Vztah fenologie a biologie některých druhů dřevin ve středním Rusku | Článek v časopise Mladý vědec

Shirokova, N. P. Vzájemné vztahy fenologie a biologie některých druhů dřevin středního Ruska / N. P. Shirokova, M. S. Ryabova. — Text: přímý // Mladý vědec. — 2014. — č. 21.1 (80.1). — S. 260-263. — URL: https://moluch.ru/archive/80/13824/ (datum přístupu: 13.02.2025).

Prezentovány jsou výsledky fenologických pozorování sezónních změn u pěti druhů dřevin. Je ukázán vztah mezi načasováním nástupu fenologických fází a morfobiologickými znaky Tiliacordata Mill., Padusracemosa L., Populusnigra L., Syringavulgaris L., Aesculushippocastanum L. Uvažuje se o možnosti využití výsledků práce pro vedení sezónních exkurzí a fakultativních kroužků ve školní botanice.

Klíčová slova: fenologická sezóna; fenologická fáze; ledviny pravidelné obnovy; sezónní výlety.

Abstraktní. Článek prezentuje výsledky fenologických pozorování sezónních změn pěti druhů dřevin. Ukazuje souvislost mezi načasováním fenologických fází a morfologickými a biologickými znaky Tiliacordata Mill., Padusracemosa L., Populusnigra L., Syringa vulgaris L., Aesculushippocastanum L. Příspěvek analyzuje možnost využití výsledků práce v sezónních exkurzích a volitelných hodinách ve školním botanickém klubu.

Klíčová slova: fenologická sezóna; fenologická fáze; pravidelné obnovení ledvin; sezónní výlety.

Fenologie je systém znalostí o sezónních přírodních jevech, načasování jejich výskytu a důvodech, které tyto načasování určují [9, 12].

Dřeviny rostoucí v centrální zóně Ruska mají různé rytmy sezónní vegetace. Načasování nástupu a trvání fenofází dřevin je do značné míry dáno jejich biologickými charakteristikami, které umožňují předvídat a modelovat proces fenologických jevů.

Rychlost sezónního vývoje dřevin je ovlivněna klimatickými a povětrnostními podmínkami. Jarní jevy u rostlin úzce souvisí s průběhem teplot. Letní fenologické fáze závisí do značné míry na podmínkách prostředí, teple a vlhkosti. Načasování nástupu podzimních jevů je do značné míry dáno stupněm osvětlení rostlin, zkrácením délky denního světla a poklesem teploty [2, 10, 11].

Materiály a metody výzkumu

Jako objekty studia jsme vybrali pět druhů dřevin – lípu malolistou (TiliacordataMill.), třešeň ptačí (Padus racemosaL.), topol černý (Populus nigraL.), šeřík obecný (SyringavulgarisL.), jírovec (AesculusshippocastanumL.). Volba je důsledkem širokého využití rostlin při krajinářství města Arzamas (55º37´N, 43º78´E) a využití těchto druhů v environmentálních studiích, například jírovec maďal, lípa malolistá, topol černý, rostoucí podél městských ulic, čistí vzduch znečištěný výfukovými plyny automobilů od olova [1, 5].

Morfologická struktura pravidelných obnovovacích pupenů, kapacita pupenů, průběh fenologických fází, struktura stonku, vlastnosti větvení a růstu výhonů a další morfo-biologické vlastnosti pěti druhů dřevin byly studovány a prezentovány již dříve [6, 11], což nám umožňuje pokusit se navázat spojení mezi fenologií a rostlinnou biologií.

Fenologická pozorování byla provedena na 10 exemplářích každého rostlinného druhu rostoucích v podobných ekologických a přírodních podmínkách od března 2012 do listopadu 2014. Data nástupu a konce jevů byla vizuálně zaznamenána pomocí metod navržených v literatuře [7, 9, 10, 11, 12]. V důsledku dlouhodobých pozorování bylo stanoveno průměrné načasování každého jevu [6, 11]. Vizuálním pozorováním nástupu fenofází u rostlin jsme studovali a popsali jejich biologické charakteristiky.

Výsledky a diskuse

Mírné klimatické zóny se vyznačují čtyřsezónní strukturou ročního koloběhu přírody: jaro, léto, podzim, zima.

U listnatých dřevin byly na jaře pozorovány tyto fenologické fáze: nabobtnání pupenů, otevření pupenů, rozvinutí listů, rašení pupenů a kvetení. Nástup jarních fenofází rostlin je dán teplotním faktorem (tab. 1). Při sledování fenologických změn bylo zjištěno, že nejzazší termíny nástupu jarních fenofází byly zaznamenány v roce 2013, což přímo souvisí s nepříznivými povětrnostními podmínkami, a to nízkými teplotami [13].

