Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Структурно-функциональная организация микоризных корневых окончаний Picea obovata Ledeb

ВАК РФ 03.00.05, Ботаника

Автореферат диссертации по теме "Структурно-функциональная организация микоризных корневых окончаний Picea obovata Ledeb"

18

На правах рукописи

Творожникова Татьяна Александровна

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ МИКОРИЗНЫХ КОРНЕВЫХ ОКОНЧАНИЙ PICEA OBOVATA LEDEB.

03.00.05 - ботаника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

о з ¡.:.\? ^

Сыктывкар 2009

003462918

Работа выполнена в отделе лесобиологических проблем Севера Института биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук

Научный руководитель:

доктор биологических наук, старший научный сотрудник Загирова Светлана Витальевна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Маркаров Амбарцум Макарович

кандидат биологических наук Веселкин Денис Васильевич

Ведущая организация:

Институт леса Карельского научного центра РАН

Защита диссертации состоится 19 марта 2009 г. в 16.30 часов на заседании диссертационного совета Д 004.007.01 в Институте биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН по адресу: 167982, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28.

Факс: (8212)24-01-63;

E-mail: dissovet@ib.komisc.ru;

адрес сайта института: http://www.ib.komisc.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Коми научного центра Уральского отделения РАН по адресу: 167982, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 24.

Автореферат разослан « j Q » февраля 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор биологических наук

А.Г. Кудяшева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Микориза, как симбиотическая ассоциация мицелия гриба с корнями, образуется у 82% видов наземных и некоторых водных растений (Brundrett, 2002). В микоризообразовании у древесных на Севере участвует более 400 видов грибов (Шубин, 2005). Симбиоз с грибами способствует выживанию хвойных растений в условиях холодного климата (Харли, 1963; John, Coleman, 1983; Каратыгин, 1993). В настоящее время для совершенствования классификации микориз, разработанной ботаниками в прошлом веке (Доминик, 1963; Семенова, 1980а; Селиванов, 1981), активно используются методы молекулярно-генетических исследований (Agerer, 2001; Brundrett, 2004 и др.). Большое внимание уделяется изучению экологической роли микоризных ассоциаций в биогеоценозах (Garbaye, 1991; Buscot et al., 2000 и др.), физиологических, генетических и молекулярных механизмов взаимоотношения микобионта и растения (Buscot et al., 2000; Nehls et al., 2001;. Redecker, 2002; Ostonen, Löhmus, 2003 и др.). Данные о структурно-функциональной организации микоризных корневых окончаний ели сибирской немногочисленны. В литературе имеются сведения о морфологии эктомикориз ели (Катенин, 1972; Бобкова, 1987), их анатомической структуре в естественных и антропогенно нарушенных фитоценозах (Селиванов, 1981; Веселкин, 1999).

Цель и задачи исследования. Цель работы заключалась в выявлении закономерностей структурной и функциональной организации микоризных корневых окончаний ели сибирской Picea obovata Ledeb., произрастающей в хвойных фитоценозах европейского Северо-Востока России. В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Выявить вариабельность анатомической структуры эктомикориз в разных типах хвойных фитоценозов.

2. Изучить сезонную динамику роста и анатомической структуры эктомикориз.

3. Исследовать сезонную динамику количества Сахаров и интенсивности дыхания корневых окончаний.

4. Выявить сопряженность пространственного распределения корневых окончаний и микроорганизмов в органогенном слое почвы елового фитоценоза.

Научная новизна. Впервые описана вариабельность анатомической структуры микоризных корневых окончаний ели сибирской, произрастающей в разных типах хвойных сообществ на территории европейского Северо-Востока России. Ухудшение гидротермических условий приводило к снижению размеров микоризных окончаний, толщины и объемной доли грибного чехла. Получены новые данные о сезонной динамике количественных параметров структуры эктомикориз ели, дыхания и содержания растворимых углеводов в микоризных корневых окончаниях. Показано, что в связи с высокой функциональной активностью концентрация растворимых углеводов в микоризах ниже, чем в тонких проводящих корнях. Выявлена сопряженность пространственного распределения микоризных корневых окончаний и численности микроорганизмов в лесной подстилке елового фитоценоза.

Практическая значимость работы. Результаты работы могут быть использованы при комплексной оценке биосферной функции хвойных лесов

на европейском Северо-Востоке России, при разработке научных основ создания высокопродуктивных хвойных насаждений методами искусственного и естественного лесовосстановления. Материалы работы могут быть включены в учебные дисциплины «Анатомия и морфология высших растений», «Экология» естественнонаучных факультетов вузов. Работа выполнена в рамках госбюджетной темы отдела лесобиологических проблем Севера Института биологии «Зональные закономерности динамики фитоце-нозов, обмена веществ и энергии в лесных экосистемах европейского Северо-Востока» (№ Гр 0120.0 603504), а также при финансовой поддержке Программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Биоразнообразие и генетика генофондов», международного проекта CarboNorth.

Апробация работы. Материалы диссертации представлены на молодежных конференциях Института биологии Коми НЦ «Актуальные проблемы биологии и экологии» (г. Сыктывкар, 2005, 2006, 2007), конференции молодых ботаников в Санкт-Петербурге (Санкт-Петербург, 2006), Всероссийской научной школе «Актуальные проблемы регионального экологического мониторинга: научный и образовательный аспекты» (Киров, 2006), международных конференциях молодых ученых-ботаников «Актуальные проблемы биологии и экологии» (Киев, 2006, 2007), Всероссийской конференции молодых ученых «Экология от Арктики до Антарктики» (Екатеринбург, 2007), Международной конференции «Лесное почвоведение: итоги, проблемы, перспективы» (Сыктывкар, 2007), Втором Съезде микологов России (Москва, 2008).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 работ, в том числе две в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 142 страницах, состоит из шести глав, списка литературы и трех приложений. В тексте использовано 15 таблиц и 30 рисунков. Список литературы включает 244 источника, из них 118 зарубежных авторов.

Благодарности. Выражаю искреннюю благодарность за всестороннюю поддержку и общее руководство работой научному руководителю д.б.н. C.B. Загировой. Благодарю к.б.н., доцента отдела почвоведения Ф.М. Хабибул-лину за помощь в определении микромицетов, сотрудника отдела Ботанический сад к.х.н. В.В. Пунегова и Н.В. Лиханову за помощь при разработке методики определения Сахаров, сотрудников экоаналитической лаборатории к.х.н., доцента И.В. Груздева за идентификацию Сахаров и A.M. Естафьеву за определение азота и углерода в корнях. Признательна за помощь в проведении сбора материала и их обработку А.И. Патову и Н.В. Герлинг. Благодарна к.б.н., доценту лаборатории физиологии растений С.П. Масловой за подробное обсуждение и замечания по диссертации. Благодарна всем сотрудникам отдела лесобиологических проблем Севера Института биологии Коми НЦ УрО РАН за обсуждение и ценные замечания по диссертации. Особая благодарность всем моим родным, близким и друзьям за поддержку и понимание.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Экология, эволюция и классификация микориз (обзор литературы)

В главе рассмотрены вопросы эволюции микоризных ассоциаций (Каратыгин, 1993; Brundrett, 2002), дана характеристика основных типов микоризных ассоциаций согласно современным классификациям (Rasmus-sen, 2002; Brundrett, 2002, 2004; Peterson, Massicotte, 2004; и др.). Описано распространение микориз у растений (Koske et al., 1985; Trappe, 1987 и др.) и грибов-микоризообразователей (Каратыгин, 1993; Шубин, 1973 и др.). Рассмотрены экологические функции микоризных ассоциаций (Ше-маханова, 1962; Харли, 1963; Bowen, 1973; John, Coleman, 1983; Buscot et al., 2000; Cairney, Mehard, 2003 и др.), их роль в формировании ризосфер-ной микробиоты (Laheuerte et al., 1990; Garbaye, 1991; Frey-Klett et al., 2005 и др.). Отмечена актуальность изучения проблем функционирования микориз, молекулярно-генетических механизмов взаимоотношения симбионтов, а также организмов, ассоциированных с ними.

Глава 2. Район и объекты исследования.

Методы сбора и обработки материала

Основной материал диссертации был собран на территории Ляльского лесоэкологического заказника, расположенного в подзоне средней тайги (62°17' с.ш., 50"40' в.д.) на территории Княжпогостского района Республики Коми (Ляльский..., 2003), в двух типах еловых фитоценозов: ельнике черничном и чернично-сфагновом, сформированных на типичной подзолистой и торфянисто-подзолисто-глееватой почве соответственно (Биопродукционный..., 2001; Коренные..., 2006). Дополнительно сбор материала проводили в крайне северной тайге Усть-Цилемского района Республики Коми в бассейне малой реки Сосья (65°55' с.ш., 52°37' в.д.) в ельниках зелено-мошно-лишайниковом, разнотравно-зеленомошном, чернично-сфагновом, долгомошно-сфагновом, сфагновом и лиственничнике брусничном. Лесо-водственно-таксационная характеристика этих фитоценозов дана в работе (Манов, 2008).

