Ареал и биоморфоэкологическая характеристика конского каштана обыкновенного

В естественных условиях представители рода встречаются в Южной Европе, на севере Индии, в Восточной Азии и в Северной Америке. Успешнее всего произрастает в умеренном климате на свежей, рыхлой, плодородной и глубокой почве. Наибольшее видовое разнообразие конского каштана — в Северной Америке. В доледниковый период в Центральной Европе были распространены рощи конского каштана обыкновенного. В культуре широко представлены (Европа, Северная Америка, Китай, Япония) около 15 видов, в России — 13 видов. Конский каштан в 1557 году появился в Константинополе, а в 1588 году был ввезён в Вену. Распространён в парках и садах по всей Европе. В России в посадках доходит до Москвы и Санкт-Петербурга, где, однако, не достигает больших размеров.

Многолетнее, листопадное дерево, достигающее высотой до 30 м с широкой густой кроной от 10 до 15 м в диаметре. Каштан конский обыкновенный теневынослив, но лучшего развития достигает на открытых солнечных местах, требователен к влажности почвы и воздуха. В первые годы молодые деревья необходимо регулярно поливать, поддерживая земляной ком в умеренно влажном состоянии. От перепада температуры не страдает, морозостоек в зоне широколиственных лесов. Ствол правильной цилиндрической формы с темно-коричневой пластинчатой корой и в диаметре до 2 м. Кора ствола темно-бурая, с глубокими трещинами; старые ветви буровато-серые, молодые побеги толстые, светло-бурые, голые. В коре содержатся жирные масла и дубильные вещества, гликозиды: эсцин, фраксин, эскулин, тритерпеновый сапонин; помимо этого, в плодах содержатся крахмал и флаваноидные гликозиды. Древесина его мягкая, пористая. Спелая древесина, расположенная в центре ствола, имеет бледно—жёлтую или кремово—белую окраску, которая постепенно переходит в серовато-белую заболонь. Многочисленные мелкие сосуды в основном равномерно распределены в годичных слоях или собраны в небольшие регулярные группы. Годичные слои узкие и слабозаметные на всех разрезах. Сердцевинные лучи на поперечном и радиальном разрезах можно различить только вооружённым глазом.