Tabulka 1. Denní hodnoty teplot v sezónách jaro-podzim 2012–2014.

Obnova asimilační kapacity v jarním období je spojena s činností pupenů pravidelné obnovy dřevinné květeny. Výsledkem studie bylo zjištěno, že čím jsou rostliny teplomilnější (jírovec a šeřík obecný), tím větší je hodnota kapacity pupenů vegetativní obnovy (tedy celkový počet pupenových šupin a listových primordií jednoho pupenu) a tím větší je počet pupenových šupin (tabulka 2) [11]. Lze pozorovat následující vzorec: čím více pupenových šupin mají, tím dříve se jejich pupeny otevírají (tabulka 2).

Tabulka 2. Závislost načasování kvetení na morfologických rysech obnovovacích pupenů

Průměrné načasování začátku fáze lámání pupenů

Přítomnost trichomů a pryskyřičných sekretů

Průměrný počet ledvinových šupin

Průměrná hodnota kapacity ledvin

trichomy a pryskyřičné sekrety

V pupenu a při lámání pupenů jsou listy pokryty jemnými chloupky (u lípy a kaštanu) a lepkavou hmotou (u topolu a kaštanu), které poskytují ochranný prostředek proti nadměrnému odpařování a vysychání. Mladé listy mají složený povrch. V dospělosti list doroste, narovná se, zmizí chloupky a pryskyřičný sekret.

Na jaře jako jeden z prvních kvete topol černý (23. 11.), což je rostlina opylovaná větrem. Rozkvět topolových jehněd předchází vzniku listů, které brání přenosu pylu větrem. Rostliny opylované hmyzem (třešeň ptačí, šeřík, kaštan, lípa) kvetou později, s nástupem stabilního teplého počasí. Tyto druhy dřevin mají poměrně velká vícekvětá květenství, jejichž rudimenty jsou obsaženy v přezimujících vegetativně-generativních pupenech [5]. Třešeň ptačí kvete v průměru od 14. do 12. května. Začátek, doba trvání a konec kvetení šeříku obecného a jírovce jsou podobné (od 25. května do 17. května). Lípa malolistá kvete výrazně později než všechny ostatní druhy, v průměru od 1. června do XNUMX. července. Přezimující pupeny lípy neobsahují rudimenty květenství, tvoří se později, při rozkvětu poupat a tvorbě výhonu. Proto je lípa pozdně kvetoucí (v létě kvetoucí) dřevina zdejší květeny.

V létě se asimilační aparát všech studovaných druhů rostlin navenek nemění. V létě dozrávají a rozcházejí se plody topolu černého a třešně ptačí. U lípy se šíření plodů protahuje až do února. Část lipových plodů zůstává na rostlině až do dalšího jara.

Na podzim se rostliny připravují na zimu. Pozorováno je podzimní vybarvování listů, opad listů a dozrávání plodů některých dřevin. Tyto jevy se u rostlin vyvinuly jako biologická adaptace na vypořádání se s periodicky se vyskytujícími nepříznivými podmínkami růstu. Zaznamenávání charakteristik nástupu podzimních jevů nám umožňuje identifikovat procesy probíhající v dřevinách a zajišťující zimní odolnost studovaného druhu.

Porovnáním získaných dat bylo zjištěno, že nejdříve opadaly ve třech sledovaných letech lípa (5. října), třešeň ptačí (15. října) a poté topol (17. října). Později, listy kaštanu a šeříku, teplomilné druhy, a introdukované rostliny s menší adaptací na zimu dokončit padání. V polovině října 2014 se vlivem poklesu teploty vzduchu na -16° zastavilo opadávání listů na šeřících a kaštanech, protože mrazy bránily vzniku separační vrstvy a listy zhnědly dříve, než stačily opadnout.

Na podzim je pozorováno dozrávání a šíření plodů šeříku a kaštanu a také šíření plodů lípy [11].

Podle přirozeného kalendáře je podzim nahrazen fenologickou zimou (6. prosince) [10, 12]. Zimní období života rostlin různých forem života v sezónním klimatu se vyznačuje hlubokou dormancí, během níž se na dlouhou dobu zastaví jejich aktivní fotosyntetická aktivita. Při studiu fenologických a biologických charakteristik dřevin bylo zjištěno, že hlavním znakem studovaných dřevin v zimním období je jasně vyjádřená hluboká zimní dormance.

