Биологические особенности ореха черного в условиях Республики Адыгея Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 582.628.2:634.51(470.621)

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОРЕХА ЧЕРНОГО В УСЛОВИЯХ РЕСПУБЛИКИ АДЫГЕЯ

© 2004 г. М.Д. Шехмирзова, О.В. Тушканова

The article reveals biological peculiaties of juglans nigra Z in the Republic of Adygheya.

Here Hey are:

- He growth and development of shoots;

- He growth and development of fruit, fruit - bearing.

Орех черный (Juglans nigra L.) - один из наиболее перспективных интродуцентов региона. Это исключительно ценная древесная и плодовая культура. Его древесина обладает высокими физико-техническими свойствами и декоративностью, пользуется неограниченным спросом. По сравнению с местными породами Северо-Западного Кавказа орех черный выгодно отличается интенсивным ростом, который значительно превышает рост основных лесообразующих пород Адыгеи - дуба черешчатого и Гартвиса [1].

Орех черный естественно произрастает в лесах восточной части Северной Америки, где в благоприятных условиях достигает высоты 50 м при диаметре ствола до 2 м. Интродуцирован в Россию более 200 лет назад и применялся в парковом строительстве для озеленения населенных пунктов. В 30-х г. XX в. его начали вводить в лесные культуры.

В Республике Адыгея встречаются отдельные деревья ореха черного высотой 24-27 м при диаметре ствола 30 см (Понежукайский лесхоз). Здесь как у одиночных деревьев, так и в лесных сообществах, стволы прямые, малосбежистые с темно-серой растрескивающейся корой. Побеги коричневые, опушенные с камерной сердцевиной. Крона мощная. Площадь проекции крон отдельных деревьев составляет 323 м3 (п. Шунтук, ВИР). Почки округлые, голые. Листья крупные, сложные, непарноперистые, состоят из 13-23 продолговато-яйцевидных листочков длиной 6-12 см и шириной 3-5 см. Корневая система смешанная, с хорошо выраженным стержневым корнем. Вегетационный период длится 185 - 200 дней. По на-

шим наблюдениям (Красногвардейский лесхоз), первое плодоношение наступает на 6-7 г., а представляющие интерес для производства - на 8-10 г. [2]. Ниже мы приводим подробные сведения по наиболее значимым и наименее изученным вопросам биологии ореха черного в условиях Республики Адыгея: росту и развитию побегов; цветению; росту, развитию плода, плодоношению.

Рост и развитие побега. С целью установления сроков проведения агротехнических лесоводственных уходов были проведены наблюдения за ростом побегов путем ежедекадных замеров. Культуры одновозрастны (18 лет), созданы на одинаковом агрофоне. Рост побегов у ореха черного начинается при переходе среднесуточных температур через +10 °С. По средним многолетним данным, в Республике Адыгея такие условия наступают обычно после первой декады апреля, когда устанавливается среднесуточная температура +10 °С, а сумма положительных температур +2300 °С. Наблюдения за ходом роста показали, что сроки начала и окончания вегетации у одних и тех же растений в разные годы различны.

Как видно из табл. 1, сроки начала роста побегов в разные годы не остаются постоянными, колебания находятся в пределах 20 дней. Окончание роста побегов (закладка верхушечной почки) тоже находится в прямой зависимости от погодных условий и колеблется в пределах 2-3 недель. Рост побегов у ореха черного продолжается в среднем до второй декады июля (табл. 2). Более ровные погодные факторы 2001 г.

Таблица 1

Рост побегов ореха черного

Год наблюдений Начало роста Окончание роста Период роста, дни Прирост побегов, см

min max среднегодичный

2000 24/IV 17/VII 84 68 71 69

2001 21/IV 28/VII 98 92 105 98

2002 3/IV 4/VII 92 74 88 82

увеличили длительность ростовых процессов. Закладка верхушечной почки отмечалась в третьей декаде июля. Динамика роста побегов ореха черного по декадам показана в табл. 2.

