Тема: определение древесных растений по определителям. Отработка методики работы с определителями

Цель: научиться распознавать и определять древесные растения

Задачи: отработка навыков работы с определителями древесных растений.

Материалы и оборудование: побеги древесных растений в облиственном и безлистном состоянии, шишки, плоды, семена, книги-определители.

Задание: определение хвойных и лиственных древесных растений по побегам, шишкам, плодам, семенам.

Технология работы

Пояснения: Большинство определителей построены по дихотомическому признаку: комплекс определительных признаков разделяется на две группы, первая - теза (обозначается номером ступени, например, 1) вторая - антитеза (противоположное утверждение) - набор признаков противоположного тезе значения (обозначается знаками «0», «+» или «-»).

1. Почки явные………………		2	Первая ступень	Теза первой ступени
- Почки скрытые…………….		22		Антитеза первой ступени
2. Почки очередные…………		4	Вторая ступень	Теза второй ступени
- Почки супротивные………..		16		Антитеза второй ступени

Рис.9. Схема дихотомического принципа построения таблиц в определителе

В конце каждой тезы или антитезы стоит цифра, указывающая номер ступени, к которой следует перейти, если признаки, указанные в тексте совпадают с образцом. При определении растений внимательно читаются теза и антитеза, сравниваются описанные в них признаки с образцом и устанавливается соответствие. Перейдя по указанному номеру ступени определение проводится аналогичным образом до тех пор, пока в конце текста (тезы или антитезы) не будет указано название таксона (семейство, род, вид).

1. Проведите определение древесных растений по побегам в безлистном, облиственном состоянии, по шишкам, плодам, семенам.

2. Для определенных видов составьте ключи и укажите их систематическую принадлежность.

Требования к отчету

1. Представить результаты работы в виде составленных ключей для определенных видов.

2. Уметь объяснять основные принципы определения древесных растений, пользоваться «Определителями».

 

Лабораторная работа № 5

Тема: Характеристика голосеменных растений. Сравнительная характеристика наиболее распространенных родов семейства сосновые

Отдел Голосеменных растений представлен четырьмя классами (Саговниковые, Гинкговые, Гнетовые, Хвойные), из которых наиболее широко представлен класс Хвойные. В классе хвойных наибольшее значение имеют представители семейства сосновые.

Сосновые (Pinaceae) - самые многочисленные и наиболее распространенные древесные растения северного полушария. В нашей стране они занимают более 70 % покрытой лесом площади. Многие из них являются важнейшими лесообразующими породами и являются основным объектом лесозаготовок. Сосновые включают 10-11 родов и не менее 250 видов. В нашей стране сосновые представлены 4 родами: пихта, ель, сосна, лиственница. Один род - псевдотсуга, родина которого Северная Америка, довольно часто встречается в культуре.

Цель: изучить представителей семейства сосновые

Задачи: установить основные характеристики и отличительные особенности родов пихта, ель, сосна, лиственница, псевдотсуга.

Задание: определить основные отличия и сходство представителей родов семейства сосновых по внешним признакам.

Технология работы

Задание 1. Определить представителей родов семейства сосновых по побегам с хвоей. Пользуясь ключом 1, рассмотреть под лупой, определить и зарисовать (все рисунки делать карандашом) для представителей 5 родов семейства сосновые: 1) побеги без хвои (отметить наличие листовых рубцов, листовых подушечек или укороченных побегов; 2) почки на вершине побегов и межмутовочные почки (нарисовать с увеличением в 2 раза); 3) внешний вид хвоинки (обратить внимание на вершинку, основание, прикрепление к побегу, расположение устьичных полос на хвое и поперечное сечение хвои).

Материалы и оборудование: побеги пихты, ели, лжетсуги, лиственницы и сосны, лупа, скальпель.

Ключ 1. Определение 5 родов семейства сосновые по побегам.

1. Побеги только удлиненные, хвоя располагается на побеге одиночно, спирально                                                                                             2

- побеги удлиненные и укороченные, хвоя на укороченных побегах располагается пучками по 2-3-5 или по 20-60 шт.                           3

2. Побеги гладкие, без ребер. После опадении хвои на побеге остаются плоские округлые следы (листовые рубцы). Хвоя мягкая, плоская, сверху зеленая, блестящая, с желобком в середине. Снизу хвоя матовая, беловатая от устьичных полос. К основанию хвоинка сужается в повернутую на 180° вдоль оси «ножку», а потом расширяется в круглую «пяточку», которая прикрепляется к побегу. Вершинка хвои часто притуплена или раздвоена. Почки округлой или яйцевидной формы, часто залиты смолой     Abies - ПИХТА

- Побеги слабо ребристые, листовые подушечки едва выступающие. Хвоя плоская, матовая, серовато-зеленая. Устьичные полосы располагаются на нижней стороне хвои. Вершинка хвои тупозаостренная. Почки острые, веретеновидные, с крупными, хорошо заметными чешуйками     Pseudotsuga - ЛЖЕТСУГА.

