CC BY
47
БИОЛОГИЯ РОСТА ИНТРОДУЦЕНТОВ БОТАНИЧЕСКОГО САДА МКТУ ГОРОДА ТУРКЕСТАНА
Байжигитов Кулахмет Байжигитович
д-р биол. наук, директор Ботанического сада Международного Казахско-Турецкого университета им. Х.А. Ясави,
Республика Казахстан, г. Туркестан E-mail: [email protected]
Рысмамбетова Галия Мухашевна
канд. биол. наук, ведущий научный сотрудник Ботанического сада Международного Казахско-Турецкого университета им. Х.А. Ясави,
Республика Казахстан, г. Туркестан E-mail: galiya. [email protected]
Оразбаева Орынкул Оразбаевна
старший дендролог Ботанического сада Международного Казахско-Турецкого университета им. Х.А. Ясави,
Республика Казахстан, г. Туркестан E-mail: orka2469@mail. ru
BIOLOGY OF INTRODUCED ORGANISMS GROWTH OF TURKESTAN IKTU BOTANICAL GARDEN
Kulakhmet Bayzhigitov
doctor of Biological Sciences, Director of Botanical Garden of International Kazakh-Turkish University named after H.A. Yasavi,
Turkestan, Kazakhstan
Galiya Rysmambetova candidate of Biological Sciences, Leading Research Scientist,
Botanical Garden of International Kazakh-Turkish University named after H.A. Yasavi,
Turkestan, Kazakhstan
Orynkul Orazbayeva
senior Dendrologist of Botanical Garden of International Kazakh-Turkish University named after H.A. Yasavi,
Turkestan, Kazakhstan
АННОТАЦИЯ
В данной статье рассматривается интродукция растений в Туркестанский регион с эктремальными климатическими условиями, сроки их вегетации, интенсивность роста, отношение данных растений к новым условиям среды.
ABSTRACT
In the article the introduction of plants into Turkestan Region with extreme climatic conditions, timing of their vegetation, the growth rate, the ratio of these plants to new environmental conditions is considered.
Ключевые слова: интродукция, аридные условия, древесные и кустар-никовые растения, рост и развитие побегов, адаптация, ксерофиты, мезоксерофиты
Keywords: introduction; dryland conditions; wood and brushwood; cutting growth and development; adaptation; xerophytes; mesoxerophyte.
Туркестанский регион занимает среднюю часть Арало-Сырдарьинского бассейна и находится в области турано-казахского типа климата, где больше атмосферных осадков выпадает в первой половине периода вегетации по сравнению со второй. В обратной зависимости находится отношение дней с относительной влажностью воздуха ниже 30°С. Средний абсолютный максимум температуры воздуха во второй половине вегетации выше, чем в первой.
Особенность в том, что этот тип климата можно охарактеризовать как экстремальный (по отношению к жизнедеятельности растений) во второй половине вегетации [1, с. 100].
Наибольший абсолютный максимум температуры воздуха +47°С характерен для Туркестана. Летний разогрев воздуха сопряжен с ограниченным количе-ством атмосферных осадков.
Сравнительное изучение режима климатических факторов проводилось нами по следующим показателям: количество осадков за год, длительность безморозного периода, сумма температуры за период с температурой выше 10°С, длительность периода с температурой воздуха выше 10°С, температура воздуха самого теплого месяца, число дней со снежным покровом, температура самого холодного месяца. Таким образом, в Туркестане наиболее сильными факто-рами, ограничивающими интродукцию деревьев и кустарников, являются сухость воздуха, очень жаркое лето с иссушающим ветром «керимсал», плохая аэрация, уплотненность и недостаточная дренированность почв, близость галечниковых отложений (толщина почвогрунта около 1 м) и постоянный ветер «арыстанды - карабас».
Интродуцированные растения относятся к 59 родам, 29 семействам. Анализ опыта интродукции древесных растений позволил установить, что в условиях Туркестанского региона лучше адаптировались виды из Восточной Азии, Крыма, Кавказа и Средиземноморья, имеющие исторические и флорогене-тические связи. Сохранились те общие черты, которые обусловлены генотипом видов. Это касается, прежде всего, феноритма растений, цветения и созревания плодов и т. п.
Весенние месяцы Туркестана характеризуются большим количеством тепла солнечной радиации. Так, в феврале на 1 см2 поверхности пустынной почвы поступает за сутки 277 калорий тепла, а в степной зоне такое количество энергии зафиксировано в марте. Как реакция на высокую температуру у интродуцентов наблюдаются фенотипические изменения, что, прежде всего, отражается на росте и развитии растений. Установлено, что особенности поведения интро-дуцентов в наших условиях выражаются в сокращении периода и усиления темпов роста. Продолжительность роста побегов в условиях Туркестана происходит в ранние, более благоприятные весенние сроки и отличается интенсивностью.
