Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса
1.1 Внутривидовая изменчивость лесных древесных растений по содержанию экстрактивных веществ в древесине и коре 8
1.2 Экстрактивные вещества бересты Betula pendula и методы их выделения. 16
2. Объекты и методы исследования
2.1 Район и объекты исследования... 27
2.2 Методика и объем исследования , 37
3. Внутривидовая изменчивость Betula pendula по содержанию бетулина и суберина в бересте
3.1 Изменчивость накопления бетулина и суберина в бересте Betula pendula в зависимости от географической зональности .. 41
3.2 Межпопуляционные различия древостоев Betula pendula по содержанию бетулина и суберина в бересте 51
3.2.1 Сравнительный анализ содержания бетулина и суберина в бересте деревьев Betula pendula и Betula pubescens 59
3.3 Изменчивость Betula pendula по содержанию бетулина и суберина в бересте от диаметра деревьев 61
3.4 Эндогенная изменчивость содержания бетулина и суберина в бересте деревьев Betula pendula 69
3.5 Сезонная динамика показателей содержания бетулина и суберина в бересте Betula pendula . 75
3.5.1 Изменчивость содержания бетулина и суберина в бересте Betula pendula на высоте ствола 1,3 м 80
4. Накопление бетулина и суберина в бересте Betula pendula при поражении грибами и в условиях антропогенного воздействия
4.1 Влияние поражения дереворазрушающими грибами на накопление бетулина и суберина в бересте Betula pendula 83
4.2 Воздействие антропогенного фактора на содержание бетулина и суберина в бересте Betula pendula 91
4.3 Сравнительный анализ содержания бетулина и суберина в бересте деревьев Betula pendula, пораженных дереворазрушающей гнилью и испытывающих антропогенное воздействие 99
5. Оценка ресурсного потенциала берёзовых лесов по содержанию бетулина и суберина в бересте 102
Выводы 107
Список литературы 109
Приложения 129
- Внутривидовая изменчивость лесных древесных растений по содержанию экстрактивных веществ в древесине и коре
- Межпопуляционные различия древостоев Betula pendula по содержанию бетулина и суберина в бересте
- Сезонная динамика показателей содержания бетулина и суберина в бересте Betula pendula
- Воздействие антропогенного фактора на содержание бетулина и суберина в бересте Betula pendula
Введение к работе
Актуальность темы. В европейской части России широко распространены берёзовые леса, в формировании которых принимает значительное участие берёза повислая Betula pendula Roth. Наряду с большим лесоводственным значением, Betula pendula имеет важное промышленное применение.
В результате окорки берёзовой древесины на деревообрабатывающих и целлюлозно-бумажных предприятиях скапливается огромное количество берёзовой коры в качестве отходов. Береста, содержащая до 50 % экстрактивных веществ, извлекаемых органическими растворителями и щелочами [Кислицын, 1994], представляет немалый потенциальный интерес для химической переработки с целью получения новых продуктов и биологически активных веществ. Утилизация бересты, содержащей ценные природные соединения, является актуальной.
Тритерпеновый спирт бетулин - основной компонент экстрактивных веществ, извлекаемых из бересты. Благодаря доступности сырья, простоте извлечения, ряду ценных свойств и низкой токсичности бетулин имеет многообразные возможности для применения в различных отраслях.
Наряду с бетулином из бересты извлекается суберин, липофильное высокомолекулярное вещество из клеточных оболочек опробковевших тканей. Продукты конденсации суберина используются для синтеза поверхностно-активных и пленкообразующих материалов.
Систематизированных и детальных исследований изменчивости Betula pendula по содержанию бетулина и суберина в бересте не проводилось.
5 Цель и задачи исследования.
Целью исследования являлось изучение внутривидовой изменчивости Betula pendula по содержанию бетулина и суберина в бересте в зависимости от различных факторов в пределах Восточно-Европейской равнины.
Задачи:
Исследование факторов изменчивости Betula pendula по содержанию бетулина и суберина в бересте.
