Особенности строения сосны обыкновенной. Сосна: строение, образование семян

Особенности строения сосны обыкновенной. Сосна: строение, образование семян

Строение семени хвойных

У подавляющего большинства хвойных семена образуются в шишках. У тиса (Taxus baccata) семена сидят на побеге поодиночке.

У некоторых представителей семейства сосновых, например, у сибирской “кедровой” сосны, итальянской сосны (Pinus pined) и других семена крупные бескрылые, распространяемые различными животными (зоохория), например птицами (сойками, кедровками), белками и др.

Рассмотрим крылатые семена наиболее распространенных хвойных пород: сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) (рис. 62, 10, 11), ели обыкновенной (Picea abies) и лиственницы сибирской (Larix sibirica).

Рис. 63. Шишки хвойных: 1 – сосна обыкновенная (Pinus sylvestris); 2 – сосна сибирская, или кедровая (P. sibirica); 3 – сосна Веймутова (P. strobus); 4 – лиственница сибирская (Larix sibirica); 5 – ель обыкновенная (Picea abies); 6 – ель сибирская (P. obovata); 7 – пихта сибирская (Abies sibirica); 8 – пихта кавказская (A. nordmanniana); 9 – кипарис вечнозеленый (Cupressus semper virens); 10 – туя западная (Thuja occidental is); 11 и 12 – можжевельник обыкновенный (Juniperus communis)

Удалим у части семян крылышки и, смешав обескрыленные семена с крылатыми (той же породы), подбросим их. Внимательно следя за скоростью падения тех и других, убедимся, что семена с крылышками падают медленнее, чем обескрыленные.

Пленчатые крылышки семян хвойных образуются не из интегумента, а из поверхностной ткани семенной чешуи. Контур будущего крылышка очерчен уже на чешуе молодой шишки. При созревании семени крылышко отделяется от чешуи.

Для изучения внутреннего строения семени хвойных очень удобны крупные семена сосны сибирской (Pinus sibirica), лишенные крылышек и неправильно называемые в обиходе кедровыми орешками.

Расколем скальпелем твердую оболочку (“скорлупу”) семени, представляющую собой сильно разросшийся и одревесневший покров семяпочки – интегумент. Под оболочкой семени находим тонкую, сухую коричневую пленку; это растянутая и высохшая ткань нуцеллуса. Сняв эту пленку, обнаружим под ней белый эндосперм (женский гаметофит), состоящий из ткани, богатой питательными веществами: крахмалом, белком и в особенности маслом.

Надрежем осторожно эндосперм продольно, не доводя скальпель до середины, чтобы не повредить находящийся в эндосперме зародыш. Затем, раздвинув половинки эндосперма, извлечем иглой зародыш и рассмотрим его в лупу. Зародыш, являющийся молодым спорофитом, состоит из стебля-подсемядольного колена, увенчанного на одном конце (противоположном пыльцевходу) розеткой зачаточных листьев-семядолей (рис. 62, 12). В центре, между семядолями находится конус роста стебля. На противоположном конце зародыша находится зачаточный корешок. Этот конец еще связан посредством подвеска с тканью эндосперма, из которого в зародыш поступают питательные вещества. Последние используются зародышем в его дальнейшем развитии после периода покоя,. т. е. при прорастании. По мере формирования корешка подвесок съеживается и отмирает.

Раздавим тупым концом карандаша на белой бумаге кусочек эндосперма. На бумаге появится жирное пятно. В семенах сибирской сосны содержится до 50% масла (“кедровое масло”), имеющего пищевое и техническое значение. Крахмал и белок можно обнаружить на срезах эндосперма иодным реактивом, от которого крахмал синеет, а белок приобретает золотисто-желтую окраску.

Итак, семя – образование чрезвычайно сложное. Оно состоит из элементов старого спорофита (интегумент и нуцеллус), всего женского гаметофита (эндосперм) и зародыша – молодого спорофита. Сравнивая семя со спорой, нетрудно представить себе то огромное преимущество, которое обрели в ходе эволюции растительного мира голосеменные, размножающиеся не одноклеточными спорами, как их предшественники – древние папоротникообразные, а развитым и покоящимся зародышем, обеспеченным первичным питанием и хорошо защищенным мощным покровом семени.

