CC BY
52
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО__________________________________
УДК 581.0.11:634.93
ПЕРСПЕКТИВНОСТЬ ИНТРОДУКЦИИ ВИДОВ РОДА СELTISL.
ДЛЯ ОБОГАЩЕНИЯ ЛЕСОМЕЛИОРАТИВНЫХ КОМПЛЕКСОВ
А.В. Семенютина, доктор сельскохозяйственных наук М.А. Цембелев, кандидат сельскохозяйственных наук
Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации
Определена перспективность интродукции видов рода СeltisL. для обогащения лесомелиоративных комплексов. Приведен анализ роста и развития 7 видов СeltisL. при их интродукции, показаны пути адаптации представителей семейства каркасовых в засушливых условиях произрастания.
Ключевые слова: семейство каркасовые, интродукция, адаптация,
лесомелиоративные комплексы, засухоустойчивость.
Агроэкосистемы Нижнего Поволжья отличаются низким биоразнообразием древесной и кустарниковой растительности, используемых в лесомелиоративных комплексах (полезащитных, противоэрозионных, рекреационных и других насаждений) [1, 2]. Неудовлетворительное состояние преобладающего
большинства насаждений привели к необходимости поиска новых видов для создания устойчивых насаждений в тяжелых лесорастительных условиях региона [5-7]. Среди большого количества интродуцентов значительный практический и теоретический интерес представляет род каркас (СeltisL.) семейства каркасовых (CeltidaceaeLink). Ценные лесомелиоративные и декоративные растения рода СeltisL. включают 70 видов, произрастающих в центральной части США, Средиземноморья и континентальных районах Восточной Азии [8]. В культуре нашли применение 22 вида, наибольшее распространение имеют два вида (С australisи C. occidentalis).
В Нижнем Поволжье (каштановые и светло-каштановые почвы) интродукционная работа с СeltisL. различного географического происхождения проводится с 1937 г. на базе Камышинского и Волгоградского дендрариев [8]. В дендрариях и защитных лесонасаждениях Нижнего Поволжья прошли испытания семь видов (табл. 1).
Таблица 1 - Виды СeltisL., интродуцированные в Нижнем Поволжье
Название видов Область естественного распространения Откуда получены семена Год посадки
Камышинский дендрарий
К. Бунге C. bungeana Війте. Центральный и северный Китай, Корея Ташкент 1981
К. западный С. occidentalis L. Северная Америка Тбилиси 1937
США 1939
Камышин 1958
К. кавказский C. caucasica Willd. Кавказ, Средняя Азия, северный Афганистан, Иран Ереван 1990
К. карликовый C. pumila Рш^ Северная Америка Ташкент 1981
К. сетчатый Северная Америка Москва 1967
C. reticulata Torr.
К. толстолистный C. crassifolia Lam. Северная Америка Москва 1954
К. южный C. australis L. Южная и средняя Европа, Малая Азия, северная Африка, Афганистан Тбилиси 1937
Волгоградский дендрарий
К. западный C. occidentalis L. Северная Америка Камышин 1966
К. южный C. australis L. Южная и средняя Европа, Малая Азия, северная Африка, Афганистан Венгрия 1973
Коллекционный участок Волгоградского лесничества
К. западный C. occidentalis L. Северная Америка США 1997
К. южный C. australis L. Южная и средняя Европа, Малая Азия, северная Африка, Афганистан Волгоград 1998
В условиях резко континентального климата с обилием солнечного света и большой сухостью воздуха культивирование видов СeltisL. было успешным. Хороший рост наблюдается у растений C. occidentalisи C.crassifolia. Они достигают высоты 7,8-8,0 м в возрасте 38-39 лет при диаметре ствола 15,5-20,3 см. Сeltisreticulataи ^ australisдостигают высоты 5,1-6,3 м. Этот показатель у C. pumila, C.bungeanaи ^ caucasicaсравнительно мал (0,97, 2,3 и 3,6 м). В пределах вида в зависимости от происхождения семян имеются различия (табл. 2).
Таблица 2 - Таксационные показатели роста СeltisL.
Название видов Возраст, лет Высота, м Диаметр на высоте 1,3 м, см Сре; при ний рост Проекция кроны, м Кол-во стволов, шт.
