CC BY
110
2. ЕКОЛОГ1Я ТА ДОВК1ЛЛЯ
Науковий вкник НЛТУ УкраТни Scientific Bulletin of UNFU http://nv.nltu.edu.ua
https://doi.org/10.15421/40280214 Article received 01.03.2018 р. Article accepted 29.03.2018 р.
УДК 581.1:582.47:635.9
ISSN 1994-7836 (print) ISSN 2519-2477 (online)
©
1 Kl Correspondence author H. A. Kryvokhatko krivohatko21@ukr.net
С. Б. Ковалевський, Г. А. Кривохатько
Нацюнальний утверситет бюресурав i природокористування Украши, м. Ктв, Украта
ПОСУХОСТ1ЙК1СТЬ ТА ВОДОУТРИМУВАЛЬНА ЗДАТН1СТЬ РОСЛИН
THUJA OCCIDENTALIS L. ТА II КУЛЬТИВАР1В
З огляду на розширення асортименту декоративних рослин з високими декоративними властивостями для озеленення тст i селищ дедалi частше використовують штродуценти, до яких належать рослини Thuja occidentals L. та 11 культивари. Неcприятливi й екcтремальнi чинники середовища, cтреcовi явища, зокрема посухи, жара, рiзкi перепади температур, нерiв-номiрнicть вологозабезпечення та iншi, дють негативно, а часто навгть i згубно на рослини. Одним з важливих показниюв уcпiшноcтi штродукцп деревних рослин е 1хня cтiйкicть до посушливих умов навколишнього середовища. Наведено результата визначення поcухоcтiйкоcтi та водоутримувально! здатноcтi рослин Thuja occidentalis L. та 11 культиварiв в умовах Киева. Доолдними об'ектами були рослини Th. occidentalis та 11 культивари, а саме: Th. oc. 'Wagneriana', Th. oc. 'Wareana Lu-tescens', Th. oc. 'Ericoides', Th. oc. 'Ellwangeriana', Th. ос. 'Lutescens', Th. ос. 'Columna', Th. oc. Globosa', Th. oc. 'Spiralis', Th. oc. 'Smaragd'. Визначення водоутримувально1 здатноcтi за А. Арландом Грунтуеться на врахуванш втрат води рослинами пiд час 1х тдсихання. Отриманi результати св^ать, що рiзна втрата вологи рослинами дослщжених культиварiв ту1 захдао1 зумов-лена 1х здатнicтю по-рiзному утримувати воду тд час в'янення. На оcновi проведених доcлiджень можна стверджувати, що доcлiджуванi культивари Thuja occidentalis L. е досить посухостшкими i перспективними для використання в мкьких наса-дженнях пiд час створення садово-паркових об'ектiв, але пiд час догляду за рослинами в мкьких умовах зростання, особливо у спекотний перiод, рекомендовано поливати рослини.
Krnuoei слова: туя захдаа; водний режим; випаровування; хвойнi рослини; декоративш культивари.
Вступ. Серед представник1в хвойних деревних видiв пiвнiчноамериканcького походження, яш широко використовують в озелененш - рослини ту1 захвдиоТ та 11 де-коративнi культивари. Рослини цього виду вирiзняють-ся високими декоративними якостями, димо- та газос-тiйкicтю, добре вщновлюють крону тсля обрiзування, тшьовитривал^ невибагливi до родючосп грунту, щнт як джерело фiтонцидiв (Parshykova, 2010).
Глобальш змiни температурного режиму, збшьшен-ня в атмоcферi концентрацп вуглекислого газу та iнших парникових газiв е найважливiшою та найcкладнiшою проблемою у cферi охорони навколишнього середовища. Тому вcебiчне, поглиблене вивчення формового рiзноманiття, бiологiчних та еколопчних особливостей культиварiв Th. occidentalis L. в насадження загального користування та спещального призначення е актуаль-ним та доцшьним, а широке 1х використання дасть змо-гу створювати високодекоративш зеленi насадження.