Строение сосны обыкновенной

Из 12 видов сосен, которые произрастают у нас, сосна обыкновенная встречается чаще всех. Обусловлено это широким ареалом сосны, ее нетребовательностью к почве и высокими характеристиками древесины.

Строение сосны обыкновенной не отличается остальных представителей хвойных и имеет корень, ствол, ветви и хвою, представленную тонкими хвоинками.

Корневая система сосны обыкновенной

Сосна имеет пластичную корневую систему. На сегодняшний день выделено 4 типа корневых систем, которые различаются по строению и форме:

1. Мощная корневая система, состоящая из развитого стержневого корня и нескольких боковых, что типично для свежей, хорошо дренированной почвы;
2. Мощная корневая система, представленная слабо выраженным стержневым корнем, но сильно развитыми боковыми, которые располагаются параллельно поверхности грунта. Такая корневая система типична для сухой почвы с глубоким залеганием грунтовых вод;
3. Слабо выраженная корневая система, которая состоит исключительно из разветвленных коротких корней, проявляется на переувлажненных почвах (болотных и полуболотных);
4. Неглубокая, но густая корневая система, представляющая своеобразную «щетку» характерна для плотной почвы с глубоким расположением грунтовой воды.

Таким образом, какие корни у сосны, зависит исключительно от характера и структуры почвы, на которой произрастает дерево. А пластичность корневой системы делает сосну необычайно ценной, предоставляя возможность производить искусственное облесение на заболоченных, бедных, сухих и других непригодных почвах. При этом стоит заметить, что расти корневая система сосны обыкновенной начинает при температуре не ниже +3°С. У представителей других хвойных пород этот показатель существенно ниже.

Ствол сосны обыкновенной

Дерево, растущее в густых посадках, имеет стройный, ровный, прямой, высокоочищенный от сучьев ствол. В изреженных насаждениях и в просторных условиях произрастания дерево получается менее высоким, а ствол – более суковатым. Кора в разных частях ствола имеет разную толщину и разный цвет. В нижней части она более толстая, от красно-бурого до почти серого цвета, бороздчатая. А в средних и верхних частях, а также на крупных ветках желтовато-красного цвета, с отслаивающимися тонкими пластинками, тонкая, почти гладкая.

Самый большой прирост по высоте происходит при благоприятных условиях в 30-летнем возрасте. К 80 годам дерево достигает 30 м в высоту.

Ветви и крона сосны обыкновенной

Форма кроны зависит от возраста. В молодости дерево имеет конусовидную крону, которая к старости приобретает широкую, округлую, иногда зонтиковидную форму.

Расположение веток у сосны мутовчатое.

Как правило, 4-5 веток расходятся веером во все стороны, расположившись вокруг ствола на одном уровне. Этаж за этажом к самой вершине поднимаются такие мутовки. При чем каждый год образуется новая. Мутовки помогают определить возраст дерева: сколько мутовок – столько лет сосне. Но определять возраст таким способом можно только у молодых деревьев. У старых экземпляров нижние мутовки отмирают и зарастают, образуя голый ствол.

Почки красновато-бурые, удлиненно-яйцевидные, остроконечные, длиной 6-12 мм, в большинстве смолистые, расположены на конце побега мутовчато вокруг конечной почки, иногда почки появляются на побегах сбоку, но ветвей не образуют. Наибольший прирост по высоте дает в благоприятных условиях в возрасте 15-30 лет, достигая к восьмидесяти годам 30м.

Хвоя сосны обыкновенной

Сосновая хвоя имеет темно-зеленый цвет. Длина хвоинок 4-7 см. Сверху они выпуклые, снизу плоские, жесткие, остроконечные. На дереве хвоинка живет 2-3 года, после чего отпадает вместе с укороченными побегами. Расположение укороченных побегов – спиральное. Они равномерно покрывают главный и боковые побеги. При этом им придается радиальная симметрия. Укороченные побеги, выходящие из пазух чешуек, представляют собой редуцированные листья. Такие чешуйки заметны только на молодых побегах.

