Шыршы ағашының сипаттамасы

Кіріспе

Тұқымдас – мәңгі жасыл, конус тәрізді ағаш.

Шырша – Picea (/p//aɪ/'/s//iː//.//ə/ pySEEə) туысына жататын ағаш. Picea туысы – Pinaceae тұқымдасына жататын, шамамен 40 түрі бар мәңгі жасыл конус тәрізді ағаштарды қамтиды. Бұл ағаштар Жер шарындағы солтүстік және қоңыржай аймақтарда өседі. Picea – Piceoideae кіші тұқымдасының жалғыз туысы. Шыршалар – ірі ағаштар, толық жетілген кезде биіктігі 20-дан 60 метрге (шамамен 60–200 фут) жетеді, бұтақтары шеңберленіп орналасқан және конус пішіндес болады. Шыршаларды Pinaceae тұқымдасының басқа туыстарынан олардың ине тәрізді жапырақтарымен (жапырақтарымен) ажыратуға болады. Бұл жапырақтар төрт қырлы болып, бұтақтардағы кішкентай, тұрақты тірекшелерге (пульвини немесе стеригмата) жеке-жеке бекітіледі. Сонымен қатар, олардың конустары (шығып тұрған қабықшалары жоқ) тозаңданудан кейін төмен қарай иіледі. Инелер 4–10 жылдық болғанда түсіп, бұтақтарды тірекшелердің қалдықтарымен қабыршақтап жасайды. Басқа ұқсас туыстарда бұтақтар көбінесе тегіс болады. Шыршалар кейбір Lepidoptera (көбелектер мен құштар) түрлерінің личинкаларының, мысалы, шығыс шырша қабық құртының тамақтану өсімдігі ретінде қолданылады. Сондай-ақ, оларды галл адельгидтерінің (Adelges түрлерінің) личинкалары да пайдаланады. Батыс Швеция тауларында ғалымдар "Ескі Тжикко" деген атпен белгілі Норвегия шыршасын тапты. Бұл шырша қабаттасу арқылы көбейтілуінің нәтижесінде 9,550 жылға дейін өмір сүрген және әлемдегі ең ескі тірі ағаш деп есептеледі.