Глобальне потеплшня впливае не тiльки на бюлопч-не рiзноманiття рослин, воно навгть змiнюе 1х розвиток, тому важливим показником штродукцп деревних рослин е 1хня cтiйкicть до посушливих умов навколишнього середовища (Adamenko, 2014). Як ввдомо, пiд посу-хоcтiйкicтю розумшть здатнicть рослин витримувати
тривалi посушливi перiоди, водний дефщит, зневоднен-ня та пере^вання клгшн, тканин i оргашв з наймен-шим зниженням продуктивностi рослин. Посухос-тiйкiсть зумовлена генетично визначеною пристосова-нiстю рослин до умов зростання, а також aдaптaцieю до нестaчi води. Кожна рослина володie певним набором еволюцшно сформованих i генетично закршлених мор-фо-aнaтомiчних i фiзiолого-бiохiмiчних особливостей, модифiкaцiйнa мiнливiсть яких визначае можливостi aдaптaцiйного потенцiaлу оргaнiзму. Водночас адапта-цiя рослин значною мiрою залежить вiд ТхньоТ здaтностi до тдтримки стaбiльного водного балансу рослинноТ клiтини й оргaнiзму загалом, що мае визначальне значения для життезабезпечення рослин (Henkel, 1982).
Серед хiмiчних сполук, що мiстять живi оргaиiзми, вода в к1льк1сному вщношенш вiдiгрaе домiнaнтну роль. Вмiст 11 у клiтинaх з активними процесами життедiяльностi може досягати 70-95 %. Вона е субстратом для фотосинтезу, бере участь у диханш, ме-тaболiчних, гiдролiтичних i синтетичних процесах.
Вода вiдiгрaе важливу роль у створенш i тдтриман-нi внутршнього гiдростaтичного (тургорного) тиску, вiд якого залежить характерна форма рослинних клгшн, тканин, оргашв та зовнiшнiй вигляд рослин загалом.
1нформащя про aBTopiB:
Ковалевський Сергiй Борисович, д-р с.-г. наук, професор кафедри дендрологи та лковоТ селекцп. Email: s.kovalevsky@ukr.net Кривохатько Ганна Анатолпвна, здобувач кафедри дендрологи та лковоТ селекцп. Email: Krivohatko21@ukr.net Цитування за ДСТУ: Ковалевський С. Б., Кривохатько Г. А. Посухоспйшсть та водоутримувальна здатнiсrь рослин Thuja
Occidentalis L. та ТТ культиварiв. Науковий вiсник НЛТУ УкраТни. 2018, т. 28, № 2. С. 77-80. Citation APA: Kovalevskii, S. B., & Kryvokhatko, H. A. (2018). Drought Resistance and Water Retention Capacity of Plants of Th. Occidentalis L. and its Cultivars. Scientific Bulletin of UNFU, 28(2), 77-80. https://doi.org/10.15421/40280214
Навггь короткочасна нестача води в рослиш несприят-ливо впливае на бiохiмiчнi та фiзiологiчнi процеси. Шс-ля вiдновлення оптималъних умов забезпечення водою фотосинтез стабшзуеться тiлъки через п'ять-шють днiв, рiст - через три-чотири тижнi (Kalinichenko, 2003).
Наявнiстъ води у хво! е важливим фактором для нормального фотосинтезу, дихання та шших фiзiологiч-них процесiв, штенсившсть яких зменшуетъся з тдви-щенням водного дефiциту. Водний режим рослини охоплюе втрату води в процеа трансшрацп, поглинан-ня води, тдйом ксилемного соку i внутрiшнiй водний баланс дерева (Matskov, 1963).
Посушливi перiоди влiтку в умовах Киева не обме-жуютъ можливостей культивування iнтродукованих хвойних. Проте порушення водного балансу в тканинах та дефiцит вологи досить часто негативно впливають на вегетацш.
