Rolul Estetic, de Recreere, Funcțional Si Economic al Plantelor In Viata Omului
Introducere
Rolul estetic, de recreere, funcțional și economic al plantelor în viața omului este cunoscut de fiecare dintre noi, dar cu toate acestea puțini își dau seama de efectele nocive ale poluării asupra acestora. Plantele înfrumusețează spațiile exterioare, străzile și ariile construite prin coloritul și parfumul florilor, prin măreția coroanelor și eleganța lor. Amenajarea și întreținerea spațiilor verzi a devenit o artă transformând parcurile și grădinile în locuri pentru relaxare, joacă și odihnă. Dar pe lângă aspectul decorativ, plantele, în special cele lemnoase, au și rol în atenuarea zgomotului, a temperaturilor excesive, de purificare a atmosferei de factorii nocivi rezultați în urma activității umane.
Lucrarea de față este structurată în șase capitole și are drept scop realizarea unor analize asupra plantelor lemnoase cultivate în scop ornamental în municipiul Piatra Neamt. Studiul s-a realizat pe trei exemplare de plante lemnoase aparținând la trei specii: Aesculus hippocastanum, Acer platanoides și Acer pseudoplatanus din zone cu grade diferite de poluare. Alegerea celor trei exemplare pentru studiu s-a realizat din dorința de a afla în ce măsură sunt afectate, în general, speciile din care acestea fac parte, ținând cont de rezistența lor naturală și de poluarea din zonele în care au fost cultivate.
Valorificarea datelor în procesul instructiv educativ are ca scop:
stimularea interesului elevilor pentru cunoașterea naturii;
formarea unor deprinderi și abilități de a realiza observații în natură;
conștientizarea de către elevi a importanței utilizării raționale a resurselor;
colectarea și conservarea materialului vegetal care va fi folosit la lecțiile de biologie;
folosirea datelor obținute în elaborarea unor materiale de specialitate în revista școlii.
Lucrarea s-a realizat în anul 2014, iar rezultatele studiului au fost obținute prin observații directe asupra plantelor lemnoase cultivate în scop ornamental în municipiul Piatra Neamț. Experiențele s-au realizat în laboratorul de Fiziologia plantelor din cadrul Universității Al. I. Cuza Iași, Facultatea de Biologie și în laboratorul de biologie al Colegiului Tehnic Piatra Neamț.
Lucrarea a fost întocmită sub atenta îndrumare a coordonatorului meu științific d-na profesor univ. dr. Maria-Magdalena Zamfirache de la Facultatea de Biologie Iași, căreia îi mulțumesc pentru ajutorul și sprijinul acordat în realizarea acestei lucrări.
Capitolul I. Cadrul natural- Municipiul Piatra Neamț
I.1. Cadrul natural
I.1.1. Așezarea geografică
Municipiul Piatra-Neamț este situat în partea de nord-est a României, în extremitatea estică a Carpaților Orientali și marchează locul de intersecție a coordonatelor de 46o și 56’ latitudine nordică, respectiv, 26o și 22’ longitudine estică, într-un bazin intramontan la altitudinea de 310 m, având reședința în județul Neamț.
Suprafața urbană se extinde în principal pe valea Bistriței, fiind dominată de Munții Stânișoarei (Vf. Cozla – 657 m) la nord, de Muntele Pietricica (528 m) la sud-est, de Munții Goșmanu (Vf. Cernegura 852 m) și Bâtca Doamnei (462 m) la sud-vest și de muntele Cârloman (617 m) la nord-vest. Îmbinarea unor elemente din punct de vedere climatic, geologic, pedologic, hidrologic, geomorfologic și fitogeografic, dar și unicitatea vegetației așează municipiul printre cele mai importante orașe de munte cu un potențial turistic deosebit.( Gherasim V. Marin I.,1972)
Municipiul ocupă o poziție centrală în cadrul județului Neamț, fiind cel mai mare centru urban al județului. Istoricii au menționat că aici a existat antica Petrodava, dovedită prin numeroasele descoperiri de așezări ale geto-dacilor, de bucăți de ceramică și silex ale civilizației Cucuteni, în jurul cetății de pe Bâtca Doamnei, Cozla și cea de pe piciorul Boluhoaia.
Orașul Piatra Neamț a fost înregistrat în documente pentru prima dată în 1387 sub numele de Kamena (Piatră). În anul 1431 așezarea devine târg sub denumirea de Piatra lui Crăciun, iar în 1453 are statutul de târg domnesc. Acest statut îl întâlnim și pe vremea lui Ștefan cel Mare, care exercită o puternică influență atât în plan economico-administrativ cât și în plan politic. În secolul XVIII orașul devenise un centru de producție, iar la începutul secolului XIX, cel mai important centru comercial.
Epoca Modernă este perioada de creștere rapidă a orașului prin dezvoltarea industriei (fabrici de cherestea, bere, hârtie, săpun etc.). După anul 1890, la numele de Piatră se mai adaugă cuvântul Neamț, măsură necesară pentru a deosebi orașul Piatra de alte orașe din țară și care este asociat cu construcția căii ferate Piatra Neamț -Bacău.
În ultima parte a secolului XIX-lea se observă o creștere rapidă a orașului datorită industriei și astfel se adoptă o serie de măsuri precum, adaptarea străzilor la circulație și iluminat public, se realizează sistemul de canalizare, se amenajează piețe și se construiesc monumente. Construirea lacului de acumulare de la Bicaz va influența funcționarea întregului sistem hidroenergetic pe râul Bistrița.
În anul 2009 s-au realizat în Piatra Neamț o serie de proiecte având drept scop modernizarea și transformarea municipiului în oraș turistic. S-au finalizat lucrările de reamenajare a ștrandului, a spațiilor verzi și a pârâului Cuiejdi. Orașul a fost inclus într-un program de management selectiv al deșeurilor și de modernizare a rețelei de distribuție a apei potabile, iar pe masivul Cozla s-a realizat un proiect grandios care cuprinde o telegondolă, un telescaun, un telecablu și o pârtie de schi destinată localnicilor și turiștilor.
I.1.2. Relieful
Unitățile de relief întâlnite în municipiul Piatra-Neamț aparțin Carpaților Orientali și Subcarpaților Moldovei. În județul Neamț predomină zona montană, reprezentată de Carpații Orientali prin Munții Bistriței (cele mai mari zăcăminte de mangan), masivul Ceahlău, munții Hășmaș, munții Tarcău (Goșman), Munții Stânișoarei și o mică parte din Depresiunea Cracău-Bistrița.
Structura munțiilor din jur arată o structură geologică de vârstă cretacică, unde se suprapun conglomerate cum ar fi calcare silicioase, gresii verzi și argile, depozite oligocene și un număr mare de pești fosile.
În munții Tarcăului (Goșmanului) întâlnim vârful Cernegura la o altitudine de 852 m și vârful Căzăcuci la 920 m cu structura geologică alcătuită din șisturi argiloase, gresii, marne. Versanții au fost supuși fenomenelor de eroziune, astfel formându-se văi înguste și adânci. Teritoriul aparține etajului forestier, iar vegetația este reprezentată de o pădure de amestec alcătuită din brad, molid și fag.
Munții Stânișoarei, datorită structurii geologice, prezintă o orientare nord/vestică și sud/estică, cu cea mai mare altitudine întâlnită în vârfului Prihodiște la 806 m, iar la 679 m găsim vârful Trei Căldări din muntele Cozla. (Gherasim V., Marin I., 1972). Vegetația este alcătuită din păduri de fag în amestec cu rășinoase, cu soluri brune, cambice, reduse în humus, urmate de podzoluri.
Pe muntele Cozla întâlnim frecvent șisturile argiloase și disodilice acoperite uneori cu depozite loss și marne. Această structură geologică poate fi observată și în partea de vest a Cozlei, unde se afla Cârlomanul. O altă relicvă geologică, cu bogate depozite fosilifere specifice regiunii Neamțului este Pietricica.
Culoarul Bistriței se extinde între cele două unități de relief prezentate, iar caracterul de culoar este dat de mărimea văii, forma de relief, de fenomenele de eroziune, acumulare și transport. Aceste văi din municipiul Piatra Neamț separă Pietricica de Cozla, Cernegura și Cozla de Cârloman, având altitudinea oscilatorie între 290-320 m, lățimea de 0,5-2 km și adâncimea cuprinsă între 200-350 m. În această zonă se dezvoltă și două trepte de terasă de versant (15-20 m) și două de luncă (10-15 m).
Depresiunea Cracău-Bistrița este situată în partea estică a țării și central în zona Subcarpaților Moldovei, având o unitate de relief larg cutată. Un rol important îl are râul Cuejdi, care se revarsă pe parcursul a câțiva kilometri prin depresiune, iar după aceea face un cot spre vest și se reîntoarce în munți, formând un defileu. Acest defileu a fost explicat ca fiind o dublă captare hidrologică (I. Donisă, 1968) sau prin epigenie (I. Sarcu, 1972 cf. Apăvăloae M., 2005).
După desființarea brațului Bistriței care curgea printre Pietricica și Cozla, Cuejdiul a fost dirijat pe traseul actual și astfel s-ar fi format defileul din Piatra-Neamț. Din punct de vedere pedogeografic depresiunea în partea vestică este reprezentată de argiluvisoluri cu o trecere spre soluri cambice, iar în partea estică vegetația este marcată de prezența molidișurilor care vor forma păduri de amestec cu foioasele.
În Piatra Neamț întâlnim areale distincte, exprimate prin diferența de altitudine a treptelor. Treapta de aproximativ 450m altitudine corespunde văii Bistriței din unitatea Subcarpatică, zonă destinată așezărilor umane, culturilor agricole și a altor obiective. Treapta cuprinsă între 450-650m altitudine este evidențiată în Munții Stânișoarei și Goșmanu, fiind reprezentată prin numeroase pajiști secundare cu utilizări silvice.
Treapta de peste 650m altitudine corespunde unei anumite zone din munții Stânișoarei, iar în munții Goșmanu se află la nivelul interfluviilor cu o suprafață de 8,5km2. Pantele au un rolul important în regiune, care diferă ca formă, lungime și înclinare influențând atât viteza de scurgere a apei cât și procesul de eroziune.
Minunatele priveliști ce le oferă orașul de la înălțime se îndreaptă spre valea Bistriței și masivul Ceahlău care este de o frumusețe impresionantă. Masivul Ceahlău și Cheile Bicazului sunt munții cei mai vizitati de turiștii din țară și străinătate.
Pe teritoriul județului întâlnim și un număr de cinci formațiunii carstice cum ar fi: complexul Detunate situate în masivul Ceahlău, peștera Munticelu aflată pe versantul stâng al văii Bicazului, peștera Toșorog în comuna Bicazu Ardelean, peștera Trei Fântâni în comuna Dămuc și peștera Groapa de var în comuna Ceahlău.
I.1.3. Clima
Analiza elementelor climatice se realizează la stația meteorologică situată între Dealul Vărăriei și Vârful Pietricica, la altitudinea de 360 m. Datele sunt comparate și cu înregistrările de la stațiile din Subcarpații Moldovei, Culoarul Moldova Siret (Bacău -182 m) și de la stațiile din zona montană (Ceahlău Toaca-1807 m). Clima are un caracter temperat-continental fiind influențată de morfologia reliefului, latitudine, altitudine și de particularitățile circulației atmosferei.
Municipiul Piatra Neamț este întretăiat de izoterma anuală de 10oC cu o amplitudine termică de aproximativ 28oC. În timpul iernii se înregistrează valori scăzute de -5oC dimineața și valori mai ridicate în luna iulie, între 33-39oC la amiază. (Apăvăloae M.,, 2005). Temperatura medie anuală a aerului în 2011 în municipiul Piatra-Neamț a fost de 9,3°C în comparație cu perioada anilor 1960-1970 când se înregistra 8,7°C (Mihăilescu F., Crețu I., 1973).
Temperatura aerului prezintă un regim anual comun tuturor zonelor cu altitudine din țară. De exemplu, în anul 2011 s-au înregistrat temperaturi scăzute de -16,3oC în luna ianuarie și valori ridicate în luna iulie de 31,3oC (valori medii). În general verile sunt călduroase, uneori foarte călduroase. Iernile sunt reci cu nopți geroase frecvente în lunile ianuarie și februarie.
Pe o perioadă medie de 20 de zile pe an, nopțile sunt geroase, cu temperaturi mai mici de -10oC, date de aerul rece polar și arctic. Zilele de iarnă cu temperaturi mai mici de 0oC sunt în număr de aproximativ 40 pe an, iar zilele de vară cu temperaturi mai mari de 25oC totalizează peste 60 pe an. Zilele tropicale le întâlnim în lunile iulie și august cu temperaturi mai mari de 30o C. În concluzie, temperatura aerului crește progresiv din zona montană spre regiunea subcarpatică de la vest spre est, creștere observată atât la nivel de țară cât și la nivel global.
În anul 2014 temperatura aerului în luna iulie a înregistrat temperaturi minime efective de 10o C (în data 5.07) și maxime de 33o C (în data de 21. 07), iar în luna august s-au înregistrat temperaturi minime efective de 7o C (în data 30.08) și maxime de 35o C (în data de 12/14. 08). (http://www.accuweather.com)
Solul este partea de bază a suprafeței active. Aici are loc atât absorbția cât și reflecția radiației solare, transformarea acesteia în energie termică și transmiterea ei în sol și în aer. Temperatura solului prezintă variații care sunt influențate de proprietățile fizice ale acestuia, de forma reliefului, altitudine, înclinarea și orientarea pantelor. Gradul de fragmentare a reliefului și a pantelor versanților, cât și a culmilor au o importanță mare în repartiția căldurii.
Temperatura medie anuală a solului în anul 2011 a înregistrat 10oC; valoarea minimă este de -22oC, atinsă în luna ianuarie și cea maximă de 43,8oC, atinsă în luna iulie. Amplitudinile medii zilnice cresc în luna aprilie odată cu scăderea altitudinii în Subcarpații Moldovei și scad în luna decembrie.
Temperaturile scăzute în municipiul Piatra-Neamț sunt datorate umezelii și evaporărilor puternice din lacurile de acumulare, iar valorile crescute sunt influențate de curenții proveniți din zona montană. Umezeala absolută ca și temperatura aerului variază pe parcursul anului înregistrând valori minime în luna ianuarie și maxime în luna iulie. În perioada anilor ’70 maxima absolută a deficitului de saturație a fost în luna iulie, cu valoarea de 42,3 mb, valoare apropiată de 50mb care redă seceta atmosferică (Apăvăloae M, 2005).
Ceața se formează datorită condensării vaporilor de apă, fenomen întâlnit în zona râurilor și în cea a acumulărilor de apă. Vizibilitatea este mai redusă iarna și toamna, în comparație cu cea din perioada primăverii (peste 40 zile/an); maximul de ore cu ceață le întâlnim noaptea și dimineața, iar minimul în perioada amiezii. Ceața este însoțită de vânturi slabe pe direcția sud-estică în perioada de primăvară și iarnă și vânturi puternice pe direcția nord-vestică frecvente în timpul verii. Vântul din valea Bistriței este generat de o alternanță a curenților aerieni (curentul descendent îl domină pe cel ascendent), care se deplasează spre înălțimi în perioada zilei și care, spre seară și în timpul nopții își schimbă direcția din amonte spre aval.
Nebulozitatea se exprimă în zecimi după codul climatologic și reprezintă modul de acoperire al cerului cu nori. Nebulozitatea poate fi totală și parțială sau nebulozitate cu nori inferiori. În Piatra Neamț, în anul 2011, se înregistrau zile senine (nebulozitate mai mică de 2 zecimi) cu o intensitate maximă atinsă în luna august și minimă în luna decembrie. Astfel, zilele senine sunt în număr de 90 după nebulozitatea cu nori inferiori și respectiv, de 40 după nebulozitatea totală.
Nebulozitatea cuprinsă între 2-8 zecimi reprezintă zilele cu cer înnorat atingând maxima în luna iulie (20-22 zile) și minima în luna noiembrie (15 zile), atât după nebulozitatea cu nori inferiori cât și după cea totală. Cerul acoperit (nebulozitate mai mare de 8 zecimi) în decursul unui an este de 120 zile după nebulozitatea totală și de aproximativ 45 de zile după cea cu nori inferiori (***Raport anual program aer 2011).
Regimul pluviometric în anul 2010 în Piatra Neamț a înregistrat valoarea de 911,7l/mp (***Raport anual program aer 2011), valoare depășită față de standardul climatologic. În anul 2011 s-au înregistrat valori mari în luna iunie 107,3l/mp și valori mici în luna noiembrie 0,9l/mp, totalizând 108 zile de precipitații/an (***Raport privind starea mediului în județul Neamț 2011).
În anul 2012 media precipitațiilor pe țară a fost de 47,3 mm, valoare depășită cu 34%, ceea ce demonstrează că în ultimii ani, atât în municipiul Piatra Neamț câ și la nivel de țară, cantitatea de precipitații a fost mult mai mare decât prevăd normele standard (***Raport anual 2012-Administrația națională de meteorologie).
Precipitațiile în lunile de vară a anului 2014 au înregistrat valori minime efective de 1mm (în data de 01, 04 și 19.07) și valori maxime efective de 85 mm (în data de 22.07) pentru luna iulie. În luna august avem precipitații minime efective de 1 mm (în data de 05.08 ) și maxime de 34 mm (în data de 24.08) (http://www.accuweather.com)
I.1.4. Rețeaua hidrografică
Apele curgătoare care alcătuiesc sistemul hidrografic din zona Neamțului sunt râurile Siret, Moldova și Bistrița cu afluenții săi (Cuejdi, Sarata, Borzogheanu etc.) și lacurile de baraj cum ar fi Bâtca Doamnei și „Pergodur-Reconstrucția”.
Regimul hidrologic al apelor subterane a fost influențat atât de modificarea regimului apelor de suprafață, cât și de realizarea secțiunilor pentru crearea de bazine. Acestea modifică totodata stratul aluvionar. În acest fel, în 1962, a luat naștere lacul Bâtca Doamnei (prin bararea râului Bistrița și îndiguirea laterală a unui perimetru din cadrul șesului). Apele stratului acvifer, din punct de vedere fizico-chimic, sunt catalogate ca fiind ape bune. Caracteristic pentru stratul acvifer din regiunea subcarpatică a Bistriței este faptul că se înregistrează variații ale adâncimii nivelului hidrostatic – în amonte în jur de 10-15 m, iar în aval (între Piatra Neamț și Cut) de 2-10 m. Din punct de vedere chimic ionii de Ca, Mg și ionul carbonat acid au valori cuprinse între 0,3-0,8gr/l, indicând o mineralizare scăzută, astfel fiind permisă captarea apei pentru alimentarea populației cu apă potabilă (Apăvăloae M., 2005).
Cel mai mare râu care străbate orașul este râul Bistrița, al cărui bazin hidrografic are o suprafață de aproximativ 7000 km2 și o lungime de 283 km. În a doua parte a secolului XX, pe cursul mijlociu și cel inferior al Bistriței au fost amenajate canale hidroenergetice, construindu-se 9 lacuri de acumulare (Izvorul Muntelui, Bâtca Doamnei etc.) și 13 hidrocentrale.
Afluenții râului Bistrița din zona municipiului Piatra Neamț acoperă o suprafață de aproximativ 100 km2 cu debitele reduse și în strânsă legătură cu precipitațiile. Regiunea montană evidențiază râul Doamna și râul Cuejdi, ca fiind principalii afluenți ai râului Bistrița și unele pâraie (Sarata, Borzogheanul, Mănăstirea, Cărbunoasa și Frăsinel) cu debite permanente sau semipermanente.
Râul Doamna este situat pe partea dreaptă a văii Bistriței și se varsă în lacul Bâtca Doamnei, având o suprafață de 22 km2 și o lungime de 8 km. Râul Cuejdi este situat pe partea stângă a văii Bistrița, revărsându-se în lacul tampon “Pergodur” cu lungimea totală de 24 km, din care 7 km sunt pe teritoriul municipiului Piatra-Neamț. Rețeaua hidrografică are un caracter permanent, dar este accentuată de viituri și se caracterizează prin ape mari în perioada primăverii, mici vara și scăzute în timpul toamnei și al iernii.
Pârâul Frăsinel este un afluent ce se întinde pe o lungime de 4 km pe partea stângă a văii Bistriței, din lungimea totală de 9 km. Altitudinea minimă a pârâului este de 292 m, cea maximă este de 445 m, iar suprafața totală a bazinului de recepție este de 17 km. Au apărut numeroase lacuri de baraj (Bâtca Doamnei, Pângărați și Vaduri) odată cu amenajarea hidrotehnică a râului Bistrița, în aval de hidrocentrala de la “Stejaru” care asigură funcționarea sistemului hidroenergetic.
Lacul Bâtca Doamnei se află în partea de aval a zonei montane și s-a format prin procese de barare și îndiguire a râului Bistrița cu scopul evitării apariției inundațiilor în oraș. Suprafață medie a lacului este de 8100 m, lungimea de 3200 m și prezintă o adâncime de aproximativ 4,2 m. Apa din lac este utilizată în scop energetic, dar și ca apă potabilă, iar în urma analizelor efectuate de laboratorul S.G.A. Neamț în anul 2007, s-a constatat că lacul corespunde clasei I de calitate din punct de vedere fizico-chimic (***Plan local de dezvoltare durabilă a județului Neamț- Agenda locală 21, 2008).
Apa lacului Bâtca Doamnei este moale, săracă în substanțe organice, calciul prezintă valori între 25-40 mg/l, alacalinitatea totală este de 1,2-2,5ml HCl 1n/l, iar aciditatea este mică, sub 0,2. Gradul de mineralizare este dat de conținutul de săruri cuprins între 150-200mg/l. Fiind o apă dulce, predomină carbonații, bicarbonații, magneziul cu valori medii de 5 mg/l, sărurile de fier sub 0,1mg/l și azotiții sub 2mg/l.
Suspensiile au valoarea de 50mg/l, iar în perioada viiturilor se înregistrează valori mai mari cuprinse între 100-200mg/l (Apăvăloae M., 2005). Din punct de vedere trofic, prin analiza fosforului și a azotului total, lacul se află într-un stadiu mezotrof-eutrof, ceea ce indică o stare ecologică bună, fapt constatat și în anul 2011 (***Raport privind calitatea factorilor de mediu 2011).
Apele de pe teritoriul municipiului Piatra Neamț se împart în două tronsoane din punct de vedere calitativ, un tronson montan lacul Bâtca Doamnei care se încadrează în categoria bazinelor mezotrofe și un tronson subcarpatic puternic poluat din cauza deversărilor din zonă ce indică o apă alterată care nu poate fi folosită.
I.1.5. Solurile
Rolul cel mai important în distribuția solurilor revine substratului geologic și reliefului. În urma clasificării (Institutul de Cercetări Pedologice și Agrochimice București) solurilor în municipiul Piatra-Neamț, a rezultat existența a cinci clase de soluri: molisoluri, argiluvisoluri, cambisoluri, spodisoluri și soluri neevoluate tinere.
Din punct de vedere pedologic solurile sunt specifice zonei montane Carpatice și zonei Subcarpatice.
Solurile specifice zonei montane Carpatice
Sectorul sudic al Munțiilor Stânișoarei și cel nordic al Munțiilor Tarcău (Goșmanu) aparțin etajului montan inferior 600-1200 m, având un climat temperat montan. Din punct de vedere pedologic, acesta este etajul cambisolurilor.
Etajul cambisolurilor cuprinde două subetaje: cel al solurilor brun-acide eu-mezobazice și al solurilor brun-acide. Elementul esențial îl reprezintă orizontul B cambic, fiind prezent în etajul montan inferior (500-1000 m), indicând un stadiu de evoluție datorită prezenței rocilor compacte și consolidate care impiedică degradarea pedogenetică și denudația. În munții Tarcău pot apărea pe alocuri soluri din casa spodosolurilor.
Subetajul solurilor brune eu-mezobazice preferă zona cu climă temperată de tip montan, cu umiditate mai puțină, sub făgete sau molidișuri sau sub pajiști cu specii de Agrostis tenuis. Acest subetaj al cambisolurilor este dispus pe roci sedimentare cu carbonați și pe roci bazice de la periferia lanțului Carpatic, în asociere permanentă cu solurile brun acide și argiluvisoluri. (Apăvăloae M., 2005).
Subetajul solurilor brun-acide este situat în partea superioară a etajului pedocambic sub păduri de amestec și pajiști de Festuca rubra și Agrostis tenuis care suportă variații de la un climat temperat-montan la unul boreal. În acestă zonă întâlnim o litieră cu resturi organice, cu un proces de humificare care se desfășoară lent. Aici predomină acizii fulvici care intensifică procesul de alterare al mineralelor și al rocilor și se eliberează hidroxizi de fier, aluminiu, silice, iar împreună cu acizi humici, formează mineralele argiloase.
Subtipurile de sol brun acid (litic, umbric, gleizant și pseudogleizant) se găsesc în în zona Doamna-Agârcia și în zona de nord-est a Cernegurii unde predomină și regosolurile. În culoarul Bistriței întâlnim soluri din clasa argiluvisolurilor și din a celor cambice, iar în masivul Cozla apar litosoluri.
Solurile specifice zonei montane Subcarpatice -Depresiunea Cracău-Bistrița
Cele mai răspândite soluri în această regiune sunt argiluvisolurile, molisolurile și cambisolurile dispuse în funcție de altitudine. O slabă prezență o au molisolurile care apar în areale distincte, contribuind la mozaicarea învelișului de sol. În partea vestică a depresiunii predomină argiluvisolurile, iar în partea estică și sud-estică a Munților Stânișoarei întâlnim solurile brune tipice care fac trecerea de la molisoluri la argiluvisoluri și pseudogleizate.
Solul brun luvic se găsește în suprafețele din vestul depresiunii și în partea estică a orașului pe dealul Vărăriei, Humăriei și Vulpea. Pe dealurile Subcarpatice din vestul depresiunii, luvisolurile albice apar tot în zona solurilor luvice, unde predomină solurile pseudogleizate și cele tipice.
Molisolurile sunt prezente datorită evoluției reliefului, vegetației ierboase climatului secetos și influențelor antropice. Cele mai importante tipuri de molisoluri sunt cernoziomurile argiloiluviale (culmile interfluviale și pe versanți), cernoziomurile cambice (terasele de luncă- Văleni), solurile cenușii tipice și erodate (în depresiune și pe versanții Dealurilor Humăriei, Balaurul, Vulpea) și pseudorenzinele (în depresiunea și în partea N-V a municipiului (Gherasim V., Marin I., 1972)
Cambisolurile sunt alcătuite din roci dure, paleogene și neogene situate în regiunea Subcarpaților. Acestea sunt prezente prin două tipuri de soluri brune eu–mezobazice, reprezentative în nord-estul muntelui Pietricica și în partea estică a Munțiilor Stânișoarei.
În municipiul Piatra Neamț întâlnim și soluri tinere, neevoluate sau desfundate. În această categorie se disting următoarele tipuri: litosoluri (Munții Goșmanu, Stânișoarei și Pietricica), regosoluri (estul munțiilor Stânișoarei, Dealul Vulpea), erodisolurile (centrul și vestul depresiunii), protosoluri (terasele de luncă Doamna, Sarata și lunca Bistriței), solurile aluviale (luncile inundabile ale râurilor) și psamosolul care este influențat de depozitele modelate eolian („marmite eoliene” -Munții Cozlei), unicat în Carpații Orientali. Municipiul Piatra Neamț cuprinde două unități de relief – montană și, respectiv, deluroasă -care evidențiază zona ca fiind una de tranziție unde elementele geografice interacționează.
I.1.6. Vegetația – flora și fauna
Flora reprezintă totalitatea unităților sistematice de pe un anumit areal, iar vegetația formează întreaga comunitate de plante de pe un teritoriu sub influența factorilor de mediu.
În municipiul Piatra Neamț speciile floristice sunt diferite și numeroase, având elemente europene și euroasiatice. Arealul municipiului este încadrat în partea estică a Carpații Orientali, unde principalele formațiuni vegetale sunt alcătuite din specii de brad, molid, pin, fag și stejar. Zona Subcarpaților Nordici ai Moldovei este reprezentată de păduri de fag în alternanță cu cele de gorun și carpen, iar în vegetația pajiștilor predomină asocieri ale elementelor stepice Festucion valesiacae.
Vegetația este influențată de relief (altitudine, longitudine și latitudine), umiditate și căldură, determinând astfel unități de vegetație specifice locului. Ca altitudine, municipiul Piatra-Neamț este situat între cotele 300 – 900 m, cote unde se găsesc subetajul pădurilor de gorun în amestec cu fag (300-600 m) și subetajul pădurilor de fag în amestec cu brad și molid (600-1300 m). În cadrul celor două subetaje avem o vegetație intrazonală cu condiții climatice și edafice specifice. Pe partea dreaptă a Bistriței în munții Goșmanu, pe pârâul Doamna se întâlnesc atât păduri pure de brad, molid și fag, cât și păduri de amestec.
Pe arealul municipiului Piatra Neamț, în partea estică a Carpaților Orientali și a bazinelor râurilor afluente Bistriței, întâlnim o situație aparent anormală de poziționare a speciilor (rășinoasele sunt situate mai jos decât făgetele) datorită inversiunilor termice și edafice. În subetajul pădurilor de amestec de fag cu rășinoase mai întâlnim și alte specii de arbori cum ar fi: paltinul (Acer platanoides), carpenul (Carpinul betulus), plopul (Plopulus tremula), ulmul (Ulmus minor și Ulmus plasia), frasinul (Fraxinus excelsior) și pe alocuri gorunul (Quercus petraea). În munții Cozla și Pietricica găsim și plantații de pin realizate de om cu scopul împiedicării fenomenului de eroziune și de stabilizare a versanților. (Gherasim V., Marin I., 1972)
Stratul arbuștilor este slab dezvoltat sau chiar lipsește, fiind alcătuit din alun, corn, măceș, soc, caprifoi, voinicel etc., aceștia întâlnindu-se la marginea vegetației arborescente sau în făgetele pure. În zona montană cu umiditate crescută predomină murul, ceapa ciorii, rogozul, vulturica, vinarița și fragul, iar în zona deluroasă cu regiuni mai uscate întâlnim frecvent păiușurile.
Subetajul pădurilor de gorun și de amestec cu fag este bine reprezentat în partea estică a municipiului, în Dealurile Balaur și Mitiana și în partea nord-estică în Dealul Humăriei, unde regăsim și alte specii de plante lemnoase cum ar fi paltinul, stejarul, fagul, carpenul, frasinul, jugastrul și teiul. Arbuștii sunt reprezentați de păducel, lemn câinesc, sânger, corn etc. În stratul ierbos întâlnim specii de Poacee cum sunt firuța, rogozul și mărgica. Pădurile din acest subetaj au fost pe alocuri defrișate și înlocuite cu pajiști secundare, culturi agricole și fânețe.
Pajiștile din municipiul Piatra Neamț sunt împărțite în pajiști montane și de deal, iar vegetația mezofilă alcătuită din ierburi înalte și de talie mare dau unicitate peisajului. Pe Cozla, Cârloman și Pietricica întâlnim asociații alcătuite din zâzanie (Lolium perene) și trifoi alb (Trifolium repens), iar pe platourile și interfluviile înalte avem asociații pure de Agrostetum și de Festucetum. (Apăvăloaie M., 2005)
Pajiștile de deal formate în urma defrișării pădurilor de foioase (fag și gorun) sunt xeromezofile (Festuca pratensis, Poa pratensis) și xerofile (Festuca volesiaca, Poa bulbosa, Lolium perene) și cuprind unele specii de stipă–colilie caracteristice stepelor (rezervația floristică „Dealul Vulpea”). Pe lângă asociațiile de colilie mai sunt prezente trifoiul mărunt (Medicago lupulus), rușcuța de primăvară (Adonis vernalis), rogozul scund (Carex humilis), coada șoricelului (Achillea setacea), coada vulpii (Alopercus pratensis), iarba câmpului (Agrostis stolonifera) etc.
