Способ выявления саженцев карельской березы с потенциальной способностью формировать узорчатую древесину

Изобретение относится к области лесного хозяйства, в частности к экофизиологии древесных растений, и может быть использовано при выявлении саженцев карельской березы в питомниках и на лесосеменных плантациях. Способ включает определение темнового дыхания морфологических органов в вегетационный период с помощью газоанализатора у растений карельской березы и березы повислой с последующим сравнительным анализом. Темновое дыхание определяют в период активного камбиального роста. В качестве исследуемого морфологического органа используют стволики или ветви 1-го порядка. Растения карельской березы, у которых величина темнового дыхания на 30 и более процентов превосходит величину дыхания березы повислой, относят к карельской березе с потенциальной способностью формировать узорчатую древесину. Способ позволяет повысить точность выявления саженцев карельской березы с потенциальной способностью формировать узорчатую древесину на ранних стадиях произрастания до проявления внешних признаков узорчатости. 1 ил.

 

Изобретение относится к области лесного хозяйства, в частности к экофизиологии древесных растений, и может быть использовано при выявлении саженцев карельской березы с потенциальной способностью формировать узорчатую древесину.

Карельская береза (Betula pendula Roth var. carelicd), форма березы повислой (Betula pendula Roth), в местах ее естественного произрастания оказалась на грани исчезновения. Оригинальная текстура древесины карельской березы формируется в результате отклонений в деятельности камбия. В семенном потомстве карельской березы происходит неполное наследование узорчатости древесины и создается высокая изменчивость признаков, при которой, наряду с особями карельской березы, образуются особи, морфологически идентичные березе повислой.

Известен визуальный способ выявления растений карельской березы с узорчатой структурой по формам поверхности ствола, наличию бугорчатости или ребристости. (Любавская А.Я. Карельская береза. Лесная промышленность, 1978, 157 с.). Однако внешние косвенные признаки поверхности ствола, используемые в данном способе, не всегда проявляются в раннем возрасте.

Известен способ выявления узорчатой древесины, основанный на сравнительном анализе скорости распространения ультразвуковых сигналов, прошедших через древесину карельской березы и березы повислой. Способ позволяет различать образцы узорчатой карельской березы от березы повислой и применяется на брусках или коротких бревнах деревьев 13-летнего возраста в лаборатории. Точность оценки узорчатости при снятии коры с образцов достигала 90%. С корой точность оценки уменьшалась. Анализ сигналов проводился с помощью кластерного анализа (Salmi A., Hintikka Т., Karppinen Т., Forsman P., Computerized ultrasound differentiation of curly birch from silver birch / Appl. Phys. 2007. 101, 024906; http://dx.doi.org/10.1063/1.2424531; Salmi A., Hintikka Т., Karppinen Т., Forsman P., Automated differentiation of curly and silver birch by ultrasound / J. Appl. Phys. 2009. 105, 024902; http://dx.doi.org/10.1063/1.3068199).

Недостатком способа является необходимость использования специализированного и малодоступного физиологам и лесоводам оборудования, ограничивающего его применение в практике. Способ предполагает сложную процедуру математического анализа затухания ультразвуковой волны. Кроме того, изменение влажности воздуха в лаборатории снижает точность оценки. Чтобы минимизировать результат влияния влажности в различных образцах, их необходимо выдерживать в течение недели в факторостатных условиях при 22°С, 50% относительной влажности. Способ не пригоден для использования в полевых условиях на живых деревьях.

Наиболее близким по сущности к заявляемому является способ выявления саженцев карельской березы с потенциальной способностью формировать узорчатую древесину, по которому у зрелых листьев 3-5-летних саженцев карельской березы и березы повислой в период интенсивного роста побегов с помощью газоанализатора определяют темновое дыхание. Растения карельской березы с величиной темнового дыхания листьев, на 8-12% превышающие величины темнового дыхания листьев березы повислой, относят к карельской березе с потенциальной способностью формировать узорчатую древесину (Болондинский В.К., Виликайнен Л.М. Исследование световой зависимости фотосинтеза у саженцев березы в норме и в условиях почвенной засухи // Структурные и функциональные отклонения от нормального роста и развития растений под воздействием факторов среды: Материалы Международной конференции. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2011. С. 38-42).