В течение сезона температуру в лесной подстилке регистрировали лог-герами модификации Thermochron (Dallas Instruments, США), влажность почвы определяли весовым методом в трехкратной повторности. В 2006 г. лето было прохладным с двумя максимумами температур подстилки: в середине июня и во второй половине августа. Минимальные значения влажности подстилки в ельнике черничном наблюдали в первой половине июня, что было связано с кратковременно установившейся в этот период жаркой и сухой погодой. В течение всего периода вегетации температура лесной подстилки в ельнике чернично-сфагновом была ниже, а влажность выше, чем в ельнике черничном. Летом 2007 г. наблюдали два максимума температур в лесной подстилке фитоценозов: в середине июля и во второй половине августа, что также сопровождалось снижением влажности почвы в эти периоды.

Для морфолого-анатомического описания образцы корней отбирали в лесной подстилке в 4-6 точках фитоценоза и фиксировали в 70% спирте.

За периоды 2006-2007 гг. было зафиксировано 44 образца. Анатомические срезы толщиной 8-10 мкм готовили на вибрационном микротоме для мягких тканей (Скупченко, 1979) и помещали в глицерин без окрашивания или с окрашиванием анилиновым синим в молочной кислоте (Джапаридзе, 1953). Измерения диаметра корневых окончаний и толщины микоризных чехлов на поперечных срезах проводили с помощью микроскопа АхюуеЛ 200 М (Саг17е1зз, Германия) и окуляр-микрометра со шкалой измерения

0.01 мм. На основании данных величин определяли площадь поперечного сечения микоризы, корня растения и грибного чехла. Относительный вклад грибного симбионта в формирование общего объема микоризы определяли по Д.В. Веселкину (2001а). Всего было просмотрено около 1000 срезов эк-томикориз ели. При описании типа грибного чехла, его структуры и плотности микориз использовали классификацию (Доминик, 1963; Селиванов, 1981). Поверхность микоризных корней ели дополнительно просматривали в электронном микроскопе Тез1а 300 (Чехия).

Для определения дыхания микоризованные тонкие корни диаметром меньше 2 мм отбирали в лесной подстилке, очищали от растительных остатков и промывали в воде. Температурную зависимость скорости дыхания измеряли инфракрасным газоанализатором «1п£га1у1-4» (Германия) в диапазоне 10-35 °С с помощью термостатируемой камеры с рабочим объемом 125 см3 (5x5x5 см), изготовленной из оргстекла. Каждое измерение проводили в двух-четырехкратной биологической повторности. Далее извлеченные из камеры корни высушивали до воздушно-сухого состояния, взвешивали и рассчитывали скорость выделения С02 на единицу сухой массы.

Динамику роста корневых окончаний ели, развивающихся в подстилочном горизонте исследованных фитоценозов, изучали по методике А.Я. Орлова (1957). Сезонные наблюдения в 2006 г. проводили на одних и тех же корневых окончаниях в четырех повторностях для каждого фитоценоза, фиксируя изменения в линейных размерах два раза в месяц с мая по октябрь. В 2007 г. эти измерения были продолжены и дополнены четырьмя повторностями для каждого сообщества.

Изучение концентрации растворимых Сахаров в корневых окончаниях проводили на газожидкостном хроматографе «Кристалл 2000м» (Россия) после получения их триметилсилильных производных по модифицированной методике Ю.С. Оводова (1970). Количество фруктозы, галактозы, глюкозы, арабинозы и сахарозы определяли в трех аналитических повторностях.

Содержание азота и углерода в микоризных корневых окончаниях определяли методом газовой хроматографии на элементном газоанализаторе ЕА 1110 (СНЫв-О) в экоаналитической лаборатории Института биологии.

Микробиологические исследования проводили в ельнике черничном в 2005-2006 гг. Образцы лесной подстилки отбирали осенью на расстоянии

1, 2, 3, 4, 5 и 6 м от ствола выбранного дерева ели в трех направлениях. В пределах границы проекции кроны образцы лесной подстилки отбирали в течение сезона. Для оценки содержания эколого-трофических групп микроорганизмов использовали метод посева на твердые питательные среды (Звягинцев, 1987; Мишустин,1987). Учитывали содержание аммонифика-торов на МПА (мясо-пептонный агар), олигонитрофилов (среда Эшби), оли-гокарбофилов (среда Виноградского), микроорганизмов, утилизирующих минеральные формы азота на КАА (крахмало-аммиачный агар), целлюло-

золитиков (среда Гетчинсона), сахаролитиков (среды Чапека, сусло-агар) (Егоров, 1976). Микромицеты классифицировали согласно Л.И. Курсанову и др. (Определитель..., 1954). Выделение микроскопических грибов из ри-зопланы корней ели ельника черничного проводили методом посева фрагментов корней по А.В. Куракову (2001).

Статистическую обработку данных проводили с помощью пакета программ Microsoft Excel 2003 и Statistica 6.0.

Глава 3. Морфолого-анатомическая структура эктомикориз ели сибирской

В таежной зоне европейского Северо-Востока России ель сибирская находится в облигатном взаимодействии с эктомикоризными грибами, что приводит к микоризации практически всех сосущих корней, формирующихся в органогенном горизонте почвы. Описанию эктомикориз хвойных растений посвящены публикации зарубежных и отечественных авторов (Agerer et al., 1995; Веселкин, 1997; Dames et al., 1999; Agerer, 2001; Outerbridge, Trofymow, 2004 и др.).

Согласно нашим данным, микориза ели представлена, как правило, простыми, булавовидными или папоротниковидными формами от светло-молочного до почти черного цвета. В сканирующем электронном микроскопе микоризные окончания имели разное строение в зависимости от типа микоризного чехла. Наряду с гифами микобионта на поверхности микориз были хорошо различимы клетки микроорганизмов. Типы эктомикориз различаются строением грибного чехла и количественными характеристиками морфо-анатомической структуры (Селиванов, 1981). У хвойных растений описаны эктомикоризы с плектенхиматическими (ПЛ), псевдопарен-химатическими (ПД), двойными (ДВ) и бесструктурными (ВС) грибными чехлами. Разнообразие типов эктомикоризных чехлов связывают, в первую очередь, с видовым разнообразием микоризообразующих грибов, так как разные по строению чехлы формируются разными видами грибов (Мар-тикайнен, 1985; Dames et al., 1999).

Анализ собранного нами материала показал, что в средней тайге у ели сибирской наиболее часто встречались ПЛ чехлы подтипов В (56-58%) и А (13-24%). Заметным обилием (до 20% общего числа) характеризовались микоризы с ПД чехлами подтипов F, G. Доля БС грибных чехлов составила около 4%, ДВ чехлов - 1%. Микоризы с хорошо структурированными чехлами ПД и ДВ сложения физиологически более активны, а корни с БС чехлами менее активны, поэтому характерны для финальных этапов морфогенеза корневых окончаний (Семенова, 1980; Веселкин, 2001).

Согласно нашим наблюдениям, в ельнике черничном и ельнике чер-нично-сфагновом разнообразие микоризных чехлов у ели характеризовалось сезонной динамикой (рис. 1). В начале вегетации в еловых сообществах преобладали микоризы с ПЛ чехлами, редко встречались БС чехлы, а ПД типы отсутствовали. В ельнике чернично-сфагновом обилие микориз с ПД чехлами имело два пика - в июне и августе, а в ельнике черничном -в июне и сентябре. Увеличение частоты встречаемости ПЛ типов чехлов совпадало с началом роста микоризных корневых окончаний, что согласуется с данными других авторов (Веселкин, 20046). В целом, микоризные корневые окончания ели в чернично-сфагновом типе сообщества характе-

а

100 80 % 60 40 20 0

А

те!

1

т

№

I

——

р №

14.05 25.05 4.06 27.06

10.07 25.07 3.08

Дата

21.08 27.09

щг 10.10

!АНВ Пе вр И [1 а С 0 Н в ] Н □ Е б

100 80

% 60

40 20 о

I

и

Ё1

14.05 25.05 4.06 27.С

10.07 25.07

шА ы9 □ Э аК и^ яЫ иРгБ

Рис. 1. Сезонная динамика встречаемости (%) типов эктомикориз ели сибирской в ельниках чернично-сфагновом (а) и черничном (б).

ризовались более высокой встречаемостью ПД и отсутствием ДВ чехлов.

Нами не выявлены существенные различия в количественных показателях микоризных корневых окончаний (толщины и объемной доли чехла, диаметра эктомикориз) у ели за два года наблюдений. Диаметр эктомикориз варьировал в обоих типах фитоценозов от 200 до 950 мкм, при этом средняя его величина в течение сезона менялась незначительно. Объемная доля грибного чехла в эктомикоризе ели варьировала в пределах 4-47% и составила в среднем 20-25%. Этот показатель у хвойных растений может меняться от 2 до 80% в зависимости от экологических условий (Веселкин, 2004). Толщина грибного чехла в микоризных корневых окончаниях ели составила 5-62 мкм и незначительно различалась по годам в двух типах еловых сообществ.

Сезонная динамика толщины и объемной доли грибного чехла связана с изменением их типов. С увеличением доли микориз с ПД и ДВ чехлами

эти показатели возрастали, поскольку самыми развитыми по толщине считаются чехлы данных типов (Веселкин, 2005). Значения толщины и объемной доли грибного чехла снижались в начале вегетации и в июле с увеличением встречаемости микориз с ПЛ и БС чехлами, обладающими наименьшей толщиной.