Интенсивность роста побегов была разной в разные годы. Самый наименьший прирост отмечался в дождливый вегетационный период 2000 г. (69 см), наибольший - в 2001 г. (105 см). Умеренно теплые, уме-

ренно влажные метеорологические факторы 2001 г. способствовали более длительному ростовому процессу, который завершился в конце июля. Сухое и теплое лето 2002 г. способствовало более быстрому окончанию роста побегов; но интенсивность роста отличалась высокими показателями - годичный прирост 88 см (максимальный).

Таблица 2

Динамика роста побегов ореха черного, см

Год наблюдений Апрель Май Июнь Июль

10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 30

2000 4 11 16 22 34 44 55 62 69 71

2001 5 12 18 26 39 51 66 82 92 105

2002 2 7 7 18 27 37 49 63 74 86 88

Таким образом, можно сделать вывод, что обильные дожди (2000 г.), равно как и сильная жара (2002 г.), вызывают задержку роста побегов. Интенсивность роста побегов за декады у ореха черного оказалась разной в разные годы, что отражено в табл. 3.

Из табличных данных видно, что фаза наиболее интенсивного роста побегов в длину наблюдалась у ореха черного также в разные годы, в разное время, а именно: в 2000 г. - в период с 10 по 20 июня; в 2001 г.

- в период с 10 по 20 июля; в 2002 г. - в период с 20 по 30 июня.

Таблица 3

Среднедекадный прирост побегов, см

Год наблюдений Апрель Май Июнь Июль

10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 30

2000 - - 4 7 5 6 12 10 11 7 7 2

2001 - - 5 7 6 8 13 12 15 16 10 13

2002 2 5 7 4 9 10 12 14 11 12 2 -

Исходя из вышеизложенного, можно утверждать, что орех черный реагирует на изменения температуры вегетационного периода; всякие повышения температуры окружающего воздуха немедленно и весьма заметно увеличивают величину прироста и тем самым ускоряют процесс нарастания побега. Вероятно, сказываются и другие метеорологические факторы - количество осадков, влажность воздуха. На продолжительность роста побегов оказывают влияние и условия местопроизрастания культуры (большая или меньшая сухость почвы и воздуха, богатство почвы и т.п.). Начали, динамика роста побегов зависят от биологических свойств вида, но существенное влияние оказывает температура воздуха, которая изменяет по годам сроки начала и окончания роста побегов у одних и тех же растений.

Таким образом, период роста побегов ореха черного в условиях Адыгеи равен в среднем 90 дням; сред-

ний годичный прирост составляет в среднем 83 см. Колебания в сроках начала и окончания находятся в пределах 20 дней.

Цветение. Орех черный - однодомное, раздельнополое, ветроопыляемое растение. Генеративные почки закладываются в год, предшествующий цветению: тычиночные - в июне, пестичные - в июле. Время закладки и период их развития определяется как биологическими особенностями вида, так и экологическими условиями местопроизрастания растений. В условиях Республики Адыгея тычиночные почки (ТП) появляются в пазухах листьев во второй декаде апреля. На первой стадии развития по внешнему виду мало отличаются от вегетативных. Появление фасеточной поверхности ТП наблюдается через 10-15 дней, полное формирование ТП, уходящих в период покоя,

- в конце августа. Их дальнейшее развитие начинается весной следующего года (табл. 4).

Таблица 4

Период весеннего развития ТП

Год наблюдения Дата развития ТП Дата пыления тычиночных соцветий

Начало ранних и поздних сроков Конец ранних и поздних сроков Начало ранних и поздних сроков Конец ранних и поздних сроков

2000 17ЛУ - 23/ГУ 10/У - 18/У 10/У - 14/У 22/У - 26/У

2001 15ЛУ - 21/ГУ 9/У - 17/У 9/У - 13/У 21/У - 26/У

2002 11/ГУ - 20/ГУ 6/У - 12/У 6/У - 12/У 17/У - 22/У

После зимнего покоя набухание ТП у ореха черного в основном начинается во второй декаде апреля с наступлением среднесуточных температур выше 10 °С. Сумма положительных температур от набухания цветочных почек до их цветения составляла за период трехлетних наблюдений 623-789 °С.

