CC BY
91
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК 630*266:630*27
ОБОСНОВАНИЕ АССОРТИМЕНТА ШИПОВНИКОВ
ДЛЯ ОБОГАЩЕНИЯ ЛЕСОМЕЛИОРАТИВНЫХ КОМПЛЕКСОВ В ЗАСУШЛИВЫХ УСЛОВИЯХ
А.В. Семенютина, доктор сельскохозяйственных наук А.С. Соломенцева, аспирант Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации
Приведен анализ роста и развития интродуцированных видов рода шиповник разного географического происхождения в засушливых условиях. Изучены их адаптационные возможности в экстремальных условиях произрастания. Определена перспективность интродукции шиповников для обогащения лесомелиоративных комплексов.
Ключевые слова: шиповник, ассортимент, интродуцированные виды, рост, развитие, адаптация, многоцелевое использование.
Агролесомелиоративное освоение территорий с низкой лесистостью и бедным видовым составом древесной флоры приводит к резкому снижению биоразнообразия, нарушению трофических связей [1]. Наиболее приемлемым способом восстановления утраченных природных функций агроэкосистем является создание лесомелиоративных комплексов - систем всех требуемых противоэрозионных, пастбище-мелиоративных, рекреационных и др. защитных насаждений [5].
Из-за возросшей в последние годы экологической роли лесонасаждений используемый ассортимент древесных растений требует пересмотра и расширения. В связи с этим, интродукция и широкое применение адаптированных хозяйственно ценных кустарников для обогащения лесомелиоративных комплексов, будет способствовать стабилизации сельскохозяйственных земель в условиях опустынивания и деградации ландшафтов.
Климат района исследований (Волгоградская область) характеризуется малым количеством осадков, высокими максимальными летними и низкими зимними температурами, низкой относительной влажностью воздуха в отдельные годы (до 25 %), которые определяют аридную направленность формирования растительности. Поиск перспективных видов для лесомелиоративных комплексов осуществляли в родовом комплексе шиповник, богатом в видовом отношении и обширным по ареалу.
Шиповники (Rosa L.) -это кустарники с опадающей листвой, с прямостоящими, лазающими или стелющимися стеблями различной высоты или длины, имеющие шипы. Они распространены в умеренной и субтропической зонах северного полушария: на севере - до полярного круга, на юге - до Северной Африки, Абиссинии, севера Аравии.
Рост, сезонное развитие и онтогенез кустарников нами определялись на основе натурных и лабораторных исследований. Фенологические наблюдения велись за одними и теми же экземплярами каждого вида. Номенклатура таксонов уточнялась по С. К. Черепанову [7]. Степень засухоустойчивости фиксировалась по изменению коллоидно-осмотических свойств протоплазмы по В. В. Полевому [4].
Различия требований к условиям среды у исследуемых видов наиболее четко проявлялись через ростовые процессы. Было установлено, что в новых условиях шиповники изменяют ритм развития и роста, что влияет на формирование их габитуса [2, 3].
Объектами исследований являлись 8 видов шиповников различного географического происхождения и возраста (табл. 1).
Таблица 1 - Виды шиповников, произрастающие в ФГУП «Волгоградское»
Вида Возраст, лет Область естественного распространения
Шиповник коричный R. cinnamomea L. 8; 47 8; 47 Европейская часть, Сибирь, Средняя Европа и Скандинавия
Шиповник иглистый R. acicularis Lindl. Северная Монголия, Северный Китай, Япония, Северная Америка
Шиповник Эки R. ecae Aitch. 8; 36 Ср. Азия, Афганистан
Шиповник колючейший R. spinosissima L. 8; 47 Урал, Зап. Сибирь, Украина, Крым, Кавказ, Зап. Китай, Скандинавия, Казахстан
Шиповник морщинистый R. rugosa Thunb. 8; 46 Дальний Восток, Сахалин, юж. Камчатка, Корея, Сев. Китай, Япония
Шиповник Беггера R.beggeriana Schrenk. 8; 47 Средняя Азия, Западный Китай, Турция, Пакистан
Шиповник обыкновенный R. canina L. 8; 47 Европейская часть России, Средняя Азия, Западная Европа, Турция, Иран, Северная Африка
Шиповник яблочный R. pomifera L. 8; 46 Восточная Европа, Кавказ
Изученные шиповники разделяются по следующим классам роста: I - от 2 до 3 м (R. cinnamomea, R. beggeriana, R. canina и R. pomífera), II - от 1 до 2 м (R. acicularis), III - до 1 м (R. rugosa, R. spinosissima и R. ecae). Опыт интродукции шиповников показал, что они имеют различную возрастную динамику формирования габитуса.