Мы предположили, что количественные показатели эктомикориз ели могут характеризоваться географической изменчивостью. В результате проведенных исследований нами выявлены различия в толщине и объемной доле микобионта в микоризе ели в однотипных фитоценозах средней и крайне северной тайги. Ухудшение гидротермических условий на Крайнем Севере приводило к снижению средних значений размеров микоризных окончаний, толщины и объемной доли грибных чехлов (см. таблицу).

При этом не выявлены закономерности в изменении плотности микориз в разных типах сообществ. В крайне северной тайге максимальные значения плотности эктомикориз отмечены в ельнике зеленомошно-лишай-никовом, минимальные - в ельнике чернично-сфагновом. В этих условиях нами описаны микоризы с тремя подтипами грибного чехла: плектенхима-тические (А и В) и бесструктурные (ИЗ). При этом обилие микориз с чехлами А-подтипа было максимальным (60%), а высокая доля БС чехлов (2030% ) косвенно указывает на снижение физиологической активности микоризных корневых окончаний с ухудшением гидротермического режима в почвах еловых сообществ на Севере.

Таким образом, в изученных типах сообществ подзон средней и крайне северной тайги у ели сибирской нами описано 12 подтипов микоризных чехлов. Разнообразие и количественные показатели структуры эктомикориз варьировали в зависимости от типа фитоценоза. Развитие микоризных чехлов в течение вегетационного сезона, вероятно, обусловлено изменениями в составе микобионтов в почве, что в свою очередь зависит от экологических факторов.

Количественные показатели эктомикориз ели в разных типах хвойных сообществ**

Диаметр Толщина Объемная Плотность

Тип леса эктомикориз, чехла, доля чехла, микориз,

мкм мкм % шг./Ю мм корня

Крайне северная тайга

Е. разнотравно-зеленомошный 530±64* 27±11* 25±5* 0.53±0.05*

Е. зеленомошно-лишайниковый 504±74 30±13 22±10 0.89±0.07*

Е. чернично-сфагновый 518±51 16±6* 14±5* 0.40±0.05

Е. долгомошно-сфагновый 442±38* 15±6* 13±5* 0.68±0.05*

Е. долгомошно-сфагновый (2) 420±88 13±7 11±5 0.72±0.07

Лиственничник брусничный 482±111 18±11 14±6 0.45±0.04

Средняя тайга

Е. черничный 554±101* 36.4±10* 24.4±6* 0.56±0.05*

Е. чернично-сфагновый 536±120 18.3±5 14.6±5* 0.57±0.05*

Примечание: «*» - различия в столбцах достоверны при р < 0.05.

«**» - значения X ± а соответствует среднеарифметическим значениям и их стандартным отклонениям.

Глава 4. Динамика роста микоризных корневых окончаний ели сибирской

Корневое окончание - корешок предпоследнего порядка ветвления с боковыми отростками или без них, сохраняющий обычно первичное строение в течение всей своей жизни (Орлов, 1957). Из литературы известно, что сезонная динамика роста корневых окончаний древесных растений зависит от экологических факторов и физиологического состояния дерева (Рах-теенко, 1963; Лобанов, 1971; Langlois et al., 1983; Бобкова, 1987; Lopez et al., 1998; Мамаев и др., 2002).

Согласно нашим наблюдениям, в 2006 г. в ельнике чернично-сфагновом в начале июня видимый рост микоризных корневых окончаний у ели отсутствовал, несмотря на достаточно высокую температуру в лесной подстилке (до +14 °С). Непрерывный их рост в длину начинался с конца июня. В этот год у ели наблюдали два периода активного формирования микоризных корневых окончаний: в июле-августе и сентябре. Некоторые из них продолжили рост в октябре, несмотря на снижение температуры почвы в это время до +2 °С. Максимальный прирост у микоризных корневых окончаний в ельнике чернично-сфагновом был зафиксирован в августе, а в ельнике черничном - в июле. Возможно, это связано со стабилизацией в эти месяцы температуры и влажности в лесной подстилке. Прирост микоризных корневых окончаний варьировал в пределах 50-450 мкм в сутки в ельнике чернично-сфагновом и 46-300 мкм в сутки в ельнике черничном, а их боковых ответвлений - 9-50 и 7-50 мкм в сутки соответственно (рис. 2). Из числа всех учтенных в 2006 г. корневых окончаний к концу сезона отмерло 6 и 9% в ельниках черничном и чернично-сфагновом соответственно.

0,5

1>, 0,4

и

5

5 0,3

tf о 0,2

S

п. с 0,1

0

1,6

1

2 1,2

5

ь" 0,8

О

О.

S а. 0,4

С

0

□ Е. черничный

08.06-20.06 20.06-06.07

ГА

07-25-07 25.07-08.08 08.08-24.08 24.08-20.09 б

24.05- 05.06- 14.06- 27.06- 05.07- 12.07- 24.07- 07.08- 21.08- 27.0905.06 14.06 27.06 05.07 12.07 24.07 07.08 21.08 27.09 10.10

Дата

Рис. 2. Прирост микоризных корневых окончаний в ельниках черничном и чернич-но-сфагновом в 2006 (а) и 2007 (б) гг.

В 2007 г. продолжили рост 22-25% модельных корневых окончаний, из которых большинство закончили рост уже в середине вегетации, 4-8% погибли. Новые боковые ответвления у микоризных корневых окончаний появились в конце мая и росли непрерывно до конца сентября. Таким образом, наши наблюдения показали, что микоризные корневые окончания ели могут сохранять свой рост в течение двух вегетационных сезонов.

В 2007 г., несмотря на то, что начало вегетационного периода было достаточно прохладным, рост корневых окончания отмечали уже в конце мая. Максимальное увеличение длины корней происходило в конце июня-начале июля, что могло быть связано с улучшением температурного режима в лесной подстилке в этот период. В последующем в ельнике черничном рост корневых окончаний прекратился, а в ельнике чернично-сфагновом продолжался до октября.

Исследования анатомической структуры эктомикориз ели показали, что тип микоризных чехлов и их встречаемость менялись с ростом корней. В периоды удлинения корневых окончаний (в начале вегетации, в июле и сентябре) увеличивалось обилие эктомикориз с ПЛ чехлами, характерными для более «молодых» микориз. По мере дальнейшего роста корневых окончаний формировались микоризы с более сложными, хорошо структурированными чехлами ПД и ДВ типов, увеличивалось разнообразие их типов. Доля БС грибных чехлов повышалась к концу вегетации, что указывало на «старение» микориз.

Таким образом, полученные нами результаты свидетельствуют о том, что сезонная динамика роста микоризных корневых окончаний у ели сибирской зависит от экологических факторов. Активное формирование микоризного окончания наблюдается в середине лета, однако рост некоторых из них может продолжаться и при низких положительных температурах осенью. С ростом корневых окончаний связаны изменения количественных параметров структуры микориз и разнообразие их типов.

Глава 5. Физиолого-биохимическая характеристика микоризных корневых окончаний ели сибирской

Дыхание подземных органов растений вносит существенный вклад в углеродный баланс лесных фитоценозов. На дыхание корней в ельнике тратится 19% углерода, ассимилированного в процессе фотосинтеза, при этом большая часть углерода расходуется на дыхание тонких корней (Цель-никер, 2005). Дыханию корней хвойных растений посвящены работы отечественных и зарубежных авторов (Абражко, 1970; Мамаев, 1987; Ryan et al., 1996; Clinton, Vose, 1999; Цельникер, 2005, 2006 и др.).

Согласно нашим наблюдениям, скорость дыхания микоризных корневых окончаний ели, отобранных в двух типах фитоценозов, не всегда достоверно различалась и при сходной температуре в камере имела близкие величины (рис. 3). В сезонной динамике было выявлено несколько максимумов дыхания микоризных корней, каждый из которых предшествовал периоду их активного видимого роста. Вероятно, это повышение интенсивности дыхания было связано с деятельностью меристем, клетки которых характеризуются повышенным метаболизмом по сравнению с клетками зрелых тканей. По мере роста и дифференциации этих клеток возрастала

25.05. 07.06. 04.07. 07.08. 23.08. 20.09. 12.10. —»— Е. черничный —«— Е. чернично-сфагноеый

б

14.05. 25.05. 06.06. 27.06. 12.07. 26.07. 07.08. 21.08. 27.09. 10.10.

Дата

Рис. 3. Сезонная динамика дыхания корней у ели сибирской в ельниках черничном и чернично-сфагновом в 2006 г. (а) и 2007 г. (б).

объемная доля клеточных оболочек, межклетников, что сопровождалось снижением величины суммарного дыхания корневых окончаний.

В обоих типах еловых фитоценозов нами установлена положительная корреляция скорости дыхания корневых окончаний с температурой (R = 0.2-0.5), ее связь с влажностью лесной подстилки была неоднозначной. Величины коэффициента корреляции дыхания и гидротермических факторов различались по годам, что свидетельствует о комплексном влиянии экологических условий на физиологические процессы в корнях.

Выявлена суточная динамика интенсивности дыхания микоризных корневых окончаний: до полудня составляла приблизительно 0.05-0.2 мг/г в час, а в послеполуденные часы возрастала до 0.5-0.6 мг/г в час, а затем снова снижалась до исходных значений. Возможно, эти изменения в скорости дыхания корней связаны с количеством фотоассимилятов, поступающих из кроны дерева, а также изменениями температуры и влажности лесной подстилки.