= Побеги ребристые с хорошо выраженными листовыми подушечками (выростами коры), длиной 2-3 мм. Хвоя жесткая, колючая, четырехгранная или плоскочетырехгранная. Устьичные полосы у большинства видов на всех четырех гранях. Почки конические, незасмоленные, покрыты мелкими многочисленными чешуйками                                      Picea - ЕЛЬ.

3. Укороченные побеги округлые, довольно крупные, несут по пучку многочисленных хвоинок - 20-60 штук. На удлиненных однолетних ребристых побегах хвоя располагается одиночно, спирально на листовых подушечках. На удлиненных и укороченных побегах хвоя одного типа - мягкая, светло-зеленая, опадающая на зиму, в поперечном сечении эллиптическая. Устьичные полосы расположены на нижней стороне хвои. Почки мелкие, округлые, незасмоленные                                                    Larix - ЛИСТВЕННИЦА.

- Укороченные побеги очень мелкие, редуцированные, несут пучки из 2 или 5 хвоинок. Хвоя длинная, острая                                  Pinus - СОСНА.

A. - У двухвойных видов поперечное сечение хвои плоско-выпуклое с двумя проводящими пучками. Устьица расположены по всей поверхности хвои.

B. - У пятихвойных видов поперечное сечение хвои секторное. Проводящий пучок один. Устьичные полосы на внутренних радиальных гранях хвоинок.

На однолетних удлиненных побегах хвоя одиночная, чешуевидная, бесхлорофилльная. В пазухе каждой такой хвоинки располагается почка, из которой к середине весны развивается редуцированный укороченный побег с пучком зеленых хвоинок, а чешуевидная хвоя опадает. Почки удлиненные, цилиндрические или конусовидно- цилиндрические.

 

Задание 2. Определение родов семейства сосновых по шишкам и семенам: 1) пользуясь ключом 2, определить шишки представителей 5 родов, обратить внимание на морфологические признаки, характерные для каждого из родов; 2) зарисовать в натуральную величину шишки 5 родов семейства сосновых, дать пояснения к каждому рисунку. Шишки на рисунке должны быть ориентированы так, как они расположены на побегах. 3). при помощи ключа 3 определить семена 5 родов. 4) зарисовать семена в натуральную величину, отметив основные морфологические признаки.

Материалы и оборудование: шишки и семена пихты, лжетсуги, ели, сосны, лиственницы; лупа, скальпель, линейка.

В семействе сосновые семена развиваются в шишках на семенных чешуях. Шишка состоит из стержня, к которому спирально прикреплены кроющие чешуи, в их пазухах помещаются семенные чешуи. Семена развиваются из семязачатков, расположенных на основаниях семенных чешуй. На каждой семенной чешуе по 2 семязачатка.

Семенные чешуи более плотные, чем кроющие, и по своим размерам обычно больше последних. В отличие от семенных, кроющие чешуи пленчатые, тонкие, с заостренными окончаниями. После созревания семян шишки на дереве у представителей семейства сосновых: а) раскрываются и из них выпадают семена; б) рассыпаются, и от шишки остается только стержень; в) опадают в нераскрытом виде.

Размер, форма, строение шишек и их чешуй, положение на ветках (вертикальное, боковое или висячее) являются важными морфологическими признаками при определении рода.

Ключ 2. Определение представителей 5 родов семейства сосновые по шишкам.

1. Семенные чешуи шишек без утолщения                                                2

- Семенные чешуи шишек с утолщением (щитком)                        4

2. Шишки цилиндрической формы, располагаются вертикально на конце

прошлогоднего годичного прироста, после созревания рассыпаются, остается только ось шишки. Кроющие чешуи крупные, у некоторых видов могут быть длиннее семенных                                                        Abies - ПИХТА

- Шишки не рассыпаются, а раскрываются                                             3

3. Шишки продолговатые, довольно крупные, у некоторых видов до 15 см длины, свисают с вершин прошлогодних побегов. Кроющие чешуи очень мелкие, заметны только у основания шишки. Шишки после вылета семян еще почти год висят на дереве                                 Picea - ЕЛЬ

- Шишки продолговато-яйцевидные, 6-10 см длины, свисают с концов прошлогодних приростов. Кроющие чешуи трехлопастные, выходят далеко за край семенной чешуи                                      Pseudotsuga – ЛЖЕТСУГА

