VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Изучение изменчивости морфологических признаков каштана конского обыкновенного Aesculus hippocastanum L.

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Мирикова М.В. 1

---

1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 2 с. Чермен» муниципального образования – Пригородный район Республики Северная Осетия-Алания.

Чупракова А.С. 1

---

1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 2 с. Чермен» муниципального образования – Пригородный район Республики Северная Осетия-Алания.

Работа в формате PDF

312.4 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение.

В зеленых насаждениях РСО- Алания конской каштан один из наиболее распространенных представителей флоры здешнего края. Конский каштан в нашей республике встречается с самого начала создания бульваров и садов, и является одной из наиболее распространенных древесных пород Надо отметить, что морфологические данные кроны, листьев, семян, почек, коры, цветов недостаточно изучены и описания разных авторов недостаточно раскрывают их особенности. Этим и следует объяснить выбор темы. Так, к примеру, авторы приводят разные описания листьев: «листочки удлиненно- обратнояйцевидные, 10- 20 см длиной, 3- 10 см шириной, на верхушке коротко заостренные, к основанию постепенно суженные, дважды пильчатые (Галушко, 1964). И «листья сложнопальчатые, из 5- 7 сидячих листочков продолговатой обратнояйцевидной формы, у вершины закругленные, с клиновидно заостренной вершиной, к основанию длинно - суженные, по краям тупозубчатые, длиной 20- 25 см, черешок листа около 15 см (Колесников, 1974)».

В связи с этим поставлена цель: изучить некоторые морфологические признаки конского каштана обыкновенного, и определенны следующие задачи:

Выявить размеры и изменчивость основных морфологических признаков вегетативных и генеративных органов;

Изучить основные фазы фенологии в течение вегетативного периода.

Работа состоит из введения, 4- х глав, выводов и рекомендаций. В конце приводится список использованной литературы. Работа имеет теоретическое значение, т. к. результаты изучения некоторых морфологических признаков каштана конского обыкновенного могут применяться при составлении определителей древесных пород Северного Кавказа.

I. Биоэкологическая характеристика каштана конского обыкновенного AesculushippocastanumL.

Aesculus — латинское название древесного растения; греческое “hippos” — конь, castanum" от латинского "castanea" — название настоящего каштана.

Могучее дерево до 30 м высотой с массивным стволом и тяжелой, густой, широкоокруглой кроной, замечательными крупными соцветиями и очень декоративными плодами. Заслуженно пользуется славой одного из красивейших парковых деревьев, декоративных в течение всего года: зимой — красивым рисунком мощных ветвей; весной — рано распускающимися, крупными, клейкими, зеленовато- розовыми почками, из которых в один из теплых дней появляются оригинальные, морщинистые, сложные, длинночерешковые листья, дающие при полном развитии густую тень [7, 4]. Листья сложные, пальчатые, из 5-7 продолговатых, обратнояйцевидных листочков длиной до 25 см [8, 10]. В начале мая, после распускания листьев, на нем появляются большие (до 30 см), пирамидальные метелки из крупных, белых, в розовую крапинку цветков. Подобно свечам на елке, соцветия придают в этот период неповторимый облик дереву. Цветение продолжается 15-25 дней [9]. Очень декоративны и плоды каштана — шаровидные, зеленые, с многочисленными шипами, мясистые коробочки диаметром до 6 см, растрескивающиеся тремя створками и содержащие 1-3 блестящих, темно-коричневых семени. 

Морозостоек, довольно требователен к плодородию почвы, предпочитает суглинки, содержащие известь. Теневынослив, но лучшего развития достигает на открытых солнечных местах [1]. Требователен к влажности почвы и воздуха, сравнительно хорошо переносит городские условия, обладает высокой способностью накапливать сернистые соединения и свинец. Устойчив к вредителям и болезням. Долго сохраняет декоративность. Очень красочен осенью, когда листва приобретает красивую ярко-желтую окраску. Хороший медонос. Долговечен [5, 6]. 

Первоклассное дерево для посадки на улицах, бульварах, в аллеях парков. Хороши из него также монументальные группы и целые рощи в крупных парках и лесопарках. Очень красив в одиночной посадке, где есть возможность полностью развиться кроне [2, 3]. В культуре с 1576 года. 

Каштан не только радует своей красотой, но и способствует сохранению нашего здоровья. Одно дерево этого вида может очистить от автомобильных выхлопных газов 20 тыс. кубических метров воздуха, не теряя при этом своей декоративности. Поэтому конский каштан все чаще высаживают на улицах и площадях городов, в садах и парках [11].

II. Характеристика объектов исследования.

Каштан конский обыкновенный в с. Чермен произрастает в саду Дома культуры (10 шт.), во дворах Детского сада № 9 (5 шт.) и № 11 (4 шт.). Условия произрастания деревьев благоприятны, деревья растут вдали от проезжей части, не затенены, сильных повреждений не имеют.