Строение укороченного побега – сложное и хорошо различается только после распускания сосновых почек. Состоит он короткого, не более 2 мм, стебля, 2 иголок, между которыми находится спящая почка. Также укороченный побег имеет чешуйки в двух видах, которые плотно охватывают его в виде своеобразной трубки. Эти чешуйки представляют собой редуцированные листья. Заметны они лишь ранней весной на молодом побеге. Позднее – засыхают и отпадают.

Спящие почки сосны обыкновенной отпадают вместе с хвоей. Если хвоя сильно повреждена, например, поломана верхняя часть удлиненного побега или при нанесении вреда насекомыми, при повреждениях верхушечных почек спящие почки на укороченных побегах могут прорасти. В этом случае между иголками может появиться удлиненный побег. Отпадает хвоя ежегодно, но не вся сразу.

Семена сосны обыкновенной

Сосновые семена созревают к сентябрю-октябрю следующего за опылением года. При этом в течение зимы семена остаются в шишках, которые начинают раскрываться только в апреле с достижением температуры в +10°С. Однако на раскрытие шишек действует не столько температура воздуха, сколько уровень влажности. Поэтому в отдельных регионах при одинаковой температуре окружающего воздуха шишки могут начать раскрываться раньше.

Семя сосны обыкновенной созревает в разном возрасте. Зависит это от условий, в которых растет дерево. Например, отдельно стоящие сосенки могут принести семена уже в 10-летнем возрасте. А деревья, произрастающие в густых насаждениях с плотной сомкнутостью крон позже – в 25-30 лет. Количество шишек, так же, как их расположение, зависит от «пола» сосны.

Шишка – видоизмененный побег. Мужские шишки собраны в колосовидные соцветия, каждое из которых состоит из отдельно сидящих шишечек. Нижняя сторона их чешуек имеет 2 пыльцевых мешка, необходимые для созревания галоидной пыльцы. Пыльцевое зерно овальной формы. В его оболочке имеются воздушные пузырьки, благодаря чему пыльца может легко переноситься на довольно большие расстояния. На чешуйках женских шишек имеются семяпочки (семязачатки).

Репродуктивные органы сосны обыкновенной теплолюбивые. И с понижением температуры окружающего воздуха при повышении высоты местности качество семян существенно ухудшается. Опыление происходит в конце мая. В это время сосновая пыльца, разносимая ветром, попадает на семенные чешуйки, вследствие чего они склеиваются смолой. С разрастанием шишки чешуйки одревесневают. После оплодотворения пыльцевые зерна, называемое микроспорами, прорастают и образуют мужские гаметофиты. Их вегетативные клетки образуют пыльцевые трубки, а генеративные – спермии. Макроспоры образуются из семяпочек (макроспорангий) и в результате клеточного деления образуются женские гаметофиты, в которых формируется эндосперм и яйцеклетка. Зигота, которая образовалась после слияния половых клеток, дает зародыш, а семязачаток – семя. Будущие шишки изначально имеют зеленый цвет, а впоследствии становятся коричневыми. В развивающемся зародыше имеется стебелек, корешок, почки и несколько семядолей. Попадая в благоприятные условия, семена сосны обыкновенной прорастают и дают начало спорофиту – листостебельному растению.

В среднем ежегодно сосна обыкновенная дает 500-700 тысяч семян на 1 га, что меньше, по сравнению с елью, в 2 раза, а с лиственницей – в несколько раз.

Сеянцы сосны обыкновенной

Сосновые сеянцы рекомендуется выращивать на легкоглинистых и супесчаных почвах. Крайне редко – на песчаных. Высев семян осуществляют, как правило, весной, но можно и осенью.

Для этого используется ленточная схема 6-строчных посевов. Рекомендуется посевы замульчировать, покрыв их торфяной крошкой, опилками или дробленой корой хвойного дерева. На 1 п.м строки высевается 1,5 г семян. На третью неделю появляются всходы.

Обычно они с 5-7 трехгранными семядолями. Хвоинки – одиночные, спирально сидящие. Парная хвоя образуется на второй год. Такие сеянцы выращиваются в открытом грунте до 3 лет, после чего пересаживаются на постоянное место. Также можно их выращивать в пленочных теплицах на протяжении 1-2 лет.