Максимальную высоту и размеры кроны имеют среднерослые шиповники (табл. 2).
Таблица 2 - Таксационная характеристика шиповников (возраст 8 лет)
Виды Высота, см Проекция кроны, см Количество скелетных ветвей
С-Ю З-В
Rosa: acicularis 108±6,2 129±6,5 147±6,7 18
spinosissima 59±3,6 68±3,2 81±3,5 29
pomifera 150±6,9 159±6,3 152±6,6 22
rugosa 91±4,3 104±5,7 113±5,2 26
canina 190±1,3 215±1,6 221±1,9 32
ecae 71±2,8 78 ±2,4 75±2,8 21
beggeriana 180±1,1 171±1,3 176±1,6 41
cinnamomea 151±2,4 147±2,1 143±2,5 37
Устойчивость шиповников к низким отрицательным температурам в условиях сухой степи показали суровые зимы (2005/06 гг.). Широким диапазоном толерантности, что выражается повышенной степенью зимостойкости, обладают виды шиповников из Циркумбореальной флористической области и области скалистых гор Голарктического царства (R. rugosa, R. acicularis, R. canina, R. cinnamomea, R. acicularis, R. beggeriana, R. pomifera).
Подбор шиповников для агролесомелиоративных целей по степени их зимостойкости и морозоустойчивости обеспечивает высокую сохранность насаждений. Более полное представление о влиянии почвенной засухи на шиповники и их способности переносить засушливый период дает устойчивость клеточных мембран к обезвоживанию (табл. 3).
Таблица 3 - Засухоустойчивость шиповников в условиях светло-каштановых почв
Виды шиповников Относительный выход электролитов Критерий достоверности Стьюдента между группами Степень засухоустойчивости
Rosa: beggeriana 1,64+0,05
ecae 1,59+0,08 Высокая (I)
canina 1,60+0,05
spinosissima 1,62+0,06
Среднее 1,62 +0,06 t i-ii=10,2
acicularis 2,46+0,08
pomífera 2,43 +0,06
cinnamomea 2,40+0,05 Средняя (II)
rugosa 2,42+0,04
Среднее 2,43 +0,05
Виды шиповников, относящиеся к 1 группе, отличаются лучшим ростом, развитием и проявлением адаптационных возможностей. В острозасушливые годы у видов 2 группы имело место снижение тургора и колебания водного дефицита достигали 22 %.
Оценка потенциальной возможности использования исследуемых видов шипов-ников для создания искусственных насаждений проведена по результатам комплексного исследования фенологических характеристик с использованием распределения плотности вероятностей фенодат, внутрисезонного и многолетнего фенологического развития и анализа сопряженности системы фенофаз. В группу перспективных видов отнесли ин-тродуцированные шиповники, обладающие высокой адаптивной способностью и устойчивостью по всем исследуемым фенологическим характеристикам. Сравнение закономерностей фенодат между представителями разных групп показало, что большее количество фенофаз (более 70 %) характерно для образцов из первой группы (R. beggeriana, R. ecae, R. canina и R. spinosissima) как наиболее адаптированных видов. С возрастом происходит адаптация растений к экологическим условиям произрастания [6].
Вступление шиповников в генеративную фазу развития и формирование семян высокого качества указывает на соответствие биологического потенциала растений экологическим особенностям района. В засушливых условиях шиповники быстро развиваются и рано вступают в фазу цветения и плодоношения. Первое цветение у шипов-ников наблюдается в возрасте 2-3 лет. Обильное цветение и плодоношение наступает через 1 -2 года после первого зацветания.
Раньше всех зацветает шиповник Эки, имеющий среднеазиатское происхождение (конец апреля - первая декада мая), затем цветет дальневосточный вид - шиповник морщинистый (середина второй декады мая), позднее всех зацветает шиповник Беггера (первая декада июня). Период цветения колеблется от 15 до 20 дней, у шиповника морщинистого до 90 дней.