III. Методика исследования.

Для решения поставленных задач проводились полевые и лабораторные исследования.

Полевые работы включали систематический обход объектов исследования в весеннее - осенний период, когда шло развитие вегетативных и генеративных органов, изменение сезонной окраски, опад листьев и созревание семян.

Для получения данных о таких морфологических признаках, как размер и все семян, размеры листьев, размеры соцветий и количество цветочков на нем был собран гербарий из листьев и соцветий, а также семена конского каштана.

Лабораторные исследования проводились с помощью линейки (с точность 1 мм), штангенциркуля (точностью 0,1 мм) и лабораторных весов  ВЛКТ-5000. Данные измерений статистически обрабатывались с помощью программы Biostat.

Фенологические наблюдения проводились по методике Н. Е. Булыгина (1991). Охвачены все фенологические фазы развития конского каштана в условиях с. Чермен.

IV. Полученные данные.

В условиях с. Чермен Каштан конский обыкновенный характеризуется следующими особенностями фенологического развития:

Набухание почек происходит во второй половине марта- первой половине апреля;

Вслед за этим, начиная со второй половины апреля, происходит распускание листьев и продолжается по мере появления новых побегов до июня месяца;

Цветение происходит с начала мая до конца месяца, то есть наступает после распускания листьев;

Плоды созревают в первой половине сентября, опадают в октябре.

Листопад может затянуться до глубокой осени, при благоприятном стечении условий среды. Единичное пожелтение листьев наступает во второй половине августа.

Ствол у старых деревьев очень мощный, чаще всего прямой и хорошо прослеживается вплоть до верхнего яруса кроны. Ветви в нижнем ярусе кроны очень сильные, горизонтальные или нисходящие. Веточки отходят неравномерно, оттопыренные или частично провисающие.

Кора у молодых деревьев гладкая, светлая, коричневая или темно коричневая и рассеченная грубыми трещинами на пластинки, которые по концам отгибаются.

Почки у конского каштана обыкновенного по размерам довольно крупные, длиной до 3 см., толщиной 1.5 см. зимой блестящие, красновато- коричневые, весной, непосредственно перед распусканием, клейкие. Чешуйки почек кожистые [10].

Литературное описание почек незначительно расходится с данными наших измерений. Данные о количестве почечных в литературе не встречаются (табл. № 1).

Табл. №1. Размеры почек каштана конского обыкновенного.

Для вегетативных почек характерны 6 пар почечных чешуй, для генеративных почек- 7 пар почечных чешуй.

Цветки колокольчатые, до двух сантиметров в диаметре, обоеполые, неправильные, собранны в соцветие. Соцветия большие, в виде пирамидальных прямостоячих кистей. Цветет в мае июне.

Отдельные цветки сложного соцветия обладают интересным с точки зрения экологии цветка свойством. Только при желтых капельках сока они вырабатывают нектар. Если сок красный, источник иссяк. Цветки, отмеченные красным соком, насекомые (пчелы и шмели) не посещают [12].

У собранных нами соцветий измерялись следующие параметры: высота и ширина соцветия, количество кистей в одном соцветии и количество цветков на одной кисти. Максимальная длина соцветия достигает 30 см., минимальная- 16. Количество кистей на одном соцветии колеблется от 13 до 37. На одной кисти может находиться до 16 цветков (табл. № 2, 3).

Табл. № 2. Размеры соцветий конского каштана.

Табл. № 3. Количество кистей в одном соцветии и число цветочков на одной кисти.

Семена собранны в сентябре месяце 2017 года. У них измеряли следующие параметры: высоту и ширину (в двух взаимно- перпендикулярных направлениях), размеры рубца у основания семени (на месте прикрепления его к плодоножке), а также взвешивали семена. Предварительно отметим, что в научной литературе по семенам конского каштана обыкновенного имеется крайне мало информации, а в работах, опубликованных по нему в С.О., эти вопросы не затрагивались вовсе.

Нами выявлены формы семян, рубцов на них у основания, вес семян и размеры семян (высота и ширина в двух взаимно- перпендикулярных направлениях). В литературе форму семян конского каштана обыкновенного называют округлой [5] и овальной [9]. В действительности они по форме чрезвычайно изменчивы и лишь небольшое количество семян можно назвать округлыми или овальными. Основание семян часто выпуклое. Форма верхушки от выпуклой до вогнутой. Встречаются с наклонной в одну сторону верхушкой, со скошенной (плоской) боковой стороной у семян, когда и два и три в одном плоде. По длине семена короче, чем по высоте и их форма определяется при взгляде на них сверху вниз. Мы выделили 4 разновидности форм семян:

Плоско- выпуклая с наклонной верхушкой;

Вогнуто- выпуклая с усеченной верхушкой;

Двояко - вогнутая форма;

Двояко - выпуклая форма.