Недостатком способа является то, что метод имеет низкую точность оценки, не превышающую 10%. Дыхание зависит от возраста листа. К тому же процесс дыхания, как и фотосинтез, характеризуется высокой физиологической пластичностью и широкой нормой реакции. Реакция дыхания листьев карельской березы и березы повислой на неблагоприятные факторы среды может быть неодинакова, что еще больше снижает точность метода.

Задачей предлагаемого изобретения является создание эффективного способа выявления на ранних этапах развития растений карельской березы с потенциальной способностью формировать узорчатую древесину до проявления внешних признаков узорчатости.

Техническим результатом заявляемого способа является повышение точности выявления саженцев карельской березы с потенциальной способностью формировать узорчатую древесину.

Технический результат достигается тем, что в способе выявления саженцев карельской березы с потенциальной способностью формировать узорчатую древесину, включающем определение темнового дыхания морфологических органов в вегетационный период с помощью газоанализатора у карельской березы и березы повислой с последующим сравнительным анализом, согласно изобретению темновое дыхание определяют в период активного камбиального роста, а в качестве исследуемого морфологического органа используют стволики или ветви 1-го порядка, при этом растения карельской березы, у которых величина темнового дыхания на 30% превосходит величину дыхания березы повислой, относят к карельской березе с потенциальной способностью формировать узорчатую древесину.

Способ осуществляют следующим образом.

Выявление берез, потенциально способных в дальнейшем формировать узорчатую древесину по темновому дыханию, апробировано в течение 2008-2015 гг. на 25 саженцах, выращенных из семян карельской березы, полученных с помощью контролируемого опыления, на плантации агробазы Карельского научного центра РАН. У 3-5-летних саженцев, у которых отсутствовали внешние признаки узорчатости, в вегетационные периоды 2008-2009 гг. измеряли темновое дыхание стволиков или ветвей 1-го порядка с использованием переносного газоанализатора Li-6200 (Licor, USA) (можно использовать более распространенные портативные газоанализаторы Li-820 или Li-840). К газоанализатору присоединяется специальная камера из дюралюминия, закрепляемая на ветви или стволике. В течение одной минуты проводили три измерения по замкнутому циклу, после чего камера проветривалась. После 3-5 серий таких измерений камера переустанавливалась на другую ветвь или ствол. После каждой серии из трех измерений газоанализатор проводил расчеты и записывал в память информацию о выделении СО2 с поверхности ветви, а также параметры внешней среды. Далее определялась площадь находящейся в камере части ветви и рассчитывалось дыхание в мкмоль⋅CO2 м-2⋅с-1.

Было получено >200 усредненных величин темнового дыхания стволиков и ветвей 1-го порядка.

В качестве контроля параллельно проводили:

- измерение темнового дыхания у 5-летних саженцев березы повислой (проведено >250 измерений);

- измерение темнового дыхание у 5-летних саженцев карельской березы с внешними признаками узорчатости древесины (проведено >500 измерений).

Проводимые измерения показали, что на протяжении вегетационного сезона разница в дыхании ветвей карельской березы и березы повислой изменялась в зависимости от метаболической активности живых тканей ствола. В период до активного камбиального роста средние величины дыхания у ветвей и стволиков саженцев диаметром 10-14 мм составляли у березы повислой и карельской березы соответственно 4,6 и 5,3 мкмоль⋅м-2⋅с-1, во время интенсивного камбиального роста (начало июля - первая половина августа) - 12,3 и 17,6 мкмоль⋅м-2⋅с-1, и в период торможения камбиального роста (вторая половина августа) - 4,1 и 6,2 мкмоль⋅м-2⋅с-1. Наиболее оптимальным временем для проведения сравнительных исследований дыхания является период высокой метаболической активности тканей.

