Способ диагностики узорчатой текстуры древесины карельской березы



Способ диагностики узорчатой текстуры древесины карельской березы
Способ диагностики узорчатой текстуры древесины карельской березы

 


Владельцы патента RU 2596013:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт леса Карельского научного центра Российской академии наук (ИЛ КарНЦ РАН) (RU)

Изобретение относится к области биологии растений и лесоводству. Способ включает определение активности пероксидазы в ткани растений березы и выявление ее корреляции со степенью узорчатости древесины. Активность пероксидазы определяют у растений березы с признаками бугорчатости в возрасте ≥15 лет в период активного камбиального роста в ксилемной ткани в реакции окисления гваякола при pH 4.8. При этом активность пероксидазы прямо пропорционально коррелирует со степенью узорчатости древесины. Способ позволяет повысить точность оценки степени узорчатости древесины карельской березы при минимальном повреждении ствола дерева и может использоваться при экспресс-диагностике качества древесины растений как на лесосеменных плантациях, так и в местах их естественного произрастания. 3 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области биологии растений, в частности к биохимической диагностике, и касается способа выявления растений карельской березы с высокой степенью узорчатости древесины ствола.

Карельская береза (Betula pendula Roth var. carelica) - форма березы повислой, имеющая широкую мировую известность благодаря узорчатой текстуре древесины. У карельской березы при любом варианте скрещивания родительских форм в потомстве появляются особи как с узорчатой, так и безузорчатой текстурой древесины. При этом степень развития узора, а, следовательно, и хозяйственная ценность растений, варьирует от дерева к дереву, в связи с чем вопрос диагностики этого ведущего признака при изучении насаждений карельской березы приобретает важное значение.

Известен визуальный способ диагностики узорчатой структуры древесины у карельской березы по формам поверхности ствола, наличию бугорчатости (Евдокимов А.П. Эколого-биологические свойства и обоснование методов выращивания карельской березы: Автореф. дис.…канд. с.-х. наук. Л., 1978. 24 с.).

Однако внешние, косвенные признаки поверхности ствола, используемые в данном способе, не всегда отражают действительную степень узора древесины.

Известен способ диагностики узорчатой текстуры древесины, по которому осуществляют вырезание участка коры 2×4 или 3×4 см в зависимости от диаметра ствола, с последующим его приживлением. После удаления коры на обнаженной поверхности древесины определяют количество ямок и углублений разной формы, по обилию которых судят о степени узорчатости древесины (Ермаков В.И. Механизмы адаптации березы к условиям Севера. Л.: Наука, 1986. 144 с.).

Недостатком способа является его высокая травматичность, так как в процессе диагностики повреждается относительно большой участок ствола дерева, при этом вырезанная кора часто не приживается и может приводить к загниванию древесины.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ диагностики узорчатой древесины карельской березы, по которому в одногодичных сеянцах потомства карельской березы в фазе глубокого покоя определяют активность пероксидазы лубяной ткани. О наличии признаков узорчатой древесины судят по скорости проявления активности пероксидазы, которая находится в обратно пропорциональной зависимости с признаком узорчатости (Патент РФ №2063679, опубл. 1996).

Недостатком известного способа является то, что появление внешних признаков узорчатости оценивают визуально на 3-летних сеянцах. Для карельской березы характерна высокая степень гетерогенности, структурные аномалии тканей ствола у нее могут с возрастом как появляться, так и затухать и зависят от воздействия факторов среды (Новицкая Л.Л. Карельская береза: механизмы роста и развития структурных аномалий. Петрозаводск, 2008. 144 с.). Данный способ, основанный на визуальной оценке внешних признаков узорчатости на 3-летних сеянцах, не позволяет с высокой степенью достоверности судить о степени узорчатости древесины у взрослых деревьев. Проведенные авторами исследования выявили, что активность пероксидазы в лубе в меньшей степени коррелирует с узорчатостью древесины у взрослых растений, по сравнению с пероксидазной активностью в ксилеме. Использование в качестве субстрата бензидина в полной мере не может отражать физиологический механизм пероксидазного окисления в растении, поскольку аналогов бензидина в растении не встречается и по реакции его пероксидазного окисления можно судить только о химизме процесса. Кроме того, оценка скорости проявления активности пероксидазы производится только визуально по наличию синего окрашивания капель, что является качественной характеристикой и не имеет количественного подтверждения, что также снижает точность оценки.

Задачей предлагаемого изобретения является создание экспрессного и достоверного способа определения степени узорчатости древесины взрослых деревьев карельской березы при минимальном повреждении поверхности ствола, что позволит точнее отбирать высокоузорчатые экземпляры карельской березы как для заготовки древесины, так и для дальнейшего культивирования признака.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение точности оценки степени узорчатой текстуры древесины карельской березы при минимальном повреждении поверхности ствола.

Технический результат достигается тем, что в способе диагностики узорчатости древесины карельской березы, включающем определение активности пероксидазы в ткани растений березы и выявление ее корреляции со степенью узорчатости древесины, согласно изобретению активность пероксидазы определяют у растений березы с признаками бугорчатости в возрасте ≥15 лет в период активного камбиального роста в ксилемной ткани в реакции окисления гваякола при pH 4.8, при этом активность пероксидазы прямо пропорционально коррелирует со степенью узорчатости древесины.