Fauna terestră este bogată și variată, distribuția ei fiind atât pe zone (din punct de vedere al latitudinii) cât și pe etaje (din punct de vedere al altitudinii). În etajul faunistic al făgetelor întâlnim condiții de viață mult mai prielnice decât la etajul coniferelor, temperaturile medii sunt mai mari, intensitatea luminoasă și durata ei sunt crescute, iar numărul de specii prezente este mai bogat. Animale specifice întâlnite pe etajul făgetelor sunt: râsul (Felis lyux), veverița (Sciurus vulgaris), căprioara (Capreolus capreolus), cârtița (Talpa europanea), șoareci (Apodemus szlvaticus, Apodemus tauricus) și ariciul (Erinaceus europaneus). Păsările au o bogată reprezentare pe acest etaj putând enumera: pițigoiul (Parus palustris), ciocănitoarea cu spate alb (Dendrocopos leucotos), pitulicea mică (Phylloscopus collybita), la acestea adăugându-se specii comune cu alte etaje cum ar fi: huhurezul (Strix aluco), gaița (Garrulus glandarius), uliul porumbar (Accipiter gentilis). Speciile de reptile prezente sunt șopârla, șarpele, alături de specii de broaște, iar dintre nevertebrate amintim gasteropode (Dandebardia transsylvanica), coleoptere (Carabus auronitens) și lepidoptere (Carpocapsa grossana).
În etajul gorunetelor se întâlnesc mistreți, vulpi, căprioare, iepuri, pisici sălbatice, păsări cum ar fi turturica, ciuful de pădure, mierla neagră, șoimul rândunelelor, cucuveaua pitică. Ca reptile menționăm numeroase șopârle, șerpi și broscuțe de lac. Datorită prezenței stejarului, în acest etaj găsim nevertebrate cum ar fi: molia ghindei, cariul de scoarță, păduchele țestos al stejarului etc.
Fauna acvatică din apele curgătoare (râul Bistrița cu afluenții săi) este reprezentată de pești ca păstrăvul (Salmo Trutta fario), boișteanul, mreana (Barbus meridionales), de crustacee cum ar fi racul de munte (Astaeus torrentium), racul de râu (Astacus fluviatilis), iar ca specii de insecte enumerăm efemeroptere, coleoptere, tricoptere. În lacurile de acumulare se găsește zooplancton (copepode, rotiferi) și pești (porcușori, mreană, păstrăvi). Păsările sunt prezente în număr mare (atât ca specii cât și ca indivizi) de rațe (Anas platyrhynchos, Gavia arctica), pescăruși (Larus ridibundus), stârcul cenușiu (Ardeea cinerea). (Apăvăloae M., 2005)
I.2. Spațiile verzi
I.2.1. Importanța și funcțiile spațiilor verzi
Spațiile verzi reprezintă totalitatea spațiilor intra- și extravilane cu efecte asupra echilibrului ecologic, reflectând prin existența lor, gradul de cultură, nivelul de trai și de civilizație al cetățenilor. Administrarea spațiilor verzi din zonele urbane, conform legii nr. 24/2007, revine autoritățiilor administrative publice locale, precum și obligația de a creea și de a ține evidența acestora.
Ambianța naturală este cea care ne dă liniștea sufletească, revitalizează organismul stresat de nocivitățile orașului și restabilește starea de normalitate. Spațiile verzi influențează pozitiv microclimatul urban, reglând ciclul oxigenului, al bioxidului de carbon și de asemenea intervin în scăderea intensității luminii, reducerea temperaturii aerului etc. În zonele industriale, lipsa oxigenului este simțită în special unde poluarea este mai intensă.
Studiile arată că un hectar de pădure produce în medie 10t de oxigen pe an și consumă 14t CO2, iar în 8 ore se absoarbe o cantitate de 8 kilograme de CO2, echivalentă cu cantitatea expirată de 20 de persoane în același timp. O suprafață foliară de 25 mp, pe parcursul unei zile, furnizează oxigenul necesar pentru o persoană. (Iliescu A. F. 2006). Spațiile verzi au și rolul de a purifica atmosfera de agenții poluanți, de a reține praful, pulberile și gazele nocive existente în orașe.
În spațiile verzi pot apărea diferențe de temperatură între construcții și plantații, fenomen numit “brize urbane”. Plantațiile de arbori și arbuști contribuie la scăderea vitezei vântului și a spulberării stratului de zăpadă, strat atât de necesar protecției plantelor în timpul iernii, cât și pentru înmagazinarea apei în sol. Vegetația lemnoasă din cadrul spațiilor verzi are aceleași funcții ca și pădurile. Arborii și arbuștii reprezintă bariera împotriva zgomotului, dar și împotriva bacteriilor nefavorabile omului.
Rolul igienico-sanitar se manifestă prin proprietățile vegetației care are capacitatea de purificare, ionizare a aerului și de atenuare a zgomotului. Emanând fitoncide (substanțe volatile) în cantitate mare, pădurea devine un filtru antibacterian cu capacitatea de a distruge anumite microoorganisme, bacterii și ciuperci.
Fitoncidele emanate de paltin, arțar, castan, pin, salcie albă, tuia și larice distrug stafilococul auriu, iar cele produse de plop, salcâm, stejar roșu, tisă, dracilă, gorun distrug stafilococul alb. Pădurea de stejar are influențe pozitive în maladiile cardiovasculare și distruge bacilul dizenteriei, iar pădurea de rășinoase și, în special, cea de pin distrug bacilul tuberculozei. Foioasele au o acțiune mai slabă bactericidă decât rășinoasele, astfel 1ha plantat de ienupăr emană 30 kilograme de fitoncide în 24 ore, cantitate necesară pentru a distruge microbii din atmosferă a unui oraș mare.
Diverse specii de foioase (paltin, arțar, mesteacăn, plop, stejar roșu) și majoritatea coniferelor generatoare de ioni negativi stimulează metabolismul, accelerează procesul de oxidare a serotoninei care menține starea psihică normală și contribuie la buna dispoziție.
Spațiile verzi, prin masa densă de frunziș a arborilor și arbuștilor, au un rol important și în atenuarea poluării fonice, reducând zgomotele puternice produse de transportul auto, aerian, pe căi ferate, precum și a celor din zonele industriale. Coroana arborilor absorb aproximativ 26% din energia sonoră, prin plantația de arbori și arbuști în aliniament, în scuaruri și între cladiri.
Specii precum Acer pseudoplatanus (10-12dB), Tilia platyphillos, Viburnum lantana, Viburnum rhytidophyllum (8-10dB), Syringa vulgaris, Fagus sylvatica, Carpinus betulus, Quercus robur (6-8 dB) au o capacitate mare de reducere a intensității zgomotului. (Bernatzky A., 1978., Radu S., 1984 cf. Muja Sever, 1994)
Modul în care sunt grupate speciile, paleta coloristică a vegetației, efectele de lumină-umbră influențează starea fizică și psihică a organismului uman. Coroanele de formă umbrelată, au un efect calmant și oferă sentimentul de a fi ocrotit, iar coroanele cu ramurile pendente ale arborilor mesteacăn, dud alb plângător, salcie plângătoare au un efect puternic inhibitor și relaxant. Coroanele de formă sferică întâlnite la castanul porcesc, salcâmul globulos și teiul pucios au un puternic efect recreativ și contribuie la menținerea stării de sănătate. Plopul, bradul argintiu, molidul, tuia au coroanele cu formă cilindrică sau conică și au rolul de a stimula puterea de concentrare psihică, elanul și voința.
Efectul pozitiv este dat și de puterea culorilor plantelor. Culoarea galbenă și portocalie influențează starea de bine și optimismul, culoarea verde contribuie la creșterea capacității de muncă, cele pastelate influențează buna dispoziție, iar cele mai închise (albastrul) dau senzația de calm, pasivitate și liniște interioară. (Negruțiu F.,1980).
Traiul într-un mediu tot mai artificial afectat de poluanți și de părăsirea mediului natural, capătă amploare odată cu extinderea orașelor, însă orașul ar trebui să fie reprezentat și de spații verzi, nu numai de locuințe și astfel se conturează un echilibru între alei, străzi, vegetație și construcții. Spațiile verzi oferă o gamă largă de posibilități în scopul destinderii fizice și a unui stil de viață mai activ.
Spațiile verzi dau expresivitate artistică peisajelor arhitecturale, atenuează impresia de rigiditate și ariditate a oricărui mediu construit. Arborii și arbuștii se folosesc pentru mascarea vizuală a unor construcții, lianele pentru ziduri, iar parcelele de flori și gazonul de diferite forme geometrice și fantânile arteziene dau un farmec aparte zonei.
I.2.2. Clasificarea tipurilor de spații verzi
Numărul mare de locuitori și industria poluantă exercită o presiune destul de mare asupra vegetației, degradând-o treptat. Cu toate acestea, speciile de plante se pot aclimatiza și pe un spațiu restrâns. Încă din secolul al XVIII-lea se trece la amenajarea de grădini și parcuri, la ocrotirea și păstrarea acestora. La proiectarea unor spații verzi participă arhitecți, horticultori care creează, reconstruiesc, reorganizează scuaruri, terenuri sportive, plantații stradale, parcuri și grădini.
Urbanismul privește nu numai amplasarea zonelor de locuit, comerciale, industriale, învățământ, ci și proiectarea și amenajarea spațiilor verzi în intravilan. Spațiile verzi îmbină elementele naturale și artificiale ale acestora, influențând starea de spirit, stimulând trăirile afective și emoționale.
După modul de amplasare și aportul funcțional, spațiile verzi se clasifică în două categorii:
Spații verzi intravilane, cuprinzând spațiile verzi din perimetrul construit al orașului cu rol de ameliorare a climatului prin reducerea efectului poluant și satisfacerea necesității de recreere fizică și psihică.
Spații verzi extravilane care includ pădurile-parc, spațiile verzi suburbane și zonele de agrement (Sonea V., Palade L., Iliescu A.F.1979).
După mărime și ordinea crescândă a importanței, enumerăm:
Scuarul; b. Grădina; c. Parcul; d. Pădurea –parc.
După folosință și criteriul de amplasare, spațiile verzi sunt de mai multe tipuri:
a. Spații verzi cu caracter public și nelimitat (scuarul, grădina- grădina de cartier, parcul, pădurea -parc, spații verzi din zona arterelor de circulație).
b. Spații verzi cu acces limitat (spațiul verde din incinta întreprinderilor, unităților de învățământ, din incinta instituțiilor sanitare etc.). (Muja S., 1994)
c. Spații verzi cu profil specializat (grădina botanică, parcurile dendrologice, plantațiile de protecție etc.
d. Spații verzi din zone de agrement și cu funcții utilitare . (Sonea V., Palade L., Iliescu A.F.1979).
Majoritatea spațiilor verzi (parcuri, grădini publice, terenuri de joacă) din Piatra Neamț sunt accesibile publicului, iar parcurile în 2009 ocupau o suprafață totală de 1008 ha. Conform Ordonanței de Urgență a Guvernului nr.114 din 2007 se prevede ca în 2010, spațiul verde să fie de 20mp/ locuitor, iar până în 2013 să crească la 26mp/ locuitor, ceea ce nu s-a putut realiza integral în municipiu, având un nou termen până în anul 2016. (***-Program de îmbunătățire a calității mediului prin realizarea de spații verzi în Municipiul Piatra Neamț)
Datorită proiectelor derulate de specialiștii responsabili cu spațiile verzi din cadrul Primăriei Piatra Neamț, s-au realizat aliniamente cu plante noi, lucrări de modernizare și reabilitare a scuarurilor și a parcurilor cu scopul extinderii acestora.
Din categoria spațiilor verzi extinse și modernizate, fac parte următoarele tipuri: spațiul verde, spațiul verde stradal, peluza și scuarul. Pentru amenajare și extindere se intervine în vegetația existentă prin curățarea suprafeței de teren de resturi vegetale și deșeuri, modelare de arbori, arbuști și gard viu, prin tăieri de corecție. Au loc plantări de arbori și arbuști în aliniamente, solitari sau în grupuri și lucrări de amenajare a terenului în vederea gazonării și realizării covorului vegetal.
Plantele sunt achiziționate din pepinierele naționale sau din zone climatice similare. Înainte de plantare se realizează o ameliorare a solului prin corectarea ph-ului sau a texturii, în funcție de necesitatea de amenajare și de calitatea terenului. Peluzele sunt amenajate cu arbori și arbuști în grupări de 3-5 plante de diferite înălțimi, pentru a creea o anumită cromatică, dar și cu plante solitare (Magnolia sau Rhodendron) pentru a fi evidențiate.
Tăierile de întreținere se realizează la intervale de 5-10 ani și se aplică mai ales la speciile foioase și mai rar la conifere. Tăierile sunt de mai multe categorii și au drept scop evidențierea evoluției arborilor și a arbuștilor.
*Elagajul (înălțarea coronamentului) presupune tăierea la un interval de 3-6 ani a ramurilor uscate sau verzi pentru a dezafecta căile rutiere și rețelele de iluminat public.
Specia Acer platanoides alături de Carpinus betulus stimulează creșterea și elagajul speciilor cu valoare culturală ridicată și are rol de ameliorator edafic.
*Tăierile de curățare se realizează prin îndepărtarea ramurilor uscate, uscate partial, a celor aglomerate, dar și prin eliminarea drajonilor și a lăstarilor pentru a mări luminozitatea.
*Emondajul este operația de tăiere a ramurilor aparute din mugurii dorminzi de pe trunchiurile arborilor și are drept scop împiedicarea degradării arborilor.
*Tăierile de regenerare se aplică la o perioadă de 5-7 ani și urmăresc refacerea calității arborilor care influențează dezvoltarea florilor și a inflorescențelor. Tăierile necorespunzătoare pot determina deteriorarea arborilor sau pot duce la scurtarea vieții acestora.
Gazonarea se realizează prin lucrări de frezare, nivelare și fertilizare a solului. Compoziția de gazon este alcătuită din 2% Trifolium repens, 10% Festuca rubra rubra, Festuca rubra tricophylla, 40% Lolium perene și 38% Poa pratensis. Sfârșitul verii, începutul toamnei este perioada cea mai bună de însămânțat, iar amânarea cu o lună a lucrărilor poate duce la o întarziere de câteva săptamâni a maturării gazonului. Semănarea este posibilă și primăvara, dar din punct de vedere calitativ rezultatele sunt mai slabe. O suprafață gazonată reține de 3-6 ori mai multe particule solide și praf decât o suprafață goală.
I.2.3. Arborii și arbuștii ornamentali folosiți în spațiile verzi
Plantele sunt cele care completează amenajarea spațiilor verzi și a zonelor de agrement din localități. Aceste specii sunt alese în funcție de factorii climatici, sol, altitudine și regiune. Speciile lemnoase ornamentale din spațiile verzi au condiții total diferite de mediu, față de cele din mediul natural, deoarece intervin factorii artificiali, poluarea, lumina artificială, solurile artificiale și regimul termic.
Plantele lemnoase sunt reprezentate de arborii și arbuștii de diferite înălțimi. Arborii aleși pentru realizarea spațiilor verzi sunt cei cu înălțimea de peste 7-15m (jugastru, arborele vieții, magnolia, corcoduș decorativ, salcie răsucită), considerați că ar fi având o talie mică. Talia mijlocie este cuprinsă între 15-25 m (paltin de câmp, arțar american, castan, tei pucios), iar talie mare de peste 25 m întâlnim la foioase (paltin de munte, castan, frasin, tei, salcâm și la conifere (brad argintiu, molid, pin, zadă). (Purcelean Ș.V., Cocalan T.D. 1969).
Diametrul coroanei poate fi până la 5 m (tisă, arborele vieții), între 5-10 m (brad argintiu, molid, pin, salcâm, salcie) sau peste 10 m (castan, carpen, plop, stejar). Arborii ornamentali sunt cultivați în special pentru însușirile lor estetice și sanitare. Forma arborilor poate fi piramidală (brad argintiu, molid), columnară (tuia, plop, stejar), sferică (castan, paltin de munte, paltin de câmp, tuia, ulm), tabulară (pinul silvestru), ovoidă (carpen, frasin, tei, salcâm), pendulară sau umbrelată (salcie). Ei pot fi plantați izolați, solitari (având tulpina scurtă și groasă), în rânduri (paralel, în formă de pătrat, romb), în grupe (plantate la distanțe egale, în număr de trei exemplare), în masiv- una sau mai multe grupe alăturate. (Negruțiu Filofteia, 1980),
Arbuștii ornamentali sunt plante cu înălțimea de până la 5 m, cu multe tulpini ramificate sau sub formă de tufă. Arbuștii pot fi înalți de peste 2 m (cimișir, ienupăr, jneapăn, tisă, tuie), mijlocii 0,7-2 m (ienupăr târâtor, trandafiri cu flori simple) și mici sub 0,7 m, iar cei pitici sunt sub un metru și au tulpini târâtoare. Ca și arborii, aceștia pot fi plantați izolați, în rânduri (aliniament), sub formă de garduri vii (cimișir), borduri sau în grupe. Plantele urcătoare care se agață (caprifoiul) pe pereți, pe trunchiuri de copaci, stâlpi sau pe suporturi speciale completeză spațiile verzi.( Muja S., 1994)
Plantele anuale, bienale (gura leului, ochiul boului, petunie, nalbă, părăluțe, verbine) și perene (stânjenei, toporași, maci, primule) sunt cele care decorează parcurile, grădinile, piețele, bulevardele, ochiurile de apă și digurile precum și bordurile pentru mozaic.
Culoarea florilor, frunzelor, fructelor sunt cele care îmbogățesc și înfrumusețează peisajul și relevă totodată armonia din cadrul spațiilor verzi. De asemenea și volumul arborilor și arbuștilor au un rol important în ceea ce privește aspectul în anotimpuri diferite. Alegerea arborilor și arbuștilor ornamentali se realizează în funcție de timp, de factorii de mediu și de rezistența la factorii nocivi.
Bioxidul de sulf prezintă un grad mare de toxicitate asupra tuturor organismelor vegetale producând pete de culoare roșie sau leziuni necrotice pe mezofilul frunzei în fucție de perioada de expunere și de doza poluantului.(Pricope F., Pricope L., 2007)
Efectul toxic al gazelor sulfuroase se resimte la nivelul procesului de fotosinteză unde intră în competiție cu dioxidul de carbon. O cantitate din sulf se depozitează în biomasă sub formă de glicozide, aminoacizi, iar o altă cantitate se elimină prin rădăcini în sol sub formă de sulfați. Ozonul produce leziuni necrotice la nivelul frunzei iar în timp duce la moartea plantelor ierboase și lemnoase. Fluorul este foarte toxic și în concentrații foarte mici și perturbă puternic procesele fiziologice ale plantelor prin apariția necrozelor la nivelul parechenchimului foliar, afectând și nervurile.
În municipiul Piatra-Neamț întâlnim specii de plante foarte sensibile la bioxid de sulf (Aesculus hippocastanum) și fluor (Acer pseudoplatanus), și specii rezistente la fum și gaze (Acer pseudoplatanus), bioxid de sulf (Fraxinus ornus), fluor (Betula pendula, Platanus sp.) și plumb (Pinus sylvestris, Thuja orientalis) (Cristescu V. 1976, cf. Negruțiu F. 1980).
I.2.4. Materialul dendrologic și floricol specific spațiilor verzi
Plantele lemnoase ornamentale se obțin în pepiniere, iar florile în sere, în funcție de caracterele morfologice ale acestora. Pentru a realiza un flux rapid și modern este necesar ca pepinierele, respectiv, serele să fie dotate cu suprafețe pentru înmulțire și pentru cultura propriu-zisă. (Muja S., 1994)
Materialul dendrologic pentru foioase și conifere se realizează de obicei primăvara și toamna când solul este cald și mai rar iarna. Acestea trebuie udate și îngrășate cu substanțe organice, prășite și stropite în scopul distrugerii insectelor dăunătoare. În pepiniere sunt produși puieții de arbori de talie mare și arbuștii pentru aliniamente. Elementele care stabilesc categoria puieților sunt: înălțimea, grosimea tulpinii și diametrul coroanei. Loturile sunt alcătuite din puieți de aceiași specie, categorie și varietate, unde se verifică aspectul, dimensiunea, dezvoltarea și starea sanitară.
Serele pot adăposti specii de plante din zonele calde, temperate sau reci, cât și specii exotice, tropicale și subtropicale (palmieri). Materialul floricol se obține fie prin înmulțire pe cale germinativă (prin semințe), fie pe cale vegetativă prin butășire, marcolaj, drajonare. Îngrășarea se face cu mraniță (substanțe organice) sau cu substanțe chimice -azot, potasiu și fosfor. Terenul de cultură este indispensabil pentru grădina floricolă și pentru plantele crescute în ghivece, pentru ameliorarea de soiuri noi și de aclimatizare a unor specii exotice. Terenul floricol are sectoare pentru producerea de plante anuale, bianuale și perene, pentru producerea de plante cu bulbi și tuberculi și pentru plante mamă și seminceri.
Producerea materialului floricol este destinat amenajării spațiilor verzi, dar și amenajării unor instituții, școli, spitale cu plante cultivate la ghivece. Se produc plante pentru decorarea apartamentelor, localurilor, sămânță de flori și gazon, material de plante cu bulbi, rizomi și tuberculi. Florile anuale, cu frunze decorative și de mozaic, lianele, florile bienale și cele perene sunt destinate spațiilor verzi.
În cadrul proiectului de amenajare și extindere a spațiilor verzi din localitatea Piatra Neamț au fost propuse următoarele specii, cu scopul îmbunătățirii calității mediului: Abies concolor, Pinus nigra, Robinia pseudoacacia, Cornus alba “Sibirica”, Acer platanoides “Globosum”, Syringa chinensis, Rose Burgund, Betula pendula “Youngii”, Cotoneaster suecicus, Tamarix parviflora, Juniperus media, Fagus sylvatica, Magnolia liliiflora “Nigra”, Philadelphus hybrida, Pyracantha coccinea “Red Column”, Rhododendron hybrida, Catalpa bignonioides “Nana”, Buddleja alternifolia, Yucca filamentosa, Rhododendron hybrida “Catawbiense Boursault“, Amelanchier lamarckii, Prunus serrulata, Cotinus coggygria, Acer platanoides “Royal Red”, Rhododendron hybrida “Cunningham’s White, Chaenomeles superba “Karl Ramcke”, Cornus alba și Pinus mugo. (*** Program de îmbunătățire a calității mediului prin realizarea de spații verzi ăn Municipiul Piatra Neamț)
a. b.
Fig. nr.1 a., b. Amenajarea spațiilor verzi în municipiul Piatra –Neamț (original)
Capitolul II. Prezentarea speciilor supuse analizei
Specile de plante lemnoase cultivate în scop ornamental contribuie la înfrumusețarea spațiilor urbane prin aspectul lor și datorită funcțiilor de recreere, sanitare, ecologice și economice. Majoritatea speciilor de plante lemnoase sunt ornamentale prin frunziș și habitus, iar unele specii se remarcă prin aspectul dat de flori și fructe.
Pentru studiul plantelor lemnoase ornamentale existente în municipiul Piatra Neamț am identificat împreună cu elevii în anul școlar 2013-2014 câteva specii pe care le-am descris cu ajutorul materialelor de cercetare (Ciocârlan V., 1988, Simionescu I., 1973, Pârvu C., 2006, Clinovschi Florin, 2005, Mohan G., Ardelean A. 2010).
Din plantele lemnoase ornamentale ale municipiului Piatra Neamț m-am oprit la studiul aspectelor fiziologice și biochimice a trei exemplare și anume: paltinul de câmp (Acer platanoides L.) , paltinul de munte, (Acer pseudoplatanus L.) și castanul porcesc (Aesculus Hippocastanum L.)
ACER PLATANOIDES L.
Denumire populară: PALTIN DE CÂMP, ARȚAR
Familia:ACERACEAE
ORDINUL SAPINDALES
a. b.
Fig. nr.2 Paltinul de câmp (Acer platanoides L.) a. ansamblu, b. detaliu (original)
Descrierea speciei: Arbore indigen de înălțime mijlocie, fixator de soluri. Arbore indigen, răspândit în pădurile de câmpie și de deal. Genetic, 2n =26,39, iar fitocenologic este încadrat în Fagetalia, Car. Acerion, Querco-Fagetea.
Rădăcina este pivotantă, trasantă, mai superficială decât la paltinul de munte. Tulpina este dreaptă, înaltă (aproximativ 25 m), cu scoarță cenușie, netedă, cu ritidom timpuriu, subțire, brun, crăpat, neexfoliabil. Lemnul este uniform, elastic, dar de calitate inferioară față de paltinul de munte.
Coroana este largă și ovoidă. Lujerii sunt brun-roșcați, glabri, lucitori.
Mugurii sunt ovoizi, opuși, alipiți de ax, roșcați, glabri, cu solzi ciliați, iar mugurele terminal este evident în patru muchii.
Frunzele sunt opuse, mari (9-18 cm) subțiri, penat-palmat-lobate, cu lobi acuminați, ce au vârfuri ascuțite, cu sinusuri larg rotunjite, verzi pe fața inferioară; pețiolul lung, lăptos.
Florile sunt galbene verzui, poligame, dispuse în corimbe, erecte, bogate în nectar, se deschid înainte de înfrunzire.
Fructele sunt disamare, cu aripi divergente în unghi obtuz, cu nucule turtite.
Fructificația apare de la 30-40 ani, anual, iar maturația fructelor este în luna octombrie.
Creșterile sunt rapide pănă la 40-50 de ani, ulterior fiind depășit de arbori cu care se află în amestec. Longevitatea paltinului de câmp este de 200 de ani.
Ecologie: Este răspândit în Europa Centrală și estică, în bazinul Oceanului Atlantic, al Mării Mediterane și în Caucaz.
Specia vegetează bine la un climat cald, pe soluri reavene sau jilave, fertile. Nu suportă solurile sărace, sărăturile și atmosfera puternic poluată. Este rezistentă la geruri, semiumbră și tăieri.
Folosire: Este cultivat în perdele antierozionale și de protecția câmpului și în scop ornamental, în parcuri și grădini, izolat în diferite grupări arborescente, aliniamente sau garduri vii. Prezintă importanță în silvicultură, pentru calitatea lemnului, care este folosit în tâmplărie, mobilă și instrumente muzicale. Scoarța, fructele, florile și seva sunt folosite în medicina umană tradițională.
Scoarța are proprietăți hemostatice, astringente, cicatrizante, antidiareice și antidizenterice. Fructele au proprietăți astringente și antidizenterice, iar florile au acțiune stimulatoare pentru activitatea cardiacă și proprietăți tonifiante.
Seva este recomandată în anemie datorită însușirilor mineralizatoare, tonifiante și depurative. Un singur arbore elimină în luna martie 10-12 litri de sevă, din care în unele regiuni se obține must, vin și zahăr.
ACER PSEUDOPLATANUS L.
Denumire populară: PALTINUL DE MUNTE
Familia: ACERACEAE
ORDINUL SAPINDALES
Fig. nr.3 Paltinul de munte (Acer pseudoplatanus L.) (original)
Descrierea speciei: Arbore indigen de înălțime mare (35 m), diseminat în pădurile de deal și de munte, la altitudini de maximum 1600 m prin făgete cu rășinoase, brădete, molidișuri sau în rariștile subalpine. Genetic, 2n=52, iar fitocenologic este încadrat în Car. Acerion, Querco-Fagetea. Este un bun ameliorator edafic prin frunzișul său care este bogat în elemente minerale.
Rădăcina este puternică, pivotant-trasantă.
Tulpina este dreaptă, înaltă până la 40 m, bine elagată în masiv, la arbori izolați cu trunchi scurt.
Scoarța este cenușiu-închis, mult timp închisă, după 40 de ani cu ritidom brun-cenușiu, ce se exfoliază în plăci. Lemnul alb-gălbui este de calitate superioară, rezistent, elastic și uniform.
Coroana este larg globuloasă și deasă. Lujerii sunt verzi până la brun-deschis, glabri cu lenticele.
Mugurii sunt ovoizi, opuși, verzui, depărtați de axă, glabri, cu solzi scurți, ciliați, tiviți pe margine cu o dungă brună, cel terminal este mai mare, în patru muchii.
Frunzele sunt mari, de 12-20 cm, penta-palmat-lobate, cordate la bază, verzi-închise pe fața superioară și verzi-albăstrui pe cea inferioară, pubescente la început, apoi glabre, cu lobii acuminați ce au margine crenat-serată, cu sinusuri ascuțite; pețiolul lung de 5-15 cm, fără latex.
Florile verzi-gălbui, bogate în nectar sunt poligame, andromonoice, grupate în panicule pendente, de 5-15 cm și apar în lunile aprilie-mai.
Fructele disamare, cu nucule convexe, cu aripi lungi de 3-6 cm, formând între ele un unghi drept și ascutit, cu maturizarea în septembrie.
Fructificarea în masiv apare de la 30-40 ani, anual, în perioada august-septembrie.
Creșterile sunt rapide în tinerețe, iar la 30 ani sunt asemănătoare cu a fagului și a gorului de 50-60 ani.
Longevitatea. Poate atinge vârste de 400-500 ani.
Ecologie: Arealul este situat în general, în Asia de vest, Europa centrală și de sud, Caucaz. Specie pionieră, instalată pe conuri de dejecție înaintea fagului, crește pe soluri fertile, brune, reavene, umede și pe soluri formate pe substrate calcaroase, conglomerate poligene și roci vulcanice. Vegetează în zone de montane, cu climat umed și răcoros, dar poate suporta și climate calde, uscate; înghețurile târzii îi provoacă vătămări. Specia este rezistentă la vânt și la factorii poluanți.
Folosire: Este o specie întâlnită frecvent în pădurile montane, dar se cultivă și în scop ornamental. Lemnul este folosit la fabricarea mobilei, în tâmplărie, parchet și în confecționarea instrumentelor muzicale. Seva arborelui are un conținut ridicat de zahăr, aproximativ 5% din el, putând fi cristalizat. În alimentație și în medicina tradițională, paltinul de munte are aceleași și utilizări ca paltinul de câmp.
AESCULUS HIPPOCASTANUM L.
Denumire populară: CASTAN PORCESC
Familia: HIPPOCASTANACEAE
ORDINUL SAPINDALES
Fig. nr.4 Castan porcesc (Aesculus hippocastanum L.) (original)
Descrierea speciei: Arbore exotic, de până la 25 m înălțime. Este plantă meliferă, oleaginoasă, tanantă, medicinală; genetic are 2n=40.
Rădăcina este puternică.
Tulpina este groasă, scurtă, puternic ramificată. Scoarța este cenușie cu ritidom cenușiu-negricios, solzos.
Coroana este largă, globuloasă, deasă și cu ramuri groase. Lujerii sunt brun-deschiși, groși, uneori spre vârf pubescenți, cu lenticele evidente. Mugurii sunt mari, opuși, brun-roșcați și cleioși.
Frunzele sunt opuse, palmat-compuse, cu 5-7 foliole obovate, cuneate, sesile, acuminate la vârf, crenat-serate pe margini, lung pețiolate.
Florile albe, pătate cu roșu, pe tipul 5, poligame, andromonoice, zigomorfe, grupate în panicule terminale, erecte. Castanul înflorește în lunile mai-iunie.
Fructele sunt capsule cărnoase, globuloase, verzi, spinoase, se deschid în trei valve și se coc prin lunile septembrie-octombrie. Semințele sunt foarte mari, turtit-sferice, brun- roșcate, lucitoare, cu o pată gălbuie sau brun-cenușie (hil).
Fructifică anual, iar un arbore produce între 50-60 kg de castane. Longevitatea castanului este de 150 de ani.
Ecologie: Specie originară din Peninsula Balcanică, la noi fiind cultivată în scop ornamental pe străzi, în parcuri și grădini publice.
Castanul prezintă o amplitudine ecologică mare, este rezistent la secetă, geruri și preferă solurile sărace, superficiale, umede sau compacte.