Выявление особенностей накопления бетулина и суберина в бересте деревьев Betula pendula при поражении грибами и в условиях антропогенного воздействия.
3. Оценка ресурсного потенциала березовых лесов по показателям бетулина и
суберина на примере Республики Марий Эл.
Научная новизна.
Экспериментально доказана и количественно оценена внутривидовая изменчивость Betula pendula по содержанию бетулина и суберина в бересте в зависимости от различных факторов и дана ресурсная оценка березовых лесов по содержанию бетулина и суберина в бересте на примере Республики Марий Эл.
Практическая значимость.
Выявлены факторы, влияющие на накопление бетулина и суберина в бересте Betula pendula, что позволяет установить оптимальные условия заготовки бересты с целью максимального количественного выделения изученных веществ. Результаты исследований используются в учебном процессе студентов факультета лесного хозяйства и экологии МарГТУ и включены в курс лекций и практических занятий по дисциплине "Основы биотехнологии".
Обоснованность выводов и достоверность результатов исследований обеспечивается достаточным объемом экспериментального материала,
применением современных методов математической статистики, оценкой критериев достоверности средних данных и различий. Положения, выдвигаемые для защиты:
Оценка факторов изменчивости Betula pendula по содержанию бетулина и суберина в бересте.
Особенности накопления бетулина и суберина в бересте деревьев Betula pendula при поражении грибами и в условиях антропогенного воздействия.
3. Ресурсная оценка количественного содержания бетулина и суберина в бересте Betula pendula.
Личное участие автора.
Автором изучена литература, сформулированы цели, задачи, выбрана методика количественного выделения бетулина и суберина из бересты, проведен отбор полевого материала и его химический анализ, подготовлены к печати статьи и тезисы докладов.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях: Международной - "Кадровое и научное сопровождение устойчивого управления лесами: состояние и перспективы" (Йошкар-Ола, 2005); Всероссийских - Седьмые Вавиловские чтения "Глобализация и проблемы национальной безопасности России в XXI веке" (Йошкар-Ола, 2003); Восьмые Вавиловские чтения "Мировоззрение современного общества в фокусе научного знания и практики" (Йошкар-Ола, 2004); заочной научно-практической студенческой конференции "Химия и лес" (Йошкар-Ола, 2004, 2005); научно-практической конференции "Современные проблемы аграрной науки и пути их решения" (Ижевск, 2005); Межрегиональной - научно-практической конференции студентов и аспирантов "Исследования молодежи - экономике, производству, образованию (Сыктывкар, 2004); научных конференциях профессорско-преподавательского состава МарГТУ (2001-2005 годы).
7 Публикации.
По теме диссертации опубликовано 9 работ. Структура и объем диссертации.
Диссертация изложена на 144 страницах машинописного текста и включает введение, 5 глав, выводы, 10 приложений, 35 таблиц, 15 рисунков, список использованной литературы из 184 наименований, в том числе 30 - на иностранных языках.
Благодарности. Приношу искреннюю признательность своему научному руководителю - д-ру биол. наук, проф. Р.И. Винокуровой - за помощь, ценные советы и консультации. Выражаю глубокую благодарность за большую помощь при обсуждении результатов работы д-ру с.-х. наук, проф.|И,А, Алексееву, д-ру биол. наук, проф. Ю.П. Демакову, а также всем сотрудникам кафедр химии и лесной селекции, недревесных ресурсов и биотехнологии за содействие и помощь при проведении исследований.
8 1. Состояние вопроса
Внутривидовая изменчивость лесных древесных растений по содержанию экстрактивных веществ в древесине и коре
При изучении организмов, относящихся к любой систематической группе, исследователь всегда сталкивается с высокой степенью разнообразия особей, составляющих биологический вид. Это свойство получило свое отражение в представлении о внутривидовой изменчивости организмов. У большинства древесных растений внутривидовая изменчивость проявляется особенно заметно.