Období hlubokého vegetačního klidu, počínaje okamžikem úplného opadu listů a trvajícím až do doby, kdy pupeny začnou bobtnat, je u šeříku a kaštanu poměrně krátké (161–165 dnů), u ostatních druhů dřevin delší (184–209 dnů) (tabulka 3). Pravděpodobně je to dáno tím, že šeřík a kaštan jsou rostliny krátkého dne a jejich vegetační doba trvá do konce října – začátku listopadu.

Tabulka 3. Průměrné trvání období hlubokého klidu

Jírovec je vznosný, krásný strom s hustou stinnou korunou. Snadno se pozná podle velkých vyřezávaných listů, které vypadají jako natažené prsty. A samozřejmě je proslulý svým kvetením – bujná vysoká květenství v podobě svíček, bílé a růžové, viditelné z dálky. Na podzim je půda pod kaštanem posetá čokoládově hnědými plody, uzavřenými v zelené krabici pokryté trny – děti je rády sbírají.

Rod a jeho zástupci

Olga Nikitina

Rod Koňský kaštan (Aesculus) patří do čeledi jírovců a má asi 25 druhů běžných v Evropě, Asii a Severní Americe. Jsou poměrně mrazuvzdorné, snášejí stín, ale lépe se vyvíjejí v dobrém světle. Většina druhů je vlhkomilná, docela odolná vůči škůdcům a chorobám a dává přednost hlinitým půdám obsahujícím vápno.

Zástupci tohoto rodu jsou opadavé stromy nebo keře s dlanitě složenými, dlouze řapíkatými listy skládajícími se z 5–9 lístků, po okraji vroubkovaných. Květy jsou poměrně velké, oboupohlavné, shromážděné v pyramidových latách o délce 10–15 cm. Okvětní lístky mají vícebarevné skvrny, nejprve jsou žluté, poté se stávají oranžovými a nakonec karmínově červenými. Zajímavé je, že změna barvy skvrny také koreluje se změnou jejího zápachu. Žlutá je signál pro včely a motýly, který indikuje přítomnost nektaru, zatímco oranžová a červená značí jeho nepřítomnost. Plodem je kulovitá tobolka s klasy, obvykle obsahující jedno velké tmavě hnědé, leštěné semeno.

Dřevo jírovců je difuzně cévnaté, bílé nebo krémové, světlé a technickými vlastnostmi se blíží dřevu topolu, olše a lípy.

Jírovce rostou pomalu, zejména v prvních deseti letech, a vydrží přesazování až do 15–20 let. Všechny druhy jsou dekorativní během vegetačního období. Používá se v alejích, skupinových a jednotlivých výsadbách v parcích, na náměstích a v ulicích měst. Kaštany mohou akumulovat škodlivé sloučeniny síry a olovo.

Rozmnožují se výsevem semen na podzim nebo první jaro po jejich sběru (nejlépe po stratifikaci), dále roubováním nebo pučením na běžné druhy.

Správná výsadba a péče o rostliny je klíčem k jejich dlouhé životnosti a dekorativnosti. Koňský kaštan preferuje úrodné půdy v horkém počasí, je nutné zalévat, jinak se podél okrajů listů vytvoří suchý okraj, který zkazí dekorativní vzhled rostliny.

U alejových a skupinových výsadeb by měla být vzdálenost mezi stromy alespoň 5–6 m. Po výsadbě se půda usadí a utuží, proto rostliny sázíme do hloubky, ve které bude kořenový bal o 10–20 cm vyšší, než je doporučeno. . To je zvláště důležité dodržovat při výsadbě velkých exemplářů. Jako drenáž se do výsadbové jámy nasype 15–20 cm vrstva hrubého písku nebo drceného kamene.

Půdní směs by se měla skládat z drnu a listové zeminy a písku v poměru 2:1:1. Pokud je půda kyselá, je třeba přidat vápno.

Zalévání je nutné nejen během výsadby, ale také po dobu následujících 3-4 dnů. Brzy na jaře se aplikují hnojiva obsahující dusík a na podzim se krmí minerálními hnojivy (nitroammofoska). Prořezáváním se odstraní suché a nemocné větve a také ostnaté výhonky, které se někdy tvoří na kmeni.

V kultuře se rozšířila okurka obecná (A. hippocastanum), rostoucí na jihu Balkánského poloostrova. Luxusní strom vysoký 30 m s korunou ve tvaru stanu a silným kmenem o průměru až 2 m, pokrytý šedohnědou kůrou. Jeho rozkvetlé listy připomínají obrovské tmavě zelené vějíře. Střídmě se šíří, jasně demonstrují fenomén listové mozaiky. Na začátku léta se v koruně „rozhoří“ bílé svíčky květenství, jejichž pyramidální tvary botanici nazývají thyrsus.