В начале весеннего развития ТП по внешнему виду и структуре сходны с зимующими, отличаются от них лишь большими размерами. В процессе роста

сначала удлиняется ось соцветия, а затем разрастаются тычинки. Длина нормально развитых тычиночных соцветий равна в среднем 8,2 см; цветков в одной сережке насчитывается в среднем 48. Пыление тычиночных цветков происходит в период облиствения: начинается в конце апреля и заканчивается в середине мая. Сначала пылят тычинки у основания сережки, затем раскрываются тычинки нескольких соцветий средней части сережки (период массового пыления).

Заканчивается период цветения пылением тычинок, пературах воздуха, и период его короче, чем период

находящихся на верхушке сережки. Пыление тычи- развития тычинок (табл. 5).

ночных цветков происходит при более высоких тем-

Таблица 5

Период развития и пыления тычиночных цветков

Год наблюдения Продолжительность развития, дни Средне- суточная температу- ра,0С Продолжительность пыления, дни Среднесуточная температура 0С Продолжительность периода от набухания до окончания цветения, дни Сумма температур от набухания до окончания цвете-ния,0С

2000 37 14,1 16 16,4 43 724

2001 34 15,3 14 15,3 40 716

2002 28 15,0 18 17,9 42 708

Период развития пестичных цветков короче тычиночных, и время их закладки сопряжено с окончанием роста побегов, т. е. формированием верхушечной почки. Это время у ореха черного приходится на вторую декаду июля. В первой стадии развития зачатки зимующих пестичных цветков в верхушечных почках текущего прироста расположены в конусе нарастания побега. Весенний период развития начинается со второй половины апреля. С начала роста выдвигаются

зачатки цветка, принимая по виду яйцевидную форму завязи. Количество завязей - 1-2, реже - 3-4. Рост пестичных цветков заканчивается во второй половине мая, и они готовы к оплодотворению. Готовность цветка к восприятию пыльцы легко определить по величине завязи, рыльца, окраске. В это время средняя высота завязи равна в среднем 8 см. Сроки весеннего развития и цветения тычиночных цветков показаны в табл. 6.

Таблица 6

Сроки весеннего развития и цветения пестичных цветков

Год Дата развития цветков Продолжительность развития цветков, дни Даты цветения Продолжительность цветения, дни Продолжительность от на бухания почек до окончания цветения, дни Сумма температур, 0С

Начало Конец Начало Конец

2000 10/IV-17/V 14/V-14/V 34 14/V-14/V 21/V-27/V 7 41 736

2001 15/TV-21/IV 10/V-17/V 32 15/V-21/V 21/V-24/V 6 38 712

2002 17/TV-23/TV 13/V-18/V 31 13/V-18/V 20/V-23/V 10 41 702

По нашим наблюдениям, начало цветения пестичных цветков опаздывает на 6-8 дней по сравнению с цветением тычиночных. Большинство деревьев - с протоандричной формой цветения (примерно больше половины обследованных). Очень редки формы одновременно цветущих; немного меньше форм с прото-гиничной формой цветения. Это согласуется с данными Н.А. Орловой [3], которая подчеркивает, что различить эти формы по морфологическим и другим признакам до их цветения очень трудно. В первый год цветения у большинства растений появляются только пестичные цветки и очень редко тычиночные. На второй - количество тычиночных цветков возрастает, но еще преобладают пестичные. Лишь на третий год устанавливается характерная форма цветения. Определенный тип цветения у одного и того же дерева сохраняется не всегда [4].

Формы с протоандричной формой цветения в зависимости скорее всего от погодно-климатических условий могут поменять тот или иной тип цветения. На это указывается в [5], где утверждается, что сложившиеся погодные условия могут вызвать иной тип цветения, чем в прошлом году.