В процессе многолетних наблюдений нами установлено, что древесные и кустарниковые растения в зависимости от видовой принадлежности начинают и заканчивают вегетацию в местных условиях в разных сроки. По средним многолетним данным, фаза распускания почек, принятая за начало вегетации, проходит со второй декады февраля по первую декаду апреля. По срокам начала вегетации декоративные древесные растения разбиты нами на три группы:
• ранораспускающиеся - до 10 марта,
• среднераспускающиеся - с 15 по 30 марта,
• позднераспускающиеся - после 1 апреля.
Наиболее ранним началом роста отличаются Salix babilonica L., Salix argyrecea E. Wolf, Morus alba L., раскрывание почек начинается с третьей декады февраля.
В группу среднераскрывающихся деревьев входят Betula pendula Roth, Styphnolobium japonicum L. Schott, Ulmus campestris L., Celtis caucasica Willd., Acer tataricum L., Acer semenovii Regel. et Herd, Tilia cordata Mill, Crataegus altaica L., Crataegus turkestanica Pojark., amygdalus cammunis L. Распускание почек у них отмечено в конце второй декады марта. Вегетация заканчивается во второй декаде октября, продолжительность вегетационного периода составляет 220 дней.
В третью группу позднераспускающихся растений входят Ulmus laciniata (Trautv) Mayr, Populus alba L., Fraxinus lanceolata Borkh, Fraxinus excelsior L., Quercus robur L., и др. Раскрывание почек происходит в начале третьей декады марта. Продолжительность вегетационного периода 190-200 дней.
Установлено, что отношение растений к новым условиям среды, их реакция на эти условия происходят в ритме роста и развития.
Древесные и кустарниковые растения в силу специфики их жизненной формы более чувствительны к неблагоприятным воздействия внешней среды, чем травянистые. Особенно это относится к растениям, произрастающим в районах с резко выраженной сезонностью климата. Вся надземная часть растений - ствол, ветви, почки и листья - в течение всего года подвергается этим воздействиям.
По данным Б.А. Быкова [2, с. 3-36], растительный покров Казахстана содер-жит 4750 видов высших растений. Среди них 68 деревьев, 266 видов кустар-ников, 433 вида кустарничков. При этом большинство видов казахстанской флоры относится к экологической группе ксерофитов и мезоксерофитов. Именно эти экологические группы из других стран оказались наиболее приспособленными к новым условиям произрастания. Мезоксерофиты в местных условиях нуждаются в искусственном орошении. Мезофиты вообще не могут быть рекомендованы для широкого внедрения в культуру.
Годичный прирост верхушечных побегов показывает интенсивность роста декоративных деревьев. Многолетний анализ роста и развития свидетельствует о том, что все изученные виды лиственных древесных растений в условиях Туркестана сильно отличаются по темпу роста. Текущий прирост главного побега достигает от 21 до 150 см в год. Изучение интенсивности роста интродуцированных деревьев в возрасте 10-12 лет позволило разделить их на пять групп, в зависимости от годичного прироста главного побега:
1. более 1 м;
2. 80-100 см;
3. 60-80 см;
4. 40-60 см;
5. 20-40 см.
Первая группа - Robinia pseudoacacia L., Salix viminalis L., Populus сaUfomia. Годичный прирост главного побега у них составляет 106,3-150,5 см, высота растений достигает 6,4-10,5 м, диаметр кроны 2,1-5,3 м. Высота саженцев у Populus сalifornia достигает до 3 м в год,
высаженных черенками. Сегодня на территории Ботанического сада успешно растет 3 тыс. экземпляров Populus california, выращенных таким способом.
Вторая группа - Ulmus laevis Pall, Ailanthus altissima (Mill) Swingle, Morus alba L., Populus alba L., среднегодичный прирост верхушечного побега достигает 85,6-94,5 см, диаметр кроны - 2,1-5,4 м, высота растений - 6,1-12,1 м.
Третья группа - Populus diversifolia Schrenk, Acer semenovii Regel. et Herd, Tilia cordata Mill, Stypholobium japonicum L., Schott. Годичный прирост главного побега у этих групп деревьев составляет 60,2-71,3 см, высота растений - 4,1-8,8 м, диаметр кроны - 2,3-5,6 м.