Доцiлънiстъ проведения дослiдiв щодо визначення водоутримувально! здатностi рослин Th. occidentalis L. та !! кулътиварiв зумовлена вщсутшстю таких даних в лiтературi та е дуже важливою для оцшення перспек-тивностi !х використання в озелененнi.
Матерiали i методи дослщження. Змiни у водному обмш, як1 вiдбуваютъся у процесi в'янення у лабора-торних умовах, аналопчш умовам вiдкритого грунту в посушливий перiод. Метод в'янення, який використали, не е прямим методом ощнювання посухостiйкостi, а бiлъше порiвиялъним, осшльки в ньому не враховано ролi коренево! системи, яка в природних умовах мае ве-лике значення. Для дослiджения водного режиму рос-лин ефективним е використання лабораторного методу в'янення, оск1льки вiн значно точшший за польовий метод, який потребуе багаторiчних спостережень та наяв-ностi посухи (Matskov, 1963).
Фактичну (польову) посухостiйкiстъ кулътиварiв Th. occidentalis упродовж 2015-2017 рр. визначали за 6-бальною шкалою С. С. П'ятницького (Piatnytskyi, 1961), де 0 балiв - рослина гине ввд посухи; 1 бал - листки ввд-пали, всихають кiнцi пагошв; 2 бали - всихае бшьша половина листков i частина пагошв; 3 бали - вражено менше половини листков; 4 бали - в денш години листки втрачають тургор, в'януть, але за шч його вщнов-люють; 5 балiв - рослина не страждае вiд посухи.
Дослщження водоутримувально! здатносп рослин Thuja occidentalis та !! кулътиварiв проводили за методом А. Арландо, який базуеться на врахуванш втрат води рослинами (вирощених за рiзних умов) тд час тд-сихання !х шляхом багаторазового зважування. 1нтер-вал м1ж першим i другим зважуванням повинен стано-вити 30 хв. Величину водоутримувально! здатносп ха-
рактеризують шльшстю води, яка залишилась у клгга-нах шсля дп вщповщного фактора (низького тиску во-дяно! пари, осмотичного потеншалу розчину). Отже, чинники, що шдвищують "швидшсть водовщдачГ', зни-жують продуктившсть рослин, i навпаки, оптимальним умовам вiдповiдаe мiнiмальна втрата води рослинами, що в'януть (Kalinichenko, 2003).
Визначення водоутримувально! здатносп Thuja occidentalis та !! культиварiв проводили в лабораторп еко-логп рослин та бiотехнологi! Ботанiчного саду НУБгП Укра!ни упродовж 2015-2017 рр. за вказаною вище методикою в нашш модифiкацi! (за однакових умов зрос-тання). Зрiзанi живщ дослщжуваних рослин вiдразу за-нурювали мiсцем зрiзу в розплавлений парафш, щоб за-побiгти втратi води через зрiз. Потiм зважували кожну рослину окремо i закрiплювали !х у штативах. Повто-рювали зважування кожного живця рослини через 30, 60 та 90 хв. Зменшення маси свщчить про втрату води у процеа випаровування за кожнi 30 хв. (табл. 1).
Результата дослщження та Тх обговорення. Водо-утримувальна здатшсть - це спроможнiсть рослин (кль тин) утримувати воду за дп рiзноманiтних сил (високо! температури, низького паршального тиску води в атмосфер^ оточуючому розчинi тощо). Водоутримувальш сили зумовленi дieю осмотично-активних сполук у кль тинi, проникнiстю клггинних мембран та станом внут-ршньоклггинно! води. Зменшення проникностi плазма-леми, посилення набрякання мiтохондрiй, хлоропластiв, збшьшення кiлькостi зв'язано! води (гiдратно! та iммо-бiлiзовано!) у клiтинах спричинюють збiльшення !хньо! водоутримувально! здатностi, а зворотш змiни - змен-шення (Kalinichenko, 2003).