Folosire: Lemnul este moale, puțin rezistent, ușor, utilizat ca furnir de bază pentru panel, articole ortopedice, mese de bucătărie, cutii de țigarete. Scoarța este folosită la tăbăcitul pieilor și din ea se extrage taninul și acizii galici folosiți în industria coloranților (galben, brun, negru). Scoarța, florile și semințele sunt folosite pentru preparatele medicamentoase necesare tratării hemoroizilor, varicelor, flebitei, hipertrofiei de prostată.
Principiile active acționează ca antiinflamator, tonic, astringent, decongestiv, febrifug și hemostatic. Saponina și amidonul, extras din castane sunt folosite în industria chimică, la curățarea stofelor, la prepararea culorilor și imprimarea țesăturilor. Semințele (castanele) sunt utilizate la fabricarea uleiului, săpunului tehnic și a cleiului.
Capitolul III. Considerații teoretice de ordin fiziologic la plante lemnoase
III.1. Foto- asimilația carbonului de către plante
Viața plantelor se caracterizează prin acumularea de substanțe organice, datorită capacității lor sintetizante, sub influența factorilor de mediu. Rădăcinile și frunzele sunt organele care primesc substanțele din mediu. Frunzele absorb substanțele gazoase din aer, iar rădăcinile absorb apa din sol cu substanțele dizolvate în ea. (Sălăgeanu N., 1972).
Substanța organică din corpul plantei este formată din hidrații de carbon (constituie scheletul de bază) ca celuloză, amidon și zaharuri (substanță de rezervă și de consum). În cantități mici, întâlnim proteine, grăsimi, pigmenți, acizi organici, alcaloizi, rășini, taninuri, glicozide, uleiuri volatile eterice și alte substanțe.
Sărurile anorganice existente în membrana celulară sau dizolvate în sucul celular sunt componente la fel de necesare plantei ca și substanțele organice. Carbonații de calciu și oxalatul de calciu sub formă de cristale sunt cei mai ușor de evidențiat la plante. Pentru aceasta este necesară uscarea plantei, deoarece apa constituie 80% din greutatea proaspătă.
Printr-un procedeu folosit în chimia organică substanța uscată este arsă și astfel s-a constatat că în marea majoritate a cazurilor, aceasta conține jumătate carbon, iar cealaltă jumătate este formată în mare parte din oxigen și restul din azot, hidrogen, elemente volatilizate prin ardere și compuși nevolatili care alcătuiesc cenușa. În compoziția cenușii putem găsi metale precum calciul, potasiu, natriu, magneziu, dar și unele semimetale (sulf, siliciu, clor, bor, fosfor). (Neamțu G., 1981). Această compoziție a masei vegetale în stare uscată poate să difere ca exprimare în procente, deoarece plantele sunt diferite, iar părțile componente ale acestora se deosebesc și ele foarte mult.
Conform unor studii efectuate în ceea ce privește conținutul mediu de apă (în frunze) la anumite specii se constată valori diferite în funcție de luna/perioada și de corelația cu distanța față de sursa de poluare.
De exemplu la specia Aesculus hippocastanum, conținutul mediu de apă în luna august reprezintă între 70,74% și 71,49% din valoarea martorului, valori necorelate cu distanța în funcție de sursa de poluare. În luna septembrie, valorile sunt mai scăzute, între 64,90% și 73,25%, valori corelate în funcție de sursa de poluare.
În ceea ce privește cantitatea de substanță uscată, aceasta are valori ridicate de 41,03% în luna iulie și 43,08% în septembrie față de proba martor (Zamfirache M. M.,, Ivănescu L., 2006).
Obținerea carbonului din CO2 din atmosferă sub influența luminii, necesar construirii corpului plantei, este procesul cel mai important din viața plantelor și din întregul ecosistem. Frunza, dintre toate organele verzi ale plantei este cea mai specializată pentru realizarea fotosintezei, având o suprafață mare, cu cloroplaste, stomate prin ostiolele cărora se realizează schimbul gazos. Intensitatea luminii de la suprafața solului și din mediul acvatic reprezintă raportul dintre cantitatea de oxigen și dioxid de carbon, factori care determină starea de evoluție și de adaptare la mediu.
După sursa de carbon pe care o folosesc plantele pentru sinteza substanțelor organice proprii, organismele vegetale sunt autotrofe, heterotrofe și mixotrofe. În procesul de fotosinteză și fotorespirație, pentru organismele fotosintetizante sunt esențiale oxigenul, dioxidul de carbon și activitatea energetică a luminii.
Organismele autotrofe își sintetizează substanțele organice proprii, folosind substanțe anorganice (plantele verzi), iar cele heterotrofe (bacterii, ciuperci) utilizează carbonul rezultat în urma reacțiilor de oxidare a substanțelor organice. Organismele mixotrofe au o nutriție mixtă procurând carbonul mineral, pentru sinteza substanțelor organice, atât pe cale autotrofă prin fotosinteză cât și pe cale heterotrofă.( Zamfirache M.M., 2001).
După natura energiei folosite în sinteza substanțelor organice, de către plantele autotrofe, deosebim plante fotosintetizante cu pigmenți asimilatori care folosesc energia solară și în plante chimiosintetizante care folosesc energia chimică rezultată din oxidarea unor compusi anorganici. Practic, în procesul de fotosinteză, se realizează un schimb de gaze prin absorbția de dioxid de carbon din atmosferă și eliberarea oxigenului.
Într-un an se poate obține o cantitate totală de carbon de aproximativ 16,4 x 1010 tone, din care aproape o treime reprezintă producția plantelor lemnoase. Producția de substanță organică sintetizată de vegetația întregii planete, calculată în glucoză este de 4,5 x 1011 tone pe an (Boldor O.,Trifu M..Raianu O., 1981 cf.Grudnicki Margareta, 2006),
În urma unor calcule făcute asupra circuitului principalelor componente ale fotosintezei și a rezervei acestuia s-a constatat că odată la 300 ani, în plantă se încorporează fiecare moleculă de CO2, iar reînnoirea de către plantă a fiecărei molecule de apă s-ar face la 2000 ani. (Știrban Mircea, 1981). Calculele mai arată și faptul că în natură au loc o serie de metabolizări și arderi chimice, iar acest gaz (CO2) s-ar epuiza dacă nu ar exista surse permanente de regenerare cum ar fi respirația plantelor și a animalelor, descompunerile organice, fermentațiile și erupțiile vulcanice.
Procesul prin care plantele verzi, în prezența luminii, sintetizează substanțele organice din substanțe anorganice, poartă numele de fotosinteză.
În urma procesului de fotosinteză se eliberează oxigenul necesar respirației aerobe, reprezentând singura sursă naturală de oxigen de pe pământ.
Fotosinteza are loc în organele verzi ale plantelor (frunze și tulpini). Frunza este cea care îndeplinește condițiile necesare procesului de fotosinteză, deoarece structura sa internă este alcătuită din epidermă cu stomate, țesuturi conducătoare din fascicule libero-lemnoase, parenchim asimilator bogat în cloroplaste. Pentru realizarea fotosintezei cloroplastele prezintă unele adaptări, legate de suprafața mare a membranelor tilacoidale care se aseamănă cu membrana plasmatică. Pigmenții asimilatori sunt organizați în fotosisteme, reprezentați de clorofile, caroteni, xantofile, precum și de substanțele transportatoare de electroni și protoni. Datorită structurii interne a acesteia, frunza este organul specializat în realizarea fotosintezei. Aici are loc aprovizionarea cu apă, săruri minerale și dioxid de carbon; tot aici se găsesc pigmenții fotosintetizanți (mai ales clorofilieni) pentru captarea și conversia energiei solare în energie chimică, înglobată în substanțele organice produse, cu eliberarea în atmosferă a oxigenului.
La nivelul ostiolelor stomatei se realizează un schimb gazos, prin pătrunderea dioxidului de carbon și eliberarea oxigenului (procesul de fotosinteză). Dioxidul de carbon traversează spațiile țesutului lacunar și palisadic în celule, unde se găsesc cloroplaste cu pigmenți asimilatori clorofilieni. Fotosinteza se desfășoară în celulele țesutului palisadic și mai puțin în țesutul lacunar. Apa și sărurile minerale necesare reacțiilor chimice din fotosinteză sunt preluate de vasele conducătoare lemnoase, existente în nervurile frunzei, iar vasele liberiene preiau substanțele organice rezultate și le transportă la toate organele.
Fotosinteza este reprezentată prin ecuația:
6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6 H2 + 6 H2O
Procesul de fotosinteză cuprinde o serie de reacții ce se împart în două faze:
Faza de lumină (reacția Hill) unde au loc reacții fotochimice (fotoliza apei) în prezența clorofilei.
Faza de întuneric unde au loc reacții biochimice influențate de temperatură și constă în reducerea dioxidului de carbon și formarea glucidelor.
În faza de lumină a fotosintezei intervin lumina și pigmenții asimilatori, proces realizat în grana cloroplastelor. Aici se realizează absorbția energiei luminoase și transformarea ei în energie chimică, înmagazinându-se în compuși organici și reacția de fotoliză a apei.
Lumina este o componentă a spectrului electromagnetic, unde radiațiile diferă în funcție de lungimea de undă. Absorbția luminii este realizată de către pigmenții asimilatori sub formă de fotoni. Intensitatea procesului de fotosinteză este dat de numărul de cuante luminoase absorbite de pigmenți. Pigmenții asimilatori din tilacoidele cloroplastelor sunt organizați în fotosisteme, cu un număr de 250-400 molecule, cu centrul de reacție și antena provenite din pigmenți și din proteinele specifice.
În centrul de reacție al fotosistemului energia este transferată de la o moleculă la alta, prin transferul energiei cuantei luminoase. Unii electroni sunt ridicați pe o treaptă superioară de energie și sunt transferați unui acceptor, atunci când se realizează procesul de absorbție și de oxidare a clorofilei. Clorofila a din grana cloroplastelor diferă ca lungime de undă, unde se realizeză maximul de absorbție în spectrul vizibil și astfel se conturează două fotosisteme I și II. Există pigmenți direct activi care eliberează electroni și pigmenți accesorii din sistemul I în sistemul II.
În fotosistemul I maximul de absorbție se realizează la lungimea de undă de 700 nm, numit P 700. Fotosistemul II este reprezentat de clorofila a, unde maximul de absorbție se realizează la lungimea de undă de 680 nm, alături de clorofila b și pigmenții carotenoizi. Clorofila a cu lungimea de undă de 680 nm respectiv 700 nm din centrele de reacție a fotosistemelor, alături de clorofila b, pigmenții carotenoizi și celelalte forme de clorofila a se numesc pigmenți accesorii, având rolul de transfer al energiei absorbite. (Grudnicki M., 2006).
Centrul de reacție al fotosistemului I, proteinele de transport, pigmenții din antenă și enzima care formează ATP-ul sunt situate la capetele lamelor granare și a celor din stromă, iar centrul de reacție al fotosistemului II, proteinele de transport și clorofilele antenă sunt dispuse în special în lamelele granare.
Fotosistemele prezintă câte un centru de reacție care emit electroni. Cuanta de lumină absorbită de moleculele de clorofila a din fotosistemul II de la moleculele de pigmenți asimilatori (cu antenă), eliberează în urma stării de excitație electronul energizat care va fi cedat moleculei acceptoare. Electronii oxidați au capacitatea de a reveni la starea inițială prin scoaterea electronilor din molecula de apă, astfel realizându-se procesul de fotoliză a apei cu desfacerea moleculelor în protoni și electroni.
Protonii vor forma NADPH2, iar electronii eliberați vor ajunge în clorofilă, apoi printr-un lanț de transportatori ajung la fotosistemul I, unde eliberează energie sub formă de ATP printr-un proces de fosforilare. În cazul fotosistemului I, electronii energizați din moleculele clorofilei a cu lungimea de undă de 700 nm sunt cedați ferodoxinei (proteină capabilă de oxidoreducere). La NADP+, ajung în același timp atât elecronii activați cât și protonii rezultați din fotoliza apei și astfel are loc transferul de NADP+ în NADPH2, care va reduce dioxidul de carbon, împreună cu ATP-ul. Pentru fotosistemul I și II este necesar absorbția a doi fotoni pentru a reduce molecula de NADP+ la NADPH2.
Conversia energiei solare din ATP și NADPH2 în energie chimică, presupune trecerea electronilor de la fotosistemul II, la fotosintemul I și la NADP. Acest fenomen unidirecțional se numește fosforilare aciclică (apa → fotosistemul II → fotosistemul I→ NADP+). În unele cazuri electronii eliberați din fotosistemul I, nu merg spre NADP+, ci sunt captați de ferodoxină și apoi preluați de un lanț transportator de citocromi (citocromul f) care interacționează în ambele fotosisteme. Electronii coboară apoi prin plastocianină și se întorc la molecula de clorofilă P700, formînd un circuit. Această trecere ciclică de electroni, cu formare de ATP, poartă numele de fosforilare ciclică.
Faza de întuneric a fotosintezei este numită și faza biochimică sau metabolică. În cadrul acesteia are loc reducerea CO2 și formarea substanțelor complexe cum ar fi: glucidele, lipidele și proteinele. Această fază este independentă de lumină, dar dependentă de temperatură și se desfășoară în stroma cloroplastelor unde întâlnim și un echipament enzimatic. Dioxidul de carbon la plantele superioare, pătrunde prin difuziune în ostiolele stomatelor, camerele substomatice, în spațiile lacunare și intercelulare, iar prin osmoză traversează membranele celulare și ajunge în citoplasmă. În membranele celulare, CO2 este dizolvat datorită apei, sub formă de ioni (HCO3-) O parte dintre aceștia ajung și sunt folosiți în citoplasmă, iar o parte sunt absorbiți în cloroplaste. Fixarea CO2 se face în prezența luminii, fiind necesar ATP-ul și NADPH2.
În fotosinteză transformarea carbonului în cloroplaste reprezintă ciclul Calvin sau ciclul reducător al pentozo-fosfatului. Calvin și Benson (1955) au susținut faptul că ribulozo-1,5- difosfat este acceptorul CO2, format prin procesul de fosforilare a ribulozo-5-fosfatului. La al doilea atom de carbon din molecula acceptoare se fixează CO2 sub forma unei grupe carboxilice –COOH. ( Știrban M., 1981).
Prin descompunere hidrolitică produsul intermediar se rupe în două molecule de acid 3-fosfogliceric. Enzima ribulozo-difosfat carboxilaza/oxigenaza este răspunzătoare de legarea CO2. Prin acțiunea ATP-ului și reducerea de către NADPH2, acidul 3 fosfogliceric trece în aldehidă-3-fosfoglicerică, iar prin participarea triozofosfatizomerazei rezultă fosfodihidroxiacetona. Ambele trioze sub acțiunea catalazei, prin înlăturarea fosfatului din fructozo 1,6-difosfat se formează fructozo-6-difosfat. Din aceasta rezultă glucoză și hexoze din care o parte sunt incluse în formarea glucidelor de rezervă, iar o parte contribuie la regenerarea acceptorului de CO2 (ribulozo-difosfat) dupa care trec în amidon.
Printr-o serie de reacții de transformare a zaharurilor fosforilate cu un număr de cinci atomi de carbon, are loc regenerarea ribulozo 1,5-difosfatului. Transcetolaza catalizează cei doi atomi de carbon din restul de glicol-aldehidă de la cetoze la aldoze, iar transaldolaza catalizează restul de trei atomi de carbon a dixiacetonei de la cetoză la aldoză. Sub influența transcetolazei, fructozo-6-fosfatul este transformat în eritrozo – 4 -fosfat și în glicoaldehida-tiaminpirofosfat, iar cu o trioză formează pentoze.
Eritrozo-4-fosfat prin condensarea cu o altă moleculă de trioză, sub acțiunea enzimei transaldozei formează sedoheptuloza-1,7-difosfat. Fosfatul de la primul atom de carbon al sedoheptuloza-1,7-difosfat este eliminat sub acțiunea enzimei – fosfatază și se formează sedoheptuloza 7-difosfat. (Maximov N. A., 1951)
Următoarea reacție de formare a celor două pentoze – ribozo – 5- fosfatul și xilozo -5-fosfatul este catalizată de transcetolază. Acțiunea enzimei ribozofosfatizomeraza transformă ribozo-5-fosfatul în ribulozo-5-fosfat, iar prin procesul de fosforilare regenerează ribulozo-1,5-difosfatul (acceptorul primar al CO2) și se închide ciclul. Activitatea ciclului se defășoară în prezența de ATP și NADPH2.
Ecuația generală a reacțiilor din ciclul Calvin este:
6 CO2 + 12 NAPDH2 + 18 ATP →(CH2)6O6 + 12 NADP + 18 ADP + 18 PI + 6 H2O
Pentru sinteza glucidelor este necesar acidul fosfogliceric care are principalul rol și în regenerarea compusului ribulozo-1,5-difosfat.
Sinteza glucidelor. Sub acțiunea aldolazei, aldehida fosfoglicerică și fosfodihidroxiacetona formează fructozo-1,6-difosfatul, de unde se poate ajunge la glucoză, zaharoză și amidon. Produșii fotosintezei sunt convertiți în amidon care se găsește pe timpul zilei în grăunciori din stromă, iar noaptea prin hidroliză, amidonul este transformat în zaharoză.
Sinteza lipidelor. Acizii grași se pot forma din acidul 3-fosfogliceric prin acțiunea unor enzime specifice, iar NADPH2 asigură hidrogenul necesar acestor sinteze. CO2 poate fi fixat în prezența apei de către ribulozo-1,5-difosfat, rezultând două molecule de acid fosfogliceric. În prezența CO2 și absența luminii cantitatea de acid fosfoglieric crește și cantitatea de ribulozo-1,5-difosfat scade, ceea ce demonstrează că substanța din urmă nu s-a regenerat.
La lumină, în absența CO2 crește cantitatea de ribulozo-1,5-difosfat și scade nivelul de acid fosfogliceric, de unde rezultă faptul că CO2 nu poate fi fixat. Transformarea carbonului în fotosinteză se poate realiza prin câteva canale în funcție de natura acceptorului CO2 cum sunt: fosfoenolpiruviratul și ribulozodifosfatul.
Prin aceste mecanisme se reduce CO2 la carbohidrați începând de la alge până la angiospermele cele mai evoluate.
Sinteza proteinelor
Se pot obține o serie de acizi organici (acid pirivic, malic, oxalilacetic) pornind de la acidul 3-fosfogliceric, iar prin procesul de aminare se formează aminoacizii (alanina, serina, acidul glutamic și aspartic) necesari sintezei proteinelor.
III. 1.1. Importanța fotosintezei în natură
Fotosinteza este specifică plantelor autotrofe, fiind un proces fiziologic prin care se sintetizează substanțe organice (glucide, proteine, lipide) din substanțe minerale (apă, dioxid de carbon), cu ajutorul energiei luminoase, absorbită de pigmenții asimilatori din frunză, care este convertită în energie chimică utilă în metabolismul organismelor.
Fotosinteza este singurul proces din natură în care plantele verzi, în prezența luminii, transformă apa, dioxidul de carbon, sărurile minerale în substanțe organice, eliberându-se oxigen necesar respirației organismelor vii cât și a plantelor. (Ene S., Sandu G., Gămăneci G., 2005)
Dioxidul de carbon eliberat din respirația viețuitoarelor sau din procesele de ardere provenite din industrie își menține concentrația la o valoare ce nu depășește limita toxică.
Unele substanțe existente în plante provenite din compușii primari ai fotosintezei, sunt utilizate în diverse industrii cum ar fi cea farmaceutică, textilă, alimentară, în materiale de construcție și coloranți. Oxigenul rezultat în urma procesului de fotosinteză, ajută la menținerea concentrației de 21% din atmosferă.
Plantele verzi sunt principalele producătoare de ecosisteme, care întrețin viața omului și a animalelor. Circulația carbonului, azotului, fosforului arată că în fotosinteză se consumă dioxidul de carbon și se eliberează oxigenul, iar plantele au rol de purificare a aerului. Arborii plantați, gardul viu sau masivele împădurite au rolul de a dispersa poluanții existenți în natură care modifică aspectele naturale ale solului și a climei.
Alegerea speciilor rezistente la poluanții existenți presupune cunoașterea mecanismelor de intoxicare a plantelor și a modalităților de atenuare a efectelor. Fotosinteza este importantă în combaterea poluării și a efectului de seră. Reducerea noxelor și a surselor de dioxid de carbon se poate realiza prin reîmpădurirea unor suprafețe de teren care ar contribui la reducerea problemelor globale de mediu, a modificărilor climatice și totodată la menținerea sănătății și a unui aer curat.
De asemenea, fotosinteza are o influență directă asupra producției agricole, silvice și una indirectă în cea zootehnică.
Astfel, aceasta rămâne procesul cel mai important pentru totalitatea organismelor vii, cât și pentru echilibrul întregului ecosistem.
III.1.2. Pigmenții asimilatori
Procesul de fotosinteză se realizează în toate organele verzi ale plantei, în organitele specifice (cloroplaste) mezofilului frunzei.(Zamfirache M. M., 2001)
Cloroplastele conțin apă în proporție de 57-70% și substanță uscată în proporție de 30-45% din care 90% reprezintă substanțele organice și 10% substanțele minerale. Între acestea întâlnim glucide, lipoproteine insolubile, aminoacizi, vitamine, coenzime, pigmenți asimilatori și elemente minerale (Mg, Cu, Fe, Mn, Zn)
Rolul cel mai important în fotosinteză îl au pigmenții asimilatori.. Prin metodele de extragere și separare s-au evidențiat trei tipuri de pigmenți asimilatori: clorofilieni (verzi), carotenoizi (galbeni) și ficobilini (albaștri, roșii și bruni). ( Parascan, D., Danciu, M., 2001)
III.1.2.1.Pigmenții clorofilieni
Pigmenții clorofilieni se sintetizează în cloroplaste și sunt în număr de 10-12 tipuri, dintre care cei mai importanți sunt clorofila a și b pentru plantele lemnoase. Cantitatea de clorofilă este diferită la arbori, ea variază în funcție de condițiile de mediu, vârstă și specie. La frunzele verzi, normale, raportul dintre clorofila a și b este diferit, găsindu-se o cantitate mai mare de clorofilă a, decât b. Plantele cu frunzele aflate în umbră au o cantitate mai mare de clorofilă a, decât cele aflate în lumină.
La specia Aesculus hipocastanum cantitatea medie de clorofilă a prezintă o valoare minimă de 10,321 mg/g în luna mai și o valoare maximă de 13,072 mg/g în luna august, iar clorofila b atinge un minim în luna septembrie de 4,217mg/g și un maxim de 4,877mg/g în luna august. Raportul clorofilă a/clorofilă b (a/b) este minim în luna mai (2,42) și maxim în luna septembrie (3,08). (Zamfirache M. M., Ivănescu L., 2006).
Clorofilele sunt compuși microcristalini, labili, insolubili în apă, dar solubili în solvenți organici (alcool, acetonă, cloroform, sulfură de carbon). Clorofila a în soluția alcoolică este de culoare verde-albăstruie cu o fluorescență roșie-rubinie, iar clorofila b este de culoare verde-gălbuie cu o fluorescență roșie- brună.
Clorofilele din punct de vedere chimic sunt compuși organo-magnezieni, cu proprietăți reducătoare asemănătoare hemoglobinei, cu structură formată din carbon, hidrogen, oxigen, azot și magneziu.
Formula brută a clorofilelor este redată astfel: clorofila a C55H72O5N4Mg și clorofila b C55H70O6N4 Mg.
Clorofila a și b sunt esteri complecși ai acizilor clorofilieni bicarboxilici, cu fitol și metanol. Clorofila a este alcătuită din acid clorofilinic a, alcool metilic, fitol, iar clorofila b, are în compoziția sa, acidul clorofilic b și doi alcooli. Atomii de azot participă la formarea nucleului tetrapirolic, legătură ce se face prin punți metilice. Molecula clorifilei a conține și inele ciclopentanice, grupării carboxilice și carbonilice care leagă fitolul și alcoolul metilic. În zona centrală a nucleului tetrapirolic, avem un atom de magneziu, structură care influențează orientarea nucleului spre proteine, iar radicalul fitolic spre fosfolipide.
Tratarea clorofilei cu acizi diluați, duce la realizarea unui schimb între cationul Mg2+ și ionul de H+ al acidului, obținându-se astfel o substanță numită feofitină de culoare brună. Structura moleculară a clorofilei b diferă de clorofila a prin absența a doi atomi de hidrogen și prin apariția unui atom de oxigen în plus. Prin procesul de saponificare se obține același fitol și alcool metilic, diferența fiind la acidul clorofilinic.
La nucleul pirolic doi, în locul grupării metilice se găsește o grupare aldehidică. Gruparea fitolică, la clorofila a și b este legată de nucleul pirolic cu numărul patru. Fitolul se prezintă ca un lichid incolor, insolubil în apă, cu însușire lipofilă și hidrofobă, de dizolvare în solvenții grăsimilor.
Clorofilele au însușirea de a absorbi selectiv radiația luminoasă, având un spectru de absorbție caracteristic. Absorbția clorofilei a este mai puțin intensă, în zona radiațiilor albastre (470 mµ), dar foarte intensă în zona radiațiilor roșii (680 mµ). Între acestea se găsesc benzi intermediare ce se pot lărgi odată cu creșterea concentrației clorofilei. Culoarea verde a clorofilei determină reflecția și nu absorbția razelor verzi.
Spectrul de absorbție ale clorofilei b este asemănător cu cel al clorofilei a, dar benzile sale sunt deplasate spre dreapta, transferând energia absorbită clorofilei a. Moleculele de clorofilă datorită legăturilor sale duble au proprietatea de a modifica lungimea de undă a radiațiilor luminoase, clorofila b poate transmite clorofilei a energia emisă prin fluorescență.
Clorofilele se formează în frunze, plecând de la glicină și coenzima A (CoA), prin condensarea cărora este format acidul amino ceto-adipic, iar prin decarboxilare va da acidul d – aminolevulinic. Se va forma o porfirină de unde va rezulta două protoclorofile a și b, iar sub acțiunea luminii vor fi transformate în clorofila a și b. Formarea clorofilelor sunt influențate și de acțiunea factorilor interni și externi.
Lumina joacă un rol important în formarea clorofilelor, iar întensitatea fotosintetică diferă de la o specie la alta. Plantele expuse la lumină vor avea o cantitate mai mare de clorofilă față de plantele crescute în umbră. Temperatura este un alt factor care influențează formarea clorofilelor, având o valoare optimă de 15-38o C.
Willstatter și Stoll au determinat la Acer pseudoplatanus cantitatea de clorofilă (4 mg), intensitatea fotosintezei la lumina de 48000 lucși (27mg CO2/dm2/oră), la temperatura de 25oC și la concentrația CO2 de 5%, iar numărul de asimilație clorofiliană este de 5,2 g CO2/h/g (Sălăgean N. 1972)
Pentru sinteza clorofilei sunt necesare glucide, oxigen (pentru protoclorofile) și elemente de fier și mangan cu rol catalizator. Dintre factorii interni, potențialul genetic al plantei reprezintă rolul cel mai important în sinteza clorofilei. Prin perturbarea locală a formării clorofilei, pigmentul poate fi într-o cantitate scăzută sau lipsi în anumite zone și astfel frunzele pot fi variegate sau de culoare galbenă. Influența unui virus sau a unei mutații în formarea clorofilei poate de asemenea determina o decolorare a nervurilor, o cloroză a frunzelor sau chiar moartea plantulelor.
III.1.2.2. Pigmenții carotenoizi
La plante s-au evidențiat un număr de 60 de pigmenți de culoare galben-portocaliu, dintre care cei mai importanți fiind carotina și xantofila. Acești pigmenți se sintetizeză în cromoplaste și mai puțin în cloroplaste, nu sunt fluorescenți, dar au proprietatea de a absorbi selectiv razele spectrului luminos.
Carotina este o hidrocarbură nesaturată, având formula brută C40H56 și este întâlnită la plante alături de clorofilă. Carotina alfa, la plante, este într-o cantitate mai mare față de carotina beta. Carotinele se pot scinda în două molecule de vitamina A și pot fi solubile în sulfura de carbon.
Xantofila (luteina) are formula brută C40H54(OH)2, fiind de culoare galbenă, solubilă în alcool, cloroform și eter de petrol.
Cei mai frecvenți izomeri ai xantofilei în frunză sunt luteina și beta-carotina. Pigmenții carotenoizi spre deosebire de cei clorofilieni se pot forma și în absența luminii, ceea ce demonstrează apariția culorii galbene a frunzelor din timpul toamnei. Pigmenții galbeni absorb radiațiile albastre și violet și le cedează clorofilei a, protejând clorofila de oxidare la lumină intensă.
Conținutul mediu de pigmenți carotenoizi la specia Aesculus hipocastanum prezintă valori minime de 1,9977 mg/g în luna mai și valori maxime de 2,395 mg/g în luna septembrie (Zamfirache M.,M., Ivănescu L., 2006).
Pigmenții asimilatori localizați în tilacoidele cloroplastelor absorb cea mai mare cantitate de radiații luminoase necesare transformărilor ce au loc în fotosinteză. Aceste radiații absorbite de pigmenții în procesul de fotosinteză au fost numite radiații fiziologice sau radiații active. Cantitatea de energie luminoasă, transformată în energie chimică în fotosinteză poartă numele de randament energetic al fotosintezei care la făgete poate ajunge până la 0,76%. ( Stănescu V., Parascan D.1980 cf. Parascan, D., Danciu, M., 2001).
III.1.3. Factorii care influențează fotosinteza
III.1.3.1. Factorii interni
Particularități ale genotipului
Speciile, subspeciile și varietățiile ecologice au o capacitate fotosintetică diferită, datorită structurii anatomice și a unor particularității genotipice legate de metabolism. (Grudnicki M., 2006)
Activitatea fotosintetică este influențată de factorii de mediu, dar și de mărimea coroanei arborilor care diferă de la o specie la alta și de capacitatea de asimilație care se realizează prin suprafața frunzelor. Raportul ratei fotosintezei la plantele lemnoase diferă, speciile din zona montană fiind superioare în această privintă față de cele presubalpine, raport realizat în funcție de climă și altitudine.
Vârsta frunzelor
Frunza este principalul organ vegetativ al plantelor unde se realizează fotosinteza. Stadiul de maturitate a frunzelor plantelor dă posibilitatea de a realiza o fotosinteză mai intensă, datorită creșterii cantității de clorofilă. Frunzele tinere au o suprafață foliară mai redusă și o cantitate mai scăzută de clorofilă.
Epiderma, cuticula, grosimea limbului, stomatele și gradul lor de deschidere infuențează, de asemenea, activitatea fotosintetică prin pătrunderea dioxidului de carbon în frunză. La plantele iubitoare de lumină fotosinteza este mai ridicată față de plantele de umbră, datorită cloroplastelor și a capacității lor de funcționare. Și în condiții limită, la frunzele etiolate putem observa cantitatea de clorofilă. Fotosinteza este perturbată și diminuată atunci când se acumulează o cantitate mare de substanțe organice în frunze și atunci când activitatea enzimelor (rol în sinteza substanțelor organice) este scăzută.
Cantitatea de clorofilă
Intensitatea fotosintezei este influențată de cantitatea de clorofilă, dar și de o serie de factori cum ar fi: lumina, vârsta frunzelor și capacitatea de funcționare a cloroplastelor. Fotosinteza crește odată cu intensitatea luminii până la o valoare maximă la plantele heliofite (care au o cantitate redusă de clorofilă), în comparație cu frunzele plantelor ombrofile (cu o cantitate ridicată de clorofilă). O perioadă cantitate de clorofilă se menține constantă apoi va scădea brusc.
La frunzele plantelor heliofile, raporturile dintre clorofila a/b sau caroten/xantofilă sunt mai ridicate decât la frunzele plantelor ombrofile. La plantele ombrofile găsim în cantități mai mari clorofila b și xantofilele.
Acumularea asimilatelor în frunză
Pentru a se realiza o fotosinteză normală este necesar ca produșii noi formați de asimilație să fie utilizați în diverse sinteze sau să fie transportați din celulele asimilatoare în celelalte părți ale plantelor ca substanțe de rezervă.