Морфология

Ағаштың шырша екенін анықтау қиын емес; мәңгі жасыл, көбінесе төртбұрышты инелер, әсіресе пульвин, оны аңғартады. Одан кейін, анықтау қиынға соғуы мүмкін. Британдық Колумбияның Смитхерс/Хейзелтон/Хьюстон аймағындағы жантықтық үлгілеу көрсеткендей, Даглас (1975), Coates және авторлар (1994) бойынша, шырша түрлерін ажырату үшін конус қабығының морфологиясы ең пайдалы белгі болды; ұзындығы, ені, ұзындығы мен енінің арақатынасы, бос қабықтың ұзындығы (тұқым қанатының ізден басталатын жерінен қабықтың ұшына дейінгі арақашықтық) және бос қабықтың пайыздық көрсеткіші (бос қабықтың ұзындығы қабықтың жалпы ұзындығының пайызы ретінде) осы мақсатта ең тиімді болды. Даубенмайр (1974) кең ауқымды үлгілеуден кейін осы екі белгінің маңыздылығын мойындаған. Тейлор (1959) типтік Пицеа глаука мен типтік П. эгельманни арасындағы ең айқын морфологиялық айырмашылықтың конус қабығы екенін атап өтті, ал Хортон (1956, 1959) екі шыршаның ең пайдалы диагностикалық белгілері конуста екенін тапты; айырмашылықтар гүлде, бұтақта және инеде кездеседі, "бірақ конустағыларын бағалау оңай" (Хортон 1959). Конус қабығының белгілері әрбір он конустың ортасынан алынған үлгілерге негізделуі керек деп ұсынды. Конусы жоқ болса, шырша түрлерін және олардың будандарын морфологиялық тұрғыдан ажырату қиынырақ. Ақ және ситка шыршаларының (P. sitchensis) арасындағы интрогрессивті будандастыру орын алған болуы мүмкін шырша ормандарынан жиналған тұқымдардың түрлерін анықтау, питомникте тиісті өсіру шараларын анықтау үшін маңызды. Мысалы, егер Британдық Колумбияның оңтүстік-батысындағы контейнерлік питомниктерде өсірілетін ақ шыршаға ұзартылған фотопериод берілмесе, бірінші өсу маусымында өсу тоқтатылып, көшеттер ең төменгі биіктік талаптарына жетпейді. Бірақ, егер Ситка шыршасына ұзартылған фотопериод берілсе, көшеттер бірінші өсу маусымының соңына қарай тым биік болып өседі. Бұл жіктеу процедуралары белгілі бір деңгейде пайдалы, бірақ маңызды шектеулері бар; тұқымдық ағаштар мен тозаңдаушы ата-аналар тұқымның генетикалық құрамын анықтайды, ал гибридтік тұқымдардың түрлерін анықтау және тұқымдық ағаштардың сипаттамалары негізінде олардың интрогрессия деңгейін бағалау, гибридтік тұқымдар тозаңдаушы ата-ананың кеңістіктік және уақытша үлесінің өзгеруіне байланысты интрогрессиясы әртүрлі болған жағдайда сенімсіз болуы мүмкін (Yeh және Arnott 1986). Көшеттер мұздаудан зақымданғанда, тоңнан көтерілгенде және эрозияға ұшырағанда, сондай-ақ қоқыс пен қар басылған өсімдіктермен тұншығып қалғанда. Өсу маусымының соңында өсіп-өнетін көшеттер әсіресе осал, өйткені олар кішкентай және толығымен қатайып үлкермейді. Өлім-жітім көрсеткіші одан кейін әдетте күрт төмендейді, бірақ шығын бірнеше жыл бойы жоғары болып қалуы мүмкін. "Қалыптасу" – бұл көшет белгілі бір мөлшерге жеткеннен кейін, оның одан әрі дамуына кедергі келтіретін факторлар көп емес деген идеяға негізделген субъективті ұғым. Критерийлер әрине әртүрлі, бірақ, мысалы, Нобл мен Ронко (1978) төрт-бес жастағы немесе 8-10 см биіктіктегі көшеттерді "қалыптасқан" деп санауға болатынын көрсетті, өйткені тек қар көбеюі, өрт, тапталу немесе жыртқыштар сияқты ерекше жағдайлар ғана регенерацияның сәттілігін бұзуы мүмкін. Айс (1967) минералды топырақта немесе шөптесінде өсетін құрғақ мекендерде үш жастағы көшетті қалыптасқан деп санауға болатынын ұсынды; ылғалды мекендерде көшеттер минералды топырақта қалыптасу үшін 4 немесе 5 жылға дейін, ал шөптесінде одан да ұзақ уақытқа қажет болуы мүмкін. Өсім бірнеше жыл бойы өте баяу болады. Альбертаның субальпілік аймағындағы шелтердвуд кесуден кейін үш жыл өткен соң, доминантты регенерация скарификацияланған учаскелерде орташа есеппен 5,5 см, ал скарификацияланбаған учаскелерде 7,3 см биіктікке жетті (1970), бұл А горизонтын алып тастау нәтижесінде құнарлылықтың төмендеуін көрсетеді.