Стшшсть листя та однорiчних пагонiв до в'янення е показником !х водоутримувально! здатносп, яка коре-люе (взаемопов'язана) iз ступенем посухостiйкостi всiе! рослини та використовуеться для !! оцшення.
За результатами польових дослщжень щодо визначення посухостшкосп рослин Thuja occidentalis та !! культиварiв, наведеш в табл. 1. данi свщчать про досить високу посухостiйкiсть дослщжуваних рослин.
Проте рослини Thuja oc. 'Ericoides' мають наймен-ший середнш показник посухостiйкостi за 3 роки -4,4 бала. Також у рослин Thuja oc. 'Wagneriana', Thuja oc. 'Ellwangeriana', Thuja oc. 'Globosa' та Thuja oc. 'Smaragd' у посушливий перюд протягом дня вщзначалось незначне ослаблення тургору хво!, але за шч вона пов-нiстю його вiдновлювала. Водоутримувальну здатшсть характеризували за швидк1стю втрати води хвоею за певний пром1жок часу (табл. 2).
Табл. 1. Фактична посухостшккть культиварiв Thuja occidentalis L. (2015-2017 рр.)
I n m Рослина 2015 piK 2016 рк 2017 рш Середне знач. за три роки,
травень червень липень серпень вересень Се-редне знач., бал травень червень липень серпень вересень Середне знач., бал травень червень липень серпень вересень Се-редне знач., бал
1 Thuja occidentalis L. 5 5 5 5 5 5,0 5 5 5 5 5 5,0 5 5 5 5 5 5,0
2 Th. oc. 'Wagneriana' 5 5 4 4 4 4,4 5 5 4 5 5 4,8 5 5 5 4 5 4,8 4,7
3 Th. oc. 'Wareana Lutescens' 5 5 5 5 5 5,0 5 5 5 5 5 5,0 5 5 5 5 5 5,0 5,0
4 Th. oc. 'Ericoides' 5 5 4 4 4 4,4 5 4 4 4 5 4,4 5 4 4 4 5 4,4 4,4
5 Th. oc. 'Ellwangeriana' 5 5 4 4 5 4,6 5 5 4 5 5 4,8 5 5 5 4 5 4,8 4,7
6 Th. ос. 'Lutescens' 5 5 5 5 5 5,0 5 5 4 5 5 4,8 5 5 5 5 5 5,0 4,9
7 Th. ос. 'Columna' 5 5 5 5 5 5,0 5 5 5 5 5 5,0 5 5 5 5 5 5,0 5,0
8 Th. oc. 'Globosa' 5 4 4 4 5 4,4 5 5 4 5 5 4,8 5 5 5 4 5 4,8 4,7
9 Th. oc. 'Spiralis' 5 5 5 5 5 5,0 5 5 5 5 5 5,0 5 5 5 5 5 5,0 5,0
10 Th. oc. 'Smaragd' 5 5 4 4 5 4,6 5 5 4 5 5 4,8 5 5 5 4 5 4,8 4,7
Варь ант Таксон Початкова маса рос-лин, г Маса рос-лин через 30 хв, г Маса рос-лин через 60 хв, г Маса рос-лин через 90 хв, г Втрата води за 30 хв, % Втрата води за 60 хв, % Втрата води за 90 хв, %
1 Thuja occidentalis 4,57 4,54 4,53 4,52 0,66 0,88 1,09
2 Th. oc. 'Wagneriana' 4,12 4,10 4,09 4,08 0,49 0,73 0,99
3 Th. oc. 'Wareana Lutescens' 6,17 6,15 6,14 6,13 0,32 0,49 0,65
4 Th. oc. 'Ericoides' 1,99 1,96 1,95 1,95 1,51 2,01 2,01
5 Th. oc. 'Ellwangeriana' 2,47 2,46 2,43 2,42 0,40 1,62 2,02
6 Th. ос. 'Lutescens' 5,49 5,43 5,41 5,41 1,09 1,46 1,46
7 Th. ос. 'Columna' 7,54 7,43 7,41 7,39 1,46 1,72 1,99
8 Th. oc. 'Globosa' 2,87 2,77 2,76 2,74 3,48 3,83 4,53
9 Th. oc. 'Spiralis' 4,30 4,25 4,24 4,24 1,16 1,40 1,40
10 Th. oc. 'Smaragd' 5,44 5,41 5,40 5,40 0,55 0,74 0,74
Даш табл. 2 свщчать, що за 30 хв максимальна втра- паркових об'екпв, але тд час догляду за рослинами в
та вологи спостер^алась у Thuja oc. 'Globosa' i станови- MicbKHx умовах зростання, особливо у спекотний перь
ла 3,48 % вщ початково! маси, а мшмальна втрата во- од, рекомендовано поливати рослини.