Cantitatea mare de substanțe organice duce la încetinirea fotosintezei și mai ales la plantele care acumulează glucide solubile osmotic active. Astfel, celulele asimilatoare devin ’’centre osmotice’’, unde se direcționeză sucul celular al celulelor vecine și astfel nu mai există posibilitatea de evacuare a substanțelor asimilate. La plantele amelifere, amidonul acumulat în cantități mari dereglează funcționarea cloroplastelor, dar nu mărește presiunea osmotică (Murariu A., 2002, cf. Grudnicki M., 2006).
Gradul de hidratare la nivelul frunzei
La frunzele plantelor superioare, apa este indispensabilă în faza de lumină a fotosintezei, doar 1% din totalul absorbit este necesar în mod direct pentru sinteza substanțelor organice. Deficitul de apă din frunze reduce intensitatea procesului datorită închiderii stomatelor, dar și a eliminării ei prin transpirație.
Fotosinteza este încetinită la un deficit de apă mai mare de 30%, iar la 40-50% procesul nu se mai realizează. Cantitatea scăzută de apă determină stimularea activității enzimelor și astfel au loc procese hidrolice intense care influențează negativ și degradează structura celulară.
III.1.3.2. Factorii externi
În natură, fotosinteza se realizează diferențiat, ea fiind influențată de factorii interni și de factorii de mediu. Factorii de mediu care intervin asupra procesului fiziologic al plantelor lemnoase sunt: lumina, temperatura, concentrația procentuală a dioxidului de carbon și a oxigenului.
Lumina
Compoziția spectrală a luminii nu este aceeași în decursul unei zile sau a unui anotimp, ea se schimbă în funcție de unghiul de incidență. Rolul principal în fotosinteză îl au radiațiile roșii care favorizeză sinteza glucidelor și radiațiile albastre-violet care favorizeză sinteza substanțelor organice. Din rezultatele obținute de unii cercetători ( Sălăgeanu N.1972) s-a constatat că fotosinteza se realizează la cea mai slabă intensitate a luminii și crește odată cu intensitatea acestuia. O nouă creștere a intensității nu va modifica fotosinteza, ea rămâne constantă, dar la o intensitate excesivă, va încetini. Maximul fotosintezei se poate realiza la circa 1000 de lucși la plantele adaptate la o iluminare slabă spre deosebire de plantele care cresc în lumină puternică unde maximul se realizează la zeci de mii de lucși.
Plantele lemnoase ornamentale provin din diverse zone climatice, iar cunoașterea adaptabilității speciilor la temperatură, lumină și umiditatea este necesară specialiștilor peisagiști, dendrologilor și cultivatorilor de plante, pentru a le putea întreține și asocia, cât și pentru a amenaja spațiile verzi (Mănescu C., 2010).
Limitele de toleranță a speciilor față de lumină împart plantele în trei categorii: specii heliofile, specii heliosciadofile și specii cu amplitudine mare față de lumină (Iliescu A. F.1998 cf. Mănescu C.2010).
Plantele heliofile se dezvoltă bine la o intensitate mare de lumină, dar o cantitate mai mică poate duce la lipsa înfloririi. Speciile de conifere fac parte din această categorie, dar și unele specii de foioase (Acer saccharinum, Platanus x hibrida). Plantele heliosciadofile au perioada optimă de creștere și dezvoltare în zone umbrite și semiumbrite, expunerea lor în plin soare ar duce la apariția arsurilor la nivelul frunzelor și la uscarea frunzișului și a ramurilor. (Acer palmatum, Hedera helix).
Plantele cu amplitudine mare față de lumină sunt specii care se dezvoltă indiferent de cantitatea de lumină pe care o primesc (Acer campestre, Carpinus betulus, Fagus sylvatica). Această cerință față de lumină diferă în funcție de specie, tip, varietate, colorit (roșu, argintiu, auriu). Varietățile de plante se pot dezvolta și în condiții de semiumbră, dar își pierd din calitățile estetice în ceea ce privește culoarea frunzelor.
Lumina, ca și temperatura influențează creșterea vegetației, determinând chiar și o înflorire (pe baza mugurilor florali) pentru a doua oară în același an spre toamnă (Aesculus hippocastanum, Robinia pseudoaccacia). Anumite specii se pot dezvolta, adapta și la condiții de semiumbră, dar vor înflori mai puțin, iar florile vor fi mai puțin colorate. Plantele lemnoase se pot adapta la un nou regim de lumină în timp. Intervenția în vegetație prin tăierea unor porțiuni din plantă pot determina o încetinire a creșterii și devoltării plantei, deoarece se realizează o trecere de la umbră la lumină.
Temperatura
Speciile de plante lemnoase provin din diferite zone climatice, iar procesele fiziologice ale acestora se realizează în anumite condiții de temperatură. Temperatura este un factor limitant cu caracter perturbator, de aceea este necesar a cunoaște limitele de toleranță a speciilor pentru a putea fi cultivate în zone geografice corespunzătoare.
Speciile lemnoase sunt clasificate în funcție de necesitatea față de temperatură ((Iliescu A. F.,1998. cf. Mănescu C.2010), după cum urmează:
Specii euriterme – cu amplitudinea ecologică mare față de căldură;
Specii oligoterme –exigențele sunt reduse față de temperatură;
Specii mezoterme –suportă variații medii de temperatură;
Specii subtermofile –se pot adapta și la temperaturi mai scăzute;
Specii termofile –exigențe mari de temperatură.
Unele specii de plante (Acer pseudoplatanus, Acer platanoides) pot fi cultivate atât în zona de munte, cât și în cea de câmpie, deoarece prezintă o amplitudine ecologică mare, adică se adaptează atât la temperaturi ridicate, cât și la cele scăzute.
Amplitudinea ecologică mare a speciilor față de căldură dă posibilitatea unor plante lemnoase să înfrunzească și să înflorească mai repede, pe la sfârșitul lunii februarie (Cornus mas, Salix sp. Corylus sp.), urmate de (Acer platanoides, Ulmus sp.), specii care înfrunzesc și înfloresc în luna martie.
Speciile termofile și subtermofile (Castanea sativa, Magnolia sttelata) necesită o climă mai blândă, iar folosirea lor pe timp de iarnă presupune a fi plantate în zone cu clădiri înalte sau în jurul plantațiilor masive pentru a fi adăpostite de curenții reci de aer. Cunoașterea temperaturilor minime și maxime dintr-o zonă ne dă posibilitatea amenajării spațiului cu specii corespunzătoare necesitățiilor acestora.
Factorii care influențează rezistența plantelor la temperaturi mari sunt: vârsta plantelor, durata temperaturilor ridicate și modul de întreținere a plantelor. Neîntreținerea plantelor, precum și temperaturile ridicate alături de umiditate scăzută în sol și aer pot duce la apariția unor consecințe negative cum ar fi: ofilirea, uscarea frunzelor, ramurilor și la căderea florilor. Pentru formarea fructelor, anumite specii de plante lemnoase au nevoie de o anumită temperatură noaptea, spre deosebire de speciile exotice care își pot realiza creșterea și dezvoltarea lor independent de fructificare.
Gerul este un alt factor limitant pentru plantele lemnoase, rezistența diferă în funcție de specie, vârstă, durata și momentul apariției acestuia. Speciile din zona noastră sunt în general rezistente la ger, de exemplu Abies alba-bradul, Picea abies-molidul, Quercus robur-stejar etc. Temperaturile foarte scăzute din timpul iernii, pe perioade scurte de câteva zile, nu afecteză considerabil speciile, față de perioade lungi de ger și îngheț care pot dăuna foarte mult. De asemenea plantele tinere sunt mult mai afectate de ger și îngheț, decât plantele mature care au ramurile și sistemul radicular foarte bine dezvoltat.
La majoritatea plantelor lemnoase din zona temperată, fotosinteza începe la 0o C și crește până la 30-37º C, după care scade, iar persistența frunzelor indică o fotosinteză intensă pe tot parcursul anului. Substanțele organice sunt în cantitate mai mică, datorită intensității scăzute a fotosintezei pe timpul iernii care se realizează la rășinoase la temperaturi de -3-4° C, spre deosebire de foioase care au temperatura optimă între 25°-35° C, acestea fiind influențate de intensitatea luminii și de cantitatea de dioxid de carbon din atmosferă. (Grudnicki M., 2006 )
Concentrația de dioxid de carbon din atmosferă
Concentrația de dioxid de carbon din atmosferă este de 0,03% (0,594 mg CO2/l), iar procesul de fotosinteza se desfășoară începând de la valori scăzute ale dioxidului de carbon din aer și poate crește progresiv până la concentrația de 2-5% – 10%. Concentrații mari de peste 10% de CO2 duc la apariția efectelor toxice care determină inhibarea activității enzimelor din ciclul de reducere a carbonului, a fotolizei apei și la eliminarea oxigenului (Murariu A., 2002 c.f. Grudnicki M., 2006).
Factorul important în asimilarea dioxidului de carbon este perioada de iluminare de pe parcursul întregii zilei. Bilanțul zilnic de dioxid de carbon este dat de diferența dintre cantitatea totală de dioxid de carbon asimilată (fotosinteza reală), minus cantitatea de dioxid de carbon degajată pe timpul nopții de frunze, prin respirație. Suma acestor bilanțuri zilnice va reprezenta bilanțul anual al schimbului de dioxid de carbon
În momentul în care volumul de dioxid de carbon consumat pe parcursul unei zile este mai mare decât cel degajat în timpul nopții, va rezulta un bilanț pozitiv. Valoarea acestui bilanț va fi cu atât mai mare cu cât procesul de fotosinteză diurn este mai eficient, iar noaptea este mai scurtă. În măsurarea acestui bilanț trebuie ținut cont și de respirația organelor care nu au rol în fotosinteză.
Concentrația de oxigen fotosinteza 3…………)și fotosinteza
atea luminiiȘI DE CANTUIde25o c fotosintezei pe timpulierni9000000000000000000000000000
Concentrația normală de oxigen din aer este de 21%, oxigen care, în prezența unor temperaturi ridicate, are un rol inhibitor asupra fotosintezei. Dacă valorile temperaturii sunt relativ scăzute, efectul de inhibare asupra procesului de fotosinteză se reduce. În urma tuturor cercetărilor efectuate în privința influenței oxigenului asupra fotosintezei, s-a constatat că oxigenul a avut efect doar asupra reacțiilor de lumină, nu și în cazul celor de întuneric.
Sărurile minerale
Plantele lemnoase extrag substanțele minerale cu ajutorul apei, care realizează circuitul elementelor în tot corpul plantei cu scopul sintezei substanțelor organice. Pentru a determina conținutul de elemente chimice din plantele lemnoase se usucă planta în etuva la 105oC și astfel aflăm conținutul de apă și cenușă care este formată din substanțe organice și minerale. (Neamțu G., 1981).
Cantitatea de substanțe organice și minerale variază în funcție de specie și organul analizat, iar procesul de fotosinteză este influențat de valoarea acestei cantități care pot duce la apariția unor boli fiziologice. Azotul, fosforul și potasiul sunt extrase din sol în cantități mari, sulful, calciul, natriul, fierul, magneziul în cantități moderate, iar în cantități foarte mici cuprul, manganul și zincul.
III.1.4. Variația diurnă a fotosintezei
Mersul diurn al fotosintezei este indus de interacțiunea factorilor interni și externi, dar și de particularitățile biologice ale plantelor. (Zamfirache M. M., 2001)
În cazul unei zile senine de vară intensitatea luminoasă crește începând cu primele ore ale dimineții, atingând maximul în jurul prânzului, după care scade până la lăsarea întunericului. La prima vedere s-ar putea trage concluzia că și variația fotosintezei urmează aceeași curbă cu cea a intensității luminoase. Din studiile efectuate până acum s-a descoperit că fotosinteza atinge un prim maxim de intensitate mult mai devreme de prânz, pe la amiază, după care urmeză o scădere și apoi un nou maxim (de mai mică amplitudine) spre seară. Acest maxim de seară este mai mic decât cel de la amiază, datorită acumulării pe parcursul zilei a substanței organice rezultate în urma fotosintezei. În condițiile bune, când solul este aprovizionat cu apă, depresiunea diurnă a fotosintezei este mai puțin accentuată, dar în cazul unui deficit mare de apă, maximul diurn al fotosintezei se desfășoară devreme, realizându-se mai apoi o scădere bruscă.
Mersul fotosintezei la plantele lemnoase poate realiza variații asemănătoare cu cele diurne, în timpul unui sezon de vegetație. La unii arbori fotosinteza începe primăvara odată cu apariția frunzei, de obicei în luniile aprilie-mai, iar maximul este atins în lunile iunie-iulie, când are loc perioada de înflorire și fructificare. Toamna, fotosinteza scade, datorită scăderii intensității luminoase, răcirii timpului, îmbătrânirea frunzei și a plantei întregi. Fotosinteza condiționează realizarea masei lemnoase prin producție și productivitate. Materia organică sintetizată de plante reprezintă producția primară brută, iar acea parte de materie neconsumată de plantă, care se depozitează reprezintă producția primară netă. (Grudnicki M., 2006)
Produșii de asimilație depozitați la arborii cu frunze căzătoare trec primăvara spre muguri și contribuie la formarea lujerilor, iar biomasa foliară se reface anual. Odată ce arboretele înaintează în vârstă, ramurile, trunchiul și rădăcinile reprezintă un procent mult mai mare în raport cu masa foliară. Atunci când frunzele arborilor mai în vârstă nu mai pot produce destule substanțe organice pentru a compensa respirația organelor inactive, are loc oprirea metabolismului și moartea arborelui. Producția de biomasă diferă în funcție de arborete și de factorii de mediu. Potențialul productiv al unui arborete este dat și de raportul dintre suprafața terenului ocupat de plantă și de suprafața foliară.
Producția de biomasă este consecința procesului de fotosinteză, iar sporul efectiv de biomasă este rezultatul interacțiunii ecosistemului. Productivitatea biologică și influența factorilor de mediu reprezintă modul de gospodărire și dezvoltare durabilă pe termen lung a pădurilor.
III.2. Regimul de apă al plantelor
III.2.1. Importanța apei în viața plantelor
Apa are un rol important în viața plantelor lemnoase și reprezintă 70-80 % din greutatea lor, determinând turgescența celulară, formarea membranelor biologice, transportul produșilor nutritivi și al unor substanțe preluate din mediu. Totodată este și mediul de dispersie a materiei vii, menține activitatea metabolică și contribuie la creșterea și dezvoltarea plantelor.( Boldor O., Raianu O., Trifu M., 1983). Cantitatea de apă din corpul plantei diferă în funcție de specie, vârstă, țesuturi, organe, stare fiziologică, stadiu de dezvoltare, dar este și influențată de o serie de factori externi cum ar fi: temperatura, lumina, cantitatea de apă din mediu și mișcarea aerului.
Din punct de vedere ecologic, apa este un reglator al temperaturii, alături de lumină și contribuie la repartizarea vegetației în funcție de altitudine și latitudine. Regenerarea pădurii, dezvoltarea plantelor lemnoase, fructificarea și înflorirea arborilor sunt în strânsă legătură cu regimul de apă din sol și aer.
Starea fiziologică a plantei este legată de conținutul de apă din celule, proces ce se poate intensifica odată cu creșterea acesteia până la stabilizarea stării de turgescență. Proprietățiile fizice ale apei au un rol important în stabilizarea temperaturii plantei, iar prin conductibilitatea termică mare, căldură specifică și tensiune superficială ridicată este facilitată absorbția și transportul soluțiilor prin țesuturi și organe. Tulpinile plantelor lemnoase pot avea un conținut de apă în proporție de 40-55%, frunzele până la 79-82%, iar vârfurile vegetative în jur de 80-95% din greutatea uscată. Toate acestea indică o activitate biologică intensă.
Regimul de apă al plantelor implică trei procese: absorbția, circulația și eliminarea apei prin tanspirație. Bilanțul de apă este dat de raportul dintre cantitatea de apă care se absoarbe și cantitatea de apă pe care o consumă plantele în aceeași perioadă de timp. Pentru a exista un bilanț normal este necesară compensarea apei pierdute cu absorbția radiculară. Deficitul hidric apare pe parcursul zilei, dar se compensează pe timp de noapte, astfel realizându-se un echilibru între absorbția apei și pierderea apei prin transpirație.
Absorbția este influențată de factorii de mediu și de rezistența ce apare la trecerea apei prin celulele vii ale rădăcinii, adaptare a plantei care se realizează pe parcursul evoluției. Sistemul radicular al plantelor lemnoase prezintă unele aspecte fiziologice și morfologice ce determină absorbția apei din sol. Absorbția mare se desfășoară la nivelul rădăcinilor care sunt prevăzute cu perișori absorbanți. Perișorul absorbant prezintă protoplasma sub formă de săculeț, un nucleu spre vârf și o vacuolă mare, iar structura lor și permeabilitatea membranelor permit desfășurarea procesului osmotic.
La majoritatea speciilor lemnoase perișorii absorbanți sunt slab dezvoltați sau chiar lipsesc, iar rolul de absorbție este preluat de hifele unor ciuperci care formează micorize. La arțar sistemul radicular este alcătuit dintr-un pivot bine dezvoltat, unde se produc rădăcini laterale și pot forma micorize în condiții de pădure. La plop și pin absorbția poate avea loc și prin zona suberificată a rădăcinii prin lenticele sau răni, față de alte specii, unde absorbția se realizează în vârful rădăcinii și în zona netedă sau piliferă. S-a constatat că absorbția mare are loc în regiunea endodermului cu permeabilitate ridicată și a rizodermei, unde țesutul conducător este format. Unele rădăcini ale arborilor sunt specializate pentru absorbție, altele pentru fixare. (Parascan, D., Danciu, M., 1983)
Absorbția apei este influențată de forțe active și pasive care se desfășoară la nivelul rădăcinilor și la nivelul organelor aeriene unde apa se pierde prin transpirație. Mecanismul absorbției active poate fi observat și prin fenomenul de lăcrimare (exudație) primăvara, atât la plantele lemnoase (paltin, mesteacăn, carpen), cât și la plantele erbacee. Gutația este un alt fenomen de eliminare a apei la nivelul frunzei sub formă de picături, întâlnită la plantele situate în locuri călduroase și cu umiditate ridicată.
Mecanismul de absorbție activă este specifică plantelor ierboase, mai rar întâlnit la plantele lemnoase unde predomină absorbția pasivă. Rolul principal în absorbție îl deține transpirația, iar rădăcinile sunt cele răspunzătoare de absorbția pasivă. Apa din celulele corticale ale rădăcinii și din vasele de lemn formează un curent continuu, ceea ce demonstrează că absorbția este în strânsă legătură cu transpirația.
III.2.2. Factorii care influențează absorbția apei
Absorbția apei este influențată de o serie de factori cum sunt: apa din sol, temperatura solului, concentrația soluției solului și aerația solului. (Parascan, D., Danciu, M., 1983).
Apa din sol
Pentru realizarea proceselor fiziologice a plantelor lemnoase, solul este cel care furnizează apa necesară și creșterii și dezvoltării plantelor. Plantele absorb dintre toate formele de apă situate în sol, apa liberă gravitațională, apa capilară și o parte din apa peliculară. Dacă forța de reținere a apei în sol este mai mare față de forța de sugere a rădăcinilor, atunci absorbția este redusă sau încetinită. Această apă rămasă în sol este considerată apa fiziologică moartă și astfel apare fenomenul de dezechilibru hidric manifestat prin ofilirea permanentă sau definitivă a plantelor.
Cantitatea de apă din sol la care apare ofilirea permanentă, poartă numele de coeficient de ofilire care variază în funcție de natura solului și de aspectele fiziologice ale plantelor.
Concentrația soluției solului
Concentrația soluției solului este o componentă a forței de reținere a apei din sol, adică a presiunii sale osmotice. Presiunea osmotică a soluției solului cuprinsă între 0,1 și 2 atmosfere -reprezentând valorile normale- nu limitează procesul de absorbție în zonele de pădure cu un regim normal de precipitații. În zonele secetoase, dacă are loc creșterea concentrațiilor sărurilor în soluția solului și a presiunii sale osmotice la 2-3 atmosfere, atunci, se va produce o scădere a presiunii de difuziune între sol și rădăcini. Odată cu încetinirea procesului de absorbție apare și un deficit de saturație în țesuturile plantelor.
Temperatura solului
Absorbția apei la plante (în special la cele lemnoase) începe de la o temperatură de -5oC, ajungând până la maxime cuprinse între 15-40ºC. Temperatura scăzută a solului, la plantele termofile influențează mult mai puternic mecanismul de absorbție al apei, față de plantele din zone reci. Scăderea temperaturii duce la micșorarea permeabilității membranelor și mărirea vâscozității protoplasmei. Absorbția este mai puțin influențată atunci când temperatura solului scade lent, deoarece adaptarea se face mai ușor, față de o temperatură ridicată de peste 40°C care determină o rigiditate la nivelul protoplasmei și o scădere a permeabilității acesteia. Solurile reci sunt considerate fiziologic uscate, deși conțin apă, deoarece absorbția este diminuată, iar unele plante (Ledum, Oxyccocus) necesită adapări speciale.
Aerația solului
În solurile cu un număr redus de capilare și umiditate în exces, sistemul radicular este afectat de lipsa de oxigen și dioxid de carbon aflat în exces. Rădăcinile plantelor lipsite de oxigen pe o perioadă mai lungă de timp pot fi distruse prin efectul toxic al alcoolului eliberat în urma procesului de respirație din sol, în mediul anaerob, dar și de cantitatea mare de dioxid de carbon care influențează protoplasma micșorându-se permeabilitatea pentru apă.
Absorbția apei este influențată și de alți factori, cum ar fi: ph-ul solului, intensitatea transpirației, starea fiziologică și dezvoltarea sistemului radicular. Absorbția apei se realizează și prin mecanisme active și pasive, atât la nivelul rădăcinii, cât și la nivelul organelor aeriene. Gutația și fenomenul de lăcrimare (plânsul plantei care are loc primăvara) sunt dependente de aerație și concentrația soluției solului care explică absorbția activă ca fiind un proces determinat de activitatea metabolică a celulei rădăcinii și de osmoză.
La plantele lemnoase apa pierdută prin transpirație este compensată prin absorbția activă în proporție de 5%. Primăvara, la plantele lemnoase are loc completarea sau umplerea cu apă a xilenului, mecanism activ ce se realizează cu ajutorul presiunii radicelare. Apa pierdută prin transpirație, este compensată printr-o absorbție mare la nivelul mezofilului frunzei. Absorbția pasivă la plantele lemnoase este mai evidentă decât la plantele ierboase. Plantele pot realiza absorbția și prin frunze, ramuri sau muguri. Ea este mai intensă la nivelul cuticulei din zona nervurilor. Viteza de absorbție este influențată de gradul de permeabilitate a cuticulei și de forța de sucțiune a mezofilului frunzei.
Plantele mezofile pot compensa apa pierdută prin transpirație, prin absorbția la nivelul frunzei în proporție de 5-10%, dar absorbția propriu-zisă este realizată prin sistemul radicelar. Plantele cu adaptări speciale, cum sunt epifitele, absorb apa și prin rădăcinile aeriene. Stropirea cu apă a organelor aeriene a plantelor determină o sporire a numărului de frunze, a ramurilor, chiar dacă absorbția este deficitară prin sistemul radicelar. Acest procedeu realizat cu succes și în pepinierele silvice, la puieții cu sistem radicelar slab dezvoltat.
Circulația apei la plantele lemnoase
La plantele lemnoase apa circulă prin corpul plantei de la nivelul rădăcinii, prin tulpină, până la nivelul frunzei, după care este eliminată în exterior. Circulația apei la ferigi, gimnosperme și angiosperme se realizează prin parenchimul rădăcinii și mezofilul frunzei. Sistemul de vase lemnoase este cel care realizează legătura dintre țesuturile tulpinii și a ramurilor. Primăvara, la plantele lemnoase cu transpirație scăzută și până la formarea frunzei, transportul apei se desfășoară sub acțiunea presiunii radicelare, ceea ce determină absorbția activă. În acest caz energia metabolică joacă un rol important în circulația și absorbția apei. (Parascan, D., Danciu, M., 1983).
Transpirația intensă la plante determină o circulație a apei prin parenchimul scoarței în mod pasiv, de la un nivel la altul. Din cauza deficitului de saturație resimțit la nivelul frunzelor, apa din rădăcină va fi împinsă prin vase până la nivelul mezofilului, unde va înlocui apa care a fost eliminată prin transpirație. La nivelul ramurilor și a tulpinilor, circulația apei se desfășoară prin vasele conducătoare lemnoase, prin xilen și poate ajunge în parenchimul razelor medulare, formând o circulație laterală spre periferia tulpinii. Această circulație este întâlnită atât la conifere, cât și la foioase.
Circulația apei cu săruri minerale prin tulpină poartă numele de sevă brută. Cantitatea de apă circulată prin tulpinile plantelor ierbacee va fi cu atât mai mare, cu cât există mai multe vase lemnoase în cilindrul central. La plantele lemnoase circulația apei se realizează prin inelele anuale ale duramaterului, care pot fi la un moment dat obturate de tile și de unele substanțe provenite din activitatea metabolică. Pe parcursul evoluției și odată cu trecerea timpului, inelele anuale se pot anastomoza, iar legătura cu țesuturile lemnoase din frunze se face prin traheide și trahei mai tinere. Viteza de circulație la plantele lemnoase este influențată de particularitățiile structurii anatomice.
La specia Acer pseudoplatanus, arbore cu dispoziția vaselor difuzo-poroasă, viteza de circulație a apei este mult mai mică (2,40m/h) față de a celor cu dispunere inelo-poroasă (24,0m/h), ca de exemplu, specia Castanea vesca (Chirilei H. 1983 cf. Parascan D., 1983).
Structura lemnului determină și debitul de sevă, pe unitate de timp, pe cm2 secțiune de tulpină. La rășinoase debitul este de 2-5cm3/cm2/oră, deoarece vasele lemnoase au diametrul redus, în comparație cu foioasele unde debitul are valoare mai mare, de până la 20cm3/cm2/ oră (Grudnicki M., 2006).
Viteza de curgere a apei este invers proporțional cu umiditatea lemnului și totodată aceasta este influențată și de factorii de mediu și de procesul de transpirație. Umiditatea lemnului la rășinoase este mai mare decât la foioase, dar circulația se desfășoară cu o intensitate mai redusă.
La plantele lemnoase circulația apei se desfășoară doar dacă sunt învinse forța de gravitație și de frecare din pereții vaselor lemnoase. Apa este transportată prin țesuturile conducătoare ale tulpinii, sub acțiunea unei presiuni radicelare, datorită coeziunii moleculare și a forței de aspirație a frunzei. Presiunea radicelară este o forță activă ce acționează la nivelul rădăcini ce împinge apa spre tulpină. Valoarea acestei forțe este considerabilă la unele plante lemnoase cum ar fi: castan 9 atm., mesteacăn 2-2,5 atm. și arțar de 1 atm. Presiunea radicelară este mai activă primăvara, până când aparatul foliar se dezvoltă și este influențată de acțiunea activității metabolice, a osmozei și a permeabilității celulelor din rădăcină.
Starea de nesaturație de la nivelul mezofilului creată datorită eliminării apei în atmosferă, duce la apariția unei forțe care are capacitatea de a suge apă din vasele lemnoase ale nervurilor către mezofil, forță ce depășește 20 de atmosfere. Forța de aspirație a frunzelor arborilor diferă în funcție de specie și este în strânsă corelație cu mărimea sa și cu poziția frunzelor pe coroană (care este variabilă în timp).
La paltin, valoarea forței de sugere a frunzelor în atmosfere este cuprinsă între 10,8-12,1, la frasin între 15,2-16,4, iar la stejar 18,1-20,1.
Sub acțiunea presiunii radicelare și a forței de aspirație, apa formează o coloană care este neîntreruptă între cele două forțe, datorită coeziunii lor. Apa, prin forțe de coeziune, este legată de pereții vaselor umectați, deși coloana de apă este supusă unei presiuni laterale mari.
III.2.3. Factorii care influențează transpirația
Transpirația este un proces prin care plantele elimină apa în mediul înconjurător sub formă de vapori. Acest proces fiziologic este în strânsă legătură cu particularitățile plantei și funcțiile sale vitale. La realizarea procesului fiziologic, doar o parte din cantitatea absorbită de arbori este utilizată, cea mai mare parte fiind eliminată.
Transpirația intervine în procesul de reglare a temperaturii frunzei, previne creșterea peste măsură a turgescenței și evită încălzirea excesivă. În timpul secetei prelungite, transpirația are un efect negativ, deoarece se pierde apă în exces, se ofilește și poate duce la moartea arborelui. Transpirația poate determina un dezechilibru în mecanismul de reglare a stomatelor, în starea de turgescență a celulei, cu efecte nefavorabile procesului de fotosinteză. Transpirația poate fi studiată, la diferite specii în funcție de indicatori specifici, care se exprimă în mărimi cantitative. (Grudnicki M., 2006)
Intensitatea transpirației suportă variații în funcție de tipul ecologic și reprezintă cantitatea de apă eliminată în unitate de timp, pe unitate de suprafață sau în funcție de greutatea frunzei (g/oră/dm2). Plantele higrofite elimină prin transpirație excesivă peste 10g apă/dm2/h, mezofitele până la 10 g apă/dm2/h, iar xerofitele 0,1g/dm2h.
Valoarea acestei mărimi variază în funcție de specie, vârstă și de condițiile de mediu. La o specie de Acer, înalt de 15m cu o suprafață foliară de aproximativ 680 m2 , pe parcursul unei zile se elimină prin transpirație o cantitatea de 3000 litri de apă.
Intensitatea poate fi diurnă sau sezonieră, iar valoarea acestui proces poate fi exprimată pe parcursul unei zile, a unui sezon de vegetație sau pe timp de iarnă. Intensitatea diurnă la unele plante lemnoase poate fi: 264 mg/g/h la carpen, 191mg/g/h la stejar, 133mg/g/h la fag etc. (Parascan, D. și colab., 1965, 1967 cf. Grudnicki M., 2006)
Viteza relativă de consumare a apei reprezintă cantitatea de apă eliminată într-o oră exprimată în procente, în funcție de întreaga rezervă a apei din corpul plantei. Un stejar de 5 ani pierde ¾ din totalul apei în 24 ore, iar un fag și molid de două ori mai mult.
Coeficientul de transpirație reprezintă cantitatea de apă eliminată prin transpirație pentru acumularea unui gram de substanță uscată. Productivitatea transpirației reprezintă cantitatea de substanță uscată acumulată, în timp ce s-a consumat un kilogram de apă prin transpirație.
Transpirația relativă este raportul dintre transpirația unei suprafețe foliare și evaporarea pe o suprafață de aceeași mărime aflate în condiții identice. Acest indicator variază între 0,01și 1.
Eliminarea apei prin transpirație la plantele lemnoase se face la nivelul tulpinii și a ramurilor, prin lenticele și răni, iar la nivelul frunzei, apa se elimină sub formă de vapori, prin stomate și prin cuticulă
Transpirația cuticulară depinde de o serie de factori, cum ar fi: grosimea cuticulei, gradul de umectare și de unele condiții de mediu. Transpirația cuticulară poate ajunge până la 30-50% la frunzele tinere având cuticula subțire, în comparație cu frunzele bătrâne unde procentul este cuprins între 3-5%.
La plantele de umbră unde cuticula este mai groasă se realizează o transpirație mult mai intensă față de cele aflate în lumină. La o frunză de alun se pierde prin transpirația cuticulară un 1mg de apă, iar la nivelul stomatei 81mg apă (Parascan D., Danciu, M., 1983).
III.2.3.1. Factorii interni
Transpirația este influențată de o serie de factori interni, iar intensitatea eliminării apei la plantele lemnoase este diferită. Plantele lemnoase aflate în zonele umede (higrofite), cu frunze mari, cuticulă subțire, perișori activi, stomate așezate la suprafața epidermei, celulele mezofilului mari, cu numeroase spații intercelulare și cu suc celular concentrat sunt adaptări ce favorizează procesul de transpirație. (Zamfirache M.M., 2001).