Determining that a tree is a spruce is not difficult; evergreen needles that are more or less quadrangled, and especially the pulvinus, give it away. Beyond that, determination can become more difficult. Intensive sampling in the Smithers/Hazelton/Houston area of British Columbia showed Douglas (1975), according to Coates et al. (1994), that cone scale morphology was the feature most useful in differentiating species of spruce; the length, width, length: width ratio, the length of free scale (the distance from the imprint of the seed wing to the tip of the scale), and the percentage free scale (length of free scale as a percentage of the total length of the scale) were most useful in this regard. Daubenmire (1974), after range wide sampling, had already recognized the importance of the two latter characters. Taylor (1959) had noted that the most obvious morphological difference between typical Picea glauca and typical P. engelmannii was the cone scale, and Horton (1956,1959) found that the most useful diagnostic features of the two spruces are in the cone; differences occur in the flower, shoot and needle, "but those in the cone are most easily assessed" (Horton 1959). recommended that cone scale characters be based on samples taken from the midsection of each of ten cones from each of five trees in the population of interest. Without cones, morphological differentiation among spruce species and their hybrids is more difficult. Species classification for seeds collected from spruce stands in which introgressive hybridization between white and Sitka spruces (P. sitchensis) may have occurred is important for determining appropriate cultural regimens in the nursery. If, for instance, white spruce grown at container nurseries in southwestern British Columbia are not given an extended photoperiod, leader growth ceases early in the first growing season, and seedlings do not reach the minimum height specifications. But, if an extended photoperiod is provided for Sitka spruce, seedlings become unacceptably tall by the end of the first growing season. Useful to a degree, these classification procedures have important limitations; genetic composition of the seeds produced by a stand is determined by both the seed trees and the pollen parents, and species classification of hybrid seedlots and estimates of their level of introgression on the basis of seed tree characteristics can be unreliable when hybrid seedlots vary in their introgressiveness in consequence of spatial and temporal variations in contributions from the pollen parent (Yeh and Arnott 1986). when seedlings are subjected to freezing damage, frost heaving and erosion, as well as smothering by litter and snow pressed vegetation. Seedlings that germinate late in the growing season are particularly vulnerable because they are tiny and have not had time to harden off fully. Mortality rates generally decrease sharply thereafter, but losses often remain high for some years. "Establishment" is a subjective concept based on the idea that once a seedling has successfully reached a certain size, not much is likely to prevent its further development. Criteria vary, of course, but Noble and Ronco (1978), for instance, considered that seedlings four to five years old, or 8 cm to 10 cm tall, warranted the designation "established", since only unusual factors such as snow mold, fire, trampling, or predation would then impair regeneration success. Eis (1967) suggested that in dry habitats on either mineral soil or litter seedbeds a 3 year old seedling may be considered established; in moist habitats, seedlings may need 4 or 5 years to become established on mineral soil, possibly longer on litter seedbeds. Growth remains very slow for several to many years. Three years after shelterwood felling in subalpine Alberta, dominant regeneration averaged 5.5 cm in height in scarified blocks, and 7.3 cm in non scarified blocks (Day 1970), possibly reflecting diminished fertility with the removal of the A horizon.

Жіктеу

ДНҚ талдаулары көрсеткендей, ине мен конус морфологиясына негізделген дәстүрлі жіктемелер жасанды болып табылады. 2006 жылғы зерттеуде P. breweriana негізгі позицияда, ал одан кейін P. sitchensis орналасқан.

Өсіру

Шыршалардың дүниесінде Dendroctonus micans қоңыздарының болуы олардың денсаулығы мен сергектігіне елеулі әсер етеді. Бұл қоңыздар, әсіресе аталары, аумақтық мінез-құлық көрсетеді, ұрпақтап көбейту үшін аналықтарына тартымды аймақтарды қатаң қорғайды. Осы аймақтарды қорғап, қолайлы қоныс теректерді ұсыну арқылы олар жұмыртқа салуға ыңғайлы жағдай жасайды, соның нәтижесінде өрбулеріне кепілдік береді. Бұл аумақтық мінез-құлық аталықтардың көбею қабілетімен тығыз байланысты және қоңыздар популяциясының динамикасын, сондай-ақ шырша ағаштарының жалпы денсаулығына тигізетін әсерін түсінуде маңызды рөл атқарады. Бұдан әрі, Dendroctonus micans-тың мекендейтін аймағы қоныс теректердің болуы мен тығыздығына байланысты өзгереді, ал жеке қоңыздар ең жақсы ұялау орындарын іздеп, өмірлік кеңістіктерін кеңейтеді.