На основе многосторонних исследований по изменчивости древесных пород, проведенных С.А.Мамаевым (1967, 1973, 1974, 1975), разработано представление о формах и уровнях внутривидовой изменчивости основных лесообразующих видов. С.А. Мамаев (1973) выделил основные формы внутривидовой изменчивости: эндогенная, индивидуальная, экологическая, географическая.
В пределах каждой формы изменчивости выделяют три основные категории изменчивости: 1) изменчивость структурных признаков; 2) изменчивость функциональных признаков (физиолого-биохимических свойств); 3) изменчивость качественных (химических) признаков (варьирование в содержании различных элементов и веществ в тканях растения). Термин "химическая изменчивость" был предложен Н.Н. Ивановым и В.И. Ниловым (Мамаев, 1973).
Проанализированы имеющиеся в литературе сведения относительно разных форм изменчивости в содержании отдельных групп экстрактивных веществ в древесине и коре некоторых древесных пород. Особое внимание уделено представителям рода Betula, которые вызывают всё больший интерес исследователей из-за содержащихся в бересте ценных экстрактивных веществ. Количество экстрактивных веществ в древесных тканях зависит от ряда факторов: вида древесной породы, возраста, времени года, места и условий произрастания.
Классификация экстрактивных веществ основана на способе их последовательного выделения из растительного материала. Количественное содержание и состав извлекаемых веществ зависит от природы растворителя (хлористый метилен, дихлорэтан, эфир, бензол, спирт, смесь спирта с бензолом, ацетон и водно-ацетоновые смеси) (Долгодворова и др., 1975; 1977).
Все экстрактивные вещества можно подразделить на три основные группы: смолистые вещества, углеводные компоненты и фенольные соединения.Смолистые вещества древесных пород, или природные смолы, являются сырьем для канифольно-скипидарной промышленности. На их основе могут быть получены антиокислители и антиполимеризаторы масел, поверхностно-активные вещества и эмульгаторы, а также лаки, лаковые пленки, пластификаторы и др. (Hannus, Pensar, 1973).
Многие растительные фенольные соединения применяются в фармакологии и медицине (Барабой, 1976; Запрометов, 1993; Шасс, 1952).
Экстрактивные вещества, выделяемые из различных органов представителей рода Betula, обладают ценными фармакологическими свойствами (Государственная фармакопея СССР, 1989) и могут быть использованы в исходном или трансформированном виде в медицине, фармакологии и различных отраслях промышленности. Betula pendula наряду с Betula pubescens занимают одно из первых мест среди древесных пород по своим лечебным свойствам (Синадский, 1973).
Древесная кора служит объектом самостоятельного изучения, так как по химическому составу она значительно отличается от древесины (Никитин, 1960). Кроме того, различия между экстрактивными веществами древесины и коры еще более существенны (Химия древесины, 1982). Географическая изменчивость. Разнообразие условий произрастания и большая протяженность территории обусловливают географическую изменчивость химического состава растений, определяющим фактором которой является климат, что нашло отражение в работе И.Л. Фуксмана с сотр. (Изменение содержания..., 1979). В работах ряда авторов (Иванов, 1961; Родин, Базилевич, 1965; Шарапов, 1954) показано действие климата на химизм растений, главным образом сельскохозяйственных.
Влияние климатических факторов на химический состав древесины и коры деревьев выявлено при изучении видов с широким географическим ареалом. На нескольких десятках образцов древесины некоторых хвойных и лиственных пород показано, что в сибирских породах содержание эфирорастворимых веществ больше, чем в породах, произрастающих в Ленинградской области (Хуторщиков, 1960). Подобные результаты получены И.П. Цветаевой с сотр. (Исследования..., 1960).
Увеличение количества водорастворимых веществ с изменением географической широты хорошо прослеживается при исследовании древесины и коры лиственницы (Долгодворова и др., 1977). Однако в древесине Betula pendula происходит снижение количества водорастворимых веществ. В то же время массовая доля лейкоантоцианов в коре Betula pendula из различных географических районов колеблется незначительно, коэффициент вариации не превышает 13 % (Содержание катехинов..., 1984).
