Seed quality indeces of Tilia under environment pollution conditions caused by Prydniprovska TPP emissions, Dnipro city

<jats:p>The problem of full seed is one of the major issues of reproductive biology of plants. The gap between potential and real seed production, which is constantly observed in nature, becomes dramatically evident in terms of the extreme growth terms. This issue became relevantin connection with the growth of environmental pollution caused by technogenic influence. This paper discusses the research results obtained while analysing the effect that emissions, produced by Prydniprovska TPP (Dnipro, Ukraine), have on Tilia genus seed quality indices. The research objects were Tilia platyphyllos Scop., T. europaea L. and T. cordata Mill. The samples were taken in October of 2016 in the two sites of the monitoring coverage: the test area was the tree plantation adjacent to the Prydniprovska TPP (the main toxic substanceswere NOx, SO2, CO, solid impurities) in the city of Dnipro, Ukraine; the reference area was the Botanical Garden of Oles’ Honchar Dnipropetrovsk National University.In terms of the industrial site, there is the decrease of seed viability in all the examined representatives of Tilia genus. Moreover, the indices of the seed fullness and 1,000 seed weight went down in the two species (T. cordata and T. platyphyllos). The research demonstrated the difference in the sensitivity of the reproductive systems of the research objects to technogenic exposure. Thus, T. cordata seeds appear to be the most vulnerable, while the seeds of T. platyphyllos and T. europaea remain the most tolerant to it. Recommendations are suggested to use the species of Tilia genus in planting of greenery in the inductrial zonez of the steppe Pryniprovya.</jats:p>

section_content: Високими показниками середньої висоти у дворічних культурах відзначалося харківське походження (50,0±3,66 см), яке у 2016 р. суттєво перевершило річний приріст рослин з Івано-Франківської області, що можна пояснити вищою адаптацією рослин харківського походження до посушливої і жаркої погоди, яка останніми роками спостерігається у регіоні досліджень. 

Ключові слова: псевдотсуга Мензіса, географічне походження насіння, вирощування сіянців, ріст лісових культур у перші роки Вступ. Серед інтродукованих на території України деревних видів одним з найперспективнішим є псевдотсуга Мензіса або дугласія (Pseudotsuga menziesii (Mirb. ) Franco) [1] [2] [3]. Природний ареал цього виду охоплює значні території на заході Канади, США, північно-західної Мексики та деяких островів Тихого океану. На батьківщині псевдотсуга відзначається винятковою швидкорослістю і довговічністю. Окремі екземпляри доживали до 1000-1400 років, досягали висоти 115 м, діаметра на висоті грудей -4,5-5,2 м і об'єму стовбура -250 м 3 [6, 7]. 

В Україні, зокрема на території Перечинського та Велико-Березнівського лісгоспів Закарпатської обл., ростуть 90-річні екземпляри псевдотсуги Мензіса заввишки понад 56 м і діаметром на висоті грудей понад 1,0 м, тобто вони належать до найбільших дерев в Україні. Насадження цієї породи у Закарпатті у віці 80 років мають запас близько 1200 м 3 на 1 га [1]. Таким чином, доцільність ширшого впровадження псевдотсуги у лісове господарство України безперечна, але цей процес стримується недостатньою кількістю об'єктів лісонасінної бази і неповним вивченням особливостей росту її насаджень у різних ґрунтово-кліматичних умовах [4, 5]. 

У межах природного ареалу, де псевдотсуга Мензіса росте у найрізноманітніших умовах -від дощових лісів і високогір'я Скелястих гір до напівпустель, науковці Північної Америки тривалий час проводять дослідження популяційної структури виду, зокрема з використанням генетичних маркерів та особливостей поведінки потомства псевдотсуги в умовах інтродукції [8, 9, [11] [12] [13] [14]. 