Этимология

Шырға, (1412 ж.) және (1378 ж.) Ханза саудагерлері Англияға әкелген тауарлардың (әсіресе сыра, тақта, ағаш сандықтар және былғары) жалпы атаулары болған сияқты, сондықтан бұл ағаш Пруссияға ғана тән деп есептелді, ал Пруссия бір кезде Англияда сән-салтанат пен игіліктер елі ретінде бейнеленді. Сөздің шынында көне француз тіліндегі «Прусь» деген сөзден, яғни «Пруссия» деген мағынадан шыққандығын айтуға болады.

Сирококк (Deuteromycotina, Coelomtcetes) ауруы

Жақын туысқан Sirococcus conigenus және Sirococcus piceicola түрлері Солтүстік Америкада, Еуропада және Солтүстік Африкада қылқан жапырақтылардың бұтақтарының күйісіп қалған ауруына және көшеттерінің өлуіне себеп болады. Түнгі Каролина штатының Ашвилл қаласына жақын жердегі балабақшада ақ және қызыл шыршалардың көшеттерінде бұтақтардың зақымдануы туралы Грейвс (1914) хабарлаған. Бұл ауруға ақ, қара, Энгльман, Норвегия және қызыл шыршалар ұшырайды, бірақ олар ең көп зақымданатын өсімдіктер емес. Шырша көшеттерінде сирококк ауруы жұққан тұқымдардан көшеттерге тараған кезде кездейсоқ пайда болады. Бірінші жылғы көшеттер көбінесе өледі, ал үлкен өсімдіктер егілуге жарамсыз болып қалуы мүмкін. Егістіктердегі шырша көшеттерінің < 30%-ын қамтитын індеттер, тұқымның 0,1-ден 3%-ына дейін зақымдалған тұқым партияларына байланысты анықталды. Тұқымның зақымдануы өз кезегінде батыс аймақтарының ормандарындағы S. conigenus-тің шырша конустарын қоныстандыруына байланысты. Егер 10 °C-тан 25 °C-қа дейін температурада кемінде 24 сағат бойы ылғалды күйде қалған нәзік өсімдік бөліктеріне конидиялар түсіп кетсе, инфекция жылдам дамиды. Ылғалдылықтың ұзақтығы аурудың күшеюіне жағдай жасайды. Өткен жылы өскен кезде өлген бұтақтардың ұштары ерекше иіліс көрсетеді.

Rhizosphaera kalkhoffi инемен құйылған

Ризосфера ақ шырша, көк шырша (Picea pungens) және Норвегия шыршаларын Онтарионың барлық аймақтарында жұқтырады, бұл ауыр жапырақ түсіруге және кейде әлсіз, стресске ұшыраған кішкентай ағаштардың өлуіне себеп болады. Ақ шырша орташа сезімтал. Өлген инелерде қара түсті жеміс денелерінің қатары байқалады. Жұққан кезде инфекция көбінесе төменгі бұтақтардан басталады. Ақ шыршада жұққан инелер әдетте келесі жазға дейін ағашта сақталады. Осы инелік шіруді бақылау үшін Хлорталонил фунгициді тіркелген (Дейвис 1997).

Valsa kunzei бұтақ және сабақ қатерлі ісігі

Valsa kunzei Fr. саңырауқұлағымен байланысты бұтақ және сабақ рагы Ақ және Норвегия шыршаларында Онтариода (Jorgensen және Cafley, 1961) және Квебекте (Ouellette және Bard, 1962) тіркелген. Онтариода тек өнімділігі төмен ағаштар зардап шекті, бірақ Квебекте өнімді ағаштар да зарарланды.