Авторы (Черняева и др., 1987) исследовали содержание липидных и фенольных компонентов в древесине и коре некоторых хвойных и лиственных пород от географической долготы. При этом установлено, что кора лиственных деревьев подвержена индивидуальной изменчивости в большей степени, чем географической. Аналогичные результаты получены Н.И. Никитиным с сотр. (Изучение химического состава..., 1949). Последние отмечают более заметные отличия в содержании отдельных компонентов древесины дуба в образцах с одной площади по сравнению с образцами, взятыми в разных географических условиях.
Межпопуляционные различия древостоев Betula pendula по содержанию бетулина и суберина в бересте
Изучение показателей бетулйна и суберина в бересте деревьев Betula pendula в зависимости от различных факторов выполнено в лесной зоне Восточно-Европейской равнины.
Изменчивость Betula pendula по содержанию бетулйна и суберина в бересте деревьев различного географического произрастания изучалась на выбранных участках в зоне хвойных (Архангельская область и Республика Коми) и смешанных лесов (Рязанская, Ульяновская области; Республики Марий Эл и Чувашия). По лесорастительному районированию [Курнаев, 1973] Архангельская область и Республика Коми входят в Северо-Двинский округ подзоны средней тайги. Среднегодовая температура воздуха составляет около +1,0 С. В январе среднемесячная температура колеблется от -4,4 до-16,3 С, в июле +16 +17,3 С. Абсолютный минимум температуры достигает -48 -51 С. Период с температурой выше +10 С продолжается 88-108 дней; выше +5 С - 134 157 дней; снеговой покров держится 183-191 день. Безморозный период составляет 80-104 дня. Годовое количество осадков - 500-576 мм, теплого периода - 368-429 мм. Относительная влажность воздуха высокая [Леса СССР, т. 1,1966]. Леса составлены елью сибирской и елью европейской с участием пихты сибирской. Присутствие Betula pendula характерно в брусничниках, лишайниковых и других подобных типах леса [Леса СССР, Т.1, 1966]. В зоне смешанных лесов (Рязанская, Ульяновская области; Республики Марий Эл и Чувашия), несмотря на сильное влияние воздушных масс Атлантики, что определяет господство темнохвойной тайги, характерно более сильное влияние континентальных воздушных масс. Это вызывает резкое возрастание континентальности климата [Курнаев, 1973]. Рязанская область занимает промежуточное положение между зоной смешанных лесов и лесостепной (подзоной северной лесостепи) [Леса СССР, т. 3, 1966]. Климат большей части области определяется близостью к степям юго-востока. Среднегодовая температура +4,2 С, в январе она составляет -10,4 С, в июле +18,9 С. Среднегодовое количество осадков - 509 мм. Климат центральной части области близок к таковому соседней подзоны смешанных лесов. Среднегодовая температура воздуха в этой части +3,8 С, абсолютная минимальная температура -45 С, максимальная +38 С. Среднегодовое количество осадков - 558 мм. Растительность южной и юго-восточной частей области типична для северной лесостепи: имеются дубовые насаждения и мягколиственные породы. На севере и северо-востоке от лесостепи расположен переходный район. Местами произрастают большое количество хвойных пород, но, как правило, преобладают мягколиственные (береза, осина и липа) [Леса СССР, т. 3, 1966].
Правобережье Волги охватывает восточную часть Республики Чувашия, правобережную часть Республики Татарстан и северо-западную часть Ульяновской области. Этот район представляет собой возвышенное холмистое плато, где расположена северная часть Приволжской возвышенности. Среднегодовая температура составляет +3 +3,5 С, температура вегетационного периода +16 С. Осадков за год выпадает от 400 до 527 мм, за вегетационный период - от 233 до 255 мм. Произрастают высокопроизводительные дубравы и имеются участки высокобонитетных сосновых древостоев [Леса СССР, Т. 2, 1966].