Plantele aflate în zonele cu deficit de apă (xerofite), cu frunza groasă, cuticula acoperită cu ceară, perișori inactivi, stomate situate în cripte, celulele mezofilului mici și suc vacuolar concentrat sunt adaptate în scopul reducerii intensității transpirației, iar plantele mezofite prezintă adaptări intermediare.
Orientarea frunzelor pe arbori. Frunzele așezate în poziție perpendiculară transpiră mai intens, decât cele așezate paralel față de razele solare.
Numărul, poziția, mărimea și gradul de deschidere a stomatei poate să influențeze procesul de transpirație.
Numărul stomatelor pe suprafața frunzei este variabil, de la o specie la alta.
În funcție de dispunerea stomatelor pe cele două epiderme ale frunzei acestea se clasifică astfel: hipostomatice, cu stomate așezate pe fața inferioară, întâlnite la majoritatea foioaselor, epistomatice, cu stomate așezate pe fața superioară (nufăr) și amfistomatice care au stomate așezate pe ambele fețe (rășinoase și plante ierboase).
Poziția stomatelor pe suprafața frunzei. La majoritatea speciilor, stomatele sunt situate la același nivel cu celulele epidermice. La unele plante higrofite, stomatele sunt situate pe porțiuni bombate, care facilitează o transpirație mult mai eficientă. Plantele xerofite și cele de deșert au stomatele situate la nivelul celulelor epidermice în cripte, unde există o umiditate crescută care determină o reducere a intensității transpirației.
Mărimea ostiolei, poate influența transpirația. Creșterea mărimii ostiolei, intensifică procesul de transpirație, iar în condiții nefavorabile, deschiderea ostiolei joacă un rol important, de control, în reducerea pierderii de apă.
Gradul de deschiderea a stomatelor. Închiderea și deschiderea ostiolelor din frunză este mecanismul de reglare a intensității transpirației la plante. Acest mecanism este contolat de factorii de mediu (lumină, temperatură, apă) și de factorii interni (îngroșarea inegală a pereților celulelor stomatice și de cloroplaste). Stomatele mici și numeroase aflate pe o unitate de suprafață de pe frunză au o influență mai mare asupra transpirației decât atunci când sunt mari și puține. În reglarea transpirației mai intervine și presiunea osmotică a sucului celular, starea protoplasmei celulei frunzei, ph-ul protoplasmei și enzimele.
III.2.3.2. Factorii externi
Intensitatea transpirației este influențată de factorii de mediu, cum ar fi: lumina, temperatura, curenții de aer, presiunea atmosferei, umiditatea aerului și a solului.
Lumina este factorul care poate influența direct sau indirect fenomenul de transpirație. Transpirația crește de câteva ori în lumină directă, iar în cea difuză poate ajunge până la 30-40 %, dar poate influența și indirect transpirația prin modificarea permeabilității citoplasmei prin deschiderea și închiderea stomatelor. În transpirație, radiațiile albastre și violete sunt mai active decât cele roșii.
Temperatura aerului. Procesul de transpirație este influențat în mod diferit, atât prin modificarea temperaturii la nivelul frunzelor și a permeabilității protoplasmei pentu apă, cât și prin deficitului de saturație din atmosferă.
La arborii și arbuștii cu frunzele verzi transpirația se realizează și pe timp de iarnă la temperatură joasă, sub 0o C, dar cu o intensitate foarte redusă. Intensitatea transpirației crește progresiv de la o temperatură de 0oC până la aproximativ 40°C, până când se va ajunge la o valoare maximă după care va scădea.
Curenții de aer. Vântul produce o intensificare a transpirației, prin îndepărtarea stratului de aer umed de la suprafața frunzei. Vântul mărește intensitatea transpirația cu 10%, chiar la viteze de sub 1m/s, acțiunea lui fiind mai mare asupra transpirației stomatice decât a celei cuticulare. Curenții de aer produc o răcire a frunzelor și totodată are loc și o reducere ușoară a transpirației, iar vântul puternic de cele mai multe ori reduce procesul de transpirație prin închiderea stomatelor.
Presiunea atmosferică. Creșterea procesului de transpirație are loc odată cu scăderea presiunii atmosferice. Datorită scăderii presiunii odată cu altitudinea, transpirația va fi mult mai mare în zona alpină și cea montană, decât în zona de șes.
Umiditatea aerului. Transpirația scade mult sau este întreruptă, dacă aerul este saturat în vapori de apă și poate crește dacă aerul nu este saturat în vapori de apă (cu un deficit mare de saturație).
Umiditatea solului Reducerea apei din sol duce la încetinirea procesului de absorție și la reducerea transpirației. Acest fenomen se observă mult mai bine la frunzele aflate la baza coroanei arborilor, decât la frunzele situate în vârf care au posibilitatea să-și înlocuiască mai ușor apa pierdută. Transpirația este influențată și de factorii meteorologici.
Foioasele transpiră mai mult decât rășinoasele din cauza structurii frunzei și a adaptărilor pe care le prezintă. Iarna, transpirația la plantele lemnoase este mai scăzută decât în timpul verii, deoarece umiditatea aerului este ridicată, temperaturile sunt scăzute și forța de reținere a apei din sol este mare.
Foioasele în sezonul rece se apără împotriva transpirației prin căderea frunzelor, dar elimină apa prin lujeri, muguri și cicatricele frunzelor. Vânturile puternice pot detemina o intensificare a transpirației pe timpul ierni, lujerii se pot usca din cauza solului înghețat și absorbția poate fi întreruptă. Transpirația pe timp de iarnă, la Acer platanoides a înregistrat valoare de 1,45 în raport cu laricea care are valoarea de 1. (Ivanov L. A., 1948, cf. Parascan, D., Danciu, M., 1983). Paltinul de câmp, datorită unei cantități suficiente de apă în sol, primăvara transpiră de 1,5-2 ori mai mult decât vara. Eliminarea apei la nivelul frunzei sub formă de picături poartă numele de gutație. Acest fenomen este observat în nopțile și diminețile reci de primăvară, urmate de zile călduroase, atunci când se produce un dezechilibru între absorbție și transpirație.
Gutația este mai des întâlnită la plantele ierbacee și mai puțin la plantele lemnoase din zona temperată și la unii arbori din zona tropicală. Prin acest proces, se elimină excesul de apă din corpul plantei, unele substanțe nefolositoare, dar se și evită asfixierea protoplasmei și vătămarea membranei celulare.
În condițiile unei absorbții deficitare și ale unei transpirații intense, se poate instala ofilirea de durată sau permanentă la plantele lemnoase. La arbori și arbuști, ofilirea se produce mai greu spre deosebire de plantele ierbacee. Odată apărută, ea poate determina unele modificări în desfășurarea proceselor fiziologice, închiderea stomatelor, dezorganizarea cloroplastelor și întreruperea procesului de fotosinteză. De asemenea, este perturbat procesul de transpirație și respirație, activitatea enzimelor (cu efecte negative în biochimismul acidului ascorbic și a glutationului) și metabolismul. (Parascan, D., Danciu, M., 1983
Lipsa apei poate duce la o degradare a complexului lipoproteic (acumularea de amoniac toxic pentru plantă) și a substanțelor din grupa biosului (acid pantotenic, biotină, piridoxină, mezoinozita, aneurină și vitamina H și PP etc).
Adaptarea plantelor la secetă se face mult mai ușor dacă ea se instalează progresiv, adaptare care duce la o economie a apei, deci la inhibarea transpirației. Rezistența arborilor și arbuștilor la secetă diferă în funcție de particularitățiile lor morfoanatomice și fiziologice. La plantele lemnoase se poate evita deshidratarea exagerată prin închiderea stomatelor, prin sistemul radicular dezvoltat și prin suprafața de transpirație redusă.
Speciile cu suprafața foliară redusă sunt mult mai rezistente la secetă decât cele care au suprafața foliară mare. Plantele lemnoase care sunt rezistente la secetă prezintă țesuturi mecanice dezvoltate. Din acest motiv ofilirea frunzei la aceste plante are loc doar în prezența unui deficit ridicat, deficit care nu incomodează acumularea substanțelor rezultate în urma fotosintezei. Rezistența la secetă a plantelor lemnoase diferă în funcție de specie. Plantele sunt rezistente la secetă, dacă în condițiile unui deficit hidric ridicat, ele își păstrează ritmul normal de creștere, iar înflorirea și fructificarea rămân la valori normale.
Capitolul IV. Material și metode de lucru
Plantele lemnoase cultivate în scop ornamental sunt folosite în parcuri, grădini, grădini botanice, pe marginea aleilor și a străzilor, izolate sau în grupuri. Ele sunt decorative prin habitus ori frunzele persistente sau caduce, prin flori și fructe. Pe lângă întrebuințările în scop ornamental, unele plante lemnoase mai sunt folosite și în medicina tradițională pentru tratarea diverselor afecțiuni, dar și în alimentație.
Studiul unor aspecte fiziologice și biochimice s-a efectuat la trei specii de plante: Acer platanoides L. (Fam. Aceraceae), Acer pseudoplatanus L. (Fam Aceraceae) și Aesculus Hippocastanum L. (Fam. Hippocastanaceae ), cultivate în scop ornamental în municipiul Piatra Neamț. Acestea au fost studiate în zone cu grad diferit de poluare (în special trafic auto) ordonate în sens descrescător cultivate în: centrul orașului – Liceu Hogaș, Primărie; zona Mărăței (poluat), zona stadionului (mai puțin poluat) și zona Dărmănești (nepoluat )
Toate determinările s-au efectuat pe material biologic proaspăt reprezentat de frunze. Materialul a fost recoltat la un interval de 12 zile în perioada verii (lunile iulie-august 2014), pe materialul proaspăt recoltat s-au realizat următoarele determinări: determinarea suprafeței foliare, dozarea conținutului de pigmenți asimilatori, determinarea conținutului de apă și substanță uscată, precum și determinarea conținutului total de substanțe minerale (cenușă).
IV.1. Determinarea suprafeței foliare
Se efectuează cu aparatul portabil compact de determinare AM 300 ADC Bioscientific. (http://www.nitech.ro)
Aparatul este folosit pentru determinarea cu acuratețe a suprafeței foliare și a parametrilor asociați. Echipamentul este alcătuit dintr-un scanner și un scanboard cu procesor de date integrat. Acesta permite opțiunea mai multor poziții pentru mânuire și deplasare în câmp, calitate ce duce la creșterea portabilității sale.
Ecranul mare de care dispune oferă pe afișaj grafice ale frunzelor scanate, împreună cu parametrii suprafeței foliare a frunzelor. Aparatul are, de asemenea, posibilitatea ajustării contrastului, fapt ce permite ca acesta să fie folosit și în aplicațiile pentru frunze decolorate, vătămate și bolnave. Orientarea afișajului aparatului permite ca acesta să fie folosit pe verticală sau orizontală.
Rezoluția atinsă foarte bună, de 0,065 mm², permite măsurarea frunzelor mici, (de ex. Arabidopsis, specii rizomorfe sau anumite rădăcini). Bateria portabilă din alcătuire, dispusă în spatele aparatului crește securitatea stocării datelor.
Măsurătorile pot fi revăzute pe afișaj sau pot fi imprimate cu ajutorul unei imprimante compatibile cu aparatul. Parametrii astfel măsurați sunt: aria frunzei, lungime, lățime, perimetru, media ariei și aria acumulată.
Unitatea de măsură și de exprimare a rezultatelor poate fi: mm, cm, inch, iar lățimea maximă de măsurare: 100 mm, iar precizia / repetabilitatea rezultatelor poate varia, funcție de determinarea realizată, între: linear 1%, arie +/- 2 %, perimetru +/- 5%, rezoluția atinsă fiind de 0.065 mm².
Determinarea propriu-zisă constă în scanarea suprafeței foliare pentru minimum 3 frunze de la 3 specii aflate în zone cu grade diferite de poluare, rezultatul final reprezentând media citirilor tuturor parametrilor astfel înregistrați. Datele analitice rezultate, se ordonează în tabele pentru fiecare specie de plantă avută în atenție, în funcție de momentul recoltării (fig 6-8).
Fig. nr.6 Frunză de Fig. nr.7 Frunză de Fig. nr.8 Frunză de
Aesculus hippocastanum L. Acer platanoides L. Acer pseudoplatanus L.
(original) (original) (original)
iV.2. Dozarea pigmenților asimilatori
Conținutul în pigmenți asimilatori din frunze se determină prin extracție în acetonă 80% și spectrofotometrare a soluției astfel obținute la lungimile de undă 663 nm, 646 nm și 470 nm (Artenie V., Tănase E., 1988).
Se cântăresc aproximativ 0,25g material vegetal, se mojarează în prezență de nisip de cuarț. Mojaratul se spală de câteva ori cu acetonă 80 %, se filtrează la vid și se trece cantitativ într-un balon cotat de 25 ml, aducându-se la volum constant cu acetonă 80%.
Extractul acetonic obținut se dozează spectrofotometric față de un blanc de acetonă 80 % la cele 3 lungimi de undă prezentate.
Rezultatele se calculează pe baza formulelor elaborate de Machiney, iar valorile se exprimă în mg *100g-1 material vegetal (mg / 100g material vegetal proaspăt):
Clorofila a = [(12,21x DO663) – (2,81x DO464)] x 5
Clorofila b = [(20,13 x DO646) – (5,03 x DO663)] x 5
Caroteni și xantofile = [(1000 x DO470) – (3,27 x Cl.a) – (1,04 x Cl.b)]/229 x 5
Datele analitice rezultate, se ordonează în tabele pentru fiecare specie de plantă analizată, în funcție de momentul recoltării.
Fig. nr.9 Extragerea pigmenților asimilatori (original)
IV.3. Determinarea conținutului de apă și de substanță uscată (metoda gravimetrică)
Principiul metodei
Constă în măsurarea pierderii de apă din masa probei de analizat, pierdere care are loc prin încălzirea probei la 105ºC (Boldor,O., Raianu O., Trifu M. 1983).
Pregătirea probei
Pentru a realiza o determinare corectă, aceasta se face pe o probă medie de material vegetal. Această probă se obține prin amestecarea cât mai omogenă a cel puțin zece probe parțiale, folosind procedeul sferturilor. Proba medie obținută se curăță de impurități și se mărunțește.
Mod de lucru
Pentru început se aduce la masă constantă o fiolă de cântărire din sticlă sau metal. După ce a fost bine spălată, se introduce în etuvă, la 105ºC pentru o oră, după care se răcește în exicator și se cântărește la balanța analitică. Operațiunea se repetă până când masa fiolei devine constantă.
Pentru determinarea propriu-zisă, se introduc în fiolă „n” grame de material vegetal din proba medie. Fiola deschisă, cu capacul așezat vertical pe gura ei, se introduce într-o etuvă prevăzută cu gură de ventilație și se usucă numai la temperatura de 105ºC. După 1-2 ore de uscare, fiola se acoperă cu capacul și se trece într-un exicator cu CaCl2 anhidră, unde se ține timp de o oră pentru a se răci, după care se cântărește la balanța analitică. Se repetă operația până la obținerea unei greutăți constante a materialului cântărit. Pierderea din masă prin uscarea materialului (umiditatea) se calculează după formula:
, unde:
U = pierderea procentuală de apă din masa probei prin uscare (%);
A = masa probei proaspete (în grame);
B = masa probei după uscare (în grame);
100 = pentru exprimarea rezultatelor în procente.
Substanța uscată se calculează după formula:
, unde:
SU = cantitatea de substanță uscată (exprimată procentual);
U = cantitatea de apă (exprimată procentual).
IV.4. Determinarea conținutului total de substanțe minerale (cenușa)
Conținutul de cenușă se determină prin calcinare uscată în cuptorul de calcinare, la temperatura de 500 C. (Boldor,O., Raianu O., Trifu M. 1983).
Într-un creuzet adus la greutate constantă se cântăresc la balanța analitică 0,5-2 g din materialul vegetal (substanță uscată). Creuzetul cu proba de analizat trebuie închis cu capacul; se așează pe un triunghi de calcinare și se încălzește la flacăra albăstruie a unui bec de gaz. Flacăra nu trebuie să atingă fundul creuzetului, ci trebuie să se afle la o distanță de 2-3 cm. Calcinarea trebuie efectuată încet, pentru a evita distilarea uscată violentă (în care caz este posibilă împrăștierea de particule mici de substanță împreună cu gazele degajate). Ridicarea temperaturii se admite numai după ce a încetat degajarea produșilor de distilare uscată, care se depun ca un strat negru pe suprafața interioară a capacului. Simultan cu ridicarea temperaturii se deschide capacul pe ½, iar creuzetul se așează înclinat pentru a înlesni accesul aerului.
După obținerea cenușii se trece creuzetul în cuptorul electric, pentru calcinare completă la 500 C, încălzind vasul până la roșu închis.
După calcinare se răcește creuzetul în exicator și se determină greutatea cenușii prin cântărirea creuzetului cu cenușă la balanța analitică. Prin calcinare repetată de scurtă durată (15 min), răcire în exicator și cântărire se ajunge la greutate constantă, din care, dacă se scade greutatea creuzetului, se află greutatea cenușii brute (g).
Cenușa trebuie să fie de culoare albă, cenușa roșie-brună indicând prezența oxizilor de fier, iar cea verzuie, prezența Mn.
Calcularea conținutului procentual de cenușă se realizează după formula :
X = (b*100) / n
unde :
n = greutatea probei luată pentru calcinare (în grame) ;
b = greutatea cenușii brute (în grame%)
Fig. nr.10 Probe cu material vegetal (original)
Capitolul V. Rezultate și discuții
Cercetările efectuate au urmărit studiul comportamentului unor exemplare de plante lemnoase cultivate în scop ornamental aparținând la trei sepcii: Acer platanoides L., Acer pseudoplatanus L. și Aesculus hippocastanum L., determinările urmărind variația unor parametri importanți în procesul fotosinteză: suprafața foliară, dozarea conținutului de pigmenți asimilatori, a conținutului de apă și de substanță uscată, precum și determinarea conținutului total de substanțe minerale (cenușa).
Suprafața foliară
Frunza reprezintă organul specializat pentru realizarea proceselor de fotosinteză și transpirație.
Creșterea frunzelor și dimensiunea acestora este influențată de poziția lor pe ramură, dar și de factorii de mediu (temperatură, lumină). Adaptarea plantelor la diferite intensități luminoase (plante heliofile, sciafile) s-a realizat prin modificări morfologice și fiziologice, influențând astfel și procesul de fotosinteză, prin acumularea unui conținut mai mare sau mai mic de asimilate.
Conform literaturii de specialitate (Burzo I. Dobrescu A., 2005), în perioada verii frunzele plantelor lemnoase se apropie de maturitate, având o intensitate ridicată a procesului de fotosinteză.
Rezultatele obținute reprezintă media a trei citiri succesive, acestea fiind ordonate în tabelele 1-6 (prezentate în anexa nr 1), tabele pe baza cărora s-au realizat reprezentări grafice.
► Aesculus hippocastanum L.
În determinările realizate practic, din punct de vedere valoric, dimensiunile suprafeței foliare medii la exemplarul de Aesculus hippocastanum cultivat în zona cu nivel ridicat de poluare sunt mai mari, comparativ cu cele aparținând aceleiași specii, provenind din zona mai puțin poluată, variația perimetrului fiind în corelație directă cu suprafața foliară. Această realitate poate fi explicată prin modul +/- uniform de recoltare a materialui biologic supus determinărilor.
Fig. nr. 11 a Variația suprafeței foliare medii la exemplarul de Aesculus hippocastanum cultivat în zona centrală (Liceul Hogaș)
Fig. nr.11 b Variația suprafeței necrozate medii la exemplarul de Aesculus hippocastanum cultivat în zona centrală (Liceul Hogaș)
Analiza valorică a suprafeței foliare medii, în toate momentele de recoltare ne-a permis să constatăm apariția unor suprafețe necrozate, cu valori crescătoare de la 0,39 până la 29,09%, pe întreg intervalul de analiză. Această necroză este determinată de atacul lepidopterului Cameraria ohridella (molia minieră), atac favorizat și de efectul nociv al agenților poluanți din mediu (fig. 12, 13).
Fig. nr. 12 Frunză de castan atacată de molia minieră (Cameraria ohridella)(original)
a. b.
Molia minieră a frunzei de castan (Cameraria ohridella) a fost observată în anul 1985 în Macedonia, ulterior fiind semnalată în aproape toată Europa.
În România Cameraria ohridella a fost semnalată pentru prima dată în Timișoara (Șandru, 1998), extinzându-se foarte repede în întreaga țară. Extinderea sa rapidă a fost cauzată de condițiile climatice: ierni blânde, primăveri și veri calde și secetoase (Bădescu, 2003, Drosu & Șesan, 2003, Perju et al., 2004).
Studii recente (Ianovici et al, 2010) au evidențiat faptul că acest lepidopter monofag determină, de regulă, un grad mare de infestare la castan (începând din luna iunie), atacul determinând o distrugere treptată a frunzelor arborilor până spre sfârșitul verii.
Acest dăunător supraviețuiește pe timp de iarnă sub formă de larvă în frunzele căzute pe sol, într-un an dezvoltându-se aproximativ 3-4 generații. Larva moliei miniere realizează “cărări” sub țesutul frunzelor, în care se și dezvoltă. Ca urmare, pe suprafața acestora apar mai întâi pete cu diametrul de 1-2 mm, pete care se măresc ulterior, determinând ruginirea frunzelor, fenomen urmat de vestejire și cădere a lor; spre toamnă, în cazul arborilor atacați se observă o nouă tendință de înfrunzire, organele nou apărute fiind însă mult mai puțin rezistente și înghețând pe perioada de iarnă imediat următoare.
Kollar și Hrubik (2009) susțin faptul că numărul de specii lepidoptere miniere se schimbă în funcție de compoziția perdelelor de plante lemnoase din mediul urban și de gradul de urbanizare.
Autorii precizează, de asemenea, faptul că perioada de realizare a procesului de fotosinteză la arborii puternic atacați se reduce dramatic, iar stropirea cu insecticid a castanilor este dificilă din pricina înălțimii lor și a riscurilor de periclitare a sănătății personalului special utilizat pentru efectuarea tratamentelor. În aceste condiții literatura recomandă realizarea unui control numeric al populațiilor de lepidoptere miniere în perioada toamnei prin colectarea și distrugerea litierei în păduri și parcuri pe arii întinse (Pisică, 2006; Trifan, 2009; Brudea & Rișca, 2010; Fora et al. 2011; Ciotlăuș, 2011; Ganscă et al, 2011 (http://www.biologie.uvt.ro/annals/fullaccess/vol_XV(1)_67_80.pdf; http://parkfavedelem.hu/index.php).
La exemplarul de Aesculus hippocastanum cultivat în zona mai puțin poluată suprafața foliară medie prezintă dimensiuni mai mici, comparativ cu exemplarul din zona mai puternic poluată, iar suprafața necrozată ajunge să ocupe peste 50% din suprafață, în ultimul moment al recoltării.
Fig. nr. 14.a. Variația suprafeței foliare medii la Aesculus hippocastanum cultivat în zona stadion
Fig. nr. 14.b. Variația suprafeței necrozate medii la Aesculus hippocastanum cultivat în zona stadion
► Acer platanoides L
În zona mai intens poluată la exemplarul de Acer platanoides suprafața foliară medie prezintă valori mai mari, comparativ cu exemplarul de Acer platanoides aflat în zona nepoluată, perimetrul frunzelor fiind în corelație valorică directă cu aceasta. Pentru exemplarele aparținând acestei specii provenind din ambele zone de cultivare (cu grade diferite de poluare) nu s-a evidențiat existența de zone necrozate.
Fig. nr. 15 Variația suprafeței foliare medii la Acer platanoides cultivat în zona Mărăței
Fig. nr. 16 Variația suprafeței foliare medii la Acer platanoides cultivat în zona Dărmănești
► Acer pseudoplatanus L
Suprafața foliară la cele două exemplare variază în corelație cu condițiile de mediu avute la dispoziție (gradul de poluare suportat), aceasta fiind mai mică în cazul exemplarului cultivat în zona mai intens poluată (zona centrală – Primărie), comparativ cu zona cu un grad evident mai scăzut de poluare – zona Dărmănești.
Fig. nr.17 a. Variația suprafeței foliare medii la Acer pseudoplatanus cultivat în zona centrală (Primărie)
Fig. nr.17 b. Variația suprafeței foliare medii la Acer pseudoplatanus cultivat în zona centrală (Primărie)
Fig. nr.18 a. Variația suprafeței foliare medii la Acer pseudoplatanus cultivat în zona Dărmănești
Fig. nr.18 b. Variația suprafeței necrozate medii la Acer pseudoplatanus cultivat în zona Dărmănești
Perimetrul frunzelor exemplarului de Acer pseudoplatanus L. variază în raport cu suprafața foliară, suprafața necrozată pentru arborele cultivat într-un mediu mai poluat înregistrând valori mai ridicate, de aproximativ 0,65% din suprafața foliară, în comparație cu exemplarul aceleeași specii cultivat într-un mediu mai puțin poluat, unde valoarea necrozelor foliare este de numai 0,10%; această necroză este cauzată de atacul ciupercii Rhytisma acerinum.
În timpul verii pe frunzele de arțar apar pete gălbui (sclerocimice) de diverse forme și mărimi, pete ce pot ajunge la un diametru de circa 2 cm. Aceste pete pot deveni pe parcurs negre, fiind înconjurate de o zonă gălbuie.
Atacul frunzelor este cauzat de ciuperca Rhytisma acerinum, care se dezvoltă ca un endoparazit intercelular, formând la acest nível strome de culoare neagră. Pe miceliul ciupercii se formează conidiofori și conidii unicelulare ovoide, hialine, de tip Melasmia acerina, care determină infecția plantei.
Ciuperca rezistă, pe perioada iernii, prin stromele formate în frunză, iar primăvara formează apoteci care conțin asce cu ascospori. Sporii filiformi produc formele incipiente ale infecției în frunzele de paltin.
Pentru prevenirea bolii și răspândirea acesteia se intervine prin tratamente cu diverse fungicide sau, acolo unde este posibil, prin adunarea și arderea frunzelor.
Fig. nr. 21 Rhytisma acerinum
a. conidiofori și conidii în acervul, b. apoteciu cu asce, c. Parafize și asce cu acospori.
http://bioge.ubbcluj.ro/~marcel.parvu/ghid_practic_de_fitopatologie/pdf/păduri_foioase.pdf
Conținutul de pigmenți asimilatori
Pigmenții asimilatori localizați în tilacoidele cloroplastelor au capacitatea de absorbție a energiei din radiațiile luminoase care este utilizată în procesul de fotosinteză (Zamfirache M. M., 2001).
Analiza pigmenților implică două tipuri de pigmenți asimilatori și anume pigmenți clorofilieni și carotenoizi, cercetările efectuate urmărind variația cantitativă a clorofilei a și clorofilei b, a pigmenților carotenoizi, precum și raportul clorofila a/clorofila b și raportul clorofila a + clorofila b / pigmenți carotenoizi (tabelele 7-18 anexa nr 2).
► Aesculus hippocastanum L.
Cantitatea de clorofilă a din țesuturile foliare ale exemplarului de Aesculus hippocastanum provenind din zona cu un grad mai mare de poluare variază pe tot parcursul intervalului de analiză, înregistrând o valoare maximă de 3,08 mg/100g substanță proaspătă în determinarea nr. 2 și o valoare minimă de 1,66 mg/100g substanță proaspătă în determinarea nr 3.
Clorofila b participă indirect la procesele fotosintetice, transferând energia absorbită din mediu clorofilei a; la materialul analizat practic, acest pigment a înregistrat o valoare minimă de 0,60 mg/100g substanță proaspătă în prima determinare și o valoare maximă de 1,14 mg/100g substanță proaspătă în determinările nr. 2 și 4.
Pigmenții carotenoizi, ca fracții componente ale pigmențiilor asimilatori, rezistenți la degradare și cu rol protector al fracțiilor clorofiliene împotriva radiațiilor ultraviolete (Zamfirache M. M., 2001), înregistrează la materialul biologic analizat valori foarte mici pe tot parcursul analizei, cu variații cuprinse între 0,34 și, respectiv, 1,16 mg/100g substanță proaspătă.
Raportul clorofilă a / clorofilă b cu valori de aproximativ 3/1, poate indica dacă plantele sunt adaptate să vegeteze bine în condiții de iluminare intensă. (Burzo I., Dobrescu A., 2005). În cazul determinărilor practice efectuate, la exemplarul de Aesculus hippocastanum L. cultivat în zona cu grad sporit de poluare, în primele două momente de determinare, acest raport respectă proporția de aproximativ 3/1 prezentată de literatura de specialitate, la ultimele momente de analiză (3 și 4) proporția colorofila a/clorofilă b micșorându-se pâna în jur de 2/1.
Raportul clorofila a + clorofila b / pigmenți carotenoizi indică, conform datelor din literatură (Burzo I., Dobrescu A., 2005) gradul de colorare a frunzelor, prin apariția de nuanțe diferite verde-galben-portocaliu, funcție de predominanța cantitativă a pigmenților verzi (clorofila a și clorofila b) sau a celor portocalii și galbeni (pigmenții carotenoizi).
La materialul biologic analizat acest raport prezintă o tendință descrescătoare din punct de vedere valoric în primele două momente de determinare, situație urmată de o creștere bruscă în ultimele două momente de analiză.
Fig. nr. 22 Variația conținutului de pigmenți fotosintetici la Aesculus hippocastanum cultivat în zona centrală (Liceul Hogaș)
Fig. nr. 23 Variația raportului de clorofilă a / clorofilă b și clorofilă a + clorofilă b / carotenoizi la Aesculus hippocastanum cultivat în zona centrală (Liceul Hogaș)
Cantitatea de clorofilă a din țesuturile foliare la Aesculus hippocastanum L. aflat într-o zonă mai puțin poluată a înregistrat o valoare maximă în prima determinare de 3,15 mg/100g substanță proaspătă și o valoare minimă de 1,70 mg/100g în cel de al treilea moment de analiză.
Cantitatea de clorofilă b a înregistrat, pe tot parcursul intervalului de analiză, valori cuprinse între 0,87-1,18 mg/100g substanță proaspătă.
Valorile înregistrate de pigmenții carotenoizi variază în sens descrescător de la 1,25 mg/100g substanță proaspătă în primul moment de determinare, până la 0,28 mg/100g substanță proaspătă în cea de a a treia determinare.
Raportul clorofilă a / clorofilă b are un traseu ușor crescător în prima parte a intervalului de analiză, fiind urmat de o scădere valorică bruscă în cea de a doua parte, înregistrând o valoare minimă de 1,45 în momentul 3 de determinare și o valoare maximă de 3,38 în cel de al doilea moment.
Raportul clorofilă a + clorofilă b / pigmenți carotenoizi are o tendință de creștere valorică în primele două momente de analiză, atingând un maxim de 10,17 în momentul 3 de determinare, urmat apoi de o scădere accentuată în ultimul moment de analiză.
Fig. nr. 24 Variația conținutului de pigmenți fotosintetici la Aesculus hippocastanum cultivat în zona stadion
Fig. nr. 25 Variația raportului de clorofilă a / clorofilă b și clorofilă a + clorofilă b / carotenoizi la Aesculus hippocastanum cultivat în zona stadion
► Acer platanoides L.
Conținutul de clorofilă a din mezofilul exemplarului de Acer platanoides aflat în zonă poluată a înregistrat valori aproximativ egale (între 3,31 – 3,42 mg/100g. substanță proaspătă), comparativ cu următoarele două momente de determinare, când s-au înregistrat valori mult mai mici, între 1,21 – 1,77 mg/100g substanță proaspătă.
Clorofila b este, la rândul ei, de două-trei ori mai mică, din punct de vedere cantitativ, comparativ cu clorofila a, atingând concentrații aproximativ egale în primele două momente de determinare (1,26-1,32 mg/g substanță proaspătă), și o ușoară variație valorică în celelalte două momente, de la 0,76 la 1,09 mg/100g substanță proaspătă.