Жыртқыш жануарлар

Кішкентай сүтқоректілер қылқан жапырақты тұқымдарды жейді, сондай-ақ көшеттерді де тұтынады. Қауыста елен мысықтарын (Peromyscus maniculatus) және қызыл арқалы құс (Myodes gapperi) тамақтандыру нәтижесінде күніне 2000 ақ шырша тұқымы және 1000 лоджполь қарағай тұқымы тұтынылғаны анықталды. Екі түрдің де мысықтары бірдей мөлшерде тұқым жейді, бірақ шыршаға қарағанда қарағайды артық көреді (Wagg 1963). Қысқа құйрықты көгал құс (Microtus pennsylvanicus Ord) барлық қолжетімді ақ шырша мен лоджполь қарағай көшеттерін ашкөздікпен жеп, оларды жерден тартып алып, бүкіл көшет жойылғанша алдыңғы аяқтарымен ұстап тұрады. Wagg (1963) мәлімдегендей, бірақ Британдық Колумбияда шыршаның жаңаруы кеміргіштерден қорғауға байланысты болды (Smith 1955). Шыршаның өсуіне кедерілтің маңызды, бірақ жанама биотикалық факторы – бөрікшіктердің тұқымды жеуі. Қоңыраулы дақылдардың 90%-ын қызыл бөрікшіктер жинаған (Zasada et al. 1978). Елік тышқандары, құс, құсқұйрық және құсқұйрықтар көп мөлшерде тұқымды жей алады; бір тышқан бір түні 2000 тұқым жей алады. Northwest Pulp and Power, Ltd. компаниясы Хинтон, Альберта (Radvanyi 1972) маңында 750 ағаш/гектар өсіруді көздегенімен, бір гектарға жарты миллион тұқымды бірнеше рет себуге қарамастан, мақсатына жете алмады, бірақ бұл, әрине, көптеген тоқ сүтқоректілерді қалдырды. Бөрікшіктердің қысқы бүршіктерді іздеуі (Rowe 1952) жас плантацияларға қатысты хабарланбаған, бірақ Wagg (1963) қызыл қарағайды артық көреді деп көрсеткен. Қара аюдың (Euarctos americanus perniger) ақ шыршаның қабығын сыпырып алуы Аляскада маңызды мәселе (Lutz 1951), бірақ ақ шыршаның қабығына далалық тышқандар (Microtus pennsylvanicus Ord) тіпті ауыр жұқпалы жылдары да шабуыл жасамайды.

Зиянкестер

Шығыс шыршаның құртқасы (Choristoneura fumiferana) Канада және АҚШ-тың шығыс бөлігіндегі ормандардағы шырша ағаштарының ірі зиянкесі болып табылады. Қара шырша және ақ шырша – оның екі негізгі қоректік өсімдігі. Халық саны өзгереді, кейде шырша ағаштарының қатты жапырақтарын түсіріп, зақымдауына себеп болатын өте жоғары деңгейге жетеді. Қырып-жоюды азайту үшін пестицидтерді қоса алғанда, бақылаудың бірнеше әдістері қолданылады. Құйрықты аралар немесе ағаш аралары осы ағашты жұмыртқа салу үшін пайдаланады, ал личинкалары ағаш қабығының астындағы сыртқы дюймда тіршілік етеді. Шырша қоңыздары (Dendroctonus rufipennis) Аляскадан Вайомингке дейінгі Солтүстік Американың батысындағы шырша ормандарының кең аумақтарын жойды.

Ағаш

Сырғанақ құрылыс ағашы ретінде пайдалы, оны көбінесе Солтүстік Америка ағашы, SPF (сырғанақ, қарағай, майлы шырша) және ақ ағаш (сырғанақ ағашының жиынтық атауы) сияқты әртүрлі атаулармен атайды. Сырғанақ ағашы көптеген мақсаттарда қолданылады, жалпы құрылыс жұмыстары мен жәшіктерден бастап, ағаштан жасалған ұшақтардағы арнайы қолданысқа дейін. Райт ағайындыларының алғашқы ұшағы – "Флайер" – сырғанақтан жасалған. Осы түрдің тілінгеннен кейін жәндіктерге немесе шіруге төзімділігі болмағандықтан, құрылыс мақсатында тек ішкі пайдалануға кеңес беріледі (мысалы, ішкі гипсокартон қаңқасы). Сырғанақ ағашы сыртта қалдырылса, климатқа байланысты 12–18 айдан артық сақталмайды.