логи - у культиваpiв Thuja oc. 'Wareana Lutescens' (тшь- „
а м' пА „ Перел1к використаних джерел
ки 0,32 %). Максимальна втрата вологи у дослщжува- r r г
них культиваpiв через 60 та 90 хв спостерталась також Adamenko, T. I. (2014). Ahroklimatychne zonuvannia terytorii Ukra-
у Thuja oc. 'Globosa', а мшмальна - у Thuja oc. 'Wareana iny z vrakhuvanniam zminy klimatu. [Agro-climatic zoning of Ukra-
Lutescens', тодi як у культиваpiв Thuja oc. 'Ericoides', ine based on climate change]. Kyiv: TOV "RIA" выге. 16 p. [in
Thuja ос. 'Lutescens', Thuja oc. 'Spiralis', Thuja oc. 'Sma- Шгшпмп].
ragd' втрата вологи через 60 та 90 хв взагаш не вадбува- Henkel' P.A' (1,982> ,zharory^^fhyvosty ms-
tenyi. [Physiology of heat and drought resistance of plants]. Mos-
лася. cow: Nauka. 280 p. [in Russian].
Висновки. Огримаш результати свiдчать, що piзна Kalinichenko, O. A. (2003). Dekoratyvna dendrolohiia. [Decorative
втрата вологи досладжених культиваpiв Thuja occidenta- dendrology]. Kyiv: Vyshcha Shkola. 199 p. [in Ukrainian].
lis зумовлена !х здатнiстю полному утримувати воду Matskov, F. P. (1963). Fiziolohiia roslyn. [Plant physiology]. Kyiv:
тд час в'янення. За водоутримувальною здатнiстю Thu- Derzhavne vydavnytstvo silskohospodarskoyi literatury Ukra-
ja oc. 'Wareana Lutescens' значно перевищуе Thuja oc. yinskoyi RSR. 155 p. [in Ukrainian].
'Ellwangeriana', тодi як через 30 хв в'янення ктотно! piз- Parshykova T- V- (Ed> (2010). ШЫМш mdyn. [plant physiology]. Lutsk: Teren. 420 p. [in Ukrainian]. Piatnytskyi, S. S. (1961). Praktykum po lesnoi selektsyy. [Practicum
нищ в показниках не виявлено.
На octobí проведених дослщжень можна стверджу-
„, . . , у ,. on forest selection! Moscow: Selkhoz. lit., zhum. i plakaty. 148 p.
