Scotch pine root system absorptive activity and biological productivity in the ontogeny of the Tyumen region

Abstract

The purpose of this study is to obtain quantitative data of net photosynthetic, mineral, and biological productivity of Scotch pine (Pinus sylvestris L.) at the level of the organism in different forest types in the ontogeny of the Tyumen region on taxational data. Net photosynthetic productivity was determined by A.A. Nichiporovich, mineral productivity – by V. M. Lebedev, and biological productivity - by the relative weight gain for age period. Growing with age, deficit of elements led to a decrease in the absorbing activities of the roots, net photosynthetic productivity and biological productivity in all types of forests. Adaptive responses of plants to the prevailing conditions has been to increase the active surface of the roots with respect to the surface of the needle, which allowed to increase the supply elements of the aerial parts to maintain vital photosynthesis and the relative stabilization of biological productivity. This regulatory reaction at the level of the organism is marked by the age of 30 years and by the time a tree is 180 years old its adaptive capacity will have been exhausted. The proposed physiological analysis of biomass table’s will expand research in the physiology and ecology of forest stands in order to develop technological methods of increasing productivity.

Цель исследования – получить количественные данные чистой продуктивности фотосинтеза, минеральной и биологической продуктивности у сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) на уровне организма в разных типах леса в онтогенезе в Тюменской области по таксационным данным. Чистую продуктивность фотосинтеза определяли по А. А. Ничипоровичу, минеральную продуктивность – по В. М. Лебедеву, биологическую продуктивность – по относительному приросту массы за сравниваемый период. Растущий с возрастом дефицит элементов приводил к снижению поглотительной деятельности корней, чистой продуктивности фотосинтеза и биологической продуктивности во всех типах леса. Адаптивной реакцией растений на этот процесс стало увеличение поверхности активных корней относительно хвои, что позволило усилить снабжение элементами надземной части для поддержания жизненно необходимого фотосинтеза и относительной стабилизации биологической продуктивности. Эта регуляция на уровне организма отмечена с 30 лет, к 180 годам ее адаптивные возможности были исчерпаны. Предложенный физиологический анализ таблиц фитомассы позволит расширить исследования в области физиологии и экологии древостоев с целью разработки технологических приемов повышения продуктивности.