После обработки данных полученные средние и максимальные величины темнового дыхания для каждого тестируемого саженца карельской березы сравнивают со средними и максимальными величинами темнового дыхания, измеренными на ветвях 1-го порядка у растущих рядом деревьев березы повислой. По результатам исследований из группы 25-ти 3-5-летних саженцев карельской березы без внешних признаков узорчатости, у 16 саженцев средние величины темнового дыхания стволиков и ветвей 1-го порядка превышали средние величины темнового дыхания ветвей 1-го порядка саженцев березы повислой на 30%, а максимальные значения - на 40-60%, что значительно точнее, чем при проведении сравнительных измерений дыхания на листьях. Через 6 лет в 2015 году было обнаружено, что у 12 из 16 саженцев, дававших повышенное дыхание, появились характерные утолщения ствола, свидетельствующие о начале формирования узорчатой структуры древесины. У 8 из 9 саженцев, имевших в 2009 г. средние величины темнового дыхания стволиков и ветвей 1-го порядка на 5-10% больше, чем средние величины темнового дыхания ветвей березы повислой, до сих пор каких-либо аномалий замечено не было и, возможно, их не будет и в будущем. На основании анализа данных выявлено, что:

- саженцы карельской березы, у которых разница в величинах темнового дыхания в сравнении с величинами дыхания березы повислой ≥30%, относим к деревьям с потенциальной способностью формировать узорчатую древесину;

- при разнице в величинах темнового дыхания саженцев карельской березы с величинами дыхания березы повислой ≤10%, их относим к деревьям, у которых потенциальная способность формировать узорчатую древесину крайне мала, и их желательно удалить из посадок;

- при разнице от 30% до 10% необходимы дальнейшие наблюдения.

Для дополнительной проверки метода в 2008-2009 гг. сравнивались средние величины темнового дыхания у ветвей 1-го порядка 5-6-летних саженцев карельской березы с внешними признаками узорчатости древесины и параллельно с ними измерявшиеся величины темнового дыхания у ветвей 1-го порядка 5-6-летних саженцев березы повислой. Измерения проводились в 2008-2009 гг. в начале камбиального роста (01-04.07), в период интенсивного камбиального роста (16-31.07) и в период его завершения (05-21.08). На диаграмме (Фигура 1) представлены средние значения дыхания ветвей 1-го порядка у 5-6-летних саженцев карельской березы (белые столбики) с внешними признаками узорчатости древесины и березы повислой (черные столбики).

В период интенсивного камбиального роста разница средних величин темнового дыхания у ветвей 1-го порядка саженцев карельской березы и средних величин темнового дыхания у ветвей березы повислой была ≥30%. Такая же ситуация наблюдалась и в период завершения камбиального роста, но разница максимальных величин темнового дыхания карельской березы и березы повислой была <40%, в то время, как в период интенсивного камбиального роста - ≥60%. В период затухания камбиального роста корреляция между величинами темнового дыхания и потенциальной способностью формировать узорчатую древесину была менее устойчивой, чем в период интенсивного камбиального роста. Кроме того, установлено, что наилучшие результаты метод дает в утренние часы (до полудня) и при отсутствии атмосферной и тем более почвенной засухи.

Таким образом, анализ данных, полученных на саженцах карельской березы и березы повислой, показал, что величина темнового дыхания, измеренная в период активного камбиального роста, в наибольшей степени коррелирует с потенциальной способностью формировать узорчатую древесину. В период активного камбиального роста точность метода составляет около 75%, а в завершающий период камбиального роста - примерно 50%, что в 6-7 раз выше, чем в прототипе. Саженцы березы, у которых величина темнового дыхания на 30 и более процентов превосходит величину дыхания березы повислой, и в дальнейшем проявляют визуальные признаки карельской березы, что свидетельствует о формировании характерной узорчатой структуры древесины.

Преимуществом способа является возможность у саженцев карельской березы на ранних этапах роста выявлять потенциальную способность формировать декоративную древесину до проявления внешних признаков узорчатости. Способ может применяться в теплицах, в питомниках и полевых условиях, достаточно простой и не приводит к нарушению целостности саженцев.

Способ выявления саженцев карельской березы с потенциальной способностью формировать узорчатую древесину, включающий определение темнового дыхания морфологических органов в вегетационный период с помощью газоанализатора у растений карельской березы и березы повислой с последующим сравнительным анализом, отличающийся тем, что темновое дыхание определяют в период активного камбиального роста, а в качестве исследуемого морфологического органа используют стволики или ветви 1-го порядка, при этом растения карельской березы, у которых величина темнового дыхания на 30 и более процентов превосходит величину дыхания березы повислой, относят к карельской березе с потенциальной способностью формировать узорчатую древесину.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к агролесомелиорации, и может быть использовано при создании полезащитных лесных полос постоянной ажурной конструкции.

Изобретение относится к лесному хозяйству и предназначено для тестирования состояния лесных экосистем и прогнозирования динамики их развития в условиях интенсивного биотического воздействия корневых патогенных грибов (опенка) комплекса Armillaria mellea sensu lato.

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к агролесомелиорации, и может быть использовано при восстановлении защитных лесных насаждений. Cпособ включает лесовосстановительную рубку, удаление срубленных деревьев за пределы участка и подавление нежелательной растительности и посадку хозяйственно ценных лесных культур.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к мобильным лесопильным установкам. Мобильный многофункциональный лесопильный комплекс включает технологический автомобиль (1), оборудованный кран-манипуляторной установкой (2), дополнительно оснащенный складными телескопическими опорными стойками.

Изобретение относится к лесной промышленности. Способ заготовки сортиментов включает валку деревьев, очистку деревьев от сучьев, раскряжевку полученных хлыстов на сортименты и укладку сортиментов на разрабатываемую ленту леса.

Изобретение относится к лесному хозяйству, а именно к интродукции в лесах сосны кедровой сибирской, а также к созданию устойчивых кедрово-липово-дубовых культур на вырубках в условиях В2, С2 и Д2.

Изобретение относится к устройству в лесотехнической машине, причем в данном устройстве имеется шасси (12), одноосный набор катков, шарнирно прикрепленных к шасси (12), и по меньшей мере один вспомогательный каток (18), установленный за пределами набора катков для того, чтобы увеличить грузоподъемность задней части шасси (12).

Изобретение относится к области лесного хозяйства, а именно к выращиванию устойчивых высокопродуктивных культур сосны кедровой сибирской природоохранного назначения.

Изобретение относится к области противоэрозионной защиты лесистых склонов и может быть использовано в области природообустройства и охраны окружающей среды. В способе обеспечивают противоэрозионную защиту лесистого склона путем повышения сопротивляемости лесистого склона развитию оползне-эрозионной промоины.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для оценки степени загрязнения окружающей среды, например участков городской или лесной территории.

Изобретение относится к лесному хозяйству, а именно к выращиванию посадочного материала дуба черешчатого с закрытой корневой системой. Способ посева желудей в контейнеры при выращивании сеянцев дуба с закрытой корневой системой включает заполнение контейнеров субстратом. Желуди высевают заостренной частью вверх, располагая по центру ячейки на глубину 1,0 см от поверхности субстрата. Способ обеспечивает улучшение приживаемости и роста растений после пересадки в открытый грунт за счет формирования физиологически активных корней второго и третьего порядка, улучшение устойчивости кома земли после извлечения из контейнера, исключающего деформацию корневой системы. 4 ил.

Способ может быть использован в лесном хозяйстве, при озеленении территорий городских поселений, в садово-парковом хозяйстве. Способ характеризуется тем, что осуществляют измерения совокупности показателей, определяющих объем продуцирующей кислород биомассы каждого вида для участков техногенного угнетения и эталонного участка, не подверженного техногенному угнетению, вычисляют объем Q1 биомассы каждого вида как произведение показателей: относительного количества деревьев, оставшихся здоровыми Ni/N; средней высоты hi; вегетационного индекса HДVI; средней площади сечения кроны Si; густоты кроны как средневзвешенной частоты пространственного спектра изображения кроны Fi, определяют разность ΔQi между объемом биомассы вида для эталонного и обследуемого участков, ранжируют виды пород по минимальному проценту потерь биомассы ΔQi/Qi [%]. Способ обеспечивает достоверность количественного показателя и его высокую чувствительность к составляющим. 5 ил., 2 табл., 1 пр.
Способ выращивания сеянцев хвойных пород с закрытой корневой системой включает приготовление субстрата из торфа с добавками, заполнение субстратом контейнеров, высев семян в заполненные субстратом контейнеры, мульчирование и уход при выращивании. В качестве добавки при получении субстрата дополнительно использованы измельченные порубочные остатки ивы козьей Salix caprea в виде частиц крупностью не более 3 мм, причем массовая их доля в субстрате составляет от 8 до 17% в воздушно-сухом состоянии. Способ обеспечивает повышение экологичности субстрата и качества выращиваемых сеянцев по критерию их высоты.

Изобретение относится к области лесного хозяйства, в частности к садово-парковому производству, и может быть использовано при посадке садов и парковых насаждений на засушливых местах с низким стоянием уровня грунтовых вод, недоступных или плохо доступных для корневых систем древесных растений. Cпособ включает подготовку посадочных мест и посадку. В каждом посадочном месте вынимают почвогрунт, помещают туда посадочные емкости из водоудерживающего корненепроходимого материала и водо и корнепроходимые сверху. Посадочные емкости заполняют крупным камнем. Каждое посадочное место засыпают почвогрунтом, после чего над каждой посадочной емкостью подготавливают почву и проводят посадку деревьев. Способ заключается в лучшем обеспечении древесных растений влагой на местах с низким уровнем стояния грунтовых вод. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Предлагаемый способ относится к лесному хозяйству и предназначен для использования при выращивании посадочного материала в виде сеянцев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) с закрытой корневой системой. Способ включает приготовление субстрата из торфа с добавками, заполнение субстратом контейнеров, высев семян в заполненные субстратом контейнеры, мульчирование и уход при выращивании. В качестве добавки при получении субстрата используют измельченные порубочные остатки березы повислой (Betula pendula) в виде смеси частиц разной крупности, но не более 3 мм, в том числе пылевидные частицы. Массовая доля указанной добавки в субстрате составляет от 15 до 22%. Способ обеспечивает экологичность технологии выращивания сеянцев.
Изобретение относится к области лесного хозяйства и может быть использовано при отводе лесосек при подготовке рубок ухода за лесом, санитарных и прочих рубок, подсочки (осмолоподсочки), а также при отпуске второстепенных лесных материалов. Способ включает предварительное обследование намечаемых к отводу участков леса в натуре, установку деляночных меток по границам лесосеки в точках их перелома, маркировку деревьев, находящихся с внешней стороны лесосеки и ограничивающих ее контур. В качестве деляночной метки используют RFID-метки. Перед установкой деляночных RFID-меток определяют координаты границ отводимой лесосеки с использованием системы глобального спутникового позиционирования. На деляночную RFID-метку посредством радиосигнала записывают необходимую информацию. Деляночную RFID-метку помещают в герметичную капсулу. В земле делают лунку. На дно лунки помещают капсулу. Лунку с находящейся в ней герметичной капсулой закапывают. Проверяют работоспособность установленной деляночной RFID-метки путем считывания с нее радиосигнала. Затем осуществляют маркировку деревьев, находящихся с внешней стороны лесосеки и ограничивающих ее контур, для этого в земле рядом с каждым таким деревом выполняют лунку. В герметичную капсулу помещают предупреждающую RFID-метку. Герметичную капсулу с предупреждающей RFID-меткой помещают на дно лунки. Лунку закапывают. Способ заключается в снижении его трудоемкости и затрат времени на отметку границ лесосек в натуре.

Изобретение может быть использовано в сельском и лесном хозяйстве, в частности при оценке выращиваемых сеянцев хвойных пород. Способ заключается в том, что в конце первого года выращивания определяют промежуточную фактическую среднюю высоту сеянцев для оценки перспективы дорастить их до нормативной высоты на следующий год. Эту перспективу оценивают по показателю относительной промежуточной высоты, вычисляемому как отношение фактической средней высоты сеянцев в первый год выращивания к нормативной конечной высоте сеянцев, выраженному в процентах. Значение относительной промежуточной высоты сеянцев устанавливают и задают в зависимости от хвойной породы и почвенно-климатических условий. Сеянцы оценивают как перспективные для доращивания до нормативной конечной высоты за срок один год, если вычисленное значение более заданной величины 30%, установленной на основании опытных данных, а если вычисленное значение не превышает заданного, то сеянцы оценивают как перспективные для доращивания до нормативной конечной высоты за срок более чем один год. Способ позволит повысить надежность оценки перспективности сеянцев для принятия решения о сроке их выращивания и для применения технологии, соответствующей сроку доращивания сеянцев. 1 табл.

Изобретение относится к заготовке леса, в частности для выполнения грузовых переместительных операций при воздушном способе трелевки без использования ручного труда вальщика и чокеровщика. Разделяющийся грузозахватный механизм восходящего типа движения включает удерживаемый аэростатом грузозахватный механизм балочного вида, который после опускания с помощью четырех бортовых лебедок для обработки вертикально стоящего дерева разделяется на два рабочих узла. Разделяющийся грузозахватный механизм содержит удерживаемые аэростатом верхний раздвижной и нижний независимые друг от друга балочные элементы, на краю которых расположены захватно-срезающий и захватно-пильный механизмы. Каждый из балочных элементов удерживается на аэростате при помощи двух персональных электрических грузовых канатов и выполняет роль манипулятора, фронтальное наведение которого на ствол дерева выполняется за счет смещения аэростата с помощью наземной лебедки и тягово-возвратных канатов. В момент наведения оба балочных элемента находятся параллельно друг другу и перпендикулярно стволу дерева. Такое выполнение устройства обеспечивает выполнение работ, связанных с обрезкой ветвей и сучьев с вертикально стоящих деревьев, удерживанием ствола при его спиле и изъятии из полога леса и перемещением с помощью аэростата на разгрузочный пункт. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к способам рубок в еловых насаждениях. Способ включает валку деревьев на лесосеке, трелевку деревьев на погрузочные площадки. При рубке деревьев на лесосеке оставляют крупномерные фаутные деревья осины, а также подрост и тонкомерные деревья хвойных пород, причем общая полнота оставляемой части древостоя составляет не менее 0,4. Способ предотвращает смену еловых древостоев на осинники после проведения выборочных рубок. 1 табл.

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к машинам для осветления лесных культур путем срезания нежелательной растительности в междурядьях. Ротор кустореза содержит привод 1 с валом 2, верхний 3 и нижний 4 диски. Ротор кустореза выполнен из двух частей. Внутренняя часть ротора содержит четыре горизонтальных ножа 5, расположенных на равном расстоянии друг от друга и имеющих угол резания 30°. Внешняя часть ротора представляет собой ряд режущих ножей, установленных на вертикальном валу посредством упругих гибких связей, выполненных в виде замкнутого троса 7, на каждом из которых расположены дополнительные четырехгранные ножи 8 с расположенными между ними резиновыми прокладками для исключения сколов при их соприкосновении друг с другом, плотно прижатыми друг к другу через втулку 9 пружиной 10, установленной в направляющем стакане 11, шарнирно закрепленном посредством полуосей 12 в проушинах кронштейнов 13, жестко связанных с приводным валом. Режущий нож выполнен с пазовым отверстием под конец петли. Один конец троса закреплен при помощи пальца, а другой - с помощью упора 16. Предложенная конструкция позволит обеспечить высокую производительность, надежность и интенсивность измельчения растительности. 5 ил.

Изобретение относится к области лесного хозяйства, в частности к экофизиологии древесных растений, и может быть использовано при выявлении саженцев карельской березы в питомниках и на лесосеменных плантациях. Способ включает определение темнового дыхания морфологических органов в вегетационный период с помощью газоанализатора у растений карельской березы и березы повислой с последующим сравнительным анализом. Темновое дыхание определяют в период активного камбиального роста. В качестве исследуемого морфологического органа используют стволики или ветви 1-го порядка. Растения карельской березы, у которых величина темнового дыхания на 30 и более процентов превосходит величину дыхания березы повислой, относят к карельской березе с потенциальной способностью формировать узорчатую древесину. Способ позволяет повысить точность выявления саженцев карельской березы с потенциальной способностью формировать узорчатую древесину на ранних стадиях произрастания до проявления внешних признаков узорчатости. 1 ил.

Наверх