Влияние погоды бывает настолько сильным, что сорт протогиничный может оказаться в отдельные годы протоандричным и наоборот [6]. Т.р. 2а^ег [7] отмечает, что под влиянием погодных условий на одном и том же дереве в отдельные годы образуются только тычиночные или только пестичные цветы. Даже в одном районе погодные условия вызывают отклонения в датах начала и окончания цветения. Сроки цветения тычиночных и пестичных цветков в годы исследований показаны в табл. 7.

Таблица 7

Сроки цветения тычиночных и пестичных цветков

Год наблюдения Тычиночные цветки Пестичные цветки

Начало цветения Окончание цветения Начало цветения Окончание цветения

1996 10/V - 14/V 22/У - 26/У 14/V - 17/V 21/V - 24/V

1997 9/V - 13/V 21/У - 26/У 15/V - 19/V 20/V - 23/V

1998 6/V - 12/V 17/У - 22/У 13/V-17/V 18/V-22/V

Таким образом, в условиях Адыгеи цветение ореха черного протекает в оптимальные для этого процесса сроки (третья декада апреля - начало третьей декады мая). Время закладки и период развития генеративных органов ореха черного определяются биологическими особенностями вида и во многом зависят от экологических условий. Генеративные органы закладываются в год, предшествующий цветению [8].

Рост, развитие плода, плодоношение. С целью установления сроков прохождения основных фаз роста и развития плода в целом и его составных частей в отдельности были проведены наблюдения за ходом роста и развитием плода, а также за особенностями плодоношения, от чего в значительной степени зависят величина урожая и качество продукции. Это позволяет выявить оптимальные сроки заготовки незрелых плодов как сырья для приготовления высокови-таминизированного варенья.

После оплодотворения начинается формирование и рост плода. Уже в ранней фазе развития плода видны все его будущие составные части, находящиеся еще в начальной стадии формирования. На продольном и поперечном разрезах завязи ясно обозначаются следующие составные части: зеленый околоплодник (перикарп) толщиной около 1,5 мм. Под ним находится полоса светло-зеленой окраски, представляющая собой будущую скорлупу. На поперечном разрезе ясно виден переход двух створок скорлупы к ребрам и ребер костянки. Под слоем скорлупы находится рыхлая масса с неровной поверхностью интенсивно -зеленого цвета, шириной 1,5-2 мм, представляющая собой вторичный эндокарп. Зародыш в начале разви-

вается медленно и эндосперм имеет жидкую консистенцию. После подсыхания рыльца до начала затвердения эндокарпия наблюдается интенсивный рост экзокарпия, внутренних перегородок и внешнего слоя эндокарпия, за счет чего происходит увеличение размера плода по ширине и длине.

Наблюдения позволяют утверждать, что существенные качественные изменения в развитии плода в условиях Адыгеи происходят через 28-35 дней после его образования. Конец первой декады июля - начало затвердевания скорлупы, которая постепенно становится светло-коричневого цвета.

Следующие значительные изменения в развитии плода наступают, когда он почти достигает своих нормальных размеров и величины. По нашим данным (табл. 8), увеличение размеров плода прекращается к до середине августа.

Дальнейшие наблюдения показывали, что прекращение увеличения размеров плода не является следствием их полной готовности.

Как видно из табл. 9, после прекращения интенсивного роста происходит дальнейшее дозревание. Начало затвердения отмечается в первой декаде июля; полное затвердение - в середине августа. Полное одревеснение плода у ореха черного совпадает с периодом окончания роста. Полное формирование ядра по времени заканчивается значительно позже полного одревеснения эндокарпия.

После прекращения увеличения размеров плода, роста опадение их начинается не сразу, а спустя определенный промежуток времени. Рост и опадение плодов показаны в табл. 10.

