РОСТ, СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ПИГМЕНТОВ В ФОТОСИНТЕЗИРУЮЩИХ ОРГАНАХ ХВОЙНЫХ РАСТЕНИЙ Р. Pinus

Род Pinus – самый большой в семействе сосновые (Pinaceae), включает около 100 видов, распространенных в умеренной зоне и в горных областях субтропической зоны северного полушария [3]. В Республике Коми произрастают два вида: сосна сибирская кедровая (Pinus sibirica Du Tour) и сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.). В коллекции Ботанического сада СГУ представлены 17 видов отдела Pinophyta. В качестве объекта исследования были выбраны 4 вида из семейства сосновые: сосна сибирская кедровая, сосна обыкновенная, сосна румелийская (балканская) (Pinus peuce Griseb.), сосна горная (Pinus mugo Turra).

Сосна сибирская кедровая естественно произрастает на северо-востоке европейской части России, в Сибири. Предпочитает суглинистые, достаточно влажные почвы, выдерживает умеренное заболачивание. Чувствительна к уплотнению почвы. Растет сравнительно медленно. Морозостойка. Теневынослива на ранних этапах развития и светолюбива на более поздних [2]. Является орехоносом. Декоративна.[3]

Сосна обыкновенная естественно произрастает почти по всей Европе (от Испании и Греции до Заполярья), в Сибири. Встречается в различных экологических условиях – на бедных и сухих песчаных почвах, на каменистых породах в горах, на торфяно-болотных почвах. Быстрорастущая древесная порода. Светолюбива и морозостойка.

Сосна горная – невысокое дерево или кустарник высотой 2-4 м, естественно произрастает в горах Западной Европы, поднимаясь на высоту до 2500 м. Медленнорастущая древесная порода. Засухоустойчива. Светолюбива. Морозостойка. В городских условиях устойчивее сосны обыкновенной.

Сосна румелийская – небольшое дерево высотой до 20 м, в природных условиях произрастает в горах Балканского полуострова на высоте 750-2200 м. Образует чистые леса, а также растет вместе с елью обыкновенной, пихтой белой, сосной обыкновенной. Медленнорастущая древесная порода. Относительно теневынослива. Зимостойка [3].

Цель работы состоит в характеристике фотосинтетического аппарата в хвое растений р. Pinus, представленных в коллекции Ботанического сада СГУ.

Задачи исследований:

1. Выявить сезонный ход роста побегов и хвои сосен;
2. Изучить морфологическое и анатомическое строение хвои сосен;
3. Определить содержание пигментов в хвое сосен.

Для наблюдений за линейным ростом побегов и хвои на деревьях выбирали по пять побегов. Измерения длины проводились при помощи линейки каждую неделю с 9 июня по 14 июля 2021 года. Для анатомических исследований хвою фиксировали в 70-% спирте. Поперечные срезы хвои выполнены на вибрационном микротоме.

Содержание пигментов в ацетоновых вытяжках проводили на спектрофотометре (Shimadzu, UV-1700) [6]. Лабораторные исследования выполнены в Институте биологии Коми научного центра УрО РАН.

За период наблюдений длина хвои увеличилась у сосны обыкновенной в 3,6 раз, сосны кедровой в 2,5 раз, сосны балканской в 3,3 раз, сосны горной в 4,8 раз (рисунок).   Наиболее крупная хвоя формируется у сосны сибирской кедровой, а самая мелкая хвоя – у сосны обыкновенной.

Площадь поперечного среза хвои у сосны обыкновенной и сосны горной в два раза выше, чем у кедровой и румелийской.  Основной объем хвои занимает мезофилл, у сосны румелийской он составляет 59 %, у сосны горной – 61%, у сосны обыкновенной – 48 %, у сосны сибирской кедровой – 60%.

Полученные значения морфологических и анатомических признаков согласуются с результатами исследований этих видов другими авторами. Согласно Загировой С.В. содержание мезофилла в хвое сосны обыкновенной – 48% [1].

Рисунок. Фенология хвои растений р. Pinus

Исследования показали, что наибольшее содержание хлорофиллов a и b, каротиноидов в свежей хвое сосны сибирской кедровой, а наименьшее – в хвое сосны горной (табл.).

Отношение хлорофилл/каротиноиды в хвое составляет у изученных видов 3,04-3,38.

Полученные значения согласуются с результатами исследований других авторов [4, 5]. В исследованиях Тужилкиной В. В. содержание пигментов больше, чем в наших, что может говорить о различных условиях произрастания [7].

Таблица.

Содержание пигментов в свежей массе хвои растений р. Pinus

Таким образом, в результате проведенных нами исследования установлено, что структура хвои заметно различается у видов р. Pinus, произрастающих в Ботаническом саду СГУ. В меньшей степени различия проявляются в содержании пигментов.