вати, що дослщжуваш культивари Thuja occidentalis e ^ Russian]
досить посухостiйкими i перспективними для викорис-
тання в мкьких насадженнях пiд час створення садово-
С. Б. Ковалевский, А. А. Кривохатько
Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины, г. Киев, Украина
ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТЬ И ВОДОУДЕРЖИВАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ РАСТЕНИЙ
THUJA OCCIDENTALIS L. И ЕЕ КУЛЬТИВАРОВ
В связи с расширением ассортимента декоративных растений с высокими декоративными свойствами для озеленения городов и поселков все чаще используются интродуценты, к которым относятся растения Thuja occidentalis L. и ее культива-ры. Неблагоприятные и экстремальные факторы среды, стрессовые явления, в частности засухи, жара, резкие перепады температур, неравномерность влагообеспеченности и другие, действуют отрицательно, а часто даже и пагубно на растения. Одним из важных показателей успешности интродукции древесных растений является их устойчивость к засушливым условиям окружающей среды. Представлены результаты определения засухоустойчивости и водоудерживающей способности растений Thuja occidentalis L. и ее культиваров в условиях Киева. Исследовательскими объектами были растения Th. occidentalis и ее культивары, а именно: Th. oc. 'Wagneriana', Th. oc. 'Wareana Lutescens', Th. oc. 'Ericoides', Th. oc. 'Ellwangeriana', Th. oc. 'Lutescens', Th. oc. 'Columna', Th. oc. 'Globosa', Th. oc. 'Spiralis', Th. oc. 'Smaragd'. Определение водоудерживающей способности по А. Арландо базируется на учете потерь воды растениями при их подсыхании. Полученные результаты свидетельствуют, что разная потеря влаги растениями исследованных культиваров туи западной обусловлена их способностью по-разному удерживать воду во время увядания. На основании проведенных исследований можно утверждать, что исследуемые культивары Thuja occidentalis L. являются достаточно засухоустойчивыми и перспективными для использования в городских насаждениях при создании садово-парковых объектов, но при уходе за растениями в городских условиях роста, особенно в жаркий период, рекомендовано проводить полив растений.
Ключевые слова: туя западная; водный режим; испарение; хвойные растения; декоративные культивары.
S. B. Kovalevskii, H. A. Kryvokhatko
National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine
DROUGHT RESISTANCE AND WATER RETENTION CAPACITY OF PLANTS
OF TH. OCCIDENTALIS L. AND ITS CULTIVARS
In connection with the range expansion of decorative plants with high decorative properties for greening of cities and towns, introducents are increasingly used. Plants Thuja occidentalis L. and its cultivars are among them. Adverse and extreme environmental factors, stress, in particular drought, heat, sharp temperature fluctuations, irregularity of moisture availability etc., influence nega-
tively, and often even disastrously on the plants. Resistance to dry conditions of the environment is one of the important indicators of the introduction success of tree plants. The results of the detection of drought resistance and water retention capacity of Thuja occidentals L. and its cultivars in the conditions of Kyiv city are provided. Plants of Th. occidentalis and its cultivars, as follows: Th. oc 'Wagneriana', Th. oc Wareana Lutescens', Th. oc. 'Ericoides', Th. oc. 'Ellwangeriana', Th. oc. 'Lutescens', Th. oc. 'Columna', Th. oc. 'Globosa', Th. oc. 'Spiralis', Th. oc. 'Smaragd' were the objects of the research. Detection of water retention capacity according to A. Arlando was based on accounting of water lose during drying of the plants. The results show that the different moisture loss of the plants of the studied cultivars of Thuja occidentalis was caused by their different ability to retain water during fading. The resistance of needles and annual shoots to fading is an indicator of their water retention capacity, which correlates (is connected) with the degree of drought resistance of the whole plant, and is used for its estimation. The usefulness of the experiments on detection of water retention capacity of Th. occidentalis L. and its cultivars is caused by lack of similar information in the literature and it is very important for estimation of their usability in gardening. Based on the conducted research, it possible to state that the researched cultivars of Thuja occidentalis L. are sufficiently drought resistant and promising for use in urban plantations in formation of gardening objects, but when plants are grown in urban conditions it is recommended to water them, especially in hot periods.
Keywords: Thuja occidentalis; water regime; evaporation; coniferous plants; decorative cultivars.