В условиях Туркестана основное количество интродуцентов древесных растений относится к группе умеренного роста (около 30 %). Это Betula pendula Roth, Crataegus altaica L., Fraxinus excelsior L., Amygdalus communis L., Hippophae ramnoides L., годичный прирост верхушечного побега у них колеблятся в пределах от 40,5 до 55,9 см, высота растений - 3,5-5,7 м, диаметр кроны - 1,9-3,6 м.
В пятую группу входят медленно растущие древесные растения, такие как Quercus robur L., Rhus typhinaL., и др. Годичный прирост верхушечного побега у них составляет 2,2-39,1 см, высота растения -2,2-3,5 м, диаметр кроны - 1,5-2,0 м.
В экстремальных условиях Туркестана рост побегов декоративных деревьев происходит в ранние, более благоприятные весенние сроки, до начала июня. С наступлением жаркого периода подавляющее большинство видов прекращают рост побегов. Аналогичная закономерность роста растений наблюдается в засушливых областях Центральной Азии и в Крыму. В аридных условиях основным лимитирующими факторами роста побегов являются высокие температуры и низкая влажность воздуха.
В условиях Туркестана ростовые процессы у интродуцентов в онтогенезе растений происходят по-разному. Годичный прирост главного побега в ювенильном периоде декоративных деревьев первой три группы проходит медленно. Это связано, по-видимому, с ростом их корневой системы. После посадки через 4 года годичный прирост заметно возрастает. При этом энергия их роста зависит от биологических особенностей видов растений. Так, после посадки через 6 лет годичный прирост главного побега у Betula pendula Roth. -достигает 80 см, Robinia pseudoacacia L. - 140 см, у Catalpa speciosa (Warder et Barney) - 125 см, Populus diversifolia Shrenk - 102 см, Quercus robur L. - 28 см.
В коллекционном питомнике хвойных растений ботанического сада успешно растут 2 вида сосны, 3 вида ели, 3 вида можжевельника, 6 форм туи западной и 2 формы биоты восточной. Общее количество хвойных пород - 1350 экземпляров. В условиях Туркестана рост хвойных растений начинается в пер-вой половине марта при среднегодовой температуре воздуха 25°С. Максимальный прирост у сосны, можжевельника и туи западной отмечен в период с 20 апреля - 10 июля.
Таблица 1.
Рост хвойных растений в Туркестанском Ботаническом саду
Название вида и формы Годичный прирост (см) Высота растений (м) Диаметр кроны (см)
Juniperus virginiana L. 33,5 4,4 373
Juniperus communis L. 28,0 3,7 258
Juniperus sabina L. 28,0 2,9 240
Thuja occidentalis L. aureo -spicata Beissn. 16,2 1,6 129
Thuja occidentalis L. fastigiata Beissn. 24,6 2,9 110
Thuja occidentalis L. plicata Mast. 29,4 2,4 180
Thuja occidentalis L. elegantissima Oud. 28,1 2,2 150
Thuja occidentalis L. cristata Carr. 37,5 2,9 205
Thuja occidentalis L. ellwangeriana Beissn. 26,0 1,7 130
Biota orientalis Endl. Filiformis stricta Hornibr. 44,5 3,4 205
Pinus sylvestris L. 32,9 4,2 210
Pinus pallasiana D.Don 22,4 2,5 170
Picea pungens Engelm. 5,0 1,2 60
Picea schrenkiana Fsch et Mey 5,0 0,9 103
По фенологическим наблюдениям, начало вегетации у ели обыкновенной приходится на середину апреля, несколько позже, в первой половине мая начинает вегетировать ель колючая зеленая. По темпу роста интродуцированных хвойных растений можно разделить их на быстрорастущие (ежегодный прирост более 30 см), умеренного роста (20-30 см) и медленнорастущие (менее 20 см).
Из данных таблицы видно, что наиболее быстрым ростом обладают Biota orientalis Endl., Filiformis stricta Hornibr., Thuja occidentalis L. cristata Carr., Thuja occidentalis L. fastigiata Beissn., Thuja occidentalis L. ellwangeriana Beissn., а также Juniperus communis L., Pinus pallasiana D.Don., Pinus sylvestris L., Juniperus virginiana L. Годичный прирост главного побега у этих групп составляет 22,4-29,4 см, высота растений - 2,2-2,9 м, диаметр кроны - 170-258 см (таблица 1).
Высота растений у ели Picea pungens Engelm. В местных условиях достигает 1,2 м, диаметр кроны - 60 см, а у Picea schrenkiana Fsch et Mey соответственно 0,9 м и 103 см. Годичный прирост ели незначительный, составляет около 5 см.
