Семеношение и плодоношение древесных и кустарниковых пород

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

плодоношение опыление семеношение почка

Семена - главный материал в создании новых лесов. От качества семенного материала зависит, каким будет целое будущее лесонасаждение. Для успешного лесовосстановления необходимо знать свойства и особенности деревьев, которые определяются наследственностью, отраженной в генетическом коде семян.

Лес является незаменимым природным ресурсом, который удовлетворяет множественные потребности индустрии, общества и выполняет важнейшие средообразующие и средозащитные функции. Поэтому вопросу восстановления леса уделяют столько времени и сил.

Цель данного реферата - рассмотреть, как происходит семеношение и плодоношение древесных и кустарниковых пород. Основные задачи:

o пояснить, что такое семеношение и плодоношение;

o выявить как оно происходит;

o определить какие факторы влияют на плодоношение (семеношение).

1. Понятие и этапы плодоношения (семеношения)

Плодоношение (семеношение) - этап развития растений (фенологическая фаза), процесс развития их генеративных органов - от цветения до образования плодов (семян). Плодоношение обеспечивает естественное возобновление древесных, кустарниковых и травянистых растений.

Применительно к голосеменным растениям, в частности к хвойным (сосна, ель, лиственница и др.), вместо термина «плодоношение» используют термин «семеношение», т.к. у них плодов не образуется. Иногда это понятие применяют и к покрытосеменным растениям, что вполне допустимо, поскольку биологическая сущность плодоношения - образование семян.

Плодоношение - процесс, включающий также ряд этапов:

· закладка цветочных почек;

· цветение и опыление;

· созревание плодов и семян;

· опадение и распространение семян и плодов.

1.1 Закладка цветочных почек

Возраст, с которого деревья начинают регулярно плодоносить, называется возрастом возмужалости или возобновительной спелости. Этот период в жизни деревьев является качественно новым этапом, на протяжении которого периодически повторяется обильное плодоношение. Пластичность и приспособляемость к условиям среды в период плодоношения понижаются, уменьшается рост деревьев в высоту.

Обильное плодоношение наступает к моменту спада текущего прироста в высоту. Закладка цветочных почек происходит за год до плодоношения, а у сосны - за два года. Этот процесс зависит от погодных условий второй половины вегетационного периода. Если вторая половина лета сухая и теплая, то, как правило, закладывается много цветочных почек. Физиологи объясняют это повышением концентрации клеточного сока.

Возраст возобновительной спелости у древесных пород различен. Так, у быстрорастущих светолюбивых древесных пород (березы, осины, ольхи, ивы, тополя, лиственницы и сосны) возраст возмужалости наступает раньше, чем у теневыносливых пород (ели, пихты, бука). У одной и той же породы возраст возобновительной спелости зависит от условий местопроизрастания. Деревья, растущие на свободе, начинают плодоносить на 10-20 лет раньше деревьев, произрастающих в лесу. Это объясняется более интенсивным освещением крон деревьев на открытом месте.

Различные древесные породы достигают возраста возобновительной спелости в разное время: дуб в 60-80 лет, граб в 20, ясень в 40-50, клен остролистный в 40-50, ольха черная в 15-20, береза в 20-25, ильмовые в 25-40, липа в 20-30, лиственница в 20-30, сосна в 40-50, кедр сибирский и ель в 40-60, пихта в 50-60 лет.

1.2 Цветение и опыление

На стадии собственно цветения происходит опыление и оплодотворение. Термин «цветение» часто применяют и по отношению к голосеменным растениям, у которых этой фазе соответствует созревание мужских и женских шишек, часто ярко окрашенных. В период цветения раскрываются цветочные почки и разрастаются тычиночные нити и рыльца пестиков у ветроопыляемых растений, а у насекомоопыляемых растений - яркие околоцветники, нектарники.

Цветение - наиболее ранний показатель урожайности семян, которую определяют по цветению весной и в начале лета, когда цветет большинство древесных пород. Для каждой древесной породы время наступления и окончания цветения может несколько изменяться в зависимости от погоды.

Оценка урожайности семян по цветению предварительна - возможны отклонения. Например, при сильном цветении может не быть урожая семян из-за гибели цветов в результате неожиданных заморозков или от других причин. Весенние засухи, град, сильные ливни, ураган губительно действуют на цветение. Насекомые и грибы также могут повреждать цветы древесных пород. Кроме того, мужские и женские цветы развиваются в разное время, а количественное несоответствие между теми и другими является причиной преждевременной гибели их или пустотелости семян.