Восточная левобережная часть Ульяновской области равнинная, характеризуется постепенным переходом лесостепи в степную зону и отличается сравнительно жарким летом и малоснежной холодной зимой. Среднегодовая температура составляет +2,2 С, температура вегетационного периода +16 С. Годовая сумма осадков - 320-360 мм, за вегетационный период - 200-210 мм. На этой территории разбросаны свежие кленово-липовые дубравы и колочные широколиственные леса с участием липы, вяза, осины и березы [Леса СССР, Т.2, 1966].
В западной части Республики Чувашия среднегодовая температура равна +4,1 С, вегетационного периода +16 С. Общая сумма осадков за год составляет 480-500 мм, за вегетационный период - 268-291 мм. Здесь произрастают высокопроизводительные дубравы и имеются участки высокобонитетных сосновых древостоев. В южной и юго-восточной части Республики Чувашия произрастают свежие и влажные высокобонитетные кленово-липовые и елово-кленово-шиповые дубравы [Леса СССР, Т.2, 1966].
Территория Республики Марий Эл расположена в средней части бассейна реки Волга между 5551 -57020 северной широты и 4540 -50015 восточной долготы.
Климат территории Республики умеренно-холодный, континентальный с продолжительной холодной зимой и коротким жарким летом. Среднегодовая температура воздуха +2,1 +3,3 С. Самый холодный месяц - январь со средней температурой -12,1 -14,0С. Самый теплый месяц - июль со средней температурой +18,2 +19,5С. Абсолютный минимум температур составляет -44 -49С. Абсолютный максимум температур равен +36 +38С. Период со среднесуточной температурой выше +10С - 124-137 дней, выше +5С - 166-170 дней. Продолжительность безморозного периода (с 17.05 по 19.09) составляет 125 дней.
Территория Республики относится к зоне умеренного увлажнения, но отмечаются и засушливые годы. Среднегодовая сумма осадков - 475-550 мм, за теплый период - 300-385 мм. Глубина снежного покрова - 50-70 см [Агроклиматические ресурсы Марийской АССР, 1972].
Сезонная динамика показателей содержания бетулина и суберина в бересте Betula pendula
К экологическим факторам биотической группы, оказывающим влияние на растения, относятся биотические и антропогенные факторы. Биотические факторы связаны с жизнедеятельностью биологических организмов, антропогенные - с прямым или косвенным воздействием человека на растения и растительность (Булыгин, Ярмишко, 2001).
Известно, что стрессовое влияние неблагоприятных факторов отражается на структурно-функциональных параметрах березняков. Это выражается в уменьшении прироста, формировании ажурной кроны и диффузном усыхании (Федоренко, 2001).
Установлено, что реакция березовых древостоев, особенно нарушенных антропогенным воздействием, на дефолиацию насекомыми-филлофагами, может проявляться в снижении их устойчивости (Колтунов и др., 1998)., Ослабление растений в результате воздействия промышленных выбросов усиливает их восприимчивость к грибным болезням (Лебедев, 1989; Юпина, 1988; Domanski, Kowalski, 1987).
Изучение содержания экстрактивных веществ бересты Betula pendula при воздействии неблагоприятных факторов представляет большой интерес для понимания механизма сопротивляемости деревьев. Изменчивость содержания бетулина и суберина в бересте особей Betula pendula в качестве ответной реакции на условия среды практически не изучена.
В данной главе приведены результаты исследования влияния поражения древесины деревьев Betula pendula дереворазрушающими грибами на содержание бетулина и суберина в бересте, а также воздействия антропогенного фактора на накопление указанных веществ в бересте деревьев Betula pendula, произрастающих в различных экологических условиях в пределах г. Йошкар-Олы.
Представители рода Betula в большой степени поражаются различными видами лесной микофлоры (Синадский, 1973, 1977). Болезни грибного происхождения повреждают всходы и сеянцы, листья и органы плодоношения, ветви, стволы и корневые системы растущих деревьев березы.
