или кристаллическими мате­ринскими горными породами (граниты, гнейсы).

Ель европейская имеет типичную поверхностную корневую систему, но на глубоких супесях у нее может развиться стержневой корень, а на осушенных торфяниках - боковые корни, которые, углубляясь, образуют якорную корневую систему (на дренированных почвах). На супесчаных и легкосуглинистых дренированных почвах якорные корни отходят от верхних горизонтальных корней, имеющих длину в спелом возрасте 4-5 м.

Лиственница Сукачева обычно имеет глубокие корни, но на почвах, подстилаемых на небольшой глубине карбонатными породами, как сосна и ель, формирует поверхностную корневую систему. В районах многолетней мерзлоты, препятствующей глубокому проникновению корней в почву, у лиственницы образуется поверхностная корневая система.

У сосны сибирской стержневой корень не развит (длина до 30 см ), но образуются якорные корни. У сосны корейской якорные корни не выражены, и развивается поверхностная корневая система.

Дуб характеризуется мощной, глубокой и, в то же время, очень пластичной корневой системой. В поймах с близким залеганием грунтовых вод он образует поверхностную корневую систему. При периодическом затоплении и нарастании почвы (аллювий) дуб образует придаточные корни на стволах. Очень неглубокую, поверхностную корневую систему эта порода имеет на солонцах.

Корневая система липы мелколистной в оптимальных условиях глубокостержневая, с развитыми боковыми корнями. При небольшой глубине грунтовых вод липа образует якорные корни, а на многочисленных наносах формируется ярусная корневая система. У липы имеются еще и поверхностные корни, т.е. в целом, корневая система пластична.

У березы самая ветвистая корневая система. Стержневой корень развит слабо, иногда глубже проникают вертикальные ответвления от горизонтальных корней. Близка к ней корневая система бука с хорошо развитыми якорными корнями. У деревьев семейства ильмовых развиты стержневой и боковые корни. Мощная поверхностная корневая система у ясеня со слабым или отсутствующим стержневым корнем и очень длинными боковыми корнями. Корневая система ольхи черной мочковатая. Осина имеет мощные боковые корни и поверхностные - до 20-35 м.