Pigmenții carotenoizi variază, din punct de vedere al concentrațiilor atinse foarte puțin (0,56 – 1,28 mg/100g substanță proaspătă), în toate cele patru momente de analiză.
Raportul clorofilă a / clorofilă b în primele două momente de determinare respectă raportul 3/1 prezentat de literatura de specialitate, având valori sensibil egale, iar în următoarele două momente de analiză descrește evident, până în jurul valorii de 1 (1,60-1,62).
Raportul clorofilă a + clorofilă b / pigmenți carotenoizi variază, din punct de vedere valoric în toate momentele de analiză în jurul valorii de 3.
Fig. nr. 26 Variația conținutului de pigmenți fotosintetici la Acer platanoides cultivat în zona Mărăței
Fig. nr. 27 Variația raportului de clorofilă a / clorofilă b și clorofilă a + clorofilă b / carotenoizi la Acer platanoides cultivat în zona Mărăței
Cantitatea de clorofilă a din țesuturile foliare de la Acer platanoides provenind din zona considerată nepoluată are valori între 3,03-3,48 mg/100g substanță proaspătă în primele două momente de analiză, scăzând la jumătate în cel de al treilea moment de determinare și crescând ușor în ultimul moment de analiză, până la valoarea de 2,23 mg/100g substanță proaspătă.
Clorofila b înregistrează valori cuprinse între 0,86-2,31 mg/100g substanță proaspătă, cu observația că raportul dintre clorofilă a / clorofilă b în ultimul moment de determinare este de numai 2/1.
Pigmenții carotenoizi înregistrează valori descrescătoare în cele patru determinări, ajungând de la valoarea de 1,09 mg/100g substanță proaspătă la 0,11.
Raportul clorofilă a / clorofilă b este crescător în primele două momente de analiză, atinge un maxim de 3,5 mg/100g substanță proaspătă în momentul 2 și un minim de 0,96 mg /100g substanță proaspătă în recoltarea ultimul moment de analiză.
Raportul clorofilă a + clorofilă b / pigmenți carotenoizi atinge valori foarte apropiate pe parcursul primelor trei determinări (4,27-4,71), crescând de aproximativ zece ori la finele etapei de analiză (determinarea 4).
Fig. nr. 28 Variația conținutului de pigmenți fotosintetici la Acer platanoides cultivat în zona Dărmănești
Fig. nr. 29 Variația raportului de clorofilă a / clorofilă b și clorofilă a + clorofilă b / carotenoizi la Acer platanoides cultivat în zona Dărmănești
► Acer pseudoplatanus L.
Analizând rezultatele înregistrate pentru clorofila a din țesuturile foliare de la exemplarul de Acer pseudoplatanus provenind din zona mai intens poluată se remarcă faptul că, în primele 2 momente de determinare se respectă proporția de 3/1 prezentată de literatura de specialitate, în timp ce în ultimele două momente de analiză aceast raport scade până la valoarea de 2/1.
Clorofila b înregistrează valori de 2-3 ori mai mici, comparativ cu clorofila a aproape pe toată perioada de analiză, cu excepția momentului 3 de determinare, când valoarea acestei fracții clorofiliene este de 0,54mg/100g substanță proaspătă.
La rândul lor, pigmenții carotenoizi variază valoric foarte puțin pe tot intervalul de analiză, respectiv între 0,58-0,88 mg/100g substanță proaspătă.
Raportul clorofilă a/clorofilă b pentru primele două momente de derminare atinge valoarea de 3/1, în următoarele două momente înregistrând o scădere de până la 2/1.
Raportul clorofilă a + clorofilă b/pigmenți carotenoizi variază în sens descrescător în primele trei momente de analiză, fiind urmat de o creștere accentuată în ultima determinare.
Fig. nr. 30 Variația conținutului de pigmenți fotosintetici la Acer pseudoplatanus cultivat în zona centrală (Primărie)
Fig. nr. 31 Variația raportului de clorofilă a / clorofilă b și clorofilă a + clorofilă b / carotenoizi la Acer pseudoplatanus cultivat în zona centrală (Primărie)
Cantitatea de clorofilă a din țesuturile foliare de la Acer pseudoplatanus cultivat în zona considerată a fi nepoluată, în primele două momente de determinare înregistrează valori aproximativ egale ( 3,03 și 2,91), iar pentru ultimele două momente de determinare valorile acestuia devin mult mai mici, înregistrând un minim absolut de 0,95 în momentul 3 de analiză.
Clorofila b este de două ori mai mică, din punct de vedere cantitativ, comparativ cu clorofila a în primele 2 momente de determinare, comparativ cu următoarele momente, în care valorile atinse sunt mult mai mici (0,65-0,70 mg/100g substanță proaspătă).
Raportul clorofilă a / clorofilă b înregistrat în primele două momente de analiză evidențiază o valoare de aproximativ 3/1, cu limite de variații moderate, comparativ cu momentul 3 de analiză, când se observă o descreștere valorică a acestuia, de până la 1, apoi o revenire, în ultimul moment de analiză, până în jurul valorii de 2.
Raportul clorofilă a + clorofilă b / pigmenți carotenoizi se menține la valori aproximativ egale în momentele 1, 2 și 4 de analiză, cu o scădere accentuată în momentul 3, de până la valoarea de 2,62.
Fig. nr. 32 Variația conținutului de pigmenți fotosintetici la Acer pseudoplatanus cultivat în zona Dărmănești
Fig. nr. 33 Variația raportului de clorofilă a / clorofilă b și clorofilă a + clorofilă b / carotenoizi la Acer pseudoplatanus cultivat în zona Dărmănești
Conținutul de apă și de substanță uscată
Apa reprezintă factorul esențial în desfășurarea proceselor fiziologice și biochimice a plantelor, constituind 60-90% din greutatea proaspătă. Cantitatea de apă variază la plante în funcție de specie, organ, țesut, vârstă, de starea sa de funcționare și de factorii de mediu. (Zamfirache M.M., 2001)
Substanța uscată se corelează cantitativ cu intensitatea procesului de fotosinteză și reprezintă diferența de până la 100% din conținutul unui material vegetal.
Datele analitice rezultate, se ordonează în tabelele 19 -24 din anexa nr.3 pentru fiecare specie de plantă analizată, în funcție de momentul recoltării.
►Aesculus hippocastanum
Cantitatea de apă în frunzele exemplarului de Aesculus hippocastanum provenind din zona cu grad sporit de poluare variază foarte puțin pe tot parcursul intervalului de analiză, valoarea minimă înregistrată în urma determinărilor fiind de 55,28% (momentul 4 de analiză), iar cea maximă de 68,63% (momentul 2). Aceste rezultate demonstrează faptul că procesul de evapo-transpirație se intensifică odată cu trecerea timpului, având loc acumulări tot mai însemnate de substanțe organice și minerale în aparatul foliar al respectivului arbore.
La rândul său, conținutul de substanță uscată variază pe parcursul intervalului de analiză între 31,37-44,72%, acest conținut fiind reprezentat, în proporția cea mai mare, de substanța organică, care variază de la 28,31-40,42%, restul de 2,65-4,78% constituind substanță minerală (cenușă).
Fig. nr. 34 Variația conținutului de apă și substanță uscată foliară la Aesculus hippocastanum cultivat în zona centrală (Liceul Hogaș)
Cantitatea de apă la exemplarul de Aesculus hippocastanum situat în zona mai puțin poluată se menține, pe tot parcursul intervalului de analiză, la peste 60%, mult mai apropiat de 65% (momentele 1, 3 și 4 de analiză), această situație permițând frunzelor realizarea unui metabolism activ pe tot intervalul de analiză, chiar dacă în această situație se manifestă și un atac masiv al lepidopterului molia minieră a castanului.
Conținutul de substanță uscată variază, la rândul său, în jurul valorii de 34,34-37,65%, fiind constituită din substanță organică, ca produs al fotosintezei, cu valori cuprinse între 29,89-31,90%, restul (2,99-7,76%) reprezentând compușii minerali acumulați în frunză prin circuitul hidric.
Fig. nr. 35 Variația conținutului de apă și substanță uscată foliară la Aesculus hippocastanum cultivat în zona stadion
► Acer platanoides L.
La exemplarul de Acer platanoides situat în zona cu grad ridicat de poluare cantitatea de apă înregistrează, pe tot parcursul intervalului de analiză, valori de peste 50%, iar substanța uscată se situează între 41,73-45,40%, din care compușii organici au valori cuprinse între 38,34-41,64%, iar compușii minerali înregistrează variații mici, de 3-4%.
Fig. nr. 36 Variația conținutului de apă și substanță uscată foliară la Acer platanoides cultivat în zona Mărăței
Cantitatea de apă la exemplarul de Acer platanoides situat în zona considerată nepoluată se menține în jurul valorii de peste 50% (momentele 2 – 4 de analiză), excepție făcând primul moment, când valoarea conținutului hidric este de 63,97%, fapt ce indică un grad sporit de hidratare a mezofilului foliar.
Conținutul de substanță uscată variază, la rândul său, între 36.03-49,87%, fiind alcătuită din substanță organică (31,31-45,24%) și substanță minerală (4,71-9,64%).
Fig. nr. 37 Variația conținutului de apă și substanță uscată foliară la Acer platanoides cultivat în zona Dărmănești
►Acer pseudoplatanus L.
La exemplarul de Acer pseudoplatanus aflat în zona poluată cantitatea de apă la nivel foliar variază, pe tot parcursul intervalului de analiză, între 54,39-64,64%, iar conținutul de substanță uscată între 35,36-45,61%, aceasta din urmă fiind alcătuită din substanță organică (29,62-41,61%) și compuși minerali (4-5,75%).
Fig. nr. 38 Variația conținutului de apă și substanță uscată foliară la Acer pseudoplatanus cultivat în zona centrală (Primărie)
La exemplarul de Acer pseudoplatanus cultivat în zona considerată nepoluată cantitatea de apă variază valoric între 56,86-63,82% în momentele 1, 2 și 4 de determinare, pentru ca în cel de al treilea moment conținutul de apă la nivel foliar să fie foarte redus (13,08%), realitate ce denotă existența unei deshidratări evidente a frunzelor cuplată, probabil, cu o acumulare sporită de substanțe organice.
Conținutul de substanță uscată înregistrează valori cuprinse între 38,61-86,92%, maximul fiind atins în momentul 3 de analiză, moment în care conținutul de substanță organică ajunge la valoarea de 77,35%, iar substanțele minerale ating 9,58% din totalul substanței uscate.
Fig. nr. 39 Variația conținutului de apă și substanță uscată foliară la Acer pseudoplatanus cultivat în zona Dărmănești
VI. Valorificarea instructiv-educativă a temei „ Cercetări privind biologia unor specii de plante lemnoase cultivate în scop ornamental în municipiul Piatra-Neamț”
VI.1. Valorificarea temei lucrării în cadrul lecțiilor
Lecția este forma principală de organizare a activității didactice, oferind posibilitatea profesorului să-și imagineze și să construiască în permanență lecții atractive și utile care să stârnească curiozitatea elevilor. (Ciobanu M., 2008)
După criteriul organizatoric lecția este o activitate care se desfășoară într-un interval de timp bine delimitat conform unei planificări pe baza programei școlare și cu ajutorul cadrului didactic.
Proiectarea unei lecții reprezintă un ansamblu de idei structurate în raport cu cerințele psihopedagogice, asigurând relații intra, inter și pluridisciplinare în vederea realizării obiectivelor propuse.
Cadrul didactic prelucrează, esențializează și dezvoltă conținutul, folosind mijloace, metode (moderne) și strategii de evaluare adaptate specificului vârstei pentru a stimula dezvoltarea maximă a capacității fiecărui elev.
Valorificarea instructiv- educativă a temei “Cercetări privind biologia unor specii de plante lemnoase cultivate în scop ornamental în municipiul Piatra Neamț” se poate realiza în cadrul următoarelor tipuri de lecții:
lecție de predare-învățare cu experiment integrat (Funcțiile de nutriție – Fotosinteza);
lecție mixtă – însușirea noilor cunoștințe, formarea de priceperi și deprinderi intelectuale și practice, sistematizare și evaluare (Paltinul de câmp și de munte, Fam. Aceraceae);
lecție de recapitulare, sistematizare și consolidarea cunoștințelor – varianta lecției bazată pe schema recapitulativă (Poluarea aerului);
lecție de evaluare sumativă (Plante lemnoase cultivate în scop ornamental).
PROIECT DIDACTIC DE LECȚIE
Unitatea de învățământ: Colegiul Tehnic Piatra Neamț
Modul CDL: Specii de plante lemnoase cultivate în scop ornamental în municipiul Piatra Neamț
Clasa: a X –a A
Aria curriculară: Tehnologii Unitatea de învățare: 1. Recunoașterea plantelor lemnoase cultivate în scop ornamental
Tema lecției: Paltinul de câmp și de munte, Fam. Aceraceae
Tipul lecției: mixtă (însușirea noilor cunoștințe, formarea de priceperi și deprinderi intelectuale și practice, sistematizare și evaluare);
Timp: 50 minute
Scopul lecției: Lărgirea ariei cunoștințelor despre plantele ornamentale; stimularea curiozității pentru investigarea mediului înconjurător.
Competențe generale:
Utilizarea limbajului și a terminologiei specifice științelor biologice și ecologice;
Dezvoltarea capacității de investigare/explorare a lumii vegetale;
Rezolvarea unor situații problemă în relația om-natură;
Aplicarea în practică a cunoștințelor dobândite în școală.
Competențe specifice:
1.1. Descrie caracteristicile morfologice ale plantelor lemnoase ornamentale;
1.2. Identifică organele vegetative și de reproducere ale plantelor lemnoase ornamentale
1.3. Identifică speciile de arbori și arbuști după talie, mărime, lujeri, muguri, frunze, flori și fructe;
1.4. Specifică arealul și cerințele ecologice ale plantelor lemnoase cultivate în scop ornamental;
1.5. Specifică importanța și răspândirea principalelor specii de plante lemnoase.
Obiective operaționale: La sfârșitul lecției elevii trebuie:
O – să cunoască denumirea științifică a plantelor;
O- să identifice organele vegetative ale unei plante lemnoase și să întocmească un ierbar ;
O – să completeze corect diagrama pentru a face diferența între cele două specii;
O4 – să precizeze arealul și condițiile ecologice ale speciilor din genul Acer;
O5 – să argumenteze necesitatea cultivării plantelor în scop ornamental.
Strategia didactică:
Metode și procedee:
observația, învățarea prin descoperire, problematizarea, comparația, conversația euristică, organizare grafică – bula dublă.
Resurse materiale:
fișe de documentare, fișe de lucru, material proaspăt – frunze, atlase, determinatoare, calculator;
Forma de activitate:
frontal, pe grupe și individual.
Evaluare: chestionare orală pe tot parcursul lecției
Locul de desfășurare:
laboratorul de biologie
Studiul plantelor lemnoase se realizează în parcul orașului, după care se continuă în laboratorul de biologie. După reactualizarea normelor de protecția muncii elevii pregătesc pentru studiul materialului proaspăt adus de pe teren.
Bibliografie:
Clinovschi F. 2005. Dendrologie, Editura Universității Suceava;
Costică N. 2008. Didactica biologiei, Editura Stef, Iași;
Lazăr V., Nicolae M. 2007. Lecția – formă de bază a organizării procesului de predare-învățare-evaluare, Editura Arves, Craiova;
Mohan G. Ardelean A. 2010. Enciclopedia plantelor decorative vol.1. Arbori și arbuști, Editura All, București;
Ștefan N., Oprea A., 2007 Botanică sistematică, Editura Universității Alexandru Ioan Cuza, Iași
Schema lecției
Paltinul de munte și de câmp
Familia: Aceraceae
Încadrarea taxonomică
Regnul: Plantae
Încrengătura: Magnoliophyta
Clasa: Magnoliopsida
Ordinul: Sapindales
Familia: Aceraceae
Genul: Acer pseudoplatanus L.
Denumire populară: Paltinul de munte
Descrierea speciei: Arbore indigen de înălțime aproximativă de 30-40 m. Este răspândit în pădurile de deal și de munte și este cultivat în scop ornamental pe străzi, alei, grădini, parcuri, izolați sau în grupuri.
Rădăcina:-pivotant-trasantă.
Tulpina:-dreaptă. Scoarța este cenușiu-închis, ce se exfoliază în plăci. Lemnul este alb-gălbui rezistent, elastic și uniform.Coroana este larg globuloasă și deasă. Lujerii sunt verzi până la brun-deschis. Mugurii sunt ovoizi, opuși, verzui, depărtați de axă, glabri, cu solzi scurți, ciliați, tiviți pe margine cu o dungă brună, cel terminal este mai mare, în patru muchii.
Frunzele: – penat-palmat-lobate, cu lobi acuminați și margine crenat-serată;
– pețiolul: nu conține latex.
Florile: – verzui-gălbui, poligame, andromonoice, grupate în panicule bogate pendente;
– apar după înfrunzire.
Fructele: – disamare cu nucule convexe și aripi de 3,6 cm unite.
Utilizare:- fabricarea mobilei și a instrumentelor muzicale;
– în alimentație;
– în medicina tradițională.
Ecologie: Arealul este situat, în general, în Asia de vest, Europa centrală și de sud, Caucaz.
Preferă climatul umed, răcoros, solurile fertile, brune, umede și substraturile calcaroase.
Specie rezistentă la factorii poluanți și la vânt puternic.
Genul: Acer platanoides L.
Denumire populară: Paltinul de câmp
Descrierea speciei: Arbore indigen de înălțime mijlocie – 25 m. Este răspândit în pădurile de câmpie și de deal. Specia este cultivată în perdele antierozionale și de protecție a câmpului.
În scop ornamental, în parcuri și grădini, străzi, izolat în aliniamente sau garduri vii sau în diferite grupări arborescente.
Rădăcina: – pivotant-trasantă.
Tulpina: – dreaptă înaltă (aproximativ 25 m). Lemnul este uniform, elastic. Coroana este largă și ovoidă. Lujerii sunt brun-roșcați, glabri, lucitori. Mugurii sunt ovoizi, opuși, alipiți de ax, roșcați, glabri, cu solzi ciliați, iar mugurele terminal este evident în patru muchii.
Frunzele: – penat-palmat-lobate, cu lobi acuminați și vârfuri ascuțite, margine prezintă dinți, pețiolul conține latex.
Flori: – verzui-gălbui, poligame, grupate în corimbe erecte;
– se deschid înainte de înfrunzire.
Fructele: – disamare, cu nucule turtite și aripi divergente ce sunt unite sub un unghi obtuz.
Utilizare: – în tâmplărie, fabricarea mobilei și a instrumentelor muzicale;
– în alimentație;
– în medicina tradițională.
Ecologie: Arealul este situat, în general, în Europa Centrală și estică, în bazinul Oceanului Atlantic, al Mării Mediterane și în Caucaz.
Preferă climatul cald, solurile fertile și jilave. Este rezistentă la geruri, semiumbră și sensibilă la atmosfera puternic poluată.
Colegiul Tehnic Piatra-Neamț
Profilul: Resurse naturale și protecția mediului
Fișă de documentare Nr.1. Paltinul de munte
(Acer pseudoplatanus L.)
Descrierea speciei:
Rădăcina:-pivotant-trasantă.
Tulpina:-dreaptă. Scoarța este cenușiu-închis, ce se exfoliază în plăci. Lemnul este alb-gălbui rezistent, elastic și uniform. Coroana este larg globuloasă și deasă. Lujerii sunt verzi până la brun-deschis. Mugurii sunt ovoizi, opuși, verzui, depărtați de axă, glabri, cu solzi scurți, ciliați, tiviți pe margine cu o dungă brună, cel terminal este mai mare, în patru muchii.
Frunzele:-penat-palmat-lobate, cu lobi acuminați și margine crenat-serată;
– pețiolul: nu conține latex.
Florile:- verzui-gălbui, poligame, andromonoice, grupate în panicule bogate pendente;
-apar după înfrunzire.
Fructele:-disamare cu nucule convexe și aripi de 3,6 cm unite.
Utilizare:- fabricarea mobilei și a instrumentelor muzicale;
– în alimentație;
– în medicina tradițională.
Ecologie: Arealul este situat, în general, în Asia de vest, Europa centrală și de sud, Caucaz.
Preferă climatul umed, răcoros, solurile fertile, brune, umede și substraturile calcaroase.
Specie rezistentă la factorii poluanți și la vânt puternic.
Specie de arbore foios, ornamentală prin habitus și frunziș.
Colegiul Tehnic Piatra-Neamț
Profilul: Resurse naturale și protecția mediului
Fișă de documentare Nr.2. Paltinul de câmp
(Acer platanoides L.)
Descrierea speciei:
Rădăcina:-pivotant-trasantă.
Tulpina:-dreaptă înaltă (aproximativ 25 m), cu scoarță cenușie, netedă. Lemnul este uniform, elastic. Coroana este largă și ovoidă. Lujerii sunt brun-roșcați, glabri, lucitori. Mugurii sunt ovoizi, opuși, alipiți de ax, roșcați, glabri, cu solzi ciliați, iar mugurele terminal este evident în patru muchii.
Frunzele:-penat-palmat-lobate, cu lobi acuminați și vârfuri ascuțite, margine prezintă dinți;
– pețiolul:conține latex.
Flori:- verzui-gălbui, poligame, grupate în corimbe erecte;
– se deschid înainte de înfrunzire.
Fructele:-disamare, cu nucule turtite și aripi divergente ce sunt unite sub un unghi obtuz.
Utilizare:- în tâmplărie, fabricarea mobilei și a instrumentelor muzicale;
– în alimentație;
– în medicina tradițională.
Ecologie: Arealul este situat, în general, în Europa Centrală și estică, în bazinul Oceanului Atlantic, al Mării Mediterane și în Caucaz.
Preferă climatul cald, solurile fertile și jilave. Este rezistentă la geruri, semiumbră, și sensibilă la atmosfera puternic poluată.
Specie de arbore foios, ornamentală prin habitus și frunziș
Colegiul Tehnic Piatra-Neamț
Profilul: Resurse naturale și protecția mediului
Nume și prenume: ………………………………
Fișa de lucru nr. 1
Enumerați părțile componente ale unui arbore:
……………………………………………
……………………………………………
……………………………………………
…………………………………………….
………………………………………………
2. Completați cele două coloane cu tipurile de frunze și dați câte un exemplu:
Timp de lucru:10 minute
Colegiul Tehnic Piatra-Neamț
Profilul: Resurse naturale și protecția mediului
Nume și prenume: ………………………………
Fișa de lucru nr. 2
Completează cercurile din mijloc cu asemănările existente între paltinul de munte și cel de câmp; noteză deosebirile în cercurile exterioare.
Prezintă modul de folosire a celor două specii cultivate în scop ornamental
Timp de lucru:15 minute
PROIECT DIDACTIC DE LECȚIE
Unitatea de învățământ: Colegiul Tehnic Piatra-Neamț
Modul : Poluarea și protecția mediului
Clasa: a XI –a A
Aria curriculară: Tehnologii Unitatea de învățare: Monitorizarea fenomenului de poluare a aerului
Tema lecției: Poluarea aerului
Tipul lecției: Recapitulare, sistematizare și consolidarea cunoștințelor – varianta lecției bazată pe schema recapitulativă
Timp: 50 minute
Scopul lecției: Cunoașterea impactului agenților poluanți ai aerului asupra omului și a vegetației
Competențe specifice:
14.2. Monitorizează fenomenul de poluare a aerului:
Identificarea surselor de poluare a aerului;
Identificarea agenților poluanți ai aerului în funcție de sursele de poluare;
Interpretarea modului de dispersie a poluanților aerului;
Evaluarea impactului poluării aerului asupra organismelor vii și asupra mediului.
Obiective operationale: La sfârșitul lecției elevii trebuie:
O – să identifice agenții poluanți ai aerului;
O- să clasifice sursele de poluare;
O – să cunoască modul de dispersie a poluanților în atmosferă;
O4 – să stabilească care este influența agenților poluanți asupra omului;
O5 – să stabilească care este influența agenților poluanți asupra vegetației.
Strategia didactică:
Metode și procedee:
observația, învățarea prin descoperire, problematizarea, comparația, conversația euristică, expunerea, ciorchinele, turul galeriei.
Resurse materiale: planșă – (poluarea aerului), fișe de lucru.
Forma de activitate:
frontal, pe grupe și individual.
Evaluare: chestionare orală pe tot parcursul lecție
Locul de desfășurare: – sală de clasă
Bibliografie:
Lazăr V., Nicolae M., 2007. Lecția – forma de bază a organizării procesului de predare-învățare-evaluare la disciplina biologie, Editura Arves, Craiova.
Costică N., 2008. Didactica Biologie, Editura Stef, Iași;
Găldean N., Staicu G. 2001. Ecologie și protecția mediului – manual pentru clasa a XI-a, Editura Economică Preuniversitaria; București.
Schema lecției
Colegiul Tehnic Piatra-Neamț
Profilul: Resurse naturale și protecția mediului
Nume și prenume: ………………………………
Fișă de lucru nr. 1
Poluarea aerului
Agenții poluanți ai aerului:
suspensii și aerosoli: – proveniență
a)……………b)……………c)…………………….
gaze și vapori toxici: – compuși
a)……………b)…………….c)……………………….
2. Surse de poluare a aerului după tipul de activitate:
……………..………………. Ex: CO2, CO, SO, NOx, compuși organici volatili
trafic: Ex: ……………a)………………b)…………….c)…………d)………….
……………………………… Ex:
industria chimică. Ex: ………………………………..
…………………………… Ex: pulberi de metale (………………) SO2 …………..;
Agricultură; Ex: a)………………., b)……………….., c)…………………………..
Timp de lucru: 15 min
Colegiul Tehnic Piatra-Neamț
Profilul: Resurse naturale și protecția mediului
Nume și prenume: ………………………………
Fișă de lucru nr. 2
Poluarea aerului
Clasificarea surselor de poluare a aerului după origine:
naturale: a)…………., b)………………, c)………………, d)……………………………
artificiale: a)…………, b)………………., c)…………………, d)…………………….
Clasificarea surselor de poluare a aerului după mobilitate:
fixe: a)…………………, b)…………………………………………………………….
mobile: a)………………., b)………………., c)…………., d)…………………………
Timp de lucru: 15 min
Colegiul Tehnic Piatra-Neamț
Profilul: Resurse naturale și protecția mediului
Nume și prenume: …………………………….…
Fișă de lucru nr. 3
Poluarea aerului
1. Clasificarea surselor de poluare a aerului după regimul de funcționare:
a)……………., ex: (zile, ……., ………., …….).
b) intermitente, ex: (……., ………, ………….).
c)………………ex:
Clasificarea surselor de poluare a aerului după formă:
…………………………………………
…………………………………………
…………………………………………
………………………………………….
Timp de lucru: 15 min
Colegiul Tehnic Piatra-Neamț
Profilul: Resurse naturale și protecția mediului
Nume și prenume: ………………………………
Fișă de lucru nr. 4
Poluarea aerului
1. Modul de dispersie a poluanților:
vânt,
…………………;
…………………;
umiditatea aerului;
…………………;
………………….
Impactul poluării aerului asupra organismului uman:
………………. …
profesionale,
……………
…………… ( viruși, ………………………….…..)
……………………………………………………………..
alergii: (…………, …………….., …………, ……………..)
………….. (cu Pb, ………, ………..)
Timp de lucru: 15 min
Colegiul Tehnic Piatra-Neamț
Profilul: Resurse naturale și protecția mediului
Nume și prenume: ………………………………
Fișă de lucru nr. 5
Poluarea aerului
1. Impactul poluării aerului asupra vegetației:
a) fluor: ………., ………….. ex: grâu, ………. ……….., ……………,………………..
b) ………..: în combinații diverse este toxic pentru plante.
c) plumb: acțiune puternică asupra: ………….., ………………., plop.
d) …………., acțiune toxică asupra plantelor: brad, …………., ………….., …………..
e) …………. (ciment, azbest), sufocă ………….plantelor și nu produc ………………..
2. Agenții poluanți ai apei, aerului și solului influențează la nivel de:
a) ……………………….
………….. (populații)
………………………
Timp de lucru: 15 min
PROIECT DIDACTIC DE LECȚIE
Unitatea de învățământ: Colegiul Tehnic Piatra Neamț
Clasa: a X –a A
Disciplina: Biologie
Aria curriculară: Matematică și științe ale naturii Capitol: Structura și funcțiile fundamentale ale organismelor vii
Tema:Funcțiile de nutriție
Lecția: Fotosinteza
Tipul lecției: acumularea de noi cunoștințe și formarea deprinderilor practice
Timp: 50 minute
Scopul lecției: evidențierea pigmenților asimilatori și înțelegerea procesului de fotosinteză
Competențe specifice:
Identificarea principalelor componente ale țesuturilor și ale sistemelor de organe la plante și a funcțiilor acestora;
2.1 Utilizarea investigației și a experimentului pentru evidențierea și explicarea funcțiilor în organismele vegetale;
3.1. Construirea de modele pentru evidențierea unor funcții fundamentale ale organismelor vii;
4.2. Explicarea unor procese fiziologice ale organismelor utilizând terminologia științifică adecvată.
Obiective operaționale: La sfârșitul lecției elevii trebuie:
O – să specifice adaptările morfologice ale frunzei pentru realizarea fotosintezei;
O- să descrie cele două faze ale fotosintezei;
O – să evidențieze prin separare pigmenții clorofilieni de cei carotenoizi;
O4 – să înțeleagă importanța fotosintezei în natură.
Strategia didactică:
Metode și procedee:
observația, învățarea prin descoperire, problematizarea, comparația, demonstrația, conversația euristică, explicația, experimentul, turul galeriei.
Resurse materiale:
fișe de lucru, material proaspăt (frunze), manual, plansă, mulaj – structura frunzei.
Forma de activitate: -frontal, individual și pe grupe.
Evaluare: chestionare orală pe tot parcursul lecție, probă practică.
Locul de desfășurare:laboratorul de biologie
Bibliografie:
Ciobanu M., 2008, Didactica științelor biologice, Editura Didactică și Pedagogică R.A. București.
Costică N. 2008. Didactica biologiei, Editura Stef, Iași;
Ene S., Sandu G., Gămăneci G., 2005. Biologie, manual de biologie pentru clasa a X-a, Editura LVS Crepuscul, Ploiești;
Lazăr V., Nicolae M. 2007. Lecția – formă de bază a organizării procesului de predare-învățare-evaluare, Editura Arves, Craiova;
Iordache I., Leu U. M., 2001. Metodica predării – învățării biologiei, Editura Universității Al. Ioan Cuza, Iași;
Schema lecției
Nutriția în lumea vie – fotosinteza
În funcție de sursa de carbon, în natură există două tipuri fundamentale de nutriție:
Nutritie autotrofă
Nutritie heterotrofă
Dupa sursa de energie utilizată, asimilația carbonului se poate realiza prin:
fotosinteză – utilizează energia luminoasă.
chemosinteza- se utilizează energia chimică rezultată din procesele de oxidare a substanțelor anorganice din mediu.
Fotosinteza este procesul prin care plantele verzi sintetizează substanțe organice din substanțe anorganice cu ajutorul energiei absorbită din pigmenții clorofilieni și carotenoizi, cu eliberare de oxigen.
Frunza – alcătuire:
Structura externă:- limb; – pețiol; – teacă.
Structura internă:
– celule epidermice;
– parenchim asimilator:- țesut palisadic, lacunar;
– țesuturi conducătoare
Structura cloroplastului:
membrana superioară netedă;
membrană internă – cu tilacoide (plieri lamelare);
stromă (substanță fundamentală)- conține:- enzime; – incluziuni lipidice;
– granule de amidon;- ribozomi;
– ADN, ARN.
– tilacoidele – cu grane (fâșic de monede);
– granele conțin: -pigmenții clorofilieni/ clorofila a și b – verzi;
– pigmenții carotenoizi și xantofie – galbeni.