= Шишки округло-яйцевидные, не более 5 см длиной. Располагаются на укороченных побегах наклонно. Кроющие чешуи мелкие с заостренной вершинкой. У многих видов острия кроющих чешуй заметны в нижней части шишки. После вылета семян шишки висят на дереве 23 года, опадают вместе с ветвями                                                        Larix - ЛИСТВЕННИЦА

4. Семенные чешуи имеют на конце утолщение (щиток) с выростом «пупком». Кроющие чешуи в зрелой шишке не развиты. Шишки располагаются наклонно на втором или третьем годичном приросте. Семена созревают на второй год после опыления. Форма шишек и щитков изменчива                                                                                  Pinus - СОСНА

Ключ 3. Определение представителей 5 родов семейства сосновые по семенам.

1. Семена легко отделяются от крылышек или крылышко редуцировано2

- Семена плотно срастаются с крылышком                                             3

2. Семена бурые, одноцветные, легко отделяются от крылышка, на котором остается ложкообразное углубление                                  Picea - ЕЛЬ

- Семена неоднородны по окраске (белые, серые или бурые), крылышко охватывает семя с боков наподобие щипчиков или вилочки и легко отделяется от семени. У некоторых видов семена крупные без крылышек     Pinus - СОСНА

3. Крылышко плотно прирастает к семени и полностью закрывает одну его сторону, на второй стороне виден только кончик этой обертки, семена бурые                                                                  Larix - ЛИСТВЕННИЦА

- Крылышко плотно прирастает к семени и закрывает семя с одной стороны, незакрытая сторона плоская, белесого цвета. Крылышко с темными, редкими штрихами                                      Pseudotsuga - ЛЖЕТСУГА

= Крылышко как бы обертывает семя, закрывая его с одной стороны полностью, а с другой - на 2/3. Семена смолистые клиновидной формы                                                                                     Abies – ПИХТА

Задание 3. Составьте краткую дендрологическую характеристику важнейших образователей темно- и светлохвойных формаций лесов РФ (описание типичного представителя изучаемых родов семейства по плану (выполнение данного задания возможно использовать при организации домашнего задания):

а) систематическое положение; б) морфологические особенности (жизненная форма, размеры, особенности строения стволов, побегов, почек, хвои, макро- и микростробилов, зрелых шишек, семян, всходов); в) биологические особенности (долговечность, быстрота роста, возраст половой зрелости, половые типы отношений, способ опыления, особенности оплодотворения, особенности размножения, урожайность, способ распространения семян, способность к вегетативному размножению); фенология (последовательность и сезоны года прохождения основных фенофаз); в) экологические особенности (отношение к свету, температуре, влажности, плодородию почв, устойчивость к болезням, вредителям, пожарам, антропогенному фактору); г) внутривидовое разнообразие (наличие климатипов, эдафотипов, географических рас, форм (биологических, фенологических и др.); д) ареал; е) хозяйственное значение.

 

Лабораторная работа № 6

Тема. Изучение морфологических особенностей представителей родов пихта, псевдотсуга и ель

Род пихта - Abies насчитывает около 50 видов, в нашей стране растет 9. Характерным признаком рода являются вертикально стоящие рассыпающиеся шишки.

Цель: изучить представителей родов пихта, псевдотсуга и ель.

Задачи: установить основные характеристики и отличительные особенности родов пихта, псевдотсуга, ель.

Задание: определить основные морфологические признакам представителей родов пихта, псевдотсуга, ель.

Технология работы

Задание 1. Рассмотреть и зарисовать для четырех наиболее распространенных видов: 1) побеги с хвоей и почками; 2) мужские и женские стробилы на побеге для одного из видов; 3) шишки; 4) кроющие и семенные чешуйки зрелой шишки; 5) семена для одного из видов.

Пихта сибирская - Abies sibirica Ledeb. Дерево высотой 20-30 м и до 0,5 м в диаметре. Крона узкоконическая. Кора тонкая, гладкая, темно- серая со смоляными желваками. Древесина легкая с хорошо заметными границами годичных приростов, заболонная, без смоляных ходов. Побеги желто-серые, гладкие, слегка опушенные. Почки шаровидные, серо- зеленые, залиты смолой. Хвоя темно-зеленая, мягкая, плоская, на вершинке притуплена или раздвоена, длиной 2-3 см. Верхняя сторона хвои блестящая, нижняя матовая, из-за устьичных полос более светлая. Каждая хвоинка у основания перекручена, после ее опадения на побеге остается светлый округлый листовой рубец. Хвоя ориентирована настильно. Держится на побегах до 12 лет.