Среди поражающих березу грибов наибольшее распространение имеют представители семейства Polyporaceae, вызывающие гнили стволов и древесины (Журавлев и др., 1979). Эти грибы обусловливают деструктивный или смешанный процессы гниения древесины, при которых гифы гриба разрушают и используют главным образом клетчатку, оставляя почти нетронутым лигнин (Синадский, 1973). В пораженном дереве прежде всего происходят физиологические изменения - нарушение водного режима, энергии фотосинтеза и дыхания, результатом которых является снижение прироста древесины, уменьшение урожая семян и т. д. (Синадский, 1977). Однако, известно (Кузнецова, 1992), что береста как живых, так и мертвых деревьев видов рода Betula обладает уникальной устойчивостью во внешней среде, так как бетулин, синтезируемый в бересте, не утилизируется большинством микроорганизмов и плесневых грибов. Защитные свойства перидермы березовой коры также определяются количеством входящего в клеточные оболочки суберина (Методы современной биохимии, 1975). Для изучения ответной реакции на поражение дереворазрушающими грибами проведен анализ содержания бетулина и суберина в бересте деревьев Betula pendula, пораженных грибами Fomes fomentarius L. Gill, и Piptoporus betulinus (Bull, ex Fr.) Кагз1;.(Журавлев и др., 1979). Образцы бересты отбирались в июле 2004 г. со свежесрубленных деревьев Betula pendula, древесина которых поражена сплошной гнилью. Участок вырубки находился на территории Учебно-опытного лесхоза Нолькинского лесничества (квартал 31, выдел 6). Коренной тип леса - ельник липняковый; состав древостоя - 10Б+Ос; возраст деревьев березы - 60 лет; диаметр - 26 см; высота - 28 м; класс бонитета -1. Образцы бересты размером 5x5 см отбирали в четырех геодезических направлениях с каждого ствола Betula pendula на высоте 1,3 м. Диаметр деревьев составлял от 16 до 34 см. Данные по количественному содержанию бетулина и суберина в бересте пораженных гнилью деревьев Betula pendula различного диаметра статистически обработаны и представлены в таблице 4.1 В результате статистического анализа исходных данных были определены средние значения диаметра деревьев, содержания бетулина и суберина в бересте пораженных гнилью 11 модельных деревьев Betula pendula (табл. 4.2). Диаметр модельных деревьев изменяется в пределах от 16,0 до 34,0 см и в среднем составляет 24,0±1,72 см. Коэффициент вариации этого показателя, равный 23,71 %, характеризует повышенный уровень изменчивости. Содержание бетулина в бересте пораженных гнилью деревьев Betula pendula изменяется в интервале от 10,05 до 14,93 % и в среднем составляет 13,38 0,48%. Содержание суберина изменяется от 9,06 до 14,05 % ив среднем составляет 12,05±0,50 %. Изменчивость по содержанию бетулина и суберина в бересте пораженных гнилью деревьев Betula pendula характеризуется низким (Cv=l 1,88 %) уровнем для бетулина и средним (Су= 13,86 %) - для суберина. По данным дисперсионного анализа установлено достоверное влияние диаметра пораженных гнилью деревьев Betula pendula на содержание бетулина =15,22 0,005=2,76) и суберина (Рфакг=1 1,71 F0,OO5=2,76) в бересте (табл. 4.3 и 4.4). Значение доли влияния данного фактора составляет 70,32 % для бетулина и 64,10 % для суберина.
Воздействие антропогенного фактора на содержание бетулина и суберина в бересте Betula pendula
Характер накопления суберина в бересте деревьев Betula pendula, произрастающих на территориях различного функционального использования, практически одинаков. В насаждениях селитебной и лесопарковой зон максимальное количество суберина отмечается в бересте деревьев с диаметром 18-24 см (глава 3.3). При диаметре деревьев более 24 см наблюдается уменьшение содержания суберина в бересте деревьев Betula pendula селитебной и лесопарковой зон. Для деревьев промышленной зоны максимум содержания суберина в бересте смещается в сторону увеличения диаметра и отмечается для деревьев диаметром 24-30 см. При диаметре более 30 см заметно уменьшение содержания суберина в бересте деревьев промышленной зоны.