Общее количество углерода в микоризных корневых окончаниях ели оставалось практически на постоянном уровне в течение сезона и почти не различалось в двух типах ельников. В отличие от общего углерода, концентрация углеводов в микоризных корневых окончаниях ели менялась по годам. Так, в августе 2007 г. сумма углеводов была в два раза больше, чем в 2006 г. Однако сезонная динамика концентрации моно- и дисахаридов в корнях характеризовалась большим сходством. Высокое их содержание в микоризных корневых окончаниях ели отмечено в мае. В июне концентрация сахарозы постепенно снижалась, и увеличилось в 3-4 раза количество глюкозы. В период роста корней содержание глюкозы постепенно умень-

шалось, достигая минимальных значений в конце августа, и снова возрастало в сентябре. Сходная динамика была отмечена для фруктозы, менее выражены сезонные изменения в концентрации галактозы и арабинозы (рис. 4).

В проводящих корнях количество растворимых Сахаров было больше, чем в микоризных. По всей видимости, это связано с тем, что растворимые углеводы в микоризе активнее вовлекаются в процессы метаболизма, обеспечивающие их функционирование.

Зависимость содержания Сахаров в корнях от температуры и влажности почвы в сезонной динамике была неоднозначной. Установлена высокая степень отрицательной зависимости (И = -0.70.9) концентрации Сахаров от влажности лесной подстилки. Возможно, что в условиях избыточного увлажнения и более низких температур почвы физиолого-биохимические процессы в корнях древесных растений заторможены, что приводит к подавлению роста и повышению содержания в них Сахаров, как это наблюдали в условиях искусственного затопления корней древесных растений (Веретенников, 1964). Поэтому концентрация углеводов была выше в корневых окончаниях ели в чернич-но-сфагновом типе сообщества. В целом, наши исследования подтверждают ранее полученные выводы о том, что концентрация углеводов в тканях и органах хвойных растений определяется этапами фенологического развития и практически не зависит от экологических условий (Кайбийянен, Софронова, 2003).

Углеродный обмен в растении тесно связан с азотным обменом. При повышении концентрации азота в почве, интенсивность микоризообразо-вания снижается, что приводит к ослаблению транспорта углерода из надземных органов растения в корни (СЬапцадпу, 1995 - цит. по: Вив^ et а1., 2000). Согласно нашим данным, содержание общего азота в корневых окончаниях ели сибирской оставалось на одном уровне в течение всего лета, незначительно снижаясь в середине вегетации в период роста подземных органов.

Таким образом, проведенные нами исследования показали, что в сезонной динамике скорость дыхания корневых окончаний имеет два максимума: в начале и в конце вегетации и характеризуется сходством в двух типах фитоценозов. Зависимость интенсивности дыхания корней от температуры и влажности лесной подстилки была неоднозначной. В суточной динамике наблюдали увеличение скорости дыхания в послеполуденные часы, что может быть обусловлено динамикой поступления фотоассимиля-

фруктоза -в~ галактоза глюкоза X сахароза -*- арабиноза

20.06. 25.07.

Дата

23.08.

11.10.

Рис. 4. Сезонная динамика содержания Сахаров в корневых окончаниях ели сибирской в 2006 г. в ельнике чернично-сфагновом (а) и черничном (б).

тов из кроны, а также изменением температуры и влажности лесной подстилки. В сезонной динамике отмечали снижение содержания растворимых углеводов в период активного роста сосущих корней. Концентрация Сахаров в микоризных корнях была ниже, чем в проводящих тонких, что связано с более высокой функциональной активностью симбиотрофных ассоциаций.

Глава 6. Влияние пространственного распределения микоризных корней ели на структуру микробных сообществ в лесной подстилке елового фитоценоза

Средообразующая функция деревьев-эдификаторов проявляется не только в их влиянии на компоненты надземной части лесного сообщества. Влияние фитогенного поля дерева проявляется в создании светового и температурного режимов, режима влажности, изменении количества и качества осадков, проходящих через лесной полог (Ястребов, 1996). Распределение численности почвенных микроорганизмов в лесных фитоценозах также регулируется деревьями. Некоторые авторы установили, что в старовозрастных ельниках северной тайги биомасса микроорганизмов в органогенном горизонте еловых парцелл ниже, чем в межкроновых пространствах, несмотря на более высокое количество питательных веществ (Фомичева и др., 2006). В своей работе В.В. Никонов с соавторами (2001), напротив, отмечали более высокое значение биомассы микроорганизмов в еловых парцеллах по сравнению с межкроновыми пространствами, что связывали с более богатым питательным режимом органогенных горизонтов еловых парцелл. Численность микроорганизмов в почве характеризуется сезонными колебаниями: осенью в древесных парцеллах количество микроорганизмов увеличивается, в межкроновых пространствах - снижается (Полянская и др., 2001).

Согласно нашим исследованиям, в изученных нами фитоценозах максимальная насыщенность лесной подстилки тонкими корнями ели сибирской ((1 < 2 мм) наблюдается в пределах границы проекции кроны. В средней тайге диаметр кроны составлял в среднем 2-3 м, а в крайне северной тайге - около 1.5 м.

В лесной подстилке по количеству преобладали бактерии, число акти-номицетов было значительно меньше, что согласуется с ранее полученными данными (Стенина, 1964). Число микроорганизмов максимально в радиусе 1-3 м от ствола, на расстоянии 4-5 м оно снижалось. На расстоянии 1-2 м отмечена максимальная насыщенность лесной подстилки аммонифи-каторами и олигонитрофилами. Численность остальных групп микроорганизмов возрастала на границе проекции кроны (рис. 5), что может быть связано с вымыванием атмосферными осадками элементов минерального питания с ее поверхности (Пристова, 2005).

Резкое увеличение численности аммонификаторов на расстоянии 6 м могло быть результатом влияния опада листьев березы, растущей вблизи данной точки.

Во всех случаях количество аммонификаторов преобладало над количеством микроорганизмов, использующих минеральные формы азота, что свидетельствует о низком процессе минерализации в лесной подстилке ело-

I 300 &

I 250

I 200 ü

£ 150

UJ g 100 X

5 50

2 3 4 5 Расстояние от ствола, м

Рис. 5. Количество микроорганизмов различных физиологических групп в лесной подстилке ельника черничного средней тайги. 1 -целлюлозолитики, 2, 3 - са-харолитики, 4 - микроорганизмы, использующие минеральный азот, 5 - аммонифи-каторы, 6 - олигонитрофилы, 7 - олигокарбофилы.

вого фитоценоза, где коэффициент минерализации варьировал от 5 до 23%. Это подтверждает ранее полученные нами результаты (Хабибуллина, Тво-рожникова, 2007; Хабибуллина и др., 2008).

В сезонной динамике отмечено два максимума численности микроорганизмов: в июне и августе, в периоды оптимального сочетания температуры и влажности лесной подстилки для развития микроорганизмов. Это совпадало с периодом наиболее активного роста корневых окончаний ели сибирской. В июле, который характеризовался относительно низкой влажностью лесной подстилки, отмечали снижение численности всех групп микроорганизмов.

Вопрос о роли микромицетов в процессе микоризообразования дискутируется. Присутствие микромицетов родов Pénicillium, Mucorn Trichoder-ma в микоризосфере некоторые авторы связывают с защитой растений от распространения корневых патогенных грибов (Шубин, 1980). Нами проведен анализ видового и количественного состава микромицетов в органогенном слое почвы ельника черничного.

Всего из органогенного слоя почвы ельника черничного было выделено 60 видов микромицетов, относящихся к трем классам: Zygomycetes, Ascomy-cetes и Hyphomycetes. На поверхности микоризных корней нами было обнаружено 13 видов микромицетов, из них доминантными были Pénicillium cyclopium, Р. sclerotiorum, P. tardum, Mycelia sterilia, часто встречалась Mortierella verticillata. В ризоплане микоризных корней ели присутствовали шесть видов микромицетов, которые не были обнаружены в лесной подстилке. К ним относятся Pénicillium cyclopium, Р. sclerotiorum, P. nigricans, Trichoderma atrovirida, T. virida и Mortierella zychae.

Таким образом, в еловых фитоценозах высокая насыщенность подстилки физиологически активными корнями ели наблюдается в пределах границы проекции кроны дерева. Увеличение количества микроорганизмов в границе проекции кроны, вероятно, обусловлено непосредственным влиянием фитогенного поля дерева. В сезонной динамике выявили два максимума численности микроорганизмов - в июне и августе, что может быть связано с наиболее оптимальным сочетанием экологических условий для развития микроорганизмов. Видовой состав микромицетов различался в пределах границы проекции кроны дерева и в межкроновом пространстве. Возможно, это связано с влиянием микоризосферы корней на разнообразие почвообитающих микроорганизмов.

выводы

1. Разнообразие типов эктомикориз ели сибирской в хвойных фитоце-нозах зависит от гидротермических условий в лесной подстилке. Избыточное увлажнение почвы в сфагновых типах ельников приводит к снижению развития микоризных ассоциаций. Корневые окончания ели характеризуются образованием 12 подтипов грибных чехлов в средней и 3 подтипов в крайне северной тайге, среди которых преобладают плектенхиматические чехлы подтипов А и В.