Разнообразен ассортимент кустарниковых растений, которые по своим деко-ративным качествам заслуживают широкого применения в озеленении городов и населенных пунктов Туркестанского региона. В Ботаническом саду успешно произрастают более 47 декоративных, плодовых кустарников и цветов, относящихся к 11 семействам и 25 родам. Они отличаются формой кроны, окраской листьев и цветов.
Интродуцированные кустарники характеризуются разными сроками начала вегетации, которые наступают при определенной сумме эффективных температур. Так, распускание почек у Cotinus coggygria Scop, Berberis vulgaris L., Lonicera tatarica L., отмечено во второй - третьей декаде февраля, Sambucus nigra L., Cerasus mahaleb (L.) Mill., Symphoricarpos orbiculatus Moench. - в первой декаде марта, Viburnum opulus L., Berberis thunbergii D.S. - во второй декаде марта. У кустарников Prunus divaricata Ledeb, Cerasus erythro-carpa Nevski, Ligustrum vulgare L., Amelanchier laevis Wieg распускание почек начинается в конце третьей декады марта - начале апреля. Для сравнительной характеристики интродуцентов кустарниковых растений в таблице 1 приводятся данные по их высоте, диаметре и годичному приросту главного побега за год.
Так, годичный прирост главного побега у интродуцированных кустарниковых колеблется в широких пределах (17-48 см). Поэтому по энергии роста кустарники объединили в три группы в зависимости от ежегодного прироста: 1) - более 36 см, 2) - 21-35 см, 3) - менее 20 см. На орошаемых сероземах быстро растут Cerasus mahaleb (L.) Mill, Forsythia suspense Thunbvane, Prunus divaricata Ledeb, Cerasus erythrocarpa Nevski, Cotinus coggigria Scop, Berberis thunbergii D.S. Sambucus nigra L.
У названных кустарников ежегодный прирост главного побега составляет 35-48 см, высота растений - 2,3-3,7 м, диаметр кроны -1,5-3,3 м. Основная масса кустарников относится ко второй группе, так как высота растений достигает 1,2-1,7 м, диаметр кроны - 0,9-1,3 м.
В условиях Туркестанского региона главные лимитирующие факторы интродукции растений - высокие летние температуры и сухость воздуха.
Температурный фактор занимает важнейшее место в метеокомплексе «засуха» в изучаемом регионе.
Перспективность интродуцированных растений определяется их устойчивостью к неблагоприятным факторам внешней среды в условиях культуры.
На основании обобщения многолетних наблюдений нами установлено, что большинство интродуцированных лиственных, хвойных древесных растений и кустарников относятся к засухоустойчивым: Robinia pseudoacacia L., Populus diversifolia Schrenk., Populus pruinosa Schrenk., Ulmus laciniata (Trautv) Mayr, Ulmus laevis Pall, Ulmus campestris L., Acer tataricum L., Acer semenovii Regel. Et Herd, Elaeagnus angustifolia L., виды родов Juniperus, Pinus, Morus, Thuja occidentalis L., Biota orientalis Endl.
Засухоустойчивые кустарники: виды рода Berberis, Amorpha fruticosa L., Viburnum lantana, Viburnum rubrum L., Sambucus nigra L., Ribes aureum Pursh, Prunus divaricata Ledeb, виды Cerasus, Ligustrum vulgare L.
Слабозасухоустойчивые Betula pendula Roth, Salix babilonica L., Salix argyrecea E.Wolf, Salix viminalis L., Populus californica, Celtis caucasica Willd, Cotinus coggigria Scop, Rosa chinensis Jacq. и др. В период летней жары и горячих ветров «керимсал» большая часть листьев у них засыхает, поэтому необходимо усиливать вегетационные поливы и ухода за растениями.
Большинство существующих методик рассчитано на климатические условия тех районов, где возможности интродукции декоративных растений лимитируют в основном зимние температуры. В условиях Туркестана, как было показано, главные лимитирующие факторы интродукции растений - высокие летние температуры и сухость воздуха. Исходя из этого, при определении жизнеспособности интродуцентов, учитывали их жарозасухоустой-чивость [3, с. 3-8].
Таблица 2.