Мужские стробилы (микростробилы) одиночные, многочисленные, овальной формы, желтого цвета, расположены в пазухах хвоинок. Пыльники раскрываются поперечной щелью в отличие от других родов семейства сосновые. Пыльца с воздушными мешками. Женские стробилы располагаются вертикально вблизи верхушки прошлогоднего годичного прироста. Кроющие чешуи зеленого цвета, во время цветения длиннее семенных. Семенные чешуи красноватые, с 2 семезачатками. После оплодотворения семенные чешуи разрастаются и в зрелой шишке бывают крупнее кроющих.

Зрелые шишки цилиндрической формы, длиной 5-9 см, сохраняет вертикальное положение на побеге. После созревания семян шишки рассыпаются - на побеге остается только стержень. Семена крупные, смолистые, клиновидной формы, плотно сросшиеся с крылышком. Крылышко с одной стороны полностью закрывает семя, с другой прикрывает его на 2/3 (семя как бы завернуто в крылышко).

Ареал - северо-восточные районы европейской части нашей страны, Урал, юг Западной Сибири до Забайкалья. Пихта сибирская морозостойка, очень теневынослива, довольно требовательна к почве, имеет глубокую корневую систему, вследствие этого неветровальна. Образует как чистые, так и смешанные древостой с елью сибирской и сосной кедровой сибирской, является типичным представителем темнохвойных лесных формаций. Живет 120-150 лет.

Пихта кавказская - Abies nordmanniana (Stev.) Spach. Крупное дерево 50-60 м высотой, диаметром от 1,5 до 2 м. Ориентация хвои на побеге слабо-гребенчатая. Хвоя довольно мягкая, длиной 1,5-4 см. Почки коричневые, не засмолённые со слабым опушением.

Шишки очень крупные, длиной 15-20 см, шириной 4-6 см. Наружный край семенной чешуи бархатисто опушенный. Кроющая чешуя длиннее семенной, с округлой верхушкой и длинным отогнутым острием.

Ареал: естественно растет, в горах Западного Кавказа в среднем поясе гор, вместе с елью восточной, липой кавказской, кленом высокогорным. Теплолюбива, требовательна к плодородию и влажности почвы, растет быстро, городских условий не выдерживает, доживает до 500 лет.

Пихта белокорая - Abies nephrolepis Maxim. Дерево 20-25 м высотой, до 50 см в диаметре, кора светло-серая, гладкая. Почки шаровидные, буро-красные, слабо засмоленные. Хвоя темно-зеленая сверху, снизу - белая из-за густого воскового налета по устьичным полосам. Ориентация хвои на побеге гребенчатая.

Незрелые шишки фиолетовые, зрелые - бурые, длиной до 6 см, шириной 2-2,5 см. Семенные чешуи опушенные, почковидные с выемчатым основанием в виде «ушек». Кроющие чешуи с зубчатым краем и длинным остроконечием, которое часто выглядывает из-под семенных чешуй у основания шишки.

Ареал: Дальний Восток, Сахалин. Является типичным представителем дальневосточных темнохвойных лесов, где растет вместе с елью аянской. В культуре встречается в средней полосе Европы в дендрариях. Морозостойка, теневынослива, средне требовательна к плодородию почвы, не устойчива к городским условиям. Живет 120- 150 лет.

Пихта цельнолистная - Abies holophylla Maxim. Дерево до 40 м высотой и до 1 м в диаметре. Кора темно-серая, грубо-трещиноватая. Хвоя жесткая, колючая, расположена на побегах гребенчато, вершинка хвои острая. Шишки цилиндрические, длиной 10-14 см, шириной до 4 см. Семенная чешуйка крупная с двумя боковыми зубцами, кроющая чешуйка небольшая.

Ареал: растет на юге Приморского края, на севере Китая и Кореи. В культуре европейской части России встречается в основном в дендрариях. Зимостойка, теневынослива, требовательна к плодородию и влажности почвы, не устойчива к городским условиям. Живет 300-400 лет.

 

Задание 2. Изучение морфологических особенностей лжетсуги на примере лжетсуги Мензиса.

Рассмотрите и дайте пояснения к рисункам и гербарным образцам: 1) побег с хвоей и почками, 2) поперечное сечение хвои; 3) мужские и женские стробилы на побеге; 4) зрелая шишка и семя с крылышком.

Лжетсуга Мензиса - Pseudotsuga menziesii(Mirb.) Franco естественно растет на западе Северной Америки, в культуре разводится в Западной и Центральной Европе. На родине лжетсуга достигает высоты 70-100 м и до 4-5 м в диаметре, доживает до 700 лет. В культурах в Прибалтике и в Западной Европе высота лжетсуги в возрасте 80-90 лет равна 40 м.