Плодоносить шиповники в условиях засушливого региона начинают в возрасте 2-х, реже 3 -х лет. Плоды шиповника - многочисленные свободные орешки, спрятанные в мясистой гипантии. По форме гипантии бывают разнообразными (шаровидными, овально-яйцевидными, кувшинчатыми или бутылковидными, и т. д.). Они различаются по количеству семян, что определяет перспективу мобилизации растений для использования (рисунок 1).
60
х те сс
О
с с
00
X
к ф
о
о 00 I-
о ф
с о
00 о
50
, 40
00 о
30
ЕЗ Яблочный 0 Морщинистый
□ Коричный В Эки
В Обыкновенный
□ Беггера Иглистый
1
Виды
Рисунок 1 - Количество семян в плодах шиповников
Обобщенный показатель по группе признаков (биоэкологические, биоценотиче-ские, биохимические, биосоциальные) у шиповников, по сравнению с другими кустарниками, составил 212-216. Они как виды многоцелевого назначения перспективны для обогащения лесонасаждений засушливых районов России (табл. 4).
Таблица 4 - Комплексная оценка кустарников
Виды Группа признаков и коэффициенты значимости, балл
Биоэкологические *(х 5) Биоценотические ** (х 4) Биохимические ***(х 3) Биосоциальные ****(х 2) Сумма баллов
Аморфа кустарниковая 60 84 24 42 210
Бирючина обыкновенная 55 92 24 34 205
Боярышник однопестичный 60 80 30 30 200
Бузина черная 50 84 18 30 182
Дерен белый 50 88 18 30 186
Жимолость Королькова 60 88 18 32 198
Карагана древовидная 60 88 21 30 199
Шиповник морщинистый 55 84 32 40 212
Шиповник Беггера 60 88 36 32 216
Шиповник Эки 60 84 36 36 214
Спирея зверобоелистная 50 72 24 36 182
Сумах голый 50 76 18 42 186
Хеномелес Маулея 55 84 32 40 212
Примечания:
*- Биоэкологические - зимостойкость, засухоустойчивость, солеустойчивость, успешность размножения.
** - Биоценотические - жизненная форма, фитоценотическая совместимость и устойчивость, долговечность, почвоулучшающие и почвозащитные свойства, способность образовывать заросли.
*** - Биохимические - пищевая, кормовая, техническая, лекарственная, медоносная ценности. **** - Биосоциальные - декоративные свойства (генеративных и вегетативных органов), декоративность кроны, декоративность сочетания разных видов, многообразие форм.
Выявлено, что шиповники с высокой степенью адаптации хорошо развиты, зимостойки, засухоустойчивы, обильно или хорошо цветут и плодоносят, имеют качественные семена. В данную группу входят виды с широким ареалом произрастания. Комплексная оценка кустарников показала, что при нормальных, оптимальных условиях создания насаждений шиповники, обладая высокой степенью адаптивности, способны дать наибольшую сумму полезностей в сложных лесорастительных условиях. Они перспективны для лесомелиорации агроландшафтов. В питомниках аридных территорий наиболее надежны и эффективны (на 30 %) осенние посевы свежесобранных семян шиповников, поскольку они позволяют обходиться без зимней стратификации и предпосевной обработки, а всходы у них появляются до наступления засушливого периода.
Таким образом, высокая степень адаптации большинства видов шиповников объясняется тем, что в процессе эволюционного становления у них возникла способность приспосабливаться к широкому диапазону изменчивости климатических параметров. Шиповники представляют большую научно-практическую ценность в качестве ассортимента многоцелевого назначения для обогащения агролесомелиоративных комплексов.
Библиографический список
1. 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.
2. Методические указания по семеноведению древесных интродуцентов в условиях засушливой зоны [Текст] / А.В. Семенютина [и др.]. - М.: Россельхозакадемия, 2010. - 56 с.
3. Повышение биоразнообразия кустарников в рекреационно-озеленительных насаждениях засушливого пояса России [Текст]: науч.-метод. рекомендации / К.Н. Кулик [и др.]. - М.: РАСХН, 2008. - 64 с.
4. Практикум по росту и устойчивости растений [Текст]/ В.В. Полевой [и др.]. - Л., 2001. - 212 с.
5. Семенютина А.В. Ассортимент деревьев и кустарников для мелиорации агро - и урболандшафтов засушливой зоны [Текст]: науч. -метод. рекомендации / А.В. Семенютина. - М., 2002. - 59 с.
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. Черепанов, С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР)/ С.К. Черепанов. - СПб.: Мир и семья, 1995. - 990 с.
Е-mail: [email protected]