Tento druh je poměrně lehký a vlhkomilný, náročný na půdní bohatství. Na podzim, kdy plodí hojně, může poházet chodníky a cesty spadanými plody. Během sucha se listy bortí a opadávají.

Většina druhů jírovců roste přirozeně v nížinných a horských lesích Severní Ameriky, z nichž mnohé se používají v naší zelené budově.

Neobvyklé jméno rodu je spojeno s tvarem listové stopy, podobné podkově. Připomíná také světlou skvrnu na tmavě hnědé slupce semene.

Osmityčinkový jírovec (A. octandra) pochází z východních oblastí Severní Ameriky. Jedná se o velký strom, 20–30 m vysoký, s průměrem kmene až 2,5 m, s hustou, široce vejčitou korunou. Listy jsou dlanité, světlejší než u předchozího druhu. Květy jsou žluté, shromážděné v pyramidálních latách, 10–15 cm dlouhé. Plody jsou kulovité tobolky, až 6 cm v průměru, netrnité. Roste poměrně rychle, je nenáročný na půdu, ale v pěstování má krátkou životnost. Je považován za druh odolný vůči stínu, ale ve stínu kvete slabě, což ovlivňuje jeho dekorativní hodnotu. Poměrně zimovzdorné, na suchých půdách je nutná zálivka.

Buckeye nahý (A. glabra) – strom vysoký 10–20 m, roste v jižní Nebrasce, Iowě a Pensylvánii a také podél západních svahů Appalačských hor. Má průchozí korunu, půvabné, hladké olistění a plody s měkkými trny, později s hlízami. Světle zelenožluté květy se shromažďují v pyramidálních latách o délce až 18 cm.

Široce rozšířený v kultuře k.k (A. x carnea). Jedná se o strom vysoký 15–25 m, hybridního původu, kříženec byl získán křížením jírovce maďalu a jírovce pavia. Během kvetení vypadá efektně, protože má květy různých barev (od růžové až po tmavě červené), shromážděné v latnatých květenstvích o délce až 20 cm. Začíná kvést dříve než jírovec, doba květu je 20 dní. Na podzim listy zůstávají zelené po dlouhou dobu. Koňský kaštan z červeného masa je velmi citlivý na suchost vzduchu a půdy. Je považován za jeden z nejvíce dekorativních druhů.

Pavia z jírovce (A. pavia) – strom 6 až 12 m vysoký, někdy dorůstající keřovitě. Listy jsou půvabné, dvakrát menší než u jírovce, úzce eliptické. Vyznačuje se jasně červenými květy, shromážděnými ve volných latách dlouhých až 16 cm. Plody jsou malé kulovité krabice s hlízami. Je to méně mrazuvzdorný druh než jírovec obecný, ale na místech dobře chráněných před větrem roste jako keř, kvete a plodí.

Velmi zajímavé k.k (A. parviflora), což je krásný hustě větvený keř vysoký 4–5 m. Někdy může tento druh tvořit celé houštiny. Listy jsou dlanitě složené a mají zespodu šedavé ochlupení. Bílé malé, do 1 cm, květy se shromažďují v luxusních válcovitých latách dlouhých až 40 cm Růžově bílé tyčinky, které jsou dvakrát delší než okvětní lístky, dodávají květům pikantnost. Tento druh kaštanu není dostatečně mrazuvzdorný ve středním Rusku vyžaduje úkryt na zimu, ale v jižních oblastech se cítí skvěle, pokud je během sucha hojně zaléván. Je zajímavý jako keřovitý, pozdně kvetoucí druh kaštanu, který vypadá dobře v jednotlivých i skupinových výsadbách.

Čínský jírovec (A. chinensis) je jedním z mála druhů pocházejících z Číny. Jedná se o strom až 15 m vysoký, s holými mladými větvemi. Bílé květy s červenožlutými skvrnami na okvětních lístcích se shromažďují v latách o délce až 20 cm a šířce 5,5 cm. Plodem je mírně zploštělá, téměř kulovitá tobolka o průměru 2–2,5 cm. Není dostatečně mrazuvzdorný ve středním Rusku vyžaduje zimní úkryt.

Jírovce jsou nejen okrasné a medonosné, ale také léčivé rostliny.

Kaštan Kvetoucí jírovec Plody jírovce

Jírovec malokvětý Osmityčinkový jírovec Kvetoucí maso jírovce-červené