2. В сезонной динамике доля грибного чехла в объеме эктомикориз ели сибирской варьирует от 4 до 47%. Наименьшие значения толщины и объемной доли микобионта выявлены в начальный период видимого роста микоризных корневых окончаний, характеризующихся развитием плек-тенхиматических чехлов. С образованием псевдопаренхиматических и двойных чехлов эти показатели возрастают.

3. Прирост микоризных корневых окончаний ели сибирской в течение вегетационного сезона может иметь несколько максимумов. Связь прироста корней с температурой и влажностью лесной подстилки исследованных фитоценозов была неоднозначной.

4. В период роста корней наблюдали снижение содержания в них Сахаров. Более низкая концентрация растворимых углеводов в эктомикори-зах по сравнению с тонкими проводящими корнями связана с их повышенной функциональной активностью. Отмечено сходство в сезонной динамике максимумов в содержании углеводов и интенсивности дыхания корневых окончаний. Более высокое содержание азота в микоризных корневых окончаниях по сравнению с тонкими проводящими корнями, возможно, связано с наличием хитина в клеточных стенках микобионта.

5. В органогенном горизонте почвы ельника черничного средней тайги описано 60, а на поверхности микоризных корней 13 видов микромицетов. Наибольшее количество микроорганизмов в лесной подстилке отмечено на границе проекции кроны, в зоне максимального насыщения физиологически активными корнями ели.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В изданиях, рекомендованных ВАК:

Хабибуллина Ф.М., Творожникова Т.А. Роль микромицетов в трансформации растительных остатков в ельнике чернично-зеленомошном средней подзоны тайги // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2007. № 4. С. 40-46.

Творожникова Т.А., Загирова C.B., Пунегов В.В. Сезонная динамика роста эктомикоризных корней ели сибирской и содержания в них Сахаров // Физиология растений. 2009. Т.56. № 1. С. 117-123.

В прочих изданиях:

Творожникова Т.А. Пространственное распределение и физиологическая активность корневых окончаний ели сибирской (Picea obovata Ledeb.) //

Материалы I (IX) Международной конференции Молодых Ботаников в Санкт-Петербурге (21-26 мая 2006). СПб.: ГЕТУ, 2006. С. 204-205.

Творожникова Т.А. Структура и физиологическая активность микоризных корней ели сибирской (Picea obovata Ledeb.) // Актуальш пробле-ми ботанжи, екологй та бютехнологп. Матер1али м1жнародно! конференци молодих учених-ботанш1в (27-30 вересня, 2006 р., М. Кшв). Кшв: Фггосоцюцентр, 2006. С. 170.

Творожникова Т.А. Корневые окончания ели сибирской: структура, пространственное распределение, дыхание // Актуальные проблемы биологии и экологии: Тезисы XIII молодежной научной конференции Института биологии Коми НЦ УрО РАН (Сыктывкар, 3-7 апреля 2006 г.). Сыктывкар, 2007. С. 237-239.

Творожникова Т.А. Морфо-анатомическая структура микориз ели на Севере // Актуальные проблемы регионального экологического мониторинга: научный и образовательный аспекты: Сб. материалов Всероссийской научной школы (г. Киров, 28-30 ноября 2006 г.). Киров: ВятГУ, 2006. С. 432433.

Творожникова Т.А. Микориза ели сибирской: структура, рост, дыхание // Актуальные проблемы биологии и экологии: Материалы докладов I (XIV) Всероссийской молодежной научной конференции (Сыктывкар, Республика Коми, Россия, 3-6 апреля 2007 г.). Сыктывкар, 2007. С. 249-252.

Творожникова Т.А. Морфо-анатомическая структура и рост микоризы ели сибирской // Экология: от Арктики до Антарктики. Материалы конференции молодых ученых, 16-20 апреля 2007 г. Екатеринбург, 2007. С. 302306.

Творожникова Т.А. Рост и функциональная активность микоризы ели сибирской в условиях Севера // Биоразнообразие, охрана и рациональное использование растительных ресурсов Севера: материалы XI Перфильевс-ких научных чтений, посвященных 125-летию со дня рождения Ивана Александровича Перфильева (1882-1942), Архангельск, 23-25 мая 2007 г. Ч. 2. Архангельск, 2007. С. 167-170.

Творожникова Т.А. Физиологическая активность микориз ели на Севере // Современная физиология растений: от молекул до экосистем: Материалы докладов Международной конференции (в трех частях). Часть 3. (Сыктывкар, 18-24 июня 2007 г.). Сыктывкар, 2007. С. 110.

Творожникова Т.А. Морфо-функциональная организация микоризы ели сибирской // Актуальш проблеми боташки та екологй. Матер1али м1жна-родноУ конференци молодих учених-боташшв (17-20 вересня, 2007 р., м. Кшв). Кшв: Фпчэсоцюцентр, 2007. С. 230-231.

Загирова С.В., Творожникова Т.А. Сезонная динамика структуры и роста микоризы ели сибирской на Севере // Лесное почвоведение: итоги, проблемы, перспективы. Тезисы докладов Международной конференции (Сыктывкар, Россия, 4-11 сентября 2007 г.). Сыктывкар, 2007. С. 117.

Творожникова Т.А. Анатомическая структура микоризы ели сибирской // Перспективы развития и проблемы современной ботаники: Материалы I (III) Всероссийской молодежной научно-практической конференции ботаников в Новосибирске (Новосибирск 17-21 октября 2007 г.). Новосибирск, 2007. С. 353-355.

Творожникова Т.А. Рост и содержание растворимых углеводов в микоризных корнях ели сибирской // Материалы докладов I Всероссийской молодежной научной конференции «Молодежь и наука на Севере» (в 3-х томах). Том III. XV Всероссийская молодежная научная конференция «Актуальные проблемы биологии и экологии» (Сыктывкар, Республика Коми, Россия, 14-18 апреля 2008 г.). Сыктывкар, 2008. С. 294-296.

Творожникова Т.А. Экотопическая вариабельность количественных показателей микоризы ели сибирской // Современная микология в России. Том 2. Материалы 2-го Съезда микологов России. М., 2008. С. 402.

Лицензия № 19-32 от 26.11.96 г. КР 0033 от 03.03.97 г.

Подписано в печать 12.02.2009. Формат 60х901/16. Набор компьютерный. Усл. печ. л. 1.0. Тираж 100 экз. Заказ 08(09).

Отпечатано в информационно-издательском отделе Института биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН Адрес: 167982, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, д. 28

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Творожникова, Татьяна Александровна

ВВЕДЕНИЕ.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЯ, ЭВОЛЮЦИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ МИКОРИЗ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).

1.1. Возникновение, эволюция и распространение микориз.

1.2. Классификация микориз.

1.3. Грибы-возбудители микориз.

1.4. Экологическая роль микориз.

1.5. Ризосферная функция микориз.

ГЛАВА 2. РАЙОН И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. МЕТОДЫ СБОРА И

ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛА.

2.1. Краткая характеристика района исследований.

2.2. Характеристика погодных условий в годы проведения исследований.

2.3. Методы определения горизонтального распределения тонких корней ели в лесной подстилке.

2.4. Методы изучения морф о лого-анатомической структуры эктомикориз.

2.5. Методы изучения физиолого-биохимических характеристик микоризных корневых окончаний.

2.6. Микробиологические методы.

ГЛАВА 3. МОРФОЛОГО-АНАТОМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА

ЭКТОМИКОРИЗ ЕЛИ СИБИРСКОЙ.

ГЛАВА 4. ДИНАМИКА РОСТА МИКОРИЗНЫХ КОРНЕВЫХ

ОКОНЧАНИЙ ЕЛИ СИБИРСКОЙ.

ГЛАВА 5. ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МИКОРИЗНЫХ КОРНЕВЫХ ОКОНЧАНИЙ ЕЛИ СИБИРСКОЙ.

5.1. Сезонная и суточная динамика дыхания микоризных корневых окончаний ели в двух типах фитоценозов.

5.2. Сезонная динамика содержания растворимых углеводов в микоризных корневых окончаниях ели.

ГЛАВА 6. ВЛИЯНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МИКОРИЗНЫХ КОРНЕВЫХ ОКОНЧАНИЙ ЕЛИ НА СТРУКТУРУ МИКРОБНЫХ СООБЩЕСТВ В ЛЕСНОЙ ПОДСТИЖЕ ЕЛОВОГО

ФИТОЦЕНОЗА.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Структурно-функциональная организация микоризных корневых окончаний Picea obovata Ledeb"

Актуальность темы. Микориза, как симбиотическая ассоциация мицелия гриба с корнями, образуется у 82% видов наземных и некоторых водных растений (Brundrett, 2002). В микоризообразовании у древесных на Севере участвует более 400 видов грибов (Шубин, 2005). Симбиоз с грибами способствует выживанию хвойных растений в условиях холодного климата (Харли, 1963; John, Coleman, 1983; Каратыгин, 1993). В настоящее время для совершенствования классификации микориз, разработанной ботаниками в прошлом веке (Доминик, 1963; Семенова, 1980а; Селиванов, 1981), активно используются методы молекулярно-генетических исследований (Agerer, 2001; Brundrett, 2004 и др.). Большое внимание уделяется изучению экологической роли микоризных ассоциаций в биогеоценозах (Garbaye, 1991; Buscot et al., 2000 и др.), физиологических, генетических и молекулярных механизмов взаимоотношения микобионта и растения (Buscot et al., 2000; Nehls et al., 2001;. Redecker, 2002; Ostonen, Lohmus, 2003 и др.). Данные о структурно-функциональной организации микоризных корневых окончаний ели сибирской немногочисленны. В литературе имеются сведения о морфологии эктомикориз ели (Катенин, 1972; Бобкова, 1987), их анатомической структуре в естественных и антропогенно нарушенных фитоценозах (Селиванов, 1981; Веселкин, 1999).