Reacția fotosintezei:
CO2 + H2O+ săruri minerale → lumină Substante organice +O2
Fotosinteza cuprinde două faze:
1. Faza de lumină: -are loc în grana cloroplastului;
-se eliberează oxigen prin procesul de fotoliză a apei (descompunerea apei sub influența luminii în oxigen, hidrogen și producere de ATP).
2. Faza de intuneric: – se desfășoară în stroma cloroplastului
– se realizează sinteza substanțelor organice prin încorporarea de dioxid de carbon și hidrogen.
Importanta fotosintezei: -sinteza substanțelor organice;
– menținerea constantă a valorilor normale de CO2 din atmosferă prin eliberare de oxigen;
– în producția agricolă și silvică; în combaterea poluării și a efectului de seră.
Colegiul Tehnic Piatra-Neamț
Profilul: Resurse naturale și protecția mediului
Nume și prenume: ………………………………
Fișa de lucru nr. 1
Scopul analizei: extragerea pigmenților asimilatori din frunzele unei plante
Alege ustensilele și materialele necesare experimentului: frunze proaspete de mesteacăn, eprubete din sticlă, mojar cu pistil, nisip de cuarț, acetonă, benzină / benzen, balanță.
Cântărește 10 grame de frunză care se mărunțesc într-un mojar în prezența nisipului de cuarț.
Spală mojaratul de câteva ori cu acetonă (5ml de cinci ori).
Filtrează extractul printr-o hârtie de filtru.
Pune 5 ml din extract într-o eprubetă după care adaugă 2-3 ml de benzină/benzen și câteva picături de apă
Agită eprubeta cu conținutul său și apoi se lasă în repaus.
Observă și interpretează rezultatele.
Timp de lucru: 25 min.
Notă: respectă normele de protecția muncii în laborator.
Fiecare membru al echipei va realiza cel puțin o sarcină de lucru.
Colegiul Tehnic Piatra-Neamț
Profilul: Resurse naturale și protecția mediului
Nume și prenume: ……………………………….
Fișa de lucru nr. 2
Scopul analizei: extragerea pigmenților asimilatori din frunzele unei plante
1. Alege ustensilele și materialele necesare experimentului: frunze proaspete de castan, eprubete din sticlă, mojar cu pistil, nisip de cuarț, acetonă, benzină/benzen, cântar.
2. Cântărește 10 grame de frunză care se mărunțesc într-un mojar în prezența nisipului de cuarț.
3. Spală mojaratul de câteva ori cu acetonă (5ml de cinci ori).
4. Filtrează extractul printr-o hârtie de filtru.
Pune 5 ml din extract într-o eprubetă după care adaugă 2-3 ml de benzină/benzen și câteva picături de apă
Agită eprubeta cu conținutul său și apoi se lasă în repaus.
Observă și interpretează rezultatele.
Timp de lucru: 25 min.
Notă: respectă normele de protecția muncii în laborator.
Fiecare membru al echipei va realiza cel puțin o sarcină de lucru.
Colegiul Tehnic Piatra-Neamț
Profilul: Resurse naturale și protecția mediului
Nume și prenume: ………………………………
Fișa de lucru nr. 3
Scopul analizei: extragerea pigmenților asimilatori din frunzele unei plante
Alege ustensilele și materialele necesare experimentului: frunze proaspete de paltin de munte, eprubete din sticlă, mojar cu pistil, nisip de cuarț, acetonă, benzină/benzen, balanță.
Cântărește 10 grame de frunză care se mărunțesc într-un mojar în prezența nisipului de cuarț.
Spală mojaratul de câteva ori cu acetonă (5ml de cinci ori).
Filtrează extractul printr-o hârtie de filtru.
Pune 5 ml din extract într-o eprubetă după care adaugă 2-3 ml de benzină/benzen și câteva picături de apă
Agită eprubeta cu conținutul său și apoi se lasă în repaus.
Observă și interpretează rezultatele.
Timp de lucru: 25 min.
Notă: respectă normele de protecția muncii în laborator.
Fiecare membru al echipei va realiza cel puțin o sarcină de lucru.
Colegiul Tehnic Piatra-Neamț
Profilul: Resurse naturale și protecția mediului
Nume și prenume: ………………………………
Fișa de lucru nr. 4
Scopul analizei: extragerea pigmenților asimilatori din frunzele unei plante
Alege ustensilele și materialele necesare experimentului: frunze proaspete de tei, eprubete din sticlă, mojar cu pistil, nisip de cuarț, acetonă, benzină/benzen, balanță.
Cântărește 10 grame de frunză care se mărunțesc într-un mojar în prezența nisipului de cuarț.
Spală mojaratul de câteva ori cu acetonă (5ml de cinci ori).
Filtrează extractul printr-o hârtie de filtru.
Pune 5 ml din extract într-o eprubetă după care adaugă 2-3 ml de benzină/benzen și câteva picături de apă
Agită eprubeta cu conținutul său și apoi se lasă în repaus.
Observă și interpretează rezultatele.
Timp de lucru: 25 min.
Notă: respectă normele de protecția muncii în laborator.
Fiecare membru al echipei va realiza cel puțin o sarcină de lucru.
Colegiul Tehnic Piatra-Neamț
Profilul: Resurse naturale și protecția mediului
Nume și prenume: ………………………………
Fișa de lucru nr. 5
Scopul analizei: extragerea pigmenților asimilatori din frunzele unei plante
Alege ustensilele și materialele necesare experimentului: frunze proaspete de arțar, eprubete din sticlă, mojar cu pistil, nisip de cuarț, acetonă, benzină/benzen, balanță.
Cântărește 10 grame de frunză care se mărunțesc într-un mojar în prezența nisipului de cuarț.
Spală mojaratul de câteva ori cu acetonă (5ml de cinci ori).
Filtrează extractul printr-o hârtie de filtru.
Pune 5 ml din extract într-o eprubetă după care adaugă 2-3 ml de benzină/benzen și câteva picături de apă
Agită eprubeta cu conținutul său și apoi se lasă în repaus.
Observă și interpretează rezultatele.
Timp de lucru: 25 min.
Notă: respectă normele de protecția muncii în laborator.
Fiecare membru al echipei va realiza cel puțin o sarcină de lucru.
Colegiul Tehnic Piatra-Neamț
Profilul: Resurse naturale și protecția mediului
Nume și prenume: ………………………………
Fișa de lucru nr. 6
Scopul analizei: extragerea pigmenților asimilatori din frunzele unei plante
Alege ustensilele și materialele necesare experimentului: frunze proaspete de dud, eprubete din sticlă, mojar cu pistil, nisip de cuarț, acetonă, benzină/benzen, balanță.
Cântărește 10 grame de frunză care se mărunțesc într-un mojar în prezența nisipului de cuarț.
Spală mojaratul de câteva ori cu acetonă (5ml de cinci ori).
Filtrează extractul printr-o hârtie de filtru.
Pune 5 ml din extract într-o eprubetă după care adaugă 2-3 ml de benzină/benzen și câteva picături de apă
Agită eprubeta cu conținutul său și apoi se lasă în repaus.
Observă și interpretează rezultatele.
Timp de lucru: 25 min.
Notă: respectă normele de protecția muncii în laborator.
Fiecare membru al echipei va realiza cel puțin o sarcină de lucru
PROIECT DIDACTIC DE LECȚIE
Unitatea de învățământ: Colegiul Tehnic Piatra Neamț
Modul CDL: Specii de plante lemnoase cultivate în scop ornamental în municipiul Piatra Neamț
Clasa: a X –a A
Aria curriculara: Tehnologii
Tema lecției: Plante lemnoase cultivate în scop ornamental – Evaluare sumativă
Tipul lecției: lecție de verificare, evaluare și notare – varianta lecției de verificare cu ajutorul testelor
Timp: 50 minute
Scopul lecției: Lărgirea ariei cunoștiințelor despre plantele ornamentale; stimularea curiozității pentru investigarea mediului înconjurător.
Competențe generale:
Utilizarea limbajului și a terminologiei specifice științelor biologice și ecologice;
Dezvoltarea capacității de investigare/explorare a lumii vegetale;
Rezolvarea unor situații problemă în relația om-natură;
Aplicarea în practică a cunoștințelor dobândite în școală.
Competențe specifice:
1.1. Descrie caracteristicile morfologice ale plantelor lemnoase ornamentale;
1.2. Identifică organele vegetative și de reproducere ale plantelor lemnoase ornamentale
1.3. Identifică speciile de arbori și arbuști după talie, mărime, lujeri, muguri, frunze, flori și fructe;
1.4. Specifică arealul și cerințele ecologice ale plantelor lemnoase cultivate în scop ornamental;
1.5. Specifică importanța și răspândirea principalelor specii de plante lemnoase.
Obiective operaționale: La sfârșitul lecției elevii trebuie:
O – să cunoască denumirea științifică a plantelor;
O- să recunoască speciile de arborii și arbuști după talie, mărime, lujeri, muguri, frunze și flori;
O – să cunoască arealul, condițiile ecologice și importanța speciilor de plante;
O4 – să manifeste interes pentru utilizarea plantelor și să evite pe cât posibil distrugerea mediului.
Strategia didactică:
Metode și procedee:
observația, problematizarea, comparația, conversația euristică.
Resurse materiale:
fișe de documentare, fișe de lucru, material proaspăt -frunze, atlase, determinatoare, calculator;
Forma de activitate:
frontal, individual.
Evaluare: sumativă prin test de evaluare
Locul de desfășurare:
sală de clasă
Bibliografie:
Clinovschi F. 2005. Dendrologie, Editura Universității Suceava;
Costică N. 2008. Didactica biologiei, Editura Stef, Iași;
Lazăr V., Nicolae M. 2007. Lecția – formă de bază a organizării procesului de predare-învățare-evaluare, Editura Arves, Craiova;
Mohan G. Ardelean A. 2010. Enciclopedia plantelor decorative vol.1. Arbori și arbuști, Editura All, București;
Ștefan Nicolae, Oprea Adrian, 2007 Botanică sistematică, Editura Universității Alexandru Ioan Cuza, Iași
Desfășurarea lecției
Etapele lecției:
1. Pregătirea elevilor pentru verificare
Elevii au fost informați de ora trecută cu tematica ce va urma să fie evaluată folosind teste cu diverși itemi obiectivi și subiectivi. În clasă au fost rezolvate teste asemănătoare cu cele din testul de evaluare.
Prezentarea obiectivelor urmărite de către profesor
Prezintă obiectivele propuse în vederea desfășurării lecției de verificare, evaluare și notare.
3. Prezentarea conținuturilor itemilor și a descriptorilor de performanță
Profesorul distribuie testul de evaluare unde este precizat timpul de lucru și baremul de corectare. Va da explicații în eventualitatea apariției unor neclarități.
4. Obținerea performanței prin activitate independentă
Elevii vor rezolva testul individual valorificând cunoștințele obținute prin parcurgerea acestui modul.
5. Asigurarea transferului
După ce va expira timpul de lucru elevii vor preda testele. Se va realiza o verificare a modului cum au fost rezolvate testele.
Profesorul citește itemii și solicită elevilor să dea răspunsul notat de aceștia în test. Se prezintă răspunsul corect iar elevii vor completa lacunele existente.
Colegiul Tehnic Piatra-Neamț
Profilul: Resurse naturale și protecția mediului
Nume și prenume: …………………………….…
Test de evaluare sumativă
I. Încercuiți litera/literele corespunzătoare variantei/variatelor corecte: 10 p ( 5x 2)
Speciile de plante lemnoase cultivate în scop ornamental sunt:
arbori;
plante de ghiveci;
arbuști;
subarbuști.
Plantele lemnoase din încrengătura Gymnospermae sunt:
pinul;
arțarul;
castanul;
bradul.
Mierea poate proveni din flori de :
tei;
salcie;
plop;
stejar.
Zada/laricea prezintă frunze:
persistente;
aciculare;
căzătoare;
lanceolate.
Bioxidul de sulf este toxic pentru speciile de plante:
molid;
salcie;
brad;
larice.
II. Încercuiți litera A dacă enunțul este adevărat și litera F dacă enunțul este fals 10p (5×2)
Paltinul de munte este folosit în spații verzi, solitar, în aliniament, în grupuri și în masiv. A / F
Plopul este un arbore de înălțime mică. A / F
Mesteacănul este decorativ prin frunziș. A / F
Fructul frasinului este o capsulă. A / F
Fluorul produce necroze și arsuri la castan. A / F
III. Asociați noțiunile din coloana A cu noțiunile corespunzătoare din coloana B: 10p (5 x 2)
IV. Completați spațiile cu noțiunile care lipsesc: 30 p (15 x 2)
Tuia este un arbore …………… la ger, utilizat în spațiile verzi, ……………. și în…………………..
Castanul este considerat o plantă lemnoasă ……………., oleaginoasă și …………………………….
Coroana arborilor poate avea o anumită formă …………….., …………………., ………………, pendentă, ………………., ………………………………………………………………………………………………
Spații verzi cu caracter public sunt: ………………., ………………, …………………………..
Mesteacănul are scoarța …………….. și ……………………………………………………
V. Realizați un eseu cu tema ”Importanța plantelor lemnoase”. În alcătuirea eseului se vor dezvolta următoarele subpuncte: 30p (3 x 10)
folosirea în scop ornamental;
folosirea în medicină;
folosirea în alimentație.
Timpul de lucru: 45 minute
Se acordă 10 puncte din oficiu.
Barem de corectare
I. 10p ( 5x 2)
1.a, b, c.
2. a, d.
3. a
4. b, c.
5. a, b, c, d
10p ( 5x 2)
A
F
A
F
A
10p ( 5x 2)
d,
b,
e,
c,
a.
IV. 30p (15 x 2)
sensibil, solitar, grupuri..
meliferă, medicinală.
globuloasă, ovoidă, conică, piramidală, tabulară.
scuaruri, parcuri, grădini.
netedă, albicioasă
V. 30p (3 x 10)
folosirea în scop ornamental; 10 p
folosirea în medicină; 10 p
folosirea în alimentație. 10 p
Rezultate obținute
În anul școlar 2011-2012, la orele de specialitate cu profilul Resurse naturale și protecția mediului – Calificarea- Tehnician ecolog din cadru Colegiului Tehnic Piatra Neamț, am realizat un Curriculum în decizie locală cu tema: “Specii de plante lemnoase cultivate în scop ornamental”
Acest modul a fost aplicat la clasa a –X-a în anul școlar 2011-2012 și reluat în anul școlar 2013-2014. După finalizarea modulului s-a aplicat un test de evaluarea sumativă, valorificând cunoștiințele și progresul fiecăruie elev, rezultatele fiind înregistrate în tabelul nr. 25, din anexa nr. 4, pe baza căruia s-a realizat o reprezentare grafică.
La clasa a X-a A din anul 2011-2012 media pe clasă a fost de 6,80 la un efectiv de 19 elevi din totalul de 22, ceilalți fiind absenți. Un elev a obținut nota 4,75, 3 elevi au obținut note între 5 și 6, 7 între 6-7, 7 elevi între 7 și 8, iar unul singur a obținut nota 8.
La clasa a X-a A din anul 2013-2014 media pe clasă a fost de 7,09 la un efectiv de 27 elevi din totalul de 31, ceilalți fiind absenți. Un elev a obținut nota 4,5, 4 elevi au obținut note între 5 și 6, 7 între 6-7, 8 elevi între 7 și 8, 7 elevii între 8-9. Testul a fost construit din itemi obiectivi și semiobiectivi, având posibilitatea de a luat toți elevii notă de trecere, și dintr-un eseu structurat.
Este de remarcat faptul că între cele două clase nu există diferențe majore, ambele având câte un elev cu calificativ nesatisfăcător. S-a constatat că la itemii obiectivi cu alegere multiplă, duală și de tip pereche au obținut punctaj mai mare față de subiectul cu itemi subiectivi, existând probabilitatea ghicirii răspunsurilor sau prin eventualitatea comunicării între ei în cazul în care supravegherea nu a fost foarte strictă. În schimb, elevii au întîmpinat dificultăți la întocmirea eseului, unii exprimându-se greu în scris, neputând organiza o succesiunea ideilor, iar alți prin simplul fapt că nu au citit nimic.
Fig. nr. 40 Rezultatele elevilor de clasa a X-a la modulul Specii de plante lemnoase cultivate în scop ornamental
VI. 2.Valorificarea temei lucrării în cadrul organizării unei excursii didactice
Excursia reprezintă un mijloc didactic de organizare și desfășurare a unei activități cu observare directă în natură a florei, faunei și vegetației din zonă. Ea oferă posibilitatea elevilor să cerceteze, să cunoască factorii de mediu, legătura dintre organism și mediu și totodată să culeagă material biologic necesar orelor de laborator. (Ion I., Leu U. M., 2001)
Tipul excursiei: ecologică;
Locul desfășurării: Parcul Cozla;
Tema: Aspecte ale diversității biologice din Parcul Cozla;
Participanți: clasa a X-a A;
Durata: 6 ore:
Obiective urmărite:
să identifice specii de plante lemnoase și ierboase;
să evidențieze cerințele biologice și ecologice a speciilor;
să cunoască utilitatea plantelor culese în diverse scopuri.
Organizarea excursiei
Planificarea excursiei:
se stabilește tematica;
se cere aprobarea conducerii școlii;
se informează elevii asupra obiectivelor care trebuie atinse;
se stabilește itinerariul;
se realizează documentarea bibliografică.
Pregătirea materialelor necesare aplicațiilor practice:
– pentru colectarea materialului botanic (mapă pentru erborizat, ziare, pungi de plastic, cutii de carton, plicuri pentru semințe și fructe, etichete);
– pentru orientarea în teren (hartă, aparat de fotografiat, binoclu și ceas);
– pentru notarea observațiilor (determinatoare, caiete și creioane).
Pregătirea elevilor:
prelucrarea normelor de disciplină și comportament din timpul excursiei;
precizarea echipamentului necesar colectării și păstrării materialului vegetal;
organizarea elevilor în grupe de lucru (o grupă este formată din 5 elevi);
fixarea sarcinilor de colectare a materialului.
Desfășurarea propriu-zisă a excursiei
În ziua stabilită elevii sunt prezenți în laboratorul de biologie la ora 8. Se efectuează prezența, se verifică dacă elevii sunt îmbrăcați corespunzător pentru activitatea desfășurată și se repartizează materialele și ustensilele necesare. Se reamintesc sarcinile de lucru și li se prelucrează normele de protecția muncii, de disciplină și de circulație pentru evitarea incidentelor. În final se va semna un proces-verbal de luare la cunoștință.
Deplasarea se efectuează pe jos, pe strada Ștefan cel Mare, trecându-se pe lângă Parcul Zoologic, ”Colibele Haiducilor” și platoul cu telegondolă, unde se află poiana “Trei coline” ; se continuă apoi drumul pe culme, până la rezervația “Trei Căldări”.
Profesorul le reamintește elevilor faptul că Muntele Cozla face parte din Munții Stânișoarei din Carpații Orientali și că 10 ha din această zonă sunt declarate rezervație naturală, datorită depozitelor fosilifere existente.
Un alt obiectiv din cadrul excursiei este rezervația geologică de marmite eoliene ”Trei căldări”, considerat monument al naturii.
Elevilor li se prezintă speciile de foioase și conifere prezente pe Muntele Cozla specificând și etajele din care acestea fac parte. Cu această ocazie fiecărei grupe i se atribuie sarcini de lucru:
Grupa nr 1:
Elevii vor identifica și vor nota speciile de arbori întâlniți pe traseu, specii prezente în etajul pădurilor de foioase. În acest timp ei vor realiza fotografii și vor colecta frunze și fructe pentru activitățile de laborator, vor observa specii de fag (Fagus sylvatica) – specie predominantă, stejar (Quercus robur), carpen (Carpinus betulus), ulm (Ulmus montana), specii la care florile mascule poartă numele de amenți și care produc cantități mari de polen, adaptări specifice polenizării anemofile. Alături de aceste specii elvii vor mai întâlni alte specii lemnoase, ca de exemplu frasinul (Fraxinus excelsior), paltinul (Acer pseudoplatanus) și jugastru (Acer campestre).
Grupa nr 2:
Elevii acestei grupe vor observa și vor nota speciile de arbuști și vor colecta frunze pentru erborizare și fructe pentru realizarea unor exponate specifice. Pe parcursul observării vor identifica specii de arbuști ca: măceș (Rosa canina), păducel (Crataegus monogina), corn (Cornus mas), sânger (Cornus languineea), alun (Corylus avellane) și lemn câinesc (Ligustrum vulgare).
Grupa nr 3:
Elevii din această grupă vor identifica și vor nota specii de plante aparținând stratului ierbos, care este alcătuit, preponderent, din firuță (Poa pratensis, Poa nemoralis), rogoz (Carex pilosa), tremurătoare (Dactilis poligama), mărgică (Melica ciliata). Li se va explica elevilor faptul că anumite suprafețe din acest etaj au fost defrișate și înlocuite cu pajiști secundare, cu o compoziție florietică specifică.
Continuând traseul pe sub linia telegondolei se va ajunge pe platou (Trei coline) unde se va observa o pădure de amestec de foioase cu rășinoase. În acest etaj elevii vor observa și discuta un fenomen aparent anormal de inversiune a speciilor vegetale componente, cauza fiind de natură climatică.
În același timp se va explica elevilor faptul că, datorită fenomenelor de eroziune tot mai accentuat, omul a intervenit în zonă prin realizarea de plantații de pin, pentru stabilizarea solului, realitate ce a condus la modificarea peisajului vegetal normal zonei de vegetație căreia aparține pădurea vizitată.
Grupa nr 4:
Elevii vor observa și vor nota speciile de arbori și arbuști cu frunze persistente, căzătoare, heliofile, sciafile și adaptate la umiditate sau secetă, aflate în pădurea de amestec de fag (Fagus sylvatica), cu rășinoase – brad (Abies alba) și molid (Picea abies). Alături de aceste specii de arbori se vor întâlni și specii de carpen (Carpinus betulus), paltin (Acer platanoides), frasin (Frasinus excelsior) și ulm (Ulmus minor).
În același timp li se va explica elevilor faptul că arbuștii cei mai importanți (cu utilități alimentare și medicinale) întâlniți în acest sector sunt reprezentați de specii de alun (Corylus avellane), măceș (Rosa canina), păducel (Crataegus monogina), corn (Cornus mas), caprifoi (Lonicera xyosteum), salbă moale (Evonymus europaea) și zmeur (Rubus idaeus).
Grupa nr 5:
Elevii din această grupă vor observa, nota și aduna frunze și fructe de la specii de plante din stratul ierbos, strat diversificat în raport cu temperatura și troficitatea solului. Se va obsaerva astfel că în zonele mai umede predomină murul (Rubus hirtus), ceapa ciorii (Alium ursinum) și plante ierboase cum ar fi: rogozul (Carex sylvatica), vinarița (Asperula odorata) și fragul (Fragaria vesca); în zonele mai uscate predomină specii ca păiușul roșu (Festuca rubra), rogoz (Carex pilosa), laptele câinelui (Euphorbia amygdaloides), urzica moartă (Urtica dioica).
Odată ajunși pe culmile Muntelui Cozla li se va preciza elevilor faptul că în partea de vest și sud – vest a muntelui predomină molidișurile pure, iar în partea estică, în pădurile de amestec se întâlnește și gorunul.
În calitatea de profesor coordonator, profesorul de biologie îndrumă elevii în realizarea sarcinilor de lucru, folosind materialele și ustensilele corespunzătoare recoltării și conservării materialului biologic și verifică dacă aceștia și-au notat corect rezultatele.
La încheierea excursiei, se adună materialele colectate pe parcursul excursiei și se discută câteva minute despre ce a realizat fiecare grupă și dacă s-au atins obiectivele propuse. La întoarcere li se solicită elevilor să gândească și să-și noteze câteva măsuri de refacerea a ecosistemelor observate, pentru împiedicarea degradării mediului: plantarea de puieți pentru stabilizarea versanților; inerzicerea depozitării deșeurilor menajere în afara spațiilor special amenajate, accentuându-se în special latura de educația ecologică în școală.
Valorificarea observațiilor și a tuturor materialelor colectate pe parcursul excursiei școlare permite formarea la elevi a unor concepții biologice clare asupra diversității și variabilității speciilor din lumea vie, asupra cerințelor biologice și ecologice a speciilor de plante în natură, precum asupra utilității acestora în diverse scopuri benefice omului.
Fig. nr. 41 Excursie muntele Cozla Fig. nr. 42 Rezervația “Trei Căldări”
Proces- verbal,
Încheiat astăzi,……………., în cadrul ședinței de prelucrarea a normelor de protecția muncii, de disciplină și de circulație pe parcursul desfășurării excursiei, organizată în perioada…………..
Profesorul organizator le aduce la cunoștiță faptul că trebuie:
să fie prezenți la data, locul și ora stabilită;
să se deplaseze în grup alături de profesorul organizator;
să nu părăsească grupul fără acordul profesorului;
să traverseze străzile numai prin zonele marcate;
să nu arunce la întâmplare deșeurile menajere și să nu provoace incendii;
să nu folosească obiecte care ar putea să le pună viața în pericol prin lovire sau tăiere;
să colecteze stict materialului vegetal necesar pentru colecție;
să nu perturbe liniștea animalelor;
să nu distrugă produsele rezultate din activitatea animalelor;
să evite a consuma fructe necunoscute;
este interzis fumatul și consumul de băuturi alcoolice în toată perioadă desfășurării excursiei.
Abaterile de la regulile impuse se vor analiza și se vor sancționa ca atare.
VI.3. Valorificarea temei lucrării în cadrul vizitelor didactice
Activitățile pe teren din timpul instruirii practice se pot desfășura sub forma unor vizite în cadrul unor instituții, laboratoare de cercetare, muzee de științe ale naturii, stațiuni de cercetare agrozootehnice, grădini și parcuri dendrologice (Ion I., Leu U. M., 2001). În acest sens școala poate încheia și acorduri de parteneriat cu unele instituții.
Desfășurarea și organizarea unei vizite didactice trebuie să respecte anumite cerințe:
vizitele didactice se realizează în funcție de condițiile specifice locurilor unde se efectuează și de scopul urmărit;
obiectivul unei vizite trebuie să se axeze pe probleme legate de tematica de studiu, dobândirea de noi cunoștințe, sistematizarea și aprofundarea celor însușite în clasă;
vizita se anunță din timp, atât conducerii școlii, cât și conducerii instituției unde se organizează;
la locul desfășurării vizitei se solicită prezența unei persoane cu rol de îndrumător științific;
se specifică elevilor data, ora, tema și scopul vizitei.
În conformitate cu informațiile vehiculate de literatura biologică, plantele își desfășoară activitatea în funcție de condițiile de mediu și de natura lor genetică.
Diversitatea speciilor de pe glob s-a format în decursul timpului prin selecție naturală și artificială, iar dezvoltarea și înmulțirea acestea s-a realizat și se realizează conform capacității lor de adaptare la mediu, selecția artificială fiind, în același timp, coordonată de către om, care cultivă – conform intereselor sale practice – specii de plante cu diverse întrebuințări.
Intervenția omului în natură, prin distrugerea pădurilor prin defrișare, prin agenți poluanți produși din activitățile industriale, dar și prin depozitarea necorespunzătoare a deșeurilor influențează puternic și adesea nefavorabil existența plantelor în anumite zone ale globului..
În contextul problematicii discutate, valorificarea instructiv- educativă a temei ”Cercetări privind biologia unor specii de plante lemnoase cultivate în scop ornamental în municipiul Piatra Neamț” se poate realiza în cadrul unei vizite didactice efectuate la Agenția pentru Protecția Mediului Neamț.
Vizită didactică cu caracter aplicativ
Locația: Agenția pentru Protecția Mediului Neamț
Grupul țintă: 25 de elevi din clasa a IX-a
Tema: Efectele antropizării asupra vegetației.
Scopul: Stimularea curiozității elevilor în lumea plantelor și aprofundarea cunoștințelor în vederea găsirii unui loc de muncă în domeniul biologiei sau ecologiei.
Obiective: – să recunoască ariile protejate din județul Neamț;
să cunoască sursele și agenții poluanți;
să evidențieze și să conștientizeze impactul poluării asupra plantelor;
să valorifice deșeurile provenite din sectorul gospodăresc și public.
Desfășurarea vizitei
În ziua stabilită elevii se vor aduna în fața școlii la ora 8. Se va efectua prezența și se vor prelucra normele de disciplină, conduită și regulile de circulație. Apoi se va semna un proces-verbal de luare la cunoștință și asumarea răspunderii pentru eventualele evenimente nedorite.
Elevii vor afla informații generale despre Agenția de Protecția Mediului: anul înființării, obiectul de activitate pe compartimente și se va semna un nou proces-verbal cu normele de protecția muncii în laborator în cadrul instituției.
Agenția pentru Protecția Mediului Neamț a fost înființată în anul 1990, pe baza H.G. nr. 983/1990, desfășurându-și activitatea în subordinea Agenției Naționale pentru Protecția Mediului.
Agenția pentru Protecția Mediului este o instituție publică cu statut juridic, la nivel județean îndeplinind atribuțiile Agenției Naționale pentru Protecția Mediului prin:
implementarea politicilor de mediu, a strategiilor și a legislației în domeniu la nivel județean;
monitorizarea factorilor de mediu;
autorizarea activităților cu impact asupra mediului (http://apmnt.anpm.ro/).
Îndrumătorul din cadrul Agenției le prezintă elevilor schema structurală a instituției și atribuțiile fiecărui sector:
Compartimentul Juridic / Administrativ / Resurse Umane: asigură organizarea și buna desfășurare a activităților din cadrul tuturor compartimentelor instituției;
Compartimentul Monitoring: întocmește baze de date, rapoarte.
Compartimentul Reglementări: emite avize / acorduri / autorizații de mediu pentru societățile comerciale care realizează activități cu impact asupra mediului.
Compartimentul Biodiversitate: se ocupă cu supravegherea tuturor ariilor protejate atât de pe teritoriul municipiului Piatra-Neamț, cât și de pe raza județului Neamț. Acestea au o suprafață totală însumată de 44196,92 ha, reprezentând 7,49% din suprafața județului (http://apmnt.anpm.ro/). Elevii au posibilitatea să își completeze cunoștințele cu noi informații despre ariile protejate din municipiu și din județ.
În Piatra Neamț există Rezervația Dealul Vulpii- Boțoaia (ochiul de stepă), cu o suprafață de 2 ha, Muntele Cozla, loc fosilifer cu o suprafață de 10 ha. Pietricica, loc fosilifer cu o suprafață de 39,5 ha, Cernegura, cu o suprafață de 198,2 ha, Agârcia, cu o suprafață de 1 ha. Pe teritoriul județului există mai multe arii protejate din care cele mai importante și mai cunoscute ar fi: Parcul Național Ceahlău și Cheile Bicazului-Hășmaș.
Se pune accentul pe Rezervația Dealul Vulpii- Boțoaia, cunoscută sub denumirea de Ochiul de stepă, unde vegetează plante xerofite de stepă printre care colilia (Stipa stenophyla), păiușul (Festuca valesiaca), sânzienele (Galium vernum), amăreala (Polygala major) și rușcuța de primăvară (Adonis vernalis). (http://ro.wikipedia.org/wiki/Dealul Vulpii-Boțoaia)
Compartimentul Managementul Deșeurilor: supraveghează modul de manipulare, transport și depozitare a deșeurilor municipale și a celor rezultate din activitatea societăților comerciale. În mediul urban, eliminarea deșeurilor este controlată și asigurată prin depozite autorizate și destinate colectării selective a deșeurilor. Depozitele au în componența lor și o stație de preepurare a levigatului.
Compartimentul Laborator: realizează teste prin care se verifică calitatea și cantitatea de poluanți din apă, aer, sol, inclusiv teste privind radioactivitatea. Practic, în cadrul acestui compartiment există două laboratoare, unul ocupându-se de calitatea aerului, apei, iar celălalt de nivelul radioactivității. Vizita va continua în laboratorul unde se fac teste de radioactivitate.