Дәнекерлеу

Сырғалақ – қағаз өндірісі үшін ең маңызды ағаштардың бірі, себебі оның ұзын ағаш талшықтары бар, олар бірігіп берік қағаз жасауға мүмкіндік береді. Талшықтары жұқа қабырғалы және кептіргенде жіңішке жолақтарға айналады. Сырғалақтарды механикалық целлюлоза жасау үшін жиі пайдаланады, өйткені оларды оңай ағартуға болады. Солтүстік қарағайлармен бірге, солтүстік сырғалақтар NBSK жасау үшін кеңінен қолданылады. Сырғалақтар целлюлозалық шикізат ретінде үлкен аумақтарда өсіріледі.

Тамақ және дәрі-дәрмек

Көптеген шыршының жас өркендері С витаминінің табиғи көзі болып табылады. Капитан Кук теңіз саяхаттарында экипажында қан құйылудың (скорбуттың) алдын алу үшін шыршыдан спирттік қант негізіндегі сыра жасаған. Жапырақтары мен бұтақтары немесе эфир майларын шыршы сырасын пісіру үшін пайдалануға болады. Финляндияда жас шыршы бүршіктері кейде дәмдеуіш ретінде қолданылады немесе шыршы бүршігінен сироп жасау үшін қантпен қайнатылады. Төтенше жағдайларда шыршы инелерін тікелей жеуге немесе шайға қайнатуға болады. Бұл С витаминінің көп мөлшерін толықтырады. Сонымен қатар, су шыршы инелерінде сақталады, бұл гидратацияның баламалы тәсілін ұсынады. Шыршыны ет – жалғыз басты азық-түлік көзі болатын ортада қан құйылудың (скорбуттың) алдын алу шарасы ретінде қолдануға болады.

Тонистік ағаш

Көптеген музыкалық аспаптардың, оның ішінде гитара, мандолин, виолончель, скрипка, сондай-ақ пианино мен арфаның дыбыс тақтасында қара шырша қолданылады. Осы мақсатқа пайдаланылатын ағаш "дыбыс ағашы" деп аталады. Көбінесе акустикалық гитараның дыбыс тақтасы/жоғарғы бөлігіне қара шырша және кедр қолданылады. Бұл үшін қолданылатын қара шыршаның негізгі түрлері – Ситка, Энглманн, Адирондак және еуропалық қара шырша.

Басқа қолданыстар

Бұрын (мұнайхимиялық заттар қолданылғанға дейін) қарағай шайыры жасау үшін қолданылған; "Пицея" ғылыми атауы латын тіліндегі "picea" – "қарағай" (шотланд қарағайына қатысты) деген сөзден, ал "piceus" – "pix" ("шайыр") деген сөздің қасиетінен шыққан. Солтүстік Американың жергілікті тұрғындары кейбір түрлерінің жұқа, иілгіш тамырларын себеттер тоқуға және каноэ жасау үшін қайың қабығын тігуге пайдаланған. Хайда тайпасы үшін қасиетті саналатын ерекше алтын түсті ситка қарағайы туралы "Киидкьяас" деген мақалаға да қараңыз. Қарағайлар – көрікті бағбанда кең таралған әсем ағаштар, олардың мәңгі жасыл, симметриялы, конус тәрізді өсуіне ризашылық білдіреді. Осы себепті, кейбіреулері (әсіресе Picea abies және P. omorika) Рождество ағашы ретінде кеңінен қолданылады, ал жасанды Рождество ағаштары көбінесе олардың үлгісімен жасалады. Айнтри атты Ливерпульдегі жарыс жолында қарағай бұтақтары Гранд Нэшнл трассасындағы қоршауларды салу үшін қолданылады. Қарағай ағашынан мүсіндер де жасалады.

Геном

Британдық Колумбияның ішкі аймағындағы шыршаның ядролық, митохондриялық және хлоропласт геномдары секвенцияланды. Ірі (20 Гб) ядролық геном және ішкі шыршаның (генотип PG29) байланысты гендік түсіндірмелері 2013 және 2015 жылдары жарияланды.