Цель и задачи исследования. Цель работы заключалась в выявлении закономерностей структурной и функциональной организации микоризных корневых окончаний ели сибирской Picea obovata Ledeb., произрастающей в хвойных фитоценозах европейского Северо-Востока России. В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Выявить вариабельность анатомической структуры эктомикориз в разных типах хвойных фитоценозов;

2. Изучить сезонную динамику роста и анатомической структуры эктомикориз;

3. Исследовать сезонную динамику количества Сахаров и интенсивности дыхания корневых окончаний;

4. Выявить сопряженность пространственного распределения корневых окончаний и микроорганизмов в органогенном горизонте почвы елового фитоценоза.

Научная новизна. Впервые описана вариабельность анатомической структуры микоризных корневых окончаний ели сибирской, произрастающей в разных типах хвойных сообществ на территории европейского Северо-Востока России. Ухудшение гидротермических условий приводило к снижению размеров микоризных окончаний, толщины и объемной доли грибного чехла. Получены новые данные о сезонной динамике количественных параметров структуры эктомикориз ели, дыхания и содержания растворимых углеводов в микоризных корневых окончаниях. Показано, что в связи с высокой функциональной активностью в микоризах количество растворимых углеводов ниже, чем в тонких проводящих корнях. Выявлена сопряженность пространственного распределения микоризных корневых окончаний и численности микроорганизмов в лесной подстилке елового фитоценоза.

Практическая значимость работы. Результаты работы могут быть использованы при комплексной оценке биосферной функции хвойных лесов на европейском Северо-Востоке России, при разработке научных основ создания высокопродуктивных хвойных насаждений методами искусственного и естественного лесовосстановления. Материалы работы могут быть включены в учебные дисциплины «Анатомия и морфология высших растений», «Экология» естественнонаучных факультетов ВУЗов. Работа выполнена в рамках госбюджетной темы отдела лесобиологических проблем Севера Института биологии «Зональные закономерности динамики фитоценозов, обмена веществ и энергии в лесных экосистемах европейского Северо-Востока» (№ Гр 0120.0 603504), а также при финансовой поддержке Программы фундаментальных исследований Президиума РАН

Биоразнообразие и генетика генофондов», международного проекта CarboNorth.

Апробация работы. Материалы диссертации представлены на молодежных конференциях Института биологии Коми НЦ «Актуальные проблемы биологии и экологии» (Сыктывкар, 2005, 2006, 2007), молодежной конференции Молодых ботаников в Санкт-Петербурге (Санкт-Петербург, 2006), Всероссийской научной школе «Актуальные проблемы регионального экологического мониторинга: научный и образовательный аспекты» (Киров, 2006), международных конференциях молодых ученых-ботаников «Актуальные проблемы биологии и экологии» (Киев, 2006, 2007), Всероссийской конференции молодых ученых «Экология от Арктики до Антарктики» (Екатеринбург, 2007), Международной конференции «Лесное почвоведение: итоги, проблемы, перспективы» (Сыктывкар, 2007), Втором Съезде микологов России (Москва, 2008).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 работ, в том числе две в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАКом.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 142 страницах, состоит из шести глав, списка литературы и трех приложений. В тексте использовано 15 таблиц и 30 рисунков. Список литературы включает 244 источника, из них 118 зарубежных авторов.

Благодарности. Выражаю искреннюю благодарность за всестороннюю поддержку и общее руководство работой научному руководителю д.б.н. С.В. Загировой. Благодарю к.б.н., доцента отдела почвоведения Ф.М. Хабибуллину за помощь в определении микромицетов, сотрудника отдела Ботанический сад к.х.н. В.В. Пунегова и Н.В. Лиханову за помощь при разработке методики определения Сахаров, сотрудников экоаналитической лаборатории к.х.н., доцента И.В. Груздева за идентификацию Сахаров и A.M. Естафьеву за определение азота и углерода в корнях. Признательна за помощь в проведении сбора материала и их обработку А.И. Патову и Н.В. Герлинг. Благодарна к.б.н., доценту лаборатории физиологии растений С.П.

Масловой за подробное обсуждение и замечания по диссертации. Благодарна всем сотрудникам отдела лесобиологических проблем Севера Института биологии Коми НЦ УрО РАН за обсуждение и ценные замечания по диссертации. Особая благодарность всем моим родным, близким и друзьям за поддержку и понимание.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

AM - везикулярно-арбускулярная микориза

АрМ - арбутоидная микориза бв - боковой вырост

БС - бесструктурный

ГЖХ - газожидкостная хроматография

Д - доминантный

ДВ - двойной

КАА - крахмало-аммиачный агар км - клетки меристемы кп - коровая паренхима м - микориза

ММ - монотропоидная микориза МПА - мясо-пептонный агар мч - микоризный чехол НМ - немикоризный ОМ - микориза орхидных п - перицикл

ПД - псевдопаренхиматический ПЛ - плектенхиматический пп - проводящий пучок Р - редкий тк - таниновые клетки

Ч - частый

ЭМ - эктомикориза

ЭрМ - эрикоидная микориза

ЭЭМ - эктэндомикориза

Заключение Диссертация по теме "Ботаника", Творожникова, Татьяна Александровна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В таежной зоне европейского Северо-Востока России ель сибирская находится в облигатном взаимодействии с эктомикоризными грибами, что приводит к микоризации практически всех сосущих корней, формирующихся в лесной подстилке. Микориза ели представлена, как правило, простыми, булавовидными или папоротниковидными формами от светлого до почти черного цвета. Типы эктомикориз различаются строением грибного чехла и количественными характеристиками морфо-анатомической структуры.

В средней тайге в естественных местообитаниях у ели сибирской описано 12 подтипов грибных чехлов, в том числе плектеихиматические (подтипы А, В, С, D, Е), псевдопаренхиматические (подтипы F, G, Н, I), двойные (подтипы К, N) и бесструктурные (подтип RS). Наиболее часто встречались чехлы подтипов В (56-58%) и А (13-24%). Заметным обилием (до 50% общего числа) характеризовались микоризы с чехлами F, G. В целом, микоризные корни ели в лесной подстилке торфянисто-глееватых почв чернично-сфагнового сообщества характеризовались более высокой встречаемостью псевдопаренхиматических и отсутствием двойных чехлов. Однако при этом наблюдали снижение количественных показателей анатомической структуры эктомикориз, таких как толщина и объемная доля чехла в микоризе.

В ельнике черничном и ельнике чернично-сфагновом разнообразие микоризных чехлов у ели характеризовалось сезонной динамикой. В начале вегетации в обоих типах сообществ преобладали чехлы плектенхиматического типа, редко встречались бесструктурные, а псевдопаренхиматические чехлы отсутствовали. Увеличение частоты встречаемости плектенхиматических типов чехлов совпадало с началом роста микоризных корневых окончаний. В последующем появлялись микоризы более сложного строения с хорошо структурированными чехлами, увеличивалось разнообразие их типов. Доля бесструктурных грибных чехлов повышалась к концу вегетации, что указывало на старение микориз. i бъемная доля грибного чехла в эктомикоризе ели варьировала от 4 до 47%. [аименыиие значения толщины и объемной доли грибного чехла выявлены в .ачале вегетации и в июле, наибольшие - в июне, августе и конце вегетации.

В условиях крайне северной тайги было обнаружено 3 подтипе грибных чехлов: плектенхиматические (А и В) и бесструктурные (RS), npi этом обилие чехлов с подтипом А было максимальным и достигало Высокое обилие БС чехлов (20 — 30 %) указывает на снижени» функциональной активности микоризных корневых окончаний с ухудшение! эдафических и гидротермических условий на крайнем Севере. Ухудшен*^ гидротермических условий в сфагновых типах сообществ крайне севернс тайги приводило также к снижению средних показателей размере эктомикориз, толщины и объемной доли грибного чехла.

Дыхание является одним из важных показателей функциональнс^^==:^ состояния организма. В сезонной динамике выявлено два максимума интенсивности дыхания: в начале и конце вегетации. Скорость дыха: микоризных корневых окончаний ели в двух типах фитоценозов не все достоверно различалась и при одной и той же температуре в камере им^ близкие величины. Высокая интенсивность дыхания корней на началь фазах роста в длину свидетельствует об интенсивных синтетичес^ процессах в растущих клетках. В суточной динамике прослеживает возрастание скорости выделения СО2 корнями в послеполуденные часы^ связано с увеличением температуры и притоком фотоассимилятов из kj^v^ дерева. Общее содержание углерода в микоризных корневых окончаньз течение вегетационного сезона практически не менялось. Однако содерэЕ^ растворимых углеводов снижалось в период активного эктомикоризных корневых окончаний в середине лета. У ели отм сходство в сезонной динамике количества Сахаров и скорости в микоризных корневых окончаний. Сумма всех Сахаров в эктомикориза>^ но ниже, чем в тонких проводящих корнях, что, вероятно, является резул^— высокой функциональной активности микоризных ассоциацис^^. ла

Том С изменением содержания углеводов, вероятно, связана сезонная динамика структуры эктомикоризных чехлов.