,е т о 3 5 в о п по диаметру, см
Камышинский дендрарий ВНИАЛМИ
Celtis australis 68 5,08+0,23 8,8 0,07 0,13 3,5x3,2 1-4
caucasica 15 3,60+0,18 2,8 0,24 0,18 2,1x2,0 1-4
bungeana 24 2,30+0,24 5,6 0,09 0,23 2,1x2,2 1-3
crassifolia 51 7,80+0,22 15,5 0,15 0,30 6,0x5,8 1-2
occidentalis 68 5,36+0,23 9,4 0,08 0,14 3,3x3,0 1-3
66 5,70+0,10 12,3 0,09 0,19 4,3x3,5 1-3
47 8,00+0,33 17,1 0,17 0,36 7,2x6,4 1-2
pumila 24 0,97+0,01 — 0,04 — 0,9x0,8 —
reticulata 38 5,67+1,55 9,3 0,15 0,24 3,7x3,8 1-3
Волгоградский дендрарий ВНИАЛМИ
australis 32 6,27+0,10 13,4 0,20 0,42 5,7x5,3 1-5
occidentalis 39 7,87+0,34 20,3 0,20 0,52 7,8x9,3 1-7
Коллекционный участок Волгоградского лесничества
australis 7 4,21+0,11 3,1 0,60 0,44 4,0х4,2 1-8
occidentalis 8 4,82+0,05 3,5 0,60 0,44 4,5х4,5 1-6
Текущий прирост по диаметру стабилен и не имеет резких колебаний, а также тенденции к снижению с возрастом (рис. 1).
Возраст
Рисунок 1 - Ход роста Сeltisoccidentalis по диаметру в смешанном насаждении
на каштановых почвах
Зависимость ритма сезонного развития от климатических условий и биологических особенностей вида, а также степень толерантности видов к низким температурам в условиях Нижнего Поволжья указывают на различные адаптивные способности видов СeltisL. В суровые зимы (1949/50, 1953/54, 1967/68, 1968/69, 1971/72, 1972/73, 1978/79, 1993/94, 2005/06) подмерзали однолетние побеги на 35-40 % своей длины у C. australis[3, 8].
Лучше остальных перезимовывают в коллекциях североамериканские виды: С.occidentalis, C. reticulata, C. crassifolia, C. pumila. Они имеют высокий балл зимостойкости. Ареал их естественного распространения находится на тех же географических широтах, что и Нижнее Поволжье. Климат региона их естественного распространения во многом сходен с районом интродукции, поэтому они оказались вполне адаптированными к новым условиям произрастания. Ареал естественного распространения кавказско-средиземноморских и восточноазиатских видов находится гораздо южнее. Сeltis australis, C. caucasicaи C. bungeanaхуже переносят низкие отрицательные температуры по сравнению с североамериканскими. Эти виды следует вводить в определённые экологические ниши.
Вступление интродуцированных видов в цветение и плодоношение функционально связано с ростовыми процессами. Вступление в фазу цветения и плодоношения в сухой степи Нижнего Поволжья у С.occidentalis наступало в возрасте 5-6 лет. У остальных видов - в возрасте 4-5 лет. Зацветают СeltisL. в условиях Волгограда в апреле, период цветения колеблется от 6 до 11 дней, при прохладной погоде он удлиняется, при сухой солнечной - сокращается. В конце августа - первой декаде октября начинают созревать плоды. Масса плодов и семян у одних и тех же видов варьирует по годам, снижаясь в засушливые. Формирование более крупных плодов и семян наблюдается в раннем возрасте (до 15 лет). Одним из критериев адаптации является качество семян. Семена интродуцированных СeltisL. имели высокий (67-83 %) показатель доброкачественности, что говорит о возможности успешного выращивания их.
В условиях Нижнего Поволжья все виды рода СeltisL. оказались засухоустойчивыми и нетребовательными к почвенным разностям. Общей закономерностью для всех видов является снижение оводнённости листьев вслед за падением влажности почвы. Данные по водному режиму СeltisL. показали, что низкий водный дефицит листьев в течение вегетационного периода наблюдается у
видов, способных регулировать свой водный обмен в засушливое время года (^.occidentalis,, C. reticulata, C. crassifolia, C.bungeanaи C. australis).
В наших опытах пропорционально количеству потерянной воды при подсушивании увеличивается относительный выход электролитов, отражающий изменения и нарушения коллоидно-осмотических свойств протоплазмы [4]. При одном и том же времени завядания листья СeltisL. с высокой водоудерживающей способностью увеличивают выход электролитов по сравнению с контролем в меньшей степени, чем листья видов с низкой водоудерживающей способностью (табл. 3).
Таблица 3 - Сравнительная оценка засухоустойчивости CeltisL. электролитическим методом
Группа Виды Celtis L. Относительный выход электролитов Критерий достоверности Стьюдента между группами Степень засухоустой- чивости
I Celtis australis 1,54+0,06 ti-ii = 2,18 Высокая
bungeana 1,62+0,05
crassifolia 1,58+0,03
occidentalis 1,41+0,01
reticulata 1,69+0,05
Среднее 1,57+0,05
II caucasica 2,08+0,09 Средняя
pumila 2,41+0,03
Среднее 2,25+0,06
Полученные нами данные позволили распределить эти виды по степени засухоустойчивости на две группы. В первую группу объединены CeltisL., относительный выход электролитов у которых составил - 1,41-1,69 (C.occidentalis, C. reticulata,C. crassifolia,C. australis и C. bungeana). Celtis caucasica и C. pumila, с относительным выходом электролитов - 2,08-2,41 имеют среднюю степень засухоустойчивости. В условиях Нижнего Поволжья лучшим развитием и регуляцией водного обмена обладают виды первой группы, которые перспективны для лесомелиорации.