Îndrumătorul le va explica elevilor care sunt principalele radiații monitorizate (radiațiile beta și gama absorbite în aer), specifice factorilor de mediu, determinarea lor fiind pe probe de aer (depuneri atmosferice umede sau uscate, aerosoli), apă (ape potabile, de suprafață și freatice), sol (cultivat sau necultivat) și vegetație cultivată sau spontană. Elevii au posibilitatea de a afla informații și despre existența stațiilor amplasate pe teritoriul județului Neamț.
Monitorizarea la nivelul județului Neamț se face cu ajutorul stațiilor de supraveghere a radioactivității mediului, stații care fac parte din Rețeaua Națională. Stațiile din Piatra Neamț funcționează după un program standard de 11 ore/zi, iar stația de pe Masivul Ceahlău – Toaca are un program de 24 ore pe zi. În zonele de exploatare minieră a uraniului (Bicazul Ardelean – Telec și Tulgheș – Grințieș) sunt amplasate stații de monitorizare a radioactivității cu regim special.
În laboratorul de monitorizare a calității aerului elevii vor avea posibilitatea de a observa modul de prelucrarea a datelor de la stație automată care oferă informații despre poluanții (SO2, NO, NO2, NOx, CO, O3), poluanți determinați printr-o metodă nefelometrică și gravimetrică, compuși volatili din grupa hidrocarburilor aromate (benzen , Pb), precum și despre pulberi aflate în suspensie. După vizitarea laboratoarelor îndrumătorul din cadrul instituției va invita grupul de vizitatori să vadă o astfel de stație mobilă aflată în dotare.
Conducătorul grupului va aduce completări referitoare la posibilitățile de monitorizare ale stației (monitorizări ale parametrilor meteorologici), date despre aceștia fiind oferite publicului printr-un panou amplasat în centrul orașului în fața hotelului Ceahlău. De asemenea, conducătorul grupului va prezenta elevilor modul de apreciere a indicelui general al calității aerului funcție de parametrii analizați, iar profesorul de biologie va da elevilor explicații referitoare la influența valori ridicate la pulberi înregistrate deseori de stație, evidențiiind efectele lor negative asupra vegetației, efecte ce se manifestă prin sufocarea frunzelor (încetinirea proceselor fiziologice vitale fotosinteză, respirație, transpirație) și încetinirea creșterii fructelor.
Fig. nr.43 Sediul Agenției de Protecția Mediului Neamț și stația mobilă de monitorizarea a poluanților
VI.4. Valorificarea temei lucrării în cadrul educației pentru mediu
Natura este cea care ne oferă toate resursele necesare existenței noastre, dar din păcate omul a uitat să protejeze aceste daruri utile atât pentru el cât și pentru generațiile viitoare. Abuzul asupra naturii s-a observat odată cu creșterea demografică și dezvoltarea industrială. Poluarea, defrișarea pădurilor, acțiunea necontrolată a deșeurilor din toate sectoarele de activitate și fertilitatea scăzută a pământului ne sugerează faptul că natura nu se mai regenerează așa de ușor.
Educația pentu mediu este necesară elevilor, care pot dobândi cunoștințe despre protejarea mediului, formarea unor concepții despre conservarea biodiversității și totodată luarea unei atitudini față de factorul poluare care influențează calitatea apei, aerului, solului și a sănătății umane.
Plantele verzi sunt cele capabile să realizeze procesul de fotosinteză, care influențează atât compoziția chimică a atmosferei cât și hrana necesară omului și animalelor. Răspândirea plantelor pe tot globul pământesc contribuie la adaptarea speciilor de animale la anumite condiții de mediu și la stabilirea unor relații pentru perpetuarea vieții în cadrul ecosistemelor. Intervenția omului în toate tipurile de ecosisteme precum și crearea altora noi (urbane și agricole) determină distrugerea celor naturale și perturbă echilibrul ecologic al acestora.
Școala este cea care oferă sprijin în desfășurarea procesului instructiv-educativ al elevilor prin realizarea unor proiecte extracurriculare bine organizate în spirit european. Prin observarea directă a analizelor factorilor de mediu, realizate în cadrul unor instituții specifice protejării mediului, prin vizionarea unor filme documentare, materiale în power-point, prin realizarea unor colaje, referate pe diverse teme, prin amenajarea spațiilor verzi din incinta școlii, prin acțiuni de voluntariat de colectare a deșeurilor, elevii pot evidenția aspectele pozitive și negative de mediu.
Valorificarea instructiv – educativă a temei „Cercetări privind biologia unor specii de plante lemnoase cultivate în scop ornamental în municipiul Piatra Neamț” se poate realiza în cadrul unui proiect educațional cu tema: „Prețuiește natura!”.
PROIECT EDUCATIV
PREȚUIEȘTE NATURA !
STOP IGNORANȚĂ , STOP POLUARE!
Argument
Termenul de natură este pentru cei mai mulți dintre noi sinonim cu lumea care ne înconjoară: pământ, apă, aer (lumea anorganică), plante, animale și om (lumea organică).
Omul prin activitățile sale a reușit de-a lungul timpului să modifice elementele ce compun natura și să creeze altele noi.
Tot ce a inventat omul este artificial, nu intră în alcătuirea naturii și s-a ajuns în situația în care ea este mutilată, agresată, pentru a beneficia de niște avantaje pe termen scurt. Rezultatul a fost, paradoxal, o scădere a calității vieții: aer poluat, apă contaminată, sol secătuit de substanțe minerale. De aceea este imperios necesar ca noi să înțelegem că fără schimbarea modului de gândire și de comportament natura va muri și noi odată cu ea.
Școala este cel mai bun instrument în educarea oamenilor în spiritul respectului pentru natură. Copiii reprezintă speranța reală ca ziua de mâine să fie mai bună decât cea de azi. Ei trebuie să înțeleagă că putem înlocui acțiunile de distrugere cu cele de ajutorare a naturii. Prin implicarea elevilor în diverse acțiuni de protejare a naturii dorim să le arătăm că nepăsarea și dezinteresul față de mediu îi vor face să piardă o mulțime de beneficii: excursii în munți și în păduri curate, înot și pescuit în ape limpezi. Un mediu alterat duce inevitabil la o sănătate precară.
Proiectul educațional „ Prețuiește natura!” a fost realizat cu scopul de a ne „trezi” la realitatea care ne înconjoară și a reduce pe cât posibil factorul poluant care determină anumite dezechilibre ecologice și totodată la dispariția multor specii de plante și animale.
Proiectul urmărește implicarea elevilor, a profesorilor și a instituțiilor din municipiu în activități ecologice, pentru formarea unui stil de viață sănătos, gestionarea resurselor fără a produce pagube și responsabilizarea pentru prevenirea poluării.
Scopul proiectului
Proiectul se adresează elevilor de liceu, având majoritatea profilurilor pe Resurse naturale și protecția mediului în cadrul Colegiului Tehnic Piatra Neamț.
Obiectivele proiectului
Dezvoltarea curiozității elevilor și stimularea respectului față de orice formă de viață;
Cunoașterea diversității resurselor naturale și evidențierea consecințelor negative în cazul exploatării neadecvate;
Conștientizarea și implicarea elevilor în protejarea mediului;
Participarea la activități de ecologizare și amenajare a spațiilor verzi din cadrul școlii;
Realizarea unor materiale (colaje, referate) pe teme de mediu.
Grupul țintă: Elevii claselor a IX a –XII-a, din cadrul Colegiului Tehnic Piatra Neamț
Durata: 8 noiembrie-5 iunie 2011
Echipa de proiect: Profesori de Protecția mediului, Chimie și Biologie.
Partenerii proiectului: Agenția pentru Protecția Mediului Neamț, Sistemul de Gospodărire a Apelor Neamț.
Resurse:
Resurse umane: – elevii claselor a IX-a A, a X-a A,- a XI-a A, a XII-a A; profesori, conducerea școli.
Resurse materiale: – pliante, cd-uri, film documentar, calculator, saci menajeri, mănuși menajere, răsaduri de plante, ghivece de flori.
Resurse informaționale: site-ul școlii, pliante, filme documentare, prezentări power-point, video proiector.
Bugetul proiectului
Agenția pentru Protecția Mediului Neamț- furnizarea de pliante, autocolante;
Sistemul de Gospodărire a Apelor Neamț- furnizarea de pliante, autocolante, diplome și materiale educaționale.
Tipul de proiect: – municipal.
Calendarul activităților
Data Tema activității
08 Noiembrie Ziua Internațională a Zonelor Urbane
Prezentarea unor referate cu aspecte legate de zgomotul din marile aglomerări urbane și a impactul poluării mediului datorită traficului rutier.
14 Decembrie Ziua Internațională de Protest Împotriva xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxReactoarelor Nucleare
Prezentarea unor materiale power-point cu efectele poluării radioactive asupra vegetației, apei, aerului și solului.
15 Martie-15Aprilie Luna Pădurii
Activități de amenajare și îngrijire a jardinierelor, a puieților din curtea școlii și de plantare a puieților în arii special amenajate din împrejurimile orașului sau pe terenuri afectate de eroziune a solului, în campanii organizate de Autoritățile locale sau ONG-urile de Mediu.
22 Martie Ziua Mondială a Apei
Realizarea unor referate cu teme legate de utilizarea, protecția și economisirea apei în cadrul instituției „Sistemul de Gospodărire a Apelor Neamț”. Vizită în laboratorul din instituție pentru a observa realizarea unor determinări în scopul identificării unor indicatori de poluare care influențează calitatea apei, precum și participarea la concursurile organizate de SGA și Apa Serv între școli din orașul Piatra Neamț.
22 Mai Ziua Internațională a Diversității Biologice
Prezentarea unor materiale (referate, portofolii, cd-uri) evidențiind ariile protejate, speciile din flora și fauna din județul Neamț aflate pe cale de dispariție și realizarea unor colaje cu specii de plante ornamentale, dar și participarea elevilor la simpozioane organizate de școli din județ. În cadrul Colegiului Tehnic, elevii au fotografiat diverse plante ornamentale din județ, iar fotografiile au fost prezentate sub forma unor planșe ce constituie un veritabil mijloc de învățământ.
5 Iunie Ziua Mediului
Acțiune de ecologizare pe dealul Cârlomanu. Distribuirea unor pliante cu mesaje ecologiste, pentru prevenirea problemelor majore ale mediului, conținând și aspecte din legislația în vigoare.
Fig. nr. 44 Prezentare referat de Ziua internațională a zonelor urbane
Fig. nr. 45 Prezentare power-point de Ziua Internațională de protest împotriva reactoarelor nucleare
Fig. nr. 46 Îngrijirea puieților din grădina școlii (Luna pădurii)
Fig. nr. 47 Prezentare power-point Ziua Mondială a Apei
Fig. nr. 48 Planșă Plante ornamentale
Fig. nr..49 Acțiune de ecologizare Ziua Mediului
Evaluarea
Evaluarea va fi realizată prin organizarea unor concursuri destinate grupului țintă direct, concursuri soldate cu diplome și premii pentru participanți.
Probarea obiectivelor propuse prin implicarea în activitățile viitoare a unor reprezentanți din grupul țintă.
Efectuarea raportului de autoevaluare unde sunt precizate punctele tari și slabe și gradul de concretizare a obiectivelor propuse.
Sustenabilitatea proiectului
Posibilitatea de dezvoltare a proiectului prin autofinanțare sau prin colaborarea cu noi parteneri.
Atragerea de noi sponsori din rândul societăților comerciale, ONG-urilor, băncilor, mass-mediei, alte instituții ale statului (primărie).
Identificarea unor posibilități de autofinanțare prin desfășurarea unor activități precum colectarea deșeurilor și valorificarea celor reciclabile.
Realizarea unor materiale audio și video destinate grupului țintă.
Mediatizare
Prezentarea proiectului colectivului de cadre didactice, postarea proiectului „Prețuiește natura!” pe site-ul școlii.
VI.5.Valorificarea temei lucrării în cadrul curriculum-ului în dezvoltare locală
Curriculum național reprezintă un ansamblu de documente școlare cum ar fi: planuri cadru, programe școlare, manuale și materiale auxiliare. Planul cadru de învățământ la clasele din ciclul inferior și superior al liceului este alcătuit din trei componente: trunchi comun, care este stabilit la nivel central și cuprinde disciplinele de învățământ, curriculum diferențiat alcătuit din module de specialitate și curriculum în dezvoltare locală care se realizează în parteneriat cu agenții economici.
Curriculum-ul în dezvoltare locală (C.D.L.) pentru clasele a XI-a și a XII-a (ciclul superior din Aria Curriculară Tehnologii sunt deja formate și standardizate la nivel național, în schimb, C.D.L.- urile pentru pregătirea practică comasată la clasele IX – X (ciclul inferior) necesită o adaptare și dezvoltare a acestora în funcție de cerințele locale. Acest modul se stabilește la nivelul unității școlare (colectiv de profesori, catedre) în colaborare cu partenerii sociali, respectând săptămânile alocate.
Proiectarea acestui curriculum în dezvoltarea locală pentru clasele din ciclul inferior al liceului cuprinde: argument, competențe specifice, conținuturi, activități de învățare, modalități de evaluare, mijloace didactice și bibliografice.
Curriculum realizează legături inter, intra și transdisciplinare, care are la bază unitatea de competențe tehnice generale din standardul de pregătire profesională, care permite elevilor dobândirea de cunoștințe și deprinderi necesare obținerii unei calificări în domeniul Protecției mediului cât și pentru continuarea studiilor.
Acestui modul îi sunt alocate un număr de 90 de ore, care se desfășoară pe parcursul a 3 săptămâni, câte 6 ore/zi. Stagiul de pregătire practică se va desfășura în laboratorul de biologie, în parcul orașului și la Agenția de Protecția Mediului.
Valorificarea instructiv- educativă a temei „Cercetări privind biologia unor specii de plante lemnoase cultivate în scop ornamental în municipiul Piatra Neamț” se poate realiza în cadrul curriculum-ului în dezvoltare locală cu tema „Plante lemnoase cultivate în scop ornamental”.
Fișă de evaluare
a curriculumului în dezvoltarea locală
clasele a IX-a și a X-a, liceu tehnologic- ciclul inferior
Aprobat, Avizat,
Consiliul de Administrație al ISJ/ISMB CLDPS
Instituția de învățământ: Colegiul Tehnic Piatra Neamț
Denumirea CDL: „Plante lemnoase cultivate în scop ornamental”
Profil: Resurse naturale și protecția mediului
Anul de studiu: clasa a X- a
Unitatea de învățământ: Colegiul Tehnic Piatra Neamț
Partener social: Agenția de Protecția Mediului Piatra Neamț
CRITERII ȘI INDICATORI DE EVALUARE
Argument
Reîntoarcerea la natură respectă tradițiile impuse de prevenirea degradării mediului și de refacere a pagubelor provocate de dezvoltarea economică care a devenit astăzi esențială pentru continuarea existenței și afirmării civilizației umane. Dreptul la natură, la un mediu de viață sănătos al generațiilor prezente și viitoare necesită astăzi o recunoaștere deplină.
Echilibrul natural al planetei este puternic periclitat, mai ales dacă luăm în considerare defrișările masive, care duc la distrugerea pădurii și nivelul foarte ridicat al poluării. Eliminarea cauzelor acestor dezastre ecologice se poate realiza numai prin schimbarea modului de gândire a cetățenilor, indiferent de locul unde își desfășoară activitatea.
Spațiile verzi au un rol important în ameliorarea mediului înconjurător prin intermediul vegetației ce reglează circuitul elementelor chimice în natură.
Plantațiile de arbori și arbuști contribiue la atenuarea temperaturilor extreme și a zgomotului, la scăderea vitezei vântului și a spulberării stratului de zăpadă, strat necesar plantelor pe timp de iarnă. Arborii și arbuștii se constituie într-un filtru de protecție împotriva radiațiilor, gazelor, fumului și a pulberilor aflate în jurul orașelor. Din punct de vedere estetic, vegetația contribuie la armonia cromatică, volumetrică și de textură în toate perioadele anului.
În elaborarea acestei programe, m-am axat pe competențele cheie cu privire la tranziția de la școală la locul de muncă și lucrul în echipă, urmărind importanța plantelor lemnoase cultivate în scop ornamental.
Elevii au posibilitatea de conștientizare a necesității acestor plante în viața oamenilor, de a recunoaște plantele lemnoase care dau o nota deosebită spațiilor verzi din parcul orașului, de a-și însuși metodele de lucru pentru întreținere și amenajare și de a evidenția factorii poluanții ai mediului.
Lecțiile se vor desfășura în laboratorul de biologie și protecția mediului, pe teren și la Agenția de Protecția mediului.
Tematica curriculumului în dezvoltarea locală vine să răspundă nevoilor elevilor de formare a competențelor profesionale în raport cu cerințele pieței forței de muncă.
Structura CDL-ului
Conținuturi
Modulul va fi parcurs într-un număr de 90 de ore de practică comasată. Conținuturile formării cuprind teme și subteme defalcate pe lucrări de laborator la Agenția de Protecția mediului și instruire practică care se realizează în școală și prin aplicații pe teren.
Lista conținuturilor
1. Noțiuni introductive- plante lemnoase și spații verzi
2.Identificarea plantelor lemnoase ornamentale după caracterele morfologice și caracterizarea lor din punct de vedere taxonomic.
3.Tipuri de spații verzi
4. Identificarea agenților poluanți în funcție de surse și evidențierea impactului acestora.
5. Recapitulare și evaluare
Modalități de evaluare
Evaluarea se realizează ca evaluare continuă, formativă și sumativă. Evaluarea cunoștințelor și a abilităților dobândite de elevi precum și a progreselor realizate de aceștia se vor corela cu competențele cheie din Standardul de Pregătire Profesională.
Principala metodă de evaluare este proba practică (întocmirea ierbarului). Probele de evaluare se concep sub formă unor fișe de observare, fișe de lucru și teste docimologice cu diferite tipuri de itemi, referate și portofolii.
Mijloace și materiale didactice
Activitatea se va desfășura individual, pe grupe și frontal. Pentru participarea elevului la procesul de instruire, se recomandă folosirea următoarelor mijloace de învățare:
microscop, determinator;
material viu (frunze, semințe, fructe);
atlase și planșe;
ustensile de laborator: eprubete, lampă cu spirt, hârtie de filtru, alcool etilic, pâlnie de sticlă, cilindru gradat ;
computerul – internet.
Sugestii metodologice
Acestui modul îi sunt alocate 90 de ore în săptămânile de școală 18, 19 și 20 (semestrul II). Activitățile de instruire utilizate de cadrul didactic vor avea un caracter activ, interactiv și centrate pe elev și se va ține cont de stilul de învățarea a fiecărui elev.
Bibliografie
Berechet F.2011 Activități didactice și extrașcolare cu dezideratul – Educație ecologică, Editura Larisa
Ciocârlan V. 1998 Flora ilustrată a României vol.I Editura Ceres
Muja Sever, 1994. Dezvoltarea spațiilor verzi -în sprijinul conservării mediului înconjurător în România, Editura Ceres, București
Ștefan N., Oprea A., Lupașcu A. Mânzu C. 2001. Botanică generală, Editura Universității „ Alexandru Ioan Cuza” Iași.
Sonea.V., Palade L., Iliescu A. F., 1979. Arboricultura ornamentală și arhitectura peisageră, Editura Didactică și Pedagogică.
Clinovschi Florin, 2005 Dendrologie Editura Universității Suceava.
Proiectare didactică
Semestrul II
VI.6 Valorificarea temei lucrării în cadrul îmbogățirii bazei materiale a laboratorului de biologie
Pentru creșterea calitativă a actului educațional specific studiului biologiei în liceu este necesară existența unor mijloace de învățământ moderne, care trebuie corelate în permanență cu conținuturile, pentru a stimula curiozitatea elevilor asupra diversității lumii vii și a relației acestora cu mediul.
În cadrul Colegiului Tehnic Piatra Neamț unde îmi desfășor activitatea didactică, laboratorul de biologie este format din laboratorul propriu-zis și o anexă unde sunt depozitate materiale.
Aparatură de laborator: microscop monocular cu accesorii, trusă disecție.
Machete: – celulă vegetală, frunza – secțiune;
– dezvoltarea fătului; spirală ADN;
– hidra de apă dulce.
Mulaje – anatomice: schelet uman, coloană vertebrală, cap cu gât, encefal, ochi (6 părți), ureche (3 părți), trahee cu plămân, stomac, model piele, sistem muscular;
– botanice: structura celulei vegetale, structura rădăcinii, tulpinii și florii;
– reproducerea plantelor.
Planșe: – anatomice – sistem nervos, sistem circulator, sistem limfatic, sistem digestiv, aparat respirator, ochiul uman;
– botanice – organite citoplasmatice, structura frunzei, structura vârfului de rădăcină.
Animale împăiate, organe conservate în formol necesare studiului structurii interne a animalelor.
Atlase: botanice, zoologice și anatomice.
Fig. nr. 50 Laboratorul de biologie
Rezultatele obținute pentru tema: „Cercetări privind biologia unor specii de plante lemnoase cultivate în scop ornamental în municipiul Piatra Neamț” pot fi valorificate în cadrul îmbogățirii bazei materiale a laboratorului de biologie al școlii, realizându-se următoarele mijloace de învățământ:
colecții de ierbare grupate pe familii de plante ornamentale;
colecții de flori;
colecții tematice, sistematice, geobotanice, biologice, de plante ruderale dăunătoare;
Fig. nr. 51 Ierbar Fig. nr. 52 Ierbar detaliu
planșe cu plante ornamentale, planșe la care și-au adus contribuția elevii din clasa a IX-a A;
portofolii ale elevilor;
albume foto cu plante ornamentale realizat de elevii clasei a X-a A;
Fig. nr. 53 Album foto Plante ornamentale Fig. nr.54 Album foto (detaliu)
Concluzii
● În lucrarea de față s-a analizat comportamentul funcțional, exprimat prin modificări de ordin biochimic a unor exemplare de plante lemnoase aparaținând la trei specii: Aesculus hippocastanum L. (Fam. Hippocastanaceae ), Acer platanoides L. (Fam. Aceraceae) și Acer pseudoplatanus L. (Fam Aceraceae.) cultivate în scop ornamental în municipiul Piatra Neamț în zone cu grad diferit de poluare (în special trafic auto.)
● Suprafața foliară la exemplarul de Aesculus hippocastanum provenind din zona cu grad sporit de poluare este mai mare, comparativ cu cea de la exemplarul de Aesculus hippocastanum cultivat în zona mai puțin poluată, iar suprafața necrozată provocată de molia minieră (Cameraria ohridella ) în ambele variante are o creștere ascendentă pe tot parcursul intervalului de analiză, realitate ce induce, în mod logic, reducerea continuă a intensității procesului de fotosinteză
La exemplarul de Acer platanoides aflat în zona poluată suprafața foliară prezintă valori mai mari, comparativ cu exemplarul aflat în zona nepoluată. În ambele cazuri nu există suprafețe necrozate, realitate ce permite desfășurarea unui proces fotosintetic la nivel normal.
Suprafața foliară la exemplarul de Acer pseudoplatanus provenind din zona poluată prezintă valori mai mici, în comparație cu cel din zona nepoluată, în ambele situații existând suprafețe mici necrozate, determinate de atacul de Rhytisma acerinum, atac ce nu afectează evident desfășurarea procesului de fotosinteză la parametri normali.
● Conținutul de clorofilă a din țesuturile foliare de la exemplarele de Aesculus hippocastanum,. Acer platanoides și Acer pseudoplatanus în primele două momente de determinare înregistrează valori de aproximativ egale (3 mg/ 100 grame material vegetal proaspăt), în ultimele două momente de determinare valorile înregistrate reducându-se ușor.
● Clorofila b din țesuturile foliare de la toți taxonii studiați pe tot parcursul intervalului de analiză înregistrează valori cantitative sub nivelul celui de clorofilă a.
● Pigmenții carotenoizi sunt biosintetizați și acumulați în cantități mult mai mici decât pigmenții clorofilieni în aparatul foliar al tuturor taxonilor studiați, înregistrând, valoarea minimă la exemplarul de Acer pseudoplatanus provenind din zona nepoluată și valoare maximă la cel aparținând aceluiași taxon, cultivat însă în zona poluată.
● Cea mai mare cantitate de apă în țesuturile foliare se înregistrează la exemplarele de Aesculus hippocastanum, iar conținutul minim la cele de Acer pseudoplatanus asigurând, prin nivelul atins, o bună hidratare și alimentare cu substanțe minerale a indivizilor vegetali avuți în atenție în întreg intervalul de analiză parcurs.
● Cantitatea se substanță uscată biosintetizată la nivel foliar pe tot parcursul intervalului de analiză la toți taxonii studiați înregistrează valori corespunzătoare cerințelor biologice ale respectivilor arbori avuți în atenție.
● În condițiile de cultivare avute la dispoziție pe parcursul anului calendaristic 2014, exemplarele de arbori cultivați în scop ornamental în municipiul Piatra Neamț au derulat procese funcționale corespunzătoare cerințelor proprii de supraviețuire, exemplarele de Aesculus hippocastanum evidențiind efecte secundare majore induse, în principal, de atacul paraziților specifici.
Valorificarea instructiv- educativă a cercetărilor s-a realizat cu elevii Colegiului Tehnic Piatra Neamț, din clasa a X-a în cadrul orelor de biologie. Cu ajutorul lor s-au identificat cele trei specii de plante lemnoase cultivate în scop ornamental (Aesculus hippcastanum, Acer platanoides,și Acer pseudoplatanus) iar materialul biologic recoltat a fost utilizat la separarea pigmenților clorofilieni și carotenoizi. Pe lângă aceste determinări elevii au mai alcătuit ierbare atât cu frunzele culese de la cele trei plante identificate cât și cu cele culese de la alte plante lemnoase cultivate în scop ornamental.
Bibliografie
Apăvăloae Mircea, 2005. Piatra Neamț – Studiu monografic, Editura Cetatea Doamnei, Piatra Neamț pag. 49-176
Artenie V., Tănase E., 1988 Practicum de Biochimie, Editura Universității „Alexandru Ioan Cuza” din Iași, pag.: 52-55
Berechet F.2011 Activități didactice și extrașcolare cu dezideratul – Educație ecologică, Editura Larisa pag. 9-54
Boldor O., Raianu O., Trifu M., 1983. Fiziologia plantelor- lucrări practice, Editura Didactică și Pedagogică, București pag.5-183
Burzo I., Dobrescu A., 2005. Fiziologia plantelor vol. VII, Fiziologia arbuștilor și plantelor lemnoase spontane, Editura Elisavaros, București pag. 164-248
Ciobanu M., 2008. Didactica științelor biologice, Editura Didactică și pedagogică, București, pag. 33-40
Ciocârlan V., 1988. Flora ilustrată a României vol.1, Editura Ceres, București. pag. 416-418
Costică N., 2008. Didactica Biologiei, Editura Ștef, Iași pag. 149-156
Ene S., Sandu G., Gămăneci G., 2005. Biologie, Editura LVS Crepuscul, Ploiești, pag. 16-22
Gherasim V. Marin I.,1972. Piatra Neamț – Monografie, Editura S.N. Piatra Neamț pag.13-33
Grudnicki M., 2006. Fiziologia plantelor lemnoase, Editura Univ. “Ștefan cel Mare” Suceava pag.124-170
Iliescu A.-F., 2006. Arhitectură peisageră, București, Editura Ceres. pag. 55-70
Ion I., Leu U. M., 2001. Metodica predării-învățării Biologiei, Editura Universității Alexandru Ioan Cuza, Iași pag. 119-160
Jucovschi P. M. 1953. Botanică , Editura de stat pentru literatura științifică, București pag. 491- 513.
Lazăr V., Nicolae M. 2007. Lecția – formă de bază a organizării procesului de predare-învățare-evaluare, Editura Arves, Craiova; pag. 75- 243
Maximov N. A., 1951 Fiziologia plantelor, Editura de stat pentru literatură științifică pag. 92-142
Mihăilescu F., Crețu I., 1973. Clima Orașului Piatra Neamț. din Studii și cercetări de Geologie-Geografie- Biologie, , Piatra Neamț pag. 157-187
Mohan G., Ardelean A., 2010. Enciclopedia plantelor decorative vol.1 Editura ALL București pag.27-30
Muja S., 1994. Dezvoltarea spațiilor verzi -în sprijinul conservării mediului înconjurător în România, Editura Ceres, București, pag.66- 123
Neamțu G., 1981. Biochimie vegetală, Editura Ceres, București, pag 15-22, 418-430
Negruțiu F., 1981. Spații verzi, Editura Didactică și Pedagogică, București pag.172-212
Parascan, D., Danciu, M., 1983. Morfologia și fiziologia plantelor lemnoase, Editura Ceres, București 126-236
Parascan, D., Danciu, M., 2001. Fiziologia plantelor lemnoase, Editura Pentru Viață Brașov pag. 165-228
Pârvu C., 2006. Universul plantelor Editura ASAB pag.112-113, 575-577
Pricope F., Pricope L., 2007. Poluarea mediului și conservarea naturii, Editura Rovimed Publishers pag.29-43
Purcelean Ș.V., Cocalan T.D. 1969, Cultura speciilor lemnoase ornamentale, Ministerul Agriculturii Editura Agro-Silvicǎ pag. 12-27, 84-97
Sălăgeanu N., 1972., Fotosinteza, Editura Academiei Republicii Socialiste România, București pag. 36-195
Simionescu I., 1973 Flora României, ediția a –IV-A, Editura Albatros, pag. 51
Sonea.V., Palade L., Iliescu A. F., 1979. Arboricultura ornamentală și arhitectura peisageră, Editura Didactică și Pedagogică, București pag.11-220
Ștefan N., Oprea A., 2007 Botanică sistematică, Editura Universității Alexandru Ioan Cuza, Iași pag. 221-224
Știrban M., 1981.Procese primare în fotosinteză, Editura Dacia Cluj –Napoca pag. 28-120
Zamfirache M.M., 2001. Fiziologia plantelor (note de curs), Editura Universității „Alexandru Ioan Cuza”, Iași pag. 35- 106
Zamfirache M.M., Ivănescu L. 2006. Efectele poluării industriale asupra unor specii de plante lemnoase din Studii și comunicări. Științele naturii. Vol. XXII, Editura Sitech, Craiova pag. 54- 63
*** Clinovschi F., 2005 Dendrologie Editura Universității Suceava pag. 228-236 http://silvic.usv.ro/cursuri/dendrologie.pdf
*** Mănescu C., 2010. Arboricultura ornamentală, București pag. 25-53 http://licenta.ucoz.ro/arboricultura_ornamentala.pdf
*** Szabό A., 2011 Cercetări privind distribuția și interacția energiei solare în coronamentul arborilor de foioase și rășinoase- Teză de doctorat pag. 6-8 www.usamvcluj.ro/files/teze/2011/szaboattila.pdf
*** Program de îmbunătățire a calității mediului prin realizarea de spații verzi ăn Municipiul Piatra Neamț – zona b-dul Dacia, Aleea Viforului și Aleea Tiparului; Primărie Director: ec. Ion Waszkiewicz-Filioreanu, Șef proiect: arh. Dan Constantiniu
*** Raport anual 2012- Administrația națională de meteorologie http://www.meteoromania.ro
*** Raport anual program aer 2011/28042 www.anpm.ro
*** Raport semestrial privind calitatea factorilor de mediu, 2011 www.anpm.ro
*** Raport privind starea mediului în județul Neamț 2011/74305 www.anpm.ro
*** Plan local de dezvoltare durabilă a județului Neamț- Agenda locală 21, 2008 www.cjneamt.ro
*** http://www.accuweather.com/ro/ro/piatra-neamț
*** http://www.nitech.ro
*** http://ro.wikipedia.org/wiki/Dealul_Vulpii-Boțoaia
*** http://parkfavedelem.hu
*** http://ro.wikipedia.org/wiki/Natura
*** http://www.biologie.uvt.ro/annals/fullaccess/vol_XV(1)_67_80.pdf
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Rolul Estetic, de Recreere, Funcțional Si Economic al Plantelor In Viata Omului (ID: 123670)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.