Сосна обыкновенная (Pinus Sylvestris)

Сосна обыкновенная – наиболее популярное вечнозеленое дерево на отечественных широтах. Используется в лесокультурной практике, для озеленения санаториев, загородных парков. Многие сорта активно применяются в ландшафтном строительстве. Нередко в литературе указывается ее второе название на латинском — Pinus sylvestris.

Ботаническое описание

Сосна обыкновенная (по-другому, сосна лесная) – вид хвойного дерева со специфическим и освежающим ароматом. Корневая система пластичная, формируется в зависимости от структуры и состава грунта. Максимальная высота сосны – 35-40 м., встречаются экземпляры до 50 м.

Ствол прямой, разветвленный, в диаметре достигает 0.6-1.2 м. Крона конусовидная, округлая, толстая. Кора коричневатая с глубокими трещинками у основания, а в верхней части – тонкая и чешуйчатая светло-коричневого оттенка. Ветки плотно покрыты длинными зелеными иглами. Хвоинки сосны обыкновенной заостренные, плотные, размещены попарно, в длину достигают 4-7 см.

Ниже приведена классификация сосны

Плоды дерева – удлиненные конусоподобные шишки. В длину достигают 2-7 см., в ширину – 2-4 см. Они располагаются одиночно или по 2-3 штуки на ветке. На второй год деревенеют и меняют светло-зеленый на коричневый цвет. В плодах созревает семя, сохраняющее всхожесть 7 лет. Семена разной окраски, удлиненные, в длину достигают 3 мм. Имеют легко отделяемое крыло, которое обхватывают семя по бокам. Период вылета из шишки – март–июнь.

Ареал обитания

Азия и Европа являются средой обитания сосны. Растение можно встретить в Великобритании, Испании, странах СНГ, Монголии, Китае. На бедных и засушливых землях образует сосновые боры, а на плодородных землях входит в состав смешанных лесов.

Дерево не предъявляет требований к влажности и составу грунта. Чаще всего произрастает на супесчаной, торфяной, дерновой, и подзолистой землях. Занимает неблагоприятные для других культур участки – болота, пески. Образует чистые и смешанные леса. Ее соседями может быть береза, ель, дуб.

Распространение сосны обыкновенной: наибольшая сосредоточенность в Сибири, на Кавказе, в районах реки Лены, Ангары, Иртыша, Оби, Оки. Область распространения в Сибири занимает более 5 млн. кв.км.

Особенности

Сосна – светолюбивое растение, подстраивается под температурные условия среды произрастания. Корневая система в зависимости от места обитания приспосабливается к условиям. На засушливых участках более развит стержневой корень, в зонах с умеренно- влажным климатом – развиваются боковые корни.

Дерево сосна размножается семенным способом и прививкой. Пересадку саженцев начинают с 3-7 лет. Цветение начинается с середины мая – температура в это время уже высокая. В этот период над лесом поднимается облако «желтой пыли». С помощью ветра происходит опыление, оплодотворение ожидается на следующий год. Плодоносить начинает лет с 15-и при одиночной посадке, в лесу – после 40 лет. Средняя продолжительность жизни дерева 200-300 лет, в отдельных случаях доживает до 500 лет. Она умеренно растет, максимальный прирост ожидается к 15-20 годам

Итак, особенности сосны обыкновенной: отличается хорошей выживаемостью, приспосабливается к разным температурным условиям, засухоустойчива и светолюбива. Корневая система предотвращает эрозию земли, осыпание старых оврагов и образование новых обрывов.

Виды и сорта

Сосна лесная занимает около 60% всех хвойных растений. В разных частях обитания ученые выделили разновидности и экотипы, которые свойственны конкретным районам произрастания. На сегодняшний день рассматриваются три подвида P. Sylvéstris (С. Обыкновенная):

1. Hamata Steven. Среда обитания Балканский полуостров, Закавказье.
2. Lapponica. Среда обитания Финляндия, Швеция, Россия, Соловецкие острова.
3. Mongolica Lity. Среда обитания Монголия Китай, Забайкалье, Сибирь.