В насаждениях селитебной и лесопарковой зон максимальное количество суберина отмечается в бересте деревьев с диаметром 18-24 см (табл. 4.5, глава 3.3). При диаметре деревьев более 24 см наблюдается уменьшение содержания суберина в бересте деревьев Betula pendula селитебной и лесопарковой зон. Для деревьев промышленной зоны максимум содержания суберина в бересте смещается в сторону увеличения диаметра и отмечается для деревьев диаметром 24-30 см. При диаметре более 30 см заметно уменьшение содержания суберина в бересте деревьев промышленной зоны.
Для деревьев промышленной зоны содержание суберина в бересте деревьев по сравнению с лесопарковой зоной более высокое. Различия в основном статистически значимы (F, . FTa6jI) (прил. 9). При сравнении количественного содержания суберина в бересте деревьев промышленной и селитебной зон выявляются близкие значения, причем различия в целом статистически недостоверны (F j,aKT. FTa6„) (прил. 9).
Наблюдаются более высокие значения содержания суберина в бересте деревьев Betula pendula селитебной зоны по сравнению с лесопарковой. Различия в целом статистически значимы (прил. 9).
Анализ накопления бетулина и суберина в насаждениях селитебной и лесопарковой зон наглядно показывает отклик показателей изучаемых веществ в бересте деревьев Betula pendula на воздействие антропогенного фактора. При увеличении интенсивности промышленного загрязнения от экологически чистой лесопарковой зоны к менее подверженной загрязнению селитебной и к наиболее загрязненной промышленной зоне происходит постепенное увеличение содержания бетулина и суберина в бересте деревьев Betula pendula. Особи Betula pendula реагируют на стресс, вызванный промышленным загрязнением, повышенным содержанием бетулина и суберина в бересте. Следовательно, представители Betula pendula, испытывающие воздействие промышленных выбросов, могут применяться в качестве дендроиндикаторов оценки состояния окружающей среды.
Представляло интерес сопоставить данные, полученные при изучении ответной реакции деревьев Betula pendula на поражение дереворазрушающими грибами и особенностей накопления бетулина и суберина в бересте деревьев, произрастающих на территориях различного функционального использования. Для сравнения представлено графическое изображение моделей 4.1-4.3 и 4.2-4.4, характеризующих зависимость накопления бетулина (рис. 4.7) и суберина (рис. 4.8) от диаметра деревьев, пораженных гнилью и произрастающих в промышленной зоне г. Йошкар-олы (глава 4.1,4.2). В обоих случаях при диаметре деревьев, равном 30 см, в бересте Betula pendula накапливается максимальное количество бетулина, которое практически не изменяется при дальнейшем увеличении диаметра деревьев. Это характеризует отклик растений Betula pendula на стрессы, вызванные влиянием экологических факторов различной природы. При этом значения содержания бетулина в бересте деревьев, произрастающих в промышленной зоне г. Йошкар-Олы, статистически достоверно выше по сравнению со значениями содержания бетулина для пораженных гнилью деревьев Betula pendula (прил. 10).
Различия в содержании суберина в бересте деревьев, пораженных гнилью и произрастающих в промышленной зоне, статистически незначимы .=0,735-3,82 FTa6n.=7,71). Исключение составляют средние значения содержания суберина в бересте деревьев диаметром 22 см, при котором различия достоверны (прил. 10).
Таким образом, для количественного выделения бетулина и суберина можно использовать бересту деревьев Betula pendula, испытывающих воздействие биотического и антропогенного факторов, но отбирать для этого следует спелые деревья с диаметром более 24 см.