1.3 Созревание плодов и семян

После окончания цветения и успешного оплодотворения начинают разрастаться завязи у лиственных и шишки у хвойных пород. Время созревания семян древесных пород зависит от условий местопроизрастания и метеорологических особенностей вегетационного периода.

Необходимо знать сроки созревания семян главнейших древесных пород, так как с этим связан ряд производственных мероприятий (сбор семян, подготовка почвы для содействия естественному возобновлению и др.). Сроки созревания влияют на сроки сбора семян, проведения мер содействия естественному возобновлению леса, заготовки кедровых орехов и т.д.

В различных климатических районах семена созревают в разное время. Однако ориентировочно можно назвать следующие сроки: тополя, ивы, ильмовые в мае-июне; береза, желтая акация, черешня, черемуха, лещина в июле-августе; дуб, бук, груша, яблоня, ольха, белая акация, гледичия, бересклет, сосна, пихта, ель, лиственница в сентябре-октябре.

Причина несвоевременного созревания семян заключается в затяжных дождях и других метеорологических факторах. Кроме того, на вызревание семян влияют почвенные условия: на богатых, достаточно увлажненных почвах процесс вызревания семян замедляется, на бедных и сухих почвах ускоряется.

1.4 Опадение и распространение семян и плодов

По продолжительности опадения и распространения семян следует выделить группу древесных пород, семена которых опадают за короткий промежуток времени. Так, у вяза и ильма этот процесс занимает 2-3 недели, у дуба, бука - 1-2 месяца, у сосны, ели, лиственницы - более двух месяцев. На сроки опадения семян влияют в значительной мере погодные условия.

Опадение и распространение семян происходит в разное время и различными путями. Например, у ивы, тополя, березы, ильмовых, желтой акации, ореха, каштана, дуба, пихты, кедра семена опадают вскоре после их созревания. Опад семян происходит длительное время. У березы, дуба и бука период опада продолжается до 2 месяцев.

Семена сосны и ели долго остаются в шишках на дереве, и только в апреле, а у ели в марте следующего года начинается вылет семян. У лиственницы вылет семян в северных условиях начинается в феврале-марте, а в южных районах, где более теплая и сухая осень, в сентябре, т.е. вскоре после созревания. Плоды ясеня разлетаются в августе, сентябре, октябре, ноябре, декабре и даже в январе. Плоды клена остролистного опадают быстро, в октябре-ноябре. У клена полевого, явора семена опадают в сентябре - ноябре; у кленов татарского и ясенелистного семена удерживаются на дереве в течение всей зимы. Ветер разносит семена сосны, ели, лиственницы, пихты, липы, клена, ильмовых, тополей, ивы, ясеня, граба, березы, ольхи и многих других пород на большие расстояния. Благодаря наличию крылышек семена сосны, ели, пихты, лиственницы распространяются ветром на расстояние до 250 м. Кроме того, семена хвойных очень часто переносят звери и птицы. Распространению осины и березы способствует ветер, уносящий семена на расстояние до 2 км и далее.

Семена дуба, бука, лещины, кедра обычно опадают рядом с материнским деревом либо скатываются под действием силы тяжести и переносятся потоками весенней снеговой или летней дождевой воды. Значительную долю семян (каштана съедобного, фисташки, кедра и др.) переносят животные. Семена самшита, желтой акации разбрасываются при раскрывании стручка и коробочки.

2. Влияние внешних условий среды на плодоношение (семеношение)

На семеношение деревьев большое влияние оказывают внешние условия среды. К ним относятся климатические, погодные и экологические условия. Последние характеризуются комплексом факторов и прежде всего освещенностью, температурой и влажностью воздуха, плодородием почв, а также особенностью почвенного микроклимата.

При неблагоприятных погодных условиях наблюдается пониженная интенсивность цветения, образуется много неоплодотворенных цветков. У многих пород они засыхают и опадают, у некоторых продолжают развиваться и образуют плод без семян или с семенами без зародыша. Часто одиночно стоящие деревья с однополыми цветами образуют семена вследствие того, что распределение на дереве генеративных органов (цветков у цветковых растений и микроспорофиллов у хвойных) не благоприятствует их самоопылению (сосна, ель, пихта, лиственница). В целом же свободно стоящие деревья плодоносят обильно и чаще. Семена у них формируются более высокого качества, чем в насаждении. Это связанно прежде всего с лучшим освещением кроны дерева.