Из-за большой пестроты почвенного покрова, глубины залегания токсичных концентраций солей каштановые и светло-каштановые почвы неоднородны по лесорастительным условиям. Определение токсичных концентраций проводилось по росту проростков в солевых растворах NaCl разного осмотического давления (табл. 4).
Таблица 4 - Влияние хлоридного засоления на рост проростков Сeltisoccidentalis
Уровень засоления NaCl, МПа Длина проростка на день учёта, см Повреждение, балл Сохранность, %
Контроль (без засоления) 6,2+0,06 4,0 100
0,3 2,8+0,06 3,2 100
0,6 2,4+0,06 1,7 83,3
0,9 2,1+0,07 0,2 16,7
1,2 2,0+0,12 0,1 5,6
Небольшие концентрации хлорида натрия снижали скорость роста проростков на 40-45 %. При осмотическом давлении 0,6 МПа появляются бурые некротические пятна, а при 0,9 МПа большая часть проростков погибает
(сохранность 16,7 %). Проведенные опыты указывают на возможность
произрастания всех видов СeltisL. на лесопригодных почвах.
Выводы:
1. В Нижнем Поволжье интродуцировано 7 видов рода CeltisL. различного географического происхождения. Насаждения разного возраста (8, 24, 39, 68) произрастают в коллекциях ВНИАЛМИ, испытываются на Нижневолжской станции по селекции древесных пород.
2. Виды рода CeltisL. отличаются хорошими таксационными показателями на светло-каштановых и каштановых почвах. Величина прироста по диаметру и проекция кроны варьируют в зависимости от схемы посадки и видовой принадлежности. Наибольших размеров высоты и проекции крон достигают виды североамериканского происхождения.
3. Фактором, ограничивающим возможность выращивания CeltisL., является морозоустойчивость, это основная причина подмерзания в экстремальные годы видов южного происхождения (C. australis, C. caucasica и C. bungeana).
4. Полученные данные по водному режиму и коллоидно-осмотическим свойствам протоплазмы позволили разделить интродуцированные виды CeltisL. по степени засухоустойчивости на две группы. Перспективные для лесных мелиораций виды имеют низкий водный дефицит (не более 20 %) и относительный выход электролитов (1,41-1,69). Они в условиях Нижнего Поволжья отличаются лучшим развитием и регуляцией водного обмена.
5. Изучение адаптивных свойств различных видов CeltisL. указывает на перспективность их использования в лесомелиоративных комплексах Нижнего Поволжья.
Библиографический список
1. Ассортимент деревьев и кустарников для мелиорации агро- и урболандшафтов засушливой зоны [Текст]: науч.-метод. рекомендации / А.В. Семенютина. - М., 2002. - 59 с.
2. Кулик, К.Н. Обогащение лесомелиоративных комплексов интродукционными ресурсами [Текст]/ К.Н. Кулик, А.В. Семенютина // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2008. - № 1 (9). - С. 3-11.
3. Маттис, Г.Я Перспективные породы для лесоразведения в аридных условиях [Текст] / Г.Я. Маттис // Лесное хозяйство. - 2000. - № 5. - С. 41-42.
4. 4. Практикум по росту и устойчивости растений [Текст]/ В.В. Полевой [и др.]. -Л., 2001. - 212 с.
5. Семенютина, А.В. Биоэкологическое обоснование обогащения дендрофлоры деградированных ландшафтов хозяйственно ценными растениями [Текст]/ А.В. Семенютина // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. - 2005. - № 5. - С. 21-26.
6. Семенютина, А.В. Интродукция деревьев и кустарников для обогащения лесомелиоративных комплексов [Текст]/ А.В. Семенютина // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. - 2008. - № 3. - С. 27-29.
7. Семенютина, А.В. Многофункциональная роль адаптивных рекреационноозеленительных насаждений в условиях урбанизированных территорий [Текст] / А.В. Семенютина, Г.В. Подковырова // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2011. - № 3 (23). - С. 37-43.
8. Цембелев, М.А. Биоэкологическое обоснование применения видов рода CeltisL. в лесомелиоративных насаждениях Нижнего Поволжья [Текст]: автореф. дис. к. с.-х. н. / М.А. Цембелев. - Волгоград, 2006. - 23 с.
E-mail: doks emenutina@mail. ru
