Lignification of xylem of different birch species during introduction in the Nizhny Novgorod region

Abstract

Интродукция как одна из традиционных в лесном хозяйстве сфер практической деятельности сохраняет свою актуальность и на современном этапе. Обладая широким спектром полезных признаков и свойств, представители рода берёза (Betula L.) подвергаются разноплановым исследованиям. Цель данного исследования являлось получение сравнительной оценки различных видов, входящих в таксономическую систему рода берёза, по степени лигнификации ксилемы. Объектом исследования служили посадки 10 видов берёзы, представленных в интродукционной коллекции ботанического сада Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского. Предметом исследования являлась изменчивость степени лигнификации ксилемы у интродуцированных и аборигенного видов берёзы. Первичной единицей выборки в опыте принят однократный учет временных препаратов поперечных срезов из средней части годичного прироста, которые после окрашивания и фиксации визировали с помощью микроскопа Микмед-2. Одревеснение клетчатки в стенках клеток ксилемы выявляли с помощью качественной реакции флороглюцина на лигнин. Дополнительно был произведен опытный анализ сроков опадания листвы у исследуемых объектов. В ходе анализа степени лигнификации клеток ксилемы в годичных побегах видов берёзы, в пределах опытного участка, установлена их неоднородность по значениям изучаемых показателей вне зависимости от видовой принадлежности. Минимальное число неодревесневших клеток ксилемы свидетельствовало о большей степени подготовленности растений к неблагоприятному зимнему периоду и более раннему опаданию листвы. Различия проявились на выровненном экологическом фоне в условиях Нижегородской области и подтверждены результатами однофакторного и двухфакторного дисперсионного анализа. Introduction as one of the traditional areas of practical activity in forestry remains relevant at the present stage. Having a wide range of useful features and properties, representatives of the genus birch (Betula L.) are subject to diverse research. The purpose of this study was to obtain a comparative assessment of various species included in the taxonomic system of the genus birch, according to the degree of lignification of xylem. The object of the study was the planting of 10 species of birch presented in the introduction collection of the Botanical garden of Nizhny Novgorod state University. N.I. Lobachevsky. The subject of the study was the variability of the degree of xylem lignification in introduced and native birch species. The primary sampling unit in the experiment was a one-time recording of temporary preparations of cross-sections from the average part of the annual growth, which, after staining and fixation, were viewed using a Micmed-2 microscope. Lignification of fiber in the walls of xylem cells was detected using a qualitative reaction of phloroglucin to lignin. Additionally, an experimental analysis of the timing of leaf fall in the studied objects was performed. During the analysis of the degree of lignification of xylem cells in annual shoots of birch species within the experimental area, their heterogeneity in the values of the studied indicators was established, regardless of the species. The minimal number of non-woody xylem cells indicated that the plants were more prepared for the unfavorable winter period and earlier leaf fall. The differences were revealed against a leveled environmental background in the Nizhny Novgorod region and were confirmed by the results of one-factor and two-factor analysis of variance.