Таблица 8

Ход роста плодов ореха черного

Год наблюдения Размер плодов (длина/толщина), мм

7/V 17/V 27/V 5/VI 15/VI 2 5/VI 6/VII 16/VII 26/VII 8/VIII

2000 12,3 5,4 15,6 8,4 22,0 13,8 31,9 26,3 35,8 28,1 41,2 30,6 45,3 34,7 44.4 36.5 48,2 37,9

2001 11,4 4,8 14,3 7,2 21,9 12,5 30,2 24,9 34,7 25,0 40,4 28,9 44,0 32,6 43,2 35,4 46,5 37,2 47,0 37,9

2002 12,7 4,3 13.8 6.8 22,4 7,4 26,7 18,4 31,9 24,0 36,3 25,6 42,7 30,0 44,1 36,9 46,1 37,4 47,3 38,8

Таблица 9

Фазы развития плодов

Год наблюдения Дата прекращения интенсивного роста Дата одревеснения эндокарпия Дата соз] зевания ядра Дата опадения плодов

Начало затвердения Окончание затвердения Молочная консистенция Студенообразная консистенция

2000 24/УІІ 6/У11 18/УШ 3/VIII 18/УШ 8/Х

2001 26/УІІ 7/У11 22/УШ 4/VIII 22/УШ 12/Х

2002 21/УІІ 2/У11 15/УШ 2/VIII 15/УШ 2/Х

Таблица 10

Рост, созревание и опадение плодов

Год наблюдения Рост плодов, дни Продолжительность созревания плодов, дни Период от начала роста до опадения зрелых плодов

Начало Окончание Прод-сть Начало Опадение Дни

2000 28/V 18/VIII 82 50 28/V 8/X 133

2001 30/V 22/УШ 85 51 30/V 12/X 136

2002 31/V 15/УШ 77 48 31/V 2/X 125

Из табл. 10 видно, что период роста плодов в годы исследований сильно не менялся и составлял в среднем 80 дней. Продолжительность формирования и роста плодов колеблется от 125 до 135 дней. В условиях Адыгеи плоды начинают созревать в конце сен-

тября, массовое созревание наблюдается в начале октября. Признаком зрелости является пожелтение околоплодника. Плодоношение наблюдается ежегодно как свободнорастущих, так и в сомкнутых насаждениях (табл. 11).

Таблица 11

Плодоношение разновозрастных деревьев

Год наблюдения Возраст, лет Учтенные деревья, шт. Плодоносящие Урожайность, кг/дер. Степень плодоношения, баллы

Протоандричные деревья Протогиничные деревья

шт. %

2000 65 11 11 100 48 - 3,8

2001 25 14 14 100 44 - 3,2

2002 38 8 8 100 37 - 3,0

Урожайность зависит от совпадения сроков цветения пестичных и тычиночных цветков, от погодных условий года, от полноты насаждений, возраста деревьев и ряда других причин.

Таким образом, в результате проведенных наблюдений можно сделать выводы:

1. В условиях Адыгеи орех черный цветет и формирует нормально развитые плоды. Цветение продолжается 17 дней; продолжительность формирования плода до полной зрелости составляет 125-130 дней.

2. Орех черный вступает в пору плодоношения на 6-7 г., а представляющие интерес для производства на 8-10 г.

3. Периодичность плодоношения выражена слабо, однако повышенная урожайность наблюдается один раз в течение 3-5 лет.

4. Продолжительность вегетации ореха черного полностью укладывается в безморозный период района исследований.

Майкопский государственный технологический институт

Литература

1. Алентьев П.Н. Культуры ореха черного в России. М., 1998,

2. Алентьев П.Н. Временные рекомендации по разведению и выращиванию ореха черного на Северном Кавказе. Воронеж, 1988.

3. Орлова Н.А. Биоэкологические особенности растений рода Югланс в Чуйской долине: Дис. ... канд. с.-х. наук. Фрунзе, 1958.

4. Тушканова О.В. Эколого-биологические особенности интродуцентов рода Juglans Z на Кубани: Ав-тореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Майкоп, 2002, С. 14-22.

5. Дорофеев П.П. Культура орехоплодных в Молдавии. Кишинев, 1950.

6. Швиденко А.И., Цыганков П.А. Культуры ореха черного. Львов, 1978.

7. Zarger T.G. Blank walnuts as nut trees: Handbook of North American nut trees. Net-Vork, 1969.

8. Шехмирзова М. Д. Орех черный в Республике Адыгея: Автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Майкоп, 2000. С. 4-7

____________________________________1 июня 2003 г.