Способ осуществляется следующим образом.

У растений березы с признаками бугорчатости в возрасте ≥15 лет в период активного камбиального роста (начало июля) из ствола березы буром высверливают радиальные керны ксилемы диаметром 4-5 мм и длиной 2-4 см в зависимости от диаметра ствола. Образцы ксилемы отбирают перпендикулярно продольной оси ствола дерева в местах с характерными вздутиями, неровностями, крупными бугорками и бугорчатыми выпуклостями. С каждого дерева рекомендуется отбирать по 3-5 образцов ксилемы в зависимости от неоднородности поверхности ствола. Высверленные керны помещают в пакеты из кальки и опускают в сосуд Дьюара с жидким азотом. Дальнейшая работа с образцами ксилемы проводится в лабораторных условиях. Растительные ткани растирают в жидком азоте до однородной массы. Навеску 0,6 г сырого материала гомогенизируют при 4°С в 6 мл буфера следующего состава: 50 мМ фосфатный буфер (рН 7.8), 0.5 мМ ЭДТА. После 20-минутной экстракции гомогенат центрифугируют при 10000 g при 4°С в течение 20 минут. В надосадочной жидкости (ферментативный препарат) определяют активность пероксидазы. Активность пероксидазы определяют спектрофотометрическим методом по скорости образования продукта реакции тетрагваякола (с учетом коэффициента экстинкции ε470нм=0.0266 мкМ-1 см-1). Пероксидазную активность в тканях ксилемы в реакции окисления гваякола выражают как: мкмоль образовавшегося тетрагваякола на мг белка за 10 минут.

В качестве эталона сравнения использовали прямоствольные деревья карельской березы, на поверхности ствола которых не было признаков бугорчатости (контроль 1). Параллельно для определения пероксидазной активности с изучаемых деревьев отбирали также ткани луба (контроль 2 по прототипу).

Для оценки корреляции активности пероксидазы и степени узорчатости древесины использовали способ диагностики узорчатой текстуры, предложенный В.И. Ермаковым (Ермаков В.И. Механизмы адаптации березы к условиям Севера. Л.: Наука, 1986. 144 с.). На стволе вырезали участок коры и на поверхности древесины определяли количество и глубину ямок и количество темноокрашенных включений. После их пересчета на 1 см2 устанавливается показатель плотности рисунка. Очень плотный рисунок - 3 балла, плотный рисунок - 2 балла, редкий рисунок - 1 балл, отсутствие углублений - 0 баллов (контрольные растения).

На фиг. 1 показана окоренная поверхность древесины растений карельской березы, относящихся к разным группам в зависимости от степени узорчатости древесины. А - 0 баллов, Б - 1 балл, В - 2 балла, Г - 3 балла.

В эксперименте было обследовано 55 деревьев, среди которых 23 дерева - контрольные, а остальные с разным проявлением степени узорчатости, не менее 10 деревьев в каждой группе. Результаты исследования представлены в таблице.

Анализ данных таблицы показывает, что пероксидазная активность в ксилеме, определяемая по предлагаемому способу, прямо пропорциональна степени узорчатости древесины.

Полученные данные обрабатывались с помощью коэффициента ранговой корреляции Спирмена, относящегося к непараметрическим методам для статистического изучения связи между явлениями, что показано на фиг. 2.

Фиг. 2. Показана зависимость между активностью пероксидазы в реакции окисления гваякола (pH 4.8) (мкмоль образовавшегося тетрагваякола на мг белка за 10 мин) в ксилеме и показателем узорчатости древесины (баллы от 0 до 3). Над графиком приведено значение коэффициента ранговой корреляции Спирмена (0.9196) при уровне значимости <0.0001.

На фиг. 3 показана зависимость между активностью пероксидазы в реакции окисления гваякола (pH 4.8) (мкмоль образовавшегося тетрагваякола на мг белка за 10 мин) в лубе (контроль по прототипу) и показателем узорчатости древесины (баллы от 0 до 3). Над графиком приведено значение коэффициента ранговой корреляции Спирмена и уровень значимости.

Анализ определения активности пероксидазы в лубе показывает, что пероксидазная активность также прямо пропорциональна степени узорчатости древесины, однако корреляция между показателем плотности рисунка (баллы) и активностью пероксидазы более низкая, чем в ксилеме (0.8204) (фиг. 3).

Таким образом, предлагаемый способ является более чувствительным и позволяет дать количественную оценку активности пероксидазы, в связи с чем может использоваться для экспресс-диагностики степени узорчатости древесины ствола карельской березы как на лесосеменных плантациях, так и в местах ее естественного произрастания с минимальным повреждением поверхности ствола.