Общее содержание азота в корневых окончаниях снижалось в июле, что было связано, вероятно, с оттоком азотсодержащих веществ в растущие надземные органы ели. Поскольку достаточно большую долю в эктомикоризах занимает грибной мицелий, богатый хитином, наблюдалась тенденция к увеличению количества общего азота в них по сравнению с тонкими проводящими корнями.

Микоризный мицелий является промежуточным звеном в транспорте углерода из растения в почву, что в конечном итоге влияет на численность почвенных микроорганизмов (бактерий, микромицетов, актиномицетов). Было установлено, что численность целлюлозолитических и сахаролитических микроорганизмов в лесной подстилке елового фитоценоза увеличивается на границе проекции кроны ели - области максимального насыщения почвы физиологически активными корнями. В сезонной динамике выявлено два максимума численности микроорганизмов - в июне и августе, что, вероятно, связано с более благоприятными гидротермическими условиями для их развития в лесной подстилке. В подстилке ельника черничного было выделено 60 видов микромицетов, отмечено обилие видов рода Penicillium и Trichoderma. Видовое разнообразие снижалось по направлению от ствола к границе проекции кроны. Сокращение числа видов в приствольном пространстве могло быть связано с влиянием фенольных соединений, вымываемых с поверхности кроны и ствола дерева. Доминирующими микромицетами были Paecilomyces variotii, Penicillium camemberti, Trichoderma polysporum и светлоокрашенные формы стерильного мицелия Mycelia sterilia, что в целом характерно для почв Севера (Аристовская, 1965; Шубин, 1980; Кирцидели, 1999). В составе микромицетов ризопланы эктомикориз ели выделено 13 видов микромицетов, из которых 6 не были обнаружены в лесной подстилке. Среди них доминантными были Penicillium cyclopium, P. sclerotiorum, P. tardum, a также Mycelia sterilia.

На основе полученных результатов можно сделать следующие выводы:

1. Разнообразие типов эктомикориз ели сибирской в хвойных фитоценозах зависит от гидротермических условий в лесной подстилке. Избыточное увлажнение почвы в сфагновых типах ельников приводит к снижению развития микоризных ассоциаций. Корневые окончания ели характеризуются образованием 12 подтипов грибных чехлов в средней и 3 подтипов в крайне северной тайге, среди которых преобладают плектенхиматические чехлы подтипов А и В.

2. В сезонной динамике доля грибного чехла в объеме эктомикориз ели сибирской варьирует от 4 до 47%. Наименьшие значения толщины и объемной доли микобионта выявлены в начальный период видимого роста микоризных корневых окончаний, характеризующихся развитием плектенхиматических чехлов. С образованием псевдопаренхиматических и двойных чехлов эти показатели возрастают.

3. Прирост микоризных корневых окончаний ели сибирской в течение вегетационного сезона может иметь несколько максимумов. Связь прироста корней с температурой и влажностью лесной подстилки в исследованных фитоценозах была неоднозначной.

4. В период роста корней наблюдали снижение содержания в них Сахаров. Более низкая концентрация растворимых углеводов в эктомикоризах по сравнению с тонкими проводящими корнями связана с их повышенной функциональной активностью. Отмечено сходство в сезонной динамике максимумов в содержании углеводов и интенсивности дыхания корневых окончаний. Более высокое содержание азота в микоризных корневых окончаниях по сравнению с тонкими проводящими корнями, возможно, связано с наличием хитина в клеточных стенках микобионта. 5. В органогенном горизонте почвы ельника черничного средней тайги описано 60, а на поверхности микоризных корней 13 видов микромицетов. Наибольшее количество микроорганизмов в лесной подстилке отмечено на границе проекции кроны, в зоне максимального насыщения физиологически активными корнями ели.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Творожникова, Татьяна Александровна, Сыктывкар

1. Агроклиматические ресурсы Коми АССР (Справочник). — Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 135 с.

2. Александрова А.В., Великанов Л.Л., Бубнова Е.Н., Воронина Е.Ю., Сидорова И.И. Влияние мицелия симбиотрофных базидиомицетов на таксономическую структуру сообществ почвенных микромицетов // Микология и фитопатология, 2005. Т. 39, Вып. 6. - С. 17-28.

3. Аникеев В.В., Лукомская К.А. Руководство к практическим занятиям по микробиологии: Учеб. пособие для студентов биол. спец-тей пед. ин-тов. — М.: Просвещение, 1977. 128 с.

4. Аристовская Т.В. Микробиология подзолистых почв. М.: Наука, 1965. -345 с.

5. Атлас Республики Коми по климату и гидрологии. М.: Дрофа, 1997. - 116с.

6. Билай В. И., Пидопличко Н. М. Токсинообразующие микроскопические грибы и вызываемые ими заболевания человека и животных. Киев: Наукова Думка, 1970.- 290 с.

7. Биопродукционный процесс в лесных экосистемах Севера / Отв. ред. К.С. Бобкова, Э.П. Галенко. СПб.: Наука, 2001. - 278 с.

8. Бобкова К.С. Рост и формирование корней сосны и ели в условиях северной подзоны тайги (по материалам исследования в Коми АССР). Автореф. дис.канд. биол. наук. Ленинград, 1974.-21 с.

9. Бобкова К.С. Биологическая продуктивность хвойных лесов европейского Северо-Востока. Л.: Наука, 1987. - 156 с.

10. Бобкова К.С., Тужилкина В.В. Содержание углерода и калорийность органического вещества в лесных экосистемах Севера // Экология, 2001. — № 1. -С. 69-71.

11. Великанов Л.Л., Сидорова И.И. Пространственная организация мико- и микробиоты почв в кольцевых колониях агарикоидных базидиомицетов (на модели подстилочного сапротрофа Lepista nuda II Микология и фитопатология, 2003.-Т. 37, Вып. 4.- С. 18-27.

12. Великанов Л.Л., Сидорова И.И., Александрова А.В., Воронина Е.Ю. Пространственное распределение мико- и микробиоты почв в колониях доминантных видов базидиомицетов в ельниках разного типа // Микология и фитопатология, 2005. Т. 39, Вып. 2. - С. 19-26.

13. Веретенников А.В. Влияние временного избыточного увлажнения на физиологические процессы древесных растений. М.: Наука, 1964. - 87 с

14. Веселкин Д.В. Реакция эктомикориз хвойных на техногенное загрязнение. Автореф. канд. биол. наук. -Екатеринбург, 1999. 18 с.

15. Веселкин Д.В. Исследование микоризных ассоциаций в зоне стационара (на примере эктомикориз) // Экологическая токсикология: Учеб. пособие. — Екатеринбург: Изд-во Урал, ун-та, 2001а. С. 38-46.

16. Веселкин Д.В. Структура эктомикориз сосны обыкновенной в связи с корневой конкуренцией древостоя // Генетические и экологические исследования в лесных экосистемах. Екатеринбург: УрО РАН, 20016. - С. 113-126.

17. Веселкин Д.В. Разнообразие эктомикориз в условиях промышленных воздействий // Вщновлення порушених природных екосистем: Мат. Першо1 м1жнар. конф. (м. Донецьк, 24-27 вересня 2002 р.). Донецьк: Лебщь. 2002а. -с. 69-73.

18. Веселкин Д.В. Реакция эктомикориз сосны обыкновенной на газообразное загрязнение // Леса Урала и хозяйство в них / Екатеринбург. 20026. - Вып. 22.-С. 160-168.

19. Веселкин Д.В. Анатомическое строение эктомикориз Abies sibirica Ledeb. и Picea obovata Ledeb. в условиях загрязнения лесных экосистем выбросами медеплавильного комбината // Экология, 2004а. № 2. - С. 90-98.

20. Веселкин Д.В. Оценка объемной доли грибного симбионта в эктомикоризных окончаниях Picea obovata Ledeb., Abies sibirica Ledeb. и Pinus sylvestris L. // Тр. института биоресурсов и прикладной экологии. 20046. — Вып. 4.-С. 5-11.

21. Веселкин Д.В. Влияние загрязнения тяжелыми металлами и сернистым газом на эктомикоризы Picea obovata и Abies sibirica II Микология и фитопатология, 2004в. Т. 38, Вып. 1. — С. 20-26.

22. Веселкин Д.В. Реакция эктомикориз Pinus sylvestris L. на техногенное загрязнение различных типов // Сиб. экол. журн., 2005. №4. - С. 753-761.

23. Веселкин Д.В. Морфология корневых систем и микоризообразование у сеянцев пихты и ели в условиях воздействия выбросов медеплавильного комбината // Лесоведение, 2006а. № 2. - С. 52-60.

24. Волчков В.Е. Динамика дыхания физиологически активных корней разных древесных пород // Вопросы интенсификации лесного хозяйства. Минск, 1967. - С. 86 - 90. (Тр. Белорусского НИИЛХ; Вып. 18).