Показатели жизнеспособности интродуцентов в условиях Туркестана
Показатели Балл Число видов
Ед. %
Жарозасухоустойчивость
Вполне жарозасухоустойчивые 25 36 40,0
Достаточно жарозасухоустойчивые 20 23 25,6
Умеренно жарозасухоустойчивые 15 16 17,8
Недостаточно жарозасухоустойчивые 10 15 16,7
Зимостойкость
Растения не обмерзают 20 74 82,2
В суровые зимы обмерзает часть побегов 15 10 11,1
Ежегодно обмерзает часть побегов 10 5 5,6
Обмерзает часть побегов 5 1 1,1
Рост в высоту
Быстрорастущие 20 12 13,4
Среднерастущие 15 47 52,2
Умереннорастущие 10 23 25,6
Медленнорастущие 5 8 8,9
Побегообразовательная способность
Высокая 5 58 64,5
Средняя 3 26 28,9
Низкая 1 6 6,7
Генеративная способность
Семена созревают 25 61 67,8
Семена не созревают 20 4 4,4
Цветет, не плодоносит 15 9 10,0
Не цветет 5 16 17,8
Сохранение формы роста
Сохраняется 5 74 82,2
Восстанавливается 3 15 16,7
Не восстанавливается 1 1 1,1
Для оценки приняты следующие показатели: степень вызревания побегов, жарозасухоустойчивость, сохранение габитуса, побегообразо-вательная способность, регулярность прироста побегов, способность к генеративному развитию и доступные способы размножения испытываемых растений в районе интро-дукции. Общий комплекс всех этих показателей и составляет экологический потенциал растения при интродукции. Для каждого из них установленая своя числовая оценка (балл). Наиболее высокая жизнеспособность растений
оценивается 100 баллами. Она складывается из наивысших оценок по всем показателям, а именно: жарозасухоустойчивость - 25 баллов, зимостойкость - 20 баллов, рост в высоту - 20, побегообразовательная способность - 5, генера-тивная способность - 25 и сохранение формы роста - 5 баллов. Распределение интродуцентов по группам жизнеспособности приведено в таблице 2.
По данным многолетних визуальных наблюдений установлено, что количе-ство вполне жарозасухоустойчивых декоративных растений составляет 36 экз. (40 %), достаточно жарозасухоустойчивых -23 (25,6 %), умеренно жарозасухо-устойчивых - 16 (17,8 %), недостаточно жарозасухоустойчивых - 15 (16,7 %). Основная масса интродуцентов в местных условиях оказалась зимостойкой - 93,3 %. По энергии роста в высоту количество быстрорастущих интродуцентов составило - 13,4 %, среднерастущих - 52,2, умеренно растущих - 25,6 и медленно растущих - 8,9 %. Сохранение формы роста достигает 82,2 %.
Таблица 3.
Оценка перспективности древесных и кустарниковых растений
Значение индекса Индекс Сумма Количество интродуцентов
баллов Дерево Кустарник Всего
Вполне перспективные I 91-100 21 12 33
Перспективные II 76-90 9 21 30
Менее перспективные III 61-75 10 4 14
Малоперспективные IV 41-60 4 2 6
Неперспективные V 21-40 1 2 3
Абсолютно непригодные VI 5-20 - - -
Группа 1 - вполне перспективные интродуценты насчитывает 33 вида, получивших оценку свыше 90 баллов. Это в основном жарозасухоустойчивые, зимостойкие, быстрорастущие виды, образующие семена хорошего качества и сохраняющие декоративность
(Catalpa speciosa (Warder et Barney), Robinia pseudoacacia L., Populus diversifolia Schrenk., Populus pruinosa Schrenk., Ulmus laciniata (Trautv) Mayr, Ulmus laevis Pall, Ulmus campestris L., Acer tataricum L., Acer semenovii Regel. Biota orientalis Endl. Juniperus virginiana L. Juniperus communisL.) виды рода ...
Группа рода II - перспективные растения состоит из 30 видов, из которых 9 деревья, 21 - кустарники.
Все растения второй группы имеют высокую и среднюю побегообра-зовательную способность и дают ежегодный прирост основных побегов, нормально цветут и дают полноценные плоды.
Группа III - менее перспективные, имеет 14 видов интро-дуцентов: 10 деревьев и 4 кустарника. В эту группу входят интродуценты с разными показателями жизнеспособности.
Список литературы:
1. Байтулин И.О., Проскуряков М.А., Чекалин С.В. Системно-экологический подход к интродукции растений в Казахстане. - Алма-Ата: Наука. 1992. -Ч. I. - 100 с.
2. Быков Б.А. Вводный очерк флоры и растительности Казахстана // Растительный покров Казахстана. Алматы: Наука. 1966. - Т. 1. С. 3-36.
3. Методика фенологический наблюдений в Ботанических садах СССР // Бюл.ГБС. 1979. - Вып. 113 - С. 3-8