Однако на тангенциальном разрезе заметны тонкие волнистые чёрточки, образованные сердцевинными лучами. Расположение волокон у древесины конского каштана часто бывает волнистым. Текстура невыразительная и однородная. Годовой прирост в высоту - 45-50 см. Корневая система мощная, со стержневым корнем и сильно развитыми боковыми корнями, благодаря чему это дерево достаточно ветроустойчиво. На корневых волосках оно имеет бактерии, усваивающие азот из воздуха. Почки длиной до 2,5 см, яйцевидные, темно-бурые, клейкие, с кожистыми чешуями. Листья супротивные, черешковые, округлые, пальчатосложные, до 25 см в диаметре (из 5—7 сидячих листочков). Листочки обратнояйцевидные, на верхушке заостренные, по краю двоякопильчатые, сверху темно-зеленые, с выдающимися жилками, морщинистые, снизу более светлые, опушенные по жилкам. Средний листочек самый крупный, крайние — самые мелкие. В листьях конского каштана обнаружены флавоноиды, гликозиды, оксикумарины, пуриновые основания, каротиноиды, пластохиноны, витамин Е, фитол, сгерины. Черешок листа длиной 15—20 см. Цветки колокольчатые, до 2-х см диаметром, обоеполые, неправильные, с косой плоскостью симметрии, проходящей через четвёртый чашелистик. Соцветия большие, в виде пирамидальных прямостоячих кистей. Цветочный покров двойной. В цветах найдены флавоноиды кверцитрин, кверцитин, 3-гликозид кемпферола, 3-ара-бинозид кемпферола, рутин, 3-рамногликозид кемпферола, изокверцитрин и пектиновые вещества. Семена содержат флавоноиды спиреозид, би- и триозиды кверцетина и кемпферола; сапонин эсцин, жирное масло (6,45%), дубильные вещества (0,9%), крахмал (49,5%). Зелёная чашечка состоит из 5,сросшихся у основания, чашелистиков беловатый с розовым основанием венчик состоит из пяти свободных лепестков, из которых один, находящийся между третьим и четвёртым чашелистиками, очень маленький, а иногда его и совсем не бывает. Тычинок 5—7 штук, нити у них длинные и согнутые, пыльцевые зерна конского каштана трехбороздно-поровые, эллипсоидальной формы. Длина полярной оси 20,4—25,5 мкм, экваториальный диаметр 17—21,8 мкм. В очертании с полюса почти округлые, с экватора — эллиптические. Борозды шириной 8—9,8 мкм, с ровными краями, с остро оттянутыми концами. Поры округлые, диаметром 6—7 мкм. Мембрана борозд и пор покрыта шипиками разной величины, высотой от 0,3 до 1 мкм. Шипики расположены редко и наклонены в разные стороны, чаще сгруппированы на порах. Ширина мезокольпиума 10,2—13,6 мкм, диаметр апо-кольпиума 2,6—3,5 мкм. В центре мезокольпнумов экзина имеет толщину 1 —1,2 мкм, около борозд — до 1,8 мкм. Скульптура тонкая, зернисто-струйчатая. Цвет пыльцевых зерен светло-желтый. Пестик один, состоящий из 3-х плодолистиков. Завязь верхняя трехгнёздая, в каждом гнезде по 2 семяпочки, из которых одна направлена вверх, а другая вниз; столбик длинный. Цветёт в мае—июне. Форма конского каштана с махровыми цветками нектара не даёт. Плод — трёхстворчатая шиповатая коробочка, открывающаяся по створкам, с одним крупным семенем, зародыш согнутый, белка нет. Семена конского каштана очень крупные, до 3–4 см в диаметре, слегка сплюснутые, с крупным серым пятном у основания на общем темно-коричневом фоне. В семенах каштана обнаружено до 25 флавоноидов, сапонин, эсцин, пуриновые основания, витамин Е, витамин группы В. Макроэлементы (мг/г) – К – 12,0, Са – 0,5, Mg – 0,9, Fe – 0,01. Микроэлементы (мкг/г)- Mn- 0,02, Cu- 0,12, Zn – 0,08, Cr – 0,002, Ва – 0,74, Se – 7,5, Ni – 0,02, Pb – 0,01, I – 0,09, В – 2,0.В плодах каштана обнаружены яблочная, лимонная и молочная кислоты, лецитин, глобулин — костадин, липаза, декотирин. В молодых недозрелых плодах много витамина С, кальция и железа. В ядрах имеется большой набор минеральных элементов: калий — 12, кальций — 0,9, железо — 0,01 мг, цинк — 0,08, хром — 0,002, барий — 0,74, селен — 7,5, никель — 0,02, серебро — 0,01, йод — 0,09, бор — 2,0 мкг/г. Плодоношение начинается у деревьев, растущих на свободе, с 25-30 лет, а в насаждении - 40-60 л.

Ø Физико-механические и технологические свойства:

По плотности древесина конского каштана почти не отличается от осины. В зависимости от вида и места произрастания ее плотность

(при влажности 12%) находится в пределах от 470 до 580 кг/м³ (средняя - 520 кг/м³).

Сушится легко, с минимальной потерей качества (наблюдается небольшая склонность к образованию трещин и короблению). Коэффициенты усушки (разбухания) в процентах на изменение влажности на 1% составляют:

· в радиальном направлении — 0,11% (при изменении влажности от 20 до 5%);

· в тангенциальном — 0,30-35%.

Для своей плотности древесина конского каштана обладает достаточно высокими прочностными свойствами.

Пределы прочности (конский каштан обыкновенный, влажность 12%) таковы:

· при статическом изгибе — 64 МПа;

· при растяжении вдоль волокон - 81 МПа;

· при сжатии вдоль волокон — 31-38 МПа; I при кручении — 17 МПа.

Модуль упругости при изгибе — 5,36 ГПа.

Ударная вязкость — 35 кДж/м².

Статическая твердость:

· торцевая — 33 Н мм²;

· радиальная—23 Н мм².