25. Головко Т.К. Дыхание растений: Физиологические аспекты. СПб: Наука, 1999.-204 с.

26. Горбунова Е.А., Терехова В.А. Тяжелые металлы как фактор стресса для грибов: проявление их действия на клеточном и организмнном уровне // Микология и фитопатология, 1995. Т. 29, № 4. - С. 63-69.

27. Гришкан И.Б. Микобиота и биологическая активность почв верховий Колымы. Владивосток: Дальнаука, 1997. - 136 с.

28. Джапаридзе Л.И. Практикум по микроскопической химии растений. М.: Советская наука, 1953. - 152 с.

29. Добровольская Т.Г. Структура бактериальных сообществ почв. М.: Академкнига, 2002. - 280 с.

30. Доминик Т. Классификация микориз // Микориза растений М.: Изд-во сельскохоз. лит-ры, журналов и плакатов, 1963. - С. 245-261.

31. Евдокимов И.В., Рузер Р., Бюггер Ф., Маркс М., Мюнх Ж.Ш.11

32. Взаимодействие ризосферных микроорганизмов и корней растений: потоки С в ризосфере после импульсного мечения // Почвоведение, 2007. № 7. - С. 852861.

33. Егоров Н.С. Практикум по микробиологии. М.: МГУ, 1976.о

34. Еропкин К.И. О взаимосвязи форм микоризных окончаний у хвойных // Микориза растений (респ. сборник науч. трудов). / Перм. гос. пед. ин-т 1979. -С. 61-77.

35. Еропкин К.И. Разнокачественность микориз некоторых хвойных в. различных географических условиях // Микориза и другие формь: консортивных связей в природе (межвузовский сборник науч. трудов). Пермь: Перм. гос. пед. ин-т, 1987. С. 81-88.

36. Забоева И.В. Почвы и земельные ресурсы Коми АССР. Сыктывкар: Ком кн. изд-во, 1975. 344с.

37. Загирова С.В. Структура ассимиляционного аппарата и СОг-газообмен хвойных. Екатеринбург: УрО РАН, 1999. - 108 с.

38. Звягинцев Д. Г. Почва и микроорганизмы. М.: МГУ, 1987. - 256 с.

39. Згуровская Л.Н., Цельникер Ю.Л. О влиянии полива после длительного, засухи на транспирацию и состояние сосущих корней у древесных поро Деркульской степи // Физиология растений, 1955. — Т.2, Вып. 4. С. 346-353.

40. Исаева Л.Г. Роль микоризы в функционировании северо-таежных лесо Проблемы лесной фитопатологии и микологии: Матер. 6-й Междунар. ко 18-22 сентября 2005 г. Москва-Петрозаводск, 2005. - С. 167-172.

41. Кайбийянен Л.К., Софронова Г.И. Роль транспортной системы в регуля донорно-акцепторных отношений у Pinus sylvestris // Физиология расте-5л-а.:2003.- Т. 50.-С. 136-143.

42. Каратыгин И.В. Коэволюция грибов и растений. СПб: Гидрометиздат, 1993.- 115 с.

43. Карпачевский Л.О. Лес и лесные почвы. М.: Лесная промышленность, 1981. -262с.

44. Катенин А.Е. Микориза растений северо-востока Европейской части СССР // Растительность Крайнего Севера СССР и ее освоение. Л., 1972. - Вьщ. 12. — 140 с.

45. Кириленко Т. С. Атлас родов почвенных грибов. Киев: Наукова Думка, 1977,- 128 с.

46. Кивиниеми С.Н. О взаимоотношениях микоризных грибов между собой и грибами других экологических групп // Микоризные грибы и микоризы лесообразующихпород Севера.- Петрозаводск, 1980. -С. 45-64.

47. Климов С.В. Пути адаптации растений к низким температурам // Успехи современной биологии, 2001. Т. 121, № 1. - С. 3-22.

48. Коваленко А.Е. Эктомикоризные грибы: ценологический аспект // Микология и фитопатология, 1994. Т.28, № 3. - С. 81-91.

49. Коренные еловые леса Севера: биоразнообразие, структура, функции / Отв. ред. К.С. Бобкова, Э.П. Галенко. СПб: Наука, 2006. - 337 с.

50. Крамер П., Козловский Т. Физиология древесных растений. М.: Лесная промышленность, 1983. - 458 с.

51. Кураков А.В. Методы выделения и характеристики комплексов микроскопических грибов наземных экосистем: Учебно-методическое пособие. М: МАКС Пресс, 2001. - 92 с.

52. Курсанов Л.И. Пособие по определению грибов из родов Aspergillus и Penicillium. М.: Медгиз, 1947. - 116с.

53. Ладанова Н.В., Тужилкина В.В. Структурная организация и фотосинтетическая активность хвои ели сибирской. — Сыктывкар: Коми НЦ УрО РАН, 1992.- 100 с.

54. Ларионова А.А., Евдокимов И.В., Курганова И.Н., Сапронов В.О., Лопес де

55. Гереню В.О. Вклад корней и микроорганизмов в эмиссию С02 из серой лесной и дерново-подзолистой почв // Эмиссия и сток парниковых газов на территории Северной Евразии. -Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН. 2004. С. 118-123.

56. Литвинов М.А. Определитель микроскопических почвенных грибов. — Л.: Наука, 1967. -303 с.

57. Лобанов Н.В. Микотрофность древесных растений. М.: Лесная промышленность, 1971.-216 с.

58. Ляльский лесоэкологический стационар Института биологии Коми НЦ УрО РАН (Информационно-справочный материал). Сыктывкар, 2003. - 40 с.

59. Макаревский М.Ф. Содержание углеводов в корнях разного диаметра у сосны обыкновенной // Физиолого-биохимические исследования сосны на Севере. Петрозаводск, 1978. - С. 109 - 119.

60. Мамаев В.В. Дыхание корней сосны в разных типах леса. // Лесоведение, 1987. - № 4. - С. 46 - 50.

61. Мамаев В.В., Рубцов В.В., Уткина И.А. Сезонная динамика роста поглощающих корней при повторяющихся дефолиациях пойменных дубрав // Лесоведение, 2002. № 5. - С. 39-43.

62. Манов А.В. Естественное возобновление в притундровых ельниках республики Коми // Лесоведение, 2008. № 4. - С. 63-76.

63. Мартикайнен Н.Ф. О стабильности морфолого-анатомических признаках микориз // Микосимбиотрофизм и другие консортивные отношения в лесах Севера. Петрозаводск, 1985. - С. 82-92.

64. Маслова С.П., Табаленкова Г.Н., Куренкова С.В., Плюснина С.Н. Сезонная динамика анатомо-морфологической структуры и содержания фитогормонов и Сахаров в подземных побегах Phalaroides arundinaceae 11 Физиология растений, 2007.- Т. 54, №4.-С. 555-561.

65. Мехоношин Л.Е. Взаимоотношения лесных растений и макромицетов в условиях промышленного загрязнения // Растительный покров Пермской области и его охрана: Межвуз. сборник науч. тр. Пермь, 2003. - С. 145-152.

66. Микромицеты почв / Билай В.И., Элланская И.А., Кириленко Т.С. и др. Подобщ. ред. В.И. Билай. Киев: Наукова думка, 1984. - 264 с.

67. Мирчинк Т.Г. Почвенная микология. М.: МГУ, 1976. - 206 с.

68. Мишустин Е. Н., Емцев В. Т. Микробиология. М.: Агропромиздат, 19 - 363 с.

69. Мухин В.А., Веселкин Д.А. Эволюционное и экологическое значе микоризных ассоциаций // Ученые записки НТГСПА. Материалы Всероссийского популяционного семинара «Фундаментальные и приклад проблемы популяционной биологии». Нижний Тагил, 2004. - С. 86-94.

70. Никонов В.В., Лукина Н.В., Полянская Л.М., Паникова А.Н. Особеннее распространения микроорганизмов в Al-Fe-гумусовых подзолах сев. таежных еловых лесов: природных и техногенные аспекты // Микробиолог 2001.-Т. 70, № З.-С. 374-383.

71. Новицкая Ю.Е. Физиологические и биохимические процессы у ели в егг^ лиственных насаждениях Севера // Вопросы селекции, семеноводст^ физиологии древесных пород Севера. Петрозаводск, 1967. - С. 140 - 166 ^

72. Оводов Ю.С. Газожидкостная хроматография углеводов (об^*^ Владивосток: АН СССР, 1970. 70 с.

73. Определитель низших растений. Грибы. / Л.И. Курсанов, Н.А. Наумо^ Красильников, М.В. Горленко. М.: Советская наука, 1954. — Т. 3. - 453 q.

74. Определитель низших растений. Грибы. / Л.И. Курсанов, Н.А. Наум;о;^^ Красильников, М.В. Горленко. М.: Советская наука, 1956. - Т. 4. - 44-^

75. Орлов А.Я. Наблюдения над сосущими корнями ели {Picea excels а естественных условиях // Ботанический журнал, 1957. Т. 42, № 8. — 1181.

76. Орлов А.Я. Метод определения массы корней деревьев вро-Ия,1. Во-"" ^ и• Тр.- С.