Рис. № 1. Разновидности форм семян конского каштана обыкновенного.

Мы также выделили шесть форм рубцов:

Округлая;

Овальная;

Неправильно- округлая;

Неправильно- овальная;

Сердцевидная;

Серповидная.

Минимальный вес одного семени составляет 2 гр., а максимальный - 14,88 гр. Вес 100 штук семян на объектах исследования составляет 762 гр. Средний вес одного мелкого семени- 5,17 гр., а одного крупного семени- 9,96 гр. (табл. № 4).

Табл. № 4. Вес семян конского каштана обыкновенного.

Высокой изменчивостью характеризуются размеры семени. Так минимальная высота семени- 21 мм., а максимальная высота- 37 мм. Минимальная ширина семени- 28 мм., максимальная ширина семени- 41,5 мм. Минимальная толщина семени- 3 мм., максимальная- 42 мм. (табл. № 5).

Табл. № 5. Размеры семян конского каштана обыкновенного.

Рубец на семени конского каштана обыкновенного довольно большой. Средние размеры ширины (в двух взаимно- перпендикулярных направлениях) составляют 19 мм, а толщины- 20 мм (табл. № 6).

Табл. № 6. Размеры рубца семян конского каштана обыкновенного.

Рубец конского каштана обыкновенного, находящийся у его основании, чаще имеет овальную форму.

Листья каштана конского обыкновенного очень большие, сложно- пальчатые из 5- 7 сидячих листочков продолговатой обратно - яйцевидной формы, длиной до 25 см., в самом широком месте шириной до 25 см., боковые листочки самые мелкие (табл. № 7). Черешок сложно- пальчатого листа сильный, зеленоватый, длиной до 20 см., листья с верхней стороны матовые, темно- зеленые, с нижней - немного светлее. Осенью листья золотисто- желтые. После опада на побегах остаются большие подковообразные рубцы, по которым можно точно распознать местонахождение отдельных проводящих пучков.

Табл. № 7. Размеры листьев конского каштана обыкновенного.

Выводы и рекомендации.

В проделанной нами работе следует отметить, что впервые проводились углубленные исследования, связанные с изучением изменчивости некоторых морфологических признаков, таких как:

Изменение размеров и формы семян каштана конского обыкновенного и рубца у основания семени (описание форм и размеров рубца в изученной литературе не встречается);

Вес семян;

Размеры соцветий и количество цветков на одной кисти (у разных авторов упоминается лишь тип соцветия и характеристика цветка);

Форма и размеры листьев, длина черешка;

Изменчивость размеров почек, а также количество чешуй на одной почке.

В литературных источниках данные морфологические признаки описываются кратко, в общих чертах (и не дают полного представления о видовых особенностях каштана конского обыкновенного) или не приводятся вовсе. Таким образом, мы в данной работе значительно дополнили описание каштана конского обыкновенного дающееся разными авторами.

Произрастая в условиях с. Чермен, каштан конский обыкновенный устойчив. Конский каштан обыкновенный, сохраняющий свою декоративность в течение всего вегетационного периода,— первоклассное дерево для посадки на улицах, бульварах, аллеях садов и парков. Примечателен красивой тенистой кроной и орнаментальными крупными листьями. Особенно красив он во время цветения, когда его крона снизу доверху украшена крупными «свечами» прямостоящих соцветий. Обильно цветёт, однако, лишь при свободной, одиночной посадке на газоне или опушке.

Список использованной литературы.

Булыгин Н. Е. Дендрология.- Л.: Агропромиздат, 1991. -528 с.

Воробьев Г. И. Лесная энциклопедия. Т 1- 2. - М,: 1986.

Габеев В. Н. Парки, сады и скверы Владикавказа. – М.: Бизнес Атлас, 2008. -225 с.

Габеев В. Н., Олисаев В. А. зеленые насаждения. Природные ресурсы РСО - Алания. –Владикавказ.: Проект Пресс, 2004. -675 с.

Галушко А.И. и др. Деревья и кустарники Северного Кавказа. -Нальчик,: 1964. -534 с.

Гулисашвили В. З. Дендрофлора Кавказа. Т. 1- 4. -Тбилиси,: Изд-во АН ГрузССР, 1959- 1965. -306 с.

Качалов А. А. Деревья и кустарники.- М,: Лесная промышленность, 1970. -407 с.

Колесников А. И. Декоративная дендрология. – М.: Лесная промышленность, 1974. -704 с.

Комарицкий Н. А., Кудрашов Л. В., Уранов А. А. Систематика высших растений. – М.: 1986. –608 с.

Лапин П. И. Деревья и кустарники СССР. – М.- Л,: Наука, 1949- 1962. 548 с.

Харитонович Ф. Н. Биология и экология древесных пород.- М.: Лесная промышленность, 1968. -303 с.

Щепотьев Ф. Л. Дендрология. –Киев.: Выща школа, 1990. -336 с.