Периодичность, обилие, сроки плодоношения зависят от биологических особенностей видов растений, климатических условий, плодородия почв и других факторов. Периодичность плодоношения существует у большинства видов лесных растений и проявляется в чередовании годов с обильным (т. н. семенные годы), хорошим, низким плодоношением или его отсутствием. В годы с обильным плодоношением (семенные годы) растения формируют наибольшее количество плодов (семян), которые имеют наивысшее качество. В природных зонах с выраженными сезонами года семеношение носит прерывистый характер и тесно связано с биологическими (как живут дерево и кустарник) и экологическими (в какой обстановке они живут) условиями.

2.1 Воздействие температуры

Из климатических и погодных факторов наиболее сильное влияние и, на урожай оказывает температура воздуха. Особенно заметно влияние температуры на семеношение проявляется в более северных областях, где условия для плодоношения приближаются к предельному минимуму. Между количеством и качеством сформировавшихся семян и колебаниями их температур имеется тесная связь. В холодном и умеренном поясах деревья начинают плодоносить с 10-25 лет, кустарники - с 3-8 лет.

Неблагоприятная погода в период заложения генеративных зачатков в почках в год, предшествующий цветению, заметно отражается на притоке ассимилянтов к ним. Так, прохладная и слишком дождливая погода при закладке цветочных почек у ели (июль - август) и пихты (май - июнь) снижает урожай шишек в следующем году, тогда как теплая и сухая погода способствует закладке женских генеративных почек у обеих пород.

В период, предшествующий цветению, отрицательно влияют на урожай засухи, вызывающие опадение цветочных почек из-за физического иссушения и связанных с этим физиологических нарушений. Засуха в период цветения, как и заморозки, вызывает гибель цветков и завязи. Весенние заморозки особенно вредят завязи ранораспускающейся формы дуба черешчатого, ели, сосны обыкновенной и сибирской, ольхи черной, ясеня и др.

2.2 Влажность

Существенную роль в формировании урожая играет влажность воздуха. Низкая относительная влажность воздуха и ветер в период цветения способствуют разносу пыльцы и завязыванию шишек. Сырая, дождливая погода отрицательно сказывается на образовании урожая. Ранние осенние заморозки, низкая летняя температура (ниже средней многолетней) замедляют вызревание плодовых почек.

Затяжные дожди во время цветения препятствуют опылению, с чем связано образование пустых или с недоразвитыми зародышами семян (партеноспермия) у хвойных, а также бессемейных плодов (партенокарпия) у лиственных.

Дефицит влаги и суховеи вызывают гибель и опадение завязи, снижают всхожесть семян. Холода и дожди задерживают созревание плодов, являются причиной их загнивания, а бури и град, срывая плоды, опустошают или сильно снижают возможный урожай. В северных районах на плодоношение благоприятно влияет теплое и сухое лето с малой облачностью, а в южных - периодическое выпадение осадков, отсутствие засухи, суховеев и жарких дней.

2.3 Плодородие почв и освещение

Повышение урожая семян наблюдается при более благоприятных почвенных условиях. Так, например, в Теллермановском лесу (Воронежская область) наибольший урожай желудей собирают на темно-серых лесных почвах (нагорная снытевая дубрава), наименьший - на солонцеватых суглинках.

Свет, влияя на развитие крон деревьев, воздействует и на их плодоношение. Изреживанием древостоев, обеспечивающим доступ света к деревьям, добиваются повышения урожая семян. В пределах одного дерева, в разных частях кроны, плодоношение может быть не одинаковым. Сильное освещение верхним светом отрицательно сказывается на плодоношении, что связано, с угнетающим воздействием сильного освещения на плодоношение, но следует учитывать географический момент, в таежных лесах наибольшее количество шишек образуется, как правило, в верхней части кроны.

Оптимальное освещение, площадь питания, а также благоприятный почвенный микроклимат усиливают плодоношение древесных пород, обеспечивая накопление в семени запасных питательных веществ, необходимых в последующем для образования и роста проростка.