Характеристики сосны в зависимости от сорта:

1. Ваттерери (Watereri). Популярная разновидность P. Sylvéstris, часто используется в ландшафтном дизайне. Имеет округлую крону, зеленую с голубоватым оттенком крону. Растет медленно – прирост в год составляет около 10 см, только в 30-летнем возрасте вырастает до 3 метров, с годами высота достигает 7 м.
2. Глобоза Виридиз. Еще один карликовый сорт. В высоту достигает до 1.5 метров. Имеет пирамидальную или шарообразную плотную крону темно-зеленого цвета. Отличительная черта – наличие коротких (текущего года хвоя) иголок и длинных (прошлого года). Не любит переувлажнение и городскую пыль.
3. Фастигиата. Быстрорастущий сорт с прямым стволом и узкоколоновидной кроной. Хвоя серовато-зеленого оттенка, жесткая. Прирост в год – около 20 см. в высоту и 5 см. в ширину. Взрослое дерево достигает 10-14 метров. В простонародье сорт получил название «Голубая свеча».
4. Джереми. Миниатюрный представитель сосны обыкновенной. Очень оригинальный сорт с зелено-голубоватой кроной. В ландшафтном дизайне используется для альпинариев и каменистых садов.
5. Келпи. Низкорослый редкостный сорт, предназначенный для украшения дачных участков и частных территорий. Хвоя жесткая и густая насыщенного зеленого цвета. В высоту достигает до 0.8 м., а в диаметре – 1.2 м. Прирост в год составляет около 7 см.
6. Спорт оф Репенс. Редкий и необычный сорт, который часто относят к кустарникам. Хвоинки жесткие, густо расположенные, серовато-зеленоватого оттенка. В высоту достигает до 0.5 м., диаметр – 0.8 м. Прирост в год составляет около 5 см.

Карликовые сорта наглядно смотрятся в одиночной посадке или в групповой композиции. Подходят для альпинариев, каменистых садов. Низкорослые разновидности выгодно смотрятся на контрасте с более высокими растениями, высокорослые – на больших пространствах.

Лечебные свойства

Сосну обыкновенную часто используют в лечебных целях. Из сырья готовят отвары, настои, сиропы, мази. Они обладают противовоспалительным, мочегонным, антибактериальным, отхаркивающим, кровоостанавливающим, дезинфицирующим действием. Находит применение эфирные масла сосны в косметологии. Средства убирают перхоть, укрепляют и придают блеск волосам, стимулируют процессы регенерации клеток кожи.

Полезные свойства сосны обыкновенной определяются веществами, входящими в состав сырья. В нем содержатся в высокой концентрации эфирные масла, кислоты, витамины, каротин и другие полезные компоненты. Народные эликсиры принимают в следующих случаях:

• для профилактики авитаминоза;
• при заболеваниях суставов;
• при сердечнососудистых патологиях;
• при заболеваниях печени и почек;
• при язвах и гастритах;
• при бронхитах, пневмониях;
• при простуде;
• при циститах.

Интересные факты

Самые интересные сведения о сосне обыкновенной:

1. Дерево еще в древние времена почиталась лекарями и использовалась как лекарственное растение. На Руси смолу применяли для лечения заболеваний зубов и ротовой полости.
2. В Древнем Египте смолу добавляли в специальные составы для бальзамирования трупов.
3. Самую высокую сосну обыкновенную можно встретить на побережье Балтийского моря.
4. Смола старых деревьев согласно народным поверьям привлекает богатство.
5. Прогулки в сосновых лесах благоприятно воздействуют на дыхательную и нервную систему – успокаивает, снимает напряжение.
6. Живица участвует в производстве скипидара, канифоли.
7. Сосна обыкновенная является объектом лесоэксплуатации. Ее применяют в судостроении, в мебельном производстве, для построения дамб и причалов.

Сосна обыкновенная – распространенное вечнозеленое дерево. Растет в разных климатических условиях, ареалом обитания является территория Европы и Азии. Сырье используется в народной медицине, в мебельной промышленности, судостроении.

Источники:

https://plantlife.ru/books/item/f00/s00/z0000027/st093.shtml
https://www.udec.ru/derevo/sosna-stroenie.php
https://hvorast.ru/sosna/sosna-obiknovennaya