Способ диагностики узорчатой текстуры древесины карельской березы, включающий определение активности пероксидазы в ткани растений березы и выявление ее корреляции со степенью узорчатости древесины, отличающийся тем, что активность пероксидазы определяют у растений березы с признаками бугорчатости в возрасте ≥15 лет в период активного камбиального роста в ксилемной ткани в реакции окисления гваякола при pH 4.8, при этом активность пероксидазы прямо пропорционально коррелирует со степенью узорчатости древесины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству. Способ включает нарезку черенков и посадку их на гряды в условиях защищенного грунта с искусственным туманом.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к кормопроизводству экологически чистых кормов в условиях естественных пойменных угодий, загрязненных радионуклидами.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к виноградарству. Способ включает заготовку, нарезку и подготовку к прививке черенков подвоя и привоя, последующую стратификацию прививок и бандажирование.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству. Способ включает оптимизацию площади питания.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству. Способ включает оптимизацию площади питания.

Изобретение относится к измерению качества травяного покрова по видовым комплексам трав и травянистых растений на пробах, преимущественно на пойменных лугах, и может быть использовано в экологическом и технологическом мониторинге территорий с травяным покровом.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для оценки степени загрязнения окружающей среды, например участков городской территории. Способ включает вычисление разности между значениями морфологических показателей у левой и правой сторон листа, а также их суммы, последующее вычисление индекса флуктуирующей асимметрии листьев и сравнение полученной величины этого индекса с величиной индекса, характерной для фоновой территории.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к физиологии растений. Устройство содержит блок (1) измерения облученности, блок (6) задания времени облучения, первый (8) и второй (13) сумматоры и блок (14) индикации.

Изобретение относится к светодиодным источникам света для растениеводства. Светодиодный источник (10) света, сформированный на подложке, включающий в себя по меньшей мере один кристалл (2) синего светодиода, который имеет максимум излучения в интервале от 400 нм до 480 нм, соответствующий максимуму поглощения света хлорофиллом в синей области спектра; красный люминофор (7b), который после приема возбуждающего светового излучения по меньшей мере из одного кристалла (2) синего светодиода излучает свет с длиной волны в максимуме излучения в интервале от 620 нм до 700 нм, который соответствует максимуму поглощения света хлорофиллом в красной области спектра; и слой смолы (7), в котором диспергирован красный люминофор 7b и которым покрыт по меньшей мере один кристалл (2) синего светодиода.

Изобретение относится к области экологии и луговодства и может найти применение при восстановлении деградированных пастбищ. Способ включает использование в качестве стимуляторов растений и обогащение семян бобовых трав питательными веществами.

Изобретение относится к лесной промышленности и касается способа мониторинга перемещения лесоматериалов. Технический результат заключается в обеспечении автоматического мониторинга перемещения круглых лесоматериалов и контроля легальности заготовки круглых лесоматериалов в цепи поставок.

Изобретение относится к области экологии и может найти применение при контроле состояния территорий вечной мерзлоты в целях раннего обнаружения критических состояний.

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к агролесомелиорации, и может быть использовано при создании лесных полос. Способ включает подготовку почвы, посадку сеянцев рядами и уход.

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике и может найти применение в лесном хозяйстве при измерении высоты дерева, а также для измерения ширины кроны растущих деревьев.

Изобретение относится к лесному хозяйству, а именно к лесопосадочным машинам для высадки сеянцев. Заделывающий рабочий орган содержит раму посадочной секции.

Группа изобретений относится к транспортному средству или машине, предназначенной для работы на неровных или наклонных поверхностях. Устройство для движущегося транспортного средства содержит три рамные части (2, 3, 4), две плоскости (А, В) вращения и управляющий вращением привод (6).

Изобретение относится к лесозаготовительной промышленности, в частности к машинам для очистки лесосек от порубочных остатков, обеспечивающих сбор, измельчение лесосечных отходов и перегрузку щепы в щеповозы.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для оценки степени загрязнения окружающей среды, например участков городской территории. Способ включает вычисление разности между значениями морфологических показателей у левой и правой сторон листа, а также их суммы, последующее вычисление индекса флуктуирующей асимметрии листьев и сравнение полученной величины этого индекса с величиной индекса, характерной для фоновой территории.

Изобретение относится к области селекции и семеноводства, а также к лесному хозяйству. Способ включает двухэтапный отбор при проведении изреживаний.

Изобретение относится к машинам, применяемым для трелевки леса в лесном хозяйстве. Устройство смонтировано на навесной системе трактора 5 и содержит раму 1, шарнирно закрепленный на раме двуплечий рычаг 12, двухшарнирное звено с захватом 2, снабженным челюстями 3 и гидроцилиндром 4, дополнительные гидроцилиндры 15, пружины 16 и ограничительные шпильки 17.

Изобретение относится к области лесного хозяйства, в частности к лесной селекции. Способ заключается в том, что для выращивания ели финской Picea×fennica (Regel) Kom. используют такие семьи ели финской Picea×fennica (Regel) Kom., хвоя которых в возрасте от 3 лет и старше входит в число 30% образцов с минимальным содержанием золы в хвое по отношению к массе высушенной хвои до сжигания, что определяют методом взвешивания образцов до и после сжигания. Способ позволяет увеличить встречаемость быстрорастущих семей после отбора. 1 ил.
Наверх