2.4 Биологические факторы

На плодоношение деревьев отрицательно влияют и некоторые биологические факторы (грибные заболевания, личинки и гусеницы насекомых, некоторые птицы и грызуны). Грибные заболевания, повреждения деревьев и кустарников вредными насекомыми и некоторыми другими представителями животного мира приводят к снижению урожайности семян. Еловые шишки поражает ржавчинный грибок (Pucciniastrum padi Dick.), а семена березы - грибок склеротиния (Scxlerotinia betulae Woron).

Резко снижается плодоношение у пораженных гнилью деревьев ели и др. Желуди дуба повреждаются личинками желудевого долгоносика и гусеницами желудевой плодожорки. Гусеницы непарного шелкопряда, златогузки, дубовой листовертки уничтожают листья, что отрицательно сказывается на накоплении пластических веществ, а, следовательно, и на урожае. Клесты поедают семена ели, кедровка - орешки кедра.

Биотические факторы, связанные с разнообразной жизнедеятельностью многочисленной фауны, как повышают, так и снижают урожайность плодов и семян. Многие лесные птицы (кедровка, сойка, дятлы, дрозды и др.) и млеко питающие (бурундук, белка, мелкие грызуны и др.) уничтожают значительную часть урожая плодов и семян. Вместе с тем насекомые способствуют опылению, но многие из них (шишковая огнёвка, шишковая листовёртка, лиственничная муха, желудёвый долгоносик и др.) повреждают семена и плоды основных ле-сообразующих хвойных и лиственных пород, что иногда приводит к значительному снижению урожайности.

2.5 Место произрастания и особенности роста

Деревья и кустарники, произрастающие в свободном стоянии или на опушках, в условиях лучшего минерального питания и светового режима, начинают плодоносить значительно раньше и дают более высокие и устойчивые урожаи, чем растущие в насаждении. Раньше вступают в фазу плодоношения, более обильно и часто плодоносят, имеют более качественные, полновесные и всхожие семена древесные растения, произрастающие в зоне экологического оптимума данного вида.

Плодоношение также зависит и от особенностей роста особи в насаждении. Так, деревья I и II классов роста (по Крафту), обычно находящиеся в древостое в лучших условиях почвенного питания и фотосинтеза, плодоносят обильнее и чаще, чем деревья III и IV классов, условия освещенности и питания которых хуже. При одинаковом росте и внешних условиях плодоношение определяется только внутренними особенностями особи - ее наследственной основой.

Возраст деревьев определяет начало семеношения, т.е. проявление их репродуктивной способности, которая зависит как от индивидуальных особенностей организма, так и от окружающей среды. Начало репродуктивной способности у основных лесообразующих пород, растущих в свободном состоянии, наступает примерно в два раза раньше, чем в сомкнутом древостое. Одиночные деревья сосны обыкновенной начинают плодоносить в возрасте 10-15 лет, ели европейской и лиственницы сибирской -15-20, сосны кедровой сибирской (кедр) - 20-30, берёзы повислой -8-15, дуба черешчатого - 20-30, осины - 8-12.

С возрастом тесно связана урожайность семян. В фазе жердняка древостой дают минимальное количество семян, которое постепенно возрастает в средневозрастном, приспевающем древостоях, достигая максимума в спелом. В перестойном древостое урожайность семян снижается.

Заключение

Семенное возобновление леса - длительный процесс, состоящий из целого ряда частных процессов: плодоношения и распространения семян, их прорастания, развития всходов, самосева и подроста до смыкания крон.

На каждом из этапов возможен сбой непрерывного процесса из-за длинного ряда причин, относящихся как к абиотическим, так и биотическим факторам.

Важное значение в воспроизводстве, повышении продуктивности и качества выращиваемых лесов имеют семена хвойных и плоды лиственных пород. Они должны обладать ценными наследственными свойствами, высокими посевными качествами и обеспечивать длительность хранения.

В данном реферате были рассмотрены следующие вопросы:

o Что такое семеношение и плодоношение;

o как оно происходит;

o какие факторы влияют на плодоношение (семеношение).

Список использованной литературы

1. Родин А.Р., Лесные культуры: учебник. - 4-е изд. - М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2008. - 318 с.

2. [Электронный ресурс] - http://www.derev-grad.ru - Плодоношение

3. [Электронный ресурс] - http://www.woodtechnology.ru - Плодоношение леса

4. [Электронный ресурс] - http://csfm.marstu.net - Денисов С.А., Этапы семенного возобновления леса

5. [Электронный ресурс] - http://www.lesnyk.ru - Лесное семеноводство

Размещено на Allbest.ru