Крона коническая, кора коричнево-бурая, трещиноватая. Хвоя плоская, сизовато-зеленая, с цельной вершинкой, располагается на слабо выраженных листовых подушечках.

Шишки овально-цилиндрической формы, свисают с побегов наклонно; кроющие чешуи трехлопастные, значительно длиннее семенных, с сильно выступающей средней лопастью. Семена длиной 0,5-0,7 см, приплюснутые, беловатые с темными штрихами на крылышке. Крылышко от семени не отделяется. У лжетсуги Мензиса есть разновидности хорошо отличающиеся по форме и расположению кроющих чешуй шишек.

Род ель - Picea - по числу входящих в него видов занимает второе место в семействе сосновые. Число видов ель, по данным различных авторов, колеблется от 35 до 50. В нашей стране и сопредельных государствах естественно растет 10 видов, наиболее широко распространены два вида: ель европейская и ель сибирская.

 

Задание 3. Изучение морфологических особенностей елей: европейской, сибирской, восточной, аянской и колючей. Рассмотрите, зарисуйте и дайте пояснения к рисункам: 1) побеги с хвоей; 2) хвою и ее поперечное сечение; 3) мужские и женские стробилы на побеге (для одного из видов); 4) побег со зрелой шишкой и семена с крылышками.

Ель европейская - Picea abies (L) Karst. Дерево от 25 до 50 м высотой и до I м в диаметре. Крона коническая, островершинная. Ствол прямой, малосбежистый. Кора тонкая, темно-коричневая, чешуйчатая. Побеги ребристые, голые, с хорошо выраженными выростами коры (листовыми подушечками), к которым крепится хвоя. Хвоя одиночная, колючая, четырехгранная, темно-зеленая с одним сосудисто-проводящим пучком, длиной от I до 2,5 см, держится на побеге 6-10 лет, ориентирована двурядно у основания хвоинка перекручена на 180°.

Мужские стробилы одиночные, пазушные, овальной формы, темно- красного цвета, длиной 1-1,5 см, располагаются в верхней части прошлогоднего побега в пазухах хвои. Тычинка (микроспорофилл) содержит два пыльника (микроспорангия). Женские стробилы красного или зеленого цвета, располагаются вертикально на вершине прошлогоднего прироста, состоят из оси и спирально сидящих на ней кроющих чешуй; в пазухе каждой кроющей чешуи расположена семенная чешуя с двумя семязачатками. Кроющие чешуи у ели всегда меньше семенных. После оплодотворения семенные чешуи смыкаются, и шишка свисает с побега.

Зрелые шишки ели европейской цилиндрической формы, длиной 1015 см, шириной 3-4 см. Семенные чешуи деревянисто-кожистые, ромбической формы, с зубчатой или выемчатой вершинкой. Семена бурые 0,4-0,5 см длиной, с крылышками, лежат в ложкообразном углублении крылышка.

Ареал - Западная Европа и европейская часть нашей страны до линии от Кольского полуострова на Южный Урал. Здесь граничит с елью сибирской, на границе имеет много гибридных переходных форм, в результате в этой зоне видовая принадлежность отдельных растений устанавливается с трудом. Ель европейская имеет поверхностную корневую систему (ветровальна), теневынослива, морозостойка, требовательна к влажности воздуха и почвы, не устойчива к дыму и газам.

Ель сибирская - Picea obovata Ledeb. Дерево 20-30 м высоты, по внешнему облику и морфологическим признакам схожа с елью европейской, хорошо отличается по шишкам, их длина 6-9 см, семенные чешуи выпуклые и закругленные по краю.

Ареал - Север Европы, Урал, вся Сибирь до Камчатки. Более морозостойка, не устойчива к антропогенным воздействиям.

Ель восточная - Picea orientalis (L.) Link. Дерево до 60 м высотой, до 2-2,5 м в диаметре. Молодые побеги густо опушены, хвоя очень короткая, 0,4-0,8 см, сплюснуто-четырехугольная с округлыми ребрами. Хвоя расположена на побегах более или менее настильно. Шишки сигарообразной формы, засмоленные, длиной 6-8 см, шириной 2-3 см.

Ареал: растет в западной части Главного Кавказского хребта вместе с пихтой кавказской. Очень теплолюбива требовательна к влажности почвы и воздуха, растет медленно, доживает до 700 лет.

Ель аянская - Picea ajanensis Fisch. ex Carr. Дерево до 40-45 м высотой до 1,2 м в диаметре, Крона коническая, кора темно-серая. Побеги голые, блестящие, желто-бурые, листовые подушечки отогнуты назад. Хвоя плоская, с обеих сторон килеватая, сверху блестящая, зеленая, снизу беловатая, расположена настильно, серповидно изогнута.

Шишки от 3 до 8 см длины, 1,5-3 см ширины, светло-бурые. Семенные чешуи рыхло налегают друг на друга, кожистые, тонкие, продолговато-эллиптические. Вершинка семенной чешуи как бы обрубленная, край волнисто-зубчатый. Основания семенных чешуй имеют лиловатый оттенок.

Ареал: растет в горах Дальнего Востока от Колымского хребта до северных районов Китая. Типичный представитель Охотской тайги. Теневынослива, умеренно требовательна к почве, зимостойка. Растет очень медленно, плохо переносит пересадку, не устойчива в городских условиях.

Ель колючая - Picea pungens. Engelm. Родина этой ели Северная Америка.

Дерево 20-30 м высотой, с плотной, низко опущенной кроной и четко просматривающимися мутовками ветвей. Хвоя до 3 см длиной, колючая, торчащая во все стороны (у разных деревьев на последнем годичном приросте варьирует по цвету от серебристо-голубой до серо-зеленой). Шишки мягкие, светло-бежевые, длиной до 8 см, семенные чешуйки шишек волнистые по краю. Боле других видов ели отличается устойчивостью к городским условиям.

Контрольные вопросы

1). Латинские названия семейства сосновые и родов этого семейства: пихта, ель, лжетсуга, лиственница, сосна.

2). Назвать роды, для которых характерны только удлиненные побеги и одиночная хвоя.

3). Указать морфологические различия побегов, почек и хвои родов пихта, ель и лжетсуга.

4). Назвать роды, имеющие одновременно удлиненные и укороченные побеги.

5). Назвать род, у которого шишки при созревании рассыпаются.

6). Назвать роды, имеющие раскрывающиеся шишки.

7). Назвать род, имеющий шишки с утолщением на конце семенной чешуи.

8). Назвать различия семян изучаемых родов (форма, величина, крепление крылышка).

9). Латинские названия следующих видов: пихта сибирская, кавказская, белокорая, цельнолистная, лжетсуга Мензиса.

11). Различия видов пихты и лжетсуги по почкам.

12). Перечислить латинские названия следующих видов ели: ель европейская, ель сибирская, ель восточная, ель колючая, ель аянская.

13). Дать морфологическую характеристику основных признаков ели европейской: а) характеристику ствола, корки, формы кроны, побегов и хвои; б) расположение мужских и женских стробилов; в) морфологических особенностей строения зрелой шишки и семян.

14) Рассказать о сроках опыления, оплодотворения и созревания семян ели. Описать основные морфологические отличия изучаемых видов ели: а) длину, жесткость, цвет хвои; б) величину и форму шишек; в) цвет и форму семенных чешуй.

 

Лабораторная работа № 7

Тема. Изучение основных представителей родов лиственница и сосна

Род лиственница - Larix - является одним из самых эволюционно молодых родов семейства сосновых. В роде насчитывается 16-20 видов, из них в нашей стране растут 6 и 4 популяции, представляющие собой гибридные формы. На лиственницу приходится порядка 40 % запасов древесины из всего лесного фонда Российской Федерации.

Цель: изучить представителей родов лиственница и сосна.

Задачи: установить основные характеристики и отличительные особенности родов лиственница и сосна.

Задание: определить основные отличия и сходство представителей родов семейства сосновых по внешним признакам.

Технология работы

Задание 1. Изучить морфологические особенности лиственницы на примере лиственницы сибирской и лиственницы даурской. Зарисовать и дать пояснения к рисункам: 1) общий габитус (размеры дерева и форма кроны); 2) древесину и кору; 3) удлиненные и укороченные побеги с хвоей (показать, как хвоя крепится к побегу); 4) мужские и женские стробилы на побегах; 5) зрелую шишку и семя с крылышком.

Лиственница сибирская - Larix sibirica Ledeb. - дерево от 25 до 40 м высоты, до 1 м в диаметре. Ствол прямой, нижняя часть ствола старых деревьев значительно утолщена (закомелистость). Корка старых деревьев толстая (у основания ствола до 20 см), продольно трещиноватая, темно- коричневая. Крона раскидистая, яйцевидно-конусовидная, высоко поднятая. Ветви отходят от ствола почти под прямым углом. Концы ветвей обычно приподняты. Однолетние удлиненные побеги светло-желтые, ребристые, с хорошо выраженными листовыми подушечками. Почки округлые, мелкие, желтовато-коричневые. Хвоя на удлиненных побегах располагается одиночно, спирально, крепится к побегу на листовых подушечках. На укороченных побегах - пучками по 20-40 (60) шт. Хвоя мягкая, светло- зеленая, вершина хвои притуплённая, поперечное сечение хвои эллиптическое. Устьичные полосы располагаются с одной или с двух сторон хвои. Осенью хвоя желтеет и опадает.

Цветет лиственница одновременно с распусканием хвои. Мужские и женские стробилы располагаются на укороченных побегах, часто на одних и тех же ветвях. Мужские - располагаются на укороченных побегах, лишенных хвои, женские - на вершинах укороченных охвоенных побегов. Мужские стробилы представляют собой небольшие овальные шишечки, длиной 0,5-0,8 см. Пыльцевые зерна округлые без воздушных мешков, что затрудняет перекрестное опыление и приводит к образованию большого числа семян, лишенных зародыша, т.е. невсхожих.

Женские стробилы 1,0-1,5 см длиной, цилиндрической формы. Окраска их может быть зеленой, розовой, красно-фиолетовой. После оплодотворения семенные чешуи разрастаются, одревесневают и почти совсем скрывают кроющие чешуи.

Зрелые шишки яйцевидной формы, светло-бурые, длиной 2,5-4,5 см, состоят из 25-50 семенных чешуй, расположенных в 5-7 рядов. Семенные чешуи выпуклые с закругленным или несколько срезанным краем, по «спинке» с рыжим опушением. Край семенной чешуи загнут внутрь. В зрелой шишке кроющие чешуи из-под семенных не видны. Созревают шишки в течение одного вегетационного периода. Семена лиственницы бурого цвета, плотно срастаются с крылышком. С одной стороны, они полностью закрыты крылышком, с другой крылышко закрывает лишь кончик семени.

Ареал: северо-восточные районы европейской части нашей страны, Урал, Западная Сибирь, доходит до Забайкалья. Лиственница сибирская, морозостойка, светолюбива, к почве мало требовательна, образует как чистые, так и смешанные древостой с сосной обыкновенной, является типичным представителем светлохвойных лесных формаций.

Некоторые исследователи выделяют лиственницу, растушую на северо-востоке европейской части нашей страны и на Урале, в самостоятельный вид - лиственницу Сукачева - Larix sukaczewii Dyl., которая имеет те же качественные морфологические признаки, но отличается количественными. Например, шишка более округлой формы, имеет большее количество семенных чешуй. Большинство систематиков не считают лиственницу Сукачева самостоятельным видом и относят ее к лиственнице сибирской.

Лиственница даурская (лиственница Гмелина) - Larix gmelinii Rupr. - в лучших условиях достигает высоты 40 м и диаметра 1-1,5 м. В горах может приобретать стланиковую форму. Кора красноватая, в нижней части ствола менее трещиноватая, чем у лиственницы сибирской. По морфологическим признакам побегов, почек, хвои практически не отличается от лиственницы сибирской. Хорошо различаются эти два вида по шишкам. У лиственницы даурской шишки с усеченной вершинкой, мелкие, 1,5-2 см длиной, содержат 3-6 рядов спирально расположенных семенных чешуй. Семенные чешуи отклонены от оси на 40-50°, светло-коричневые, блестящие, голые, плоские, лопатообразные, по краю бывают выемчатыми или неправильно-мелкозубчатыми. У основания шишки хорошо заметны кроющие чешуи.

Ареал этого вида охватывает Восточную Сибирь и Дальний Восток.

 

Род сосна - Pinus - самый большой род в семействе, включает около 100 видов, произрастающих в лесах Северного полушария. В нашей стране естественно растут 9 видов. Род сосна делятся на два подрода.

Таблица 2 – Общая характеристика подродов рода сосна

Твердодревесные сосны - Pinus	Мягкодревесные сосны - Strobus
1. Лист (хвоя) имеет два проводящих пучка.	1. Лист (хвоя) имеет один проводящий пучок.
2. Укороченные побеги несут 2-3 хвоинки в пучке.	2. Укороченные побеги несут 5 хвоинок в пучке.
3. Хвоя в поперечном сечении плоско-выпуклая (сегментная).	3. Хвоя в поперечном сечении близка к треугольной (секторная).
4. Древесина твердая, чаще темноокрашенная, с большим содержанием смолы.	4. Древесина сравнительно мягкая, светлая, содержит немного смолы.
5. Пленчатые чешуи, образующие пленчатую обертку пучка хвои, срастаются в трубочку, долго не опадают.	6. Пленчатые чешуи, не срастаются в обертку, опадают рано.
6. Шишки яйцевидные, пупок расположен в центре апофиза (утолщенной верхней части семенной чешуи).	6. Шишки яйцевидные или цилиндрические, пупок сдвинут к краю апофиза.
7. При созревании шишки раскрываются, освобождая мелкие семена с крылышками.	7. При созревании шишки опадают целиком. Семена крупные, «бескрылые» - сек. Cembra; или шишки раскрываются, семена с крупным неотделяющимся крылом - сек. Strobi.
8. Кора толстая, рано растрескивается.	8. Кора сравнительно тонкая, долго остается гладкой.

Задание 2. Изучение морфологических особенностей четырех видов сосны: обыкновенной, сибирской, корейской, стланиковой. Зарисовать в тетрадях и описать, указав русские и латинские названия видов: 1) общий габитус растения; 2) древесину с корой (для сосны обыкновенной); обратить внимание на различие окраски и отношение размеров ядра и заболони, толщину коры; 3) удлиненные и укороченные побеги с хвоей, почки и поперечное сечение хвои; 4) стробилы, озимь (для одного из видов), и зрелую шишку, отдельно нарисовать семенную чешую, обратив внимание на форму апофиза (щитка); 5) семена (для сосны обыкновенной показать характер прикрепления крылышка - свободно отделяется «вилочкой»).

Морфологические особенности рассматриваемых видов сосны:

Сосна обыкновенная - Pinus sylvestris L. Дерево до 40 м высотой, диаметр до 1 м. Крона молодых деревьев ширококоническая, с заостренной вершиной, у спелых и перестойных растений верхняя часть кроны уплощенная - прирост в высоту прекращается. Стволы хорошо очищаются от сучьев. Хвоя сизовато-зеленая, на плоской стороне с сильно выступающими беловатыми устьичными полосами, несколько изогнутая, с зазубренным краем, длина 4-7 см. Листовые обертки в период роста хвои до 8 мм длиной, затем короче. Побеги голые, весной зеленоватые, затем становятся серо-бурые.

Шишки яйцевидные, даже раскрывшиеся, имеют выпуклое основание. «Пупок» на одной стороне шишки, большей частью у нижних чешуй, имеет вид бугорка и загнут книзу. Длина шишки 2,5-6 см. Семенные чешуи с внутренней стороны светло-коричневые с темной каймой на верхушке, с наружной стороны черноватые. Щиток желтовато-серого цвета, матовый. Семена снабжены крылышком, длина которого в 3-4 раза превышает длину семени. Основание крылышка охватывает семя наподобие щипчиков или двузубой вилочки. Семена длиной до 5 мм, продолговато- яйцевидные, с одной стороны матовые, с другой - блестящие. Окраска разнообразна: беловатые, светло-бурые, пестрые, черные.

Ареал включает: Западную Европу, европейскую часть России, Сибирь, и выходит к Охотскому морю; на севере доходит до 70° с.ш., на юге имеет прерывистое распространение, в Средней Азии доходит до 48° с.ш.

Сосна кедровая сибирская - Pinus sibirica Du Tour. Дерево до 35 м высотой и до 1 м в диаметре. Хвоя плотная, торчащая, на ощупь довольно мягкая, темно-зеленая, 6-13 см длиной, охвоение густое. В пучке 5 хвоинок. Молодые побеги густо опушенные, толстые. Шишки до 13 см длиной, шириной 4-6 см, яйцевидно-цилиндрические, конец щитка прямой или слегка вытянутый. Растущая шишка засмоленная, после созревания опадает нераскрытой вместе с семенами. Семена бескрылые, точнее, крылышко редуцировано до узкой пленчатой скобки, охватывающей семя. Семена длиной 7-14 мм, темно-бурые, одна сторона, более или менее плоская, светлее другой, выпуклой.

Ареал: северо-восток европейской части России, Урал, Западная и Восточная Сибирь до Забайкалья.

Сосна кедровая корейская - Pinus koraiensis Sieb. et Zucc. Дерево высотой до 40 м, диаметр может быть более 1 м. Побеги покрыты грубыми рыжевато-бурыми волосками. На укороченном побеге по 5 хвоинок в пучке, снаружи хвоя зеленая, по бокам бледно-голубоватая, на ощупь жесткая, 7-15 (до 20) см длиной. Почки удлиненно-овальные, оттянутые в короткое острие. Шишки нераскрывающиеся, 12-17 см длиной, до 6 см шириной, яйцевидно-цилиндрические. Семенные чешуи более или менее плотно сомкнутые, толстые. Концы щитков клинообразно вытянутые, отогнуты к основанию шишки. Семена бескрылые, длиной 14-17 мм, трехгранно- угловатые, с одним острым ребром, желтовато-коричневые. В среднем значительно крупнее, чем у сосны сибирской.

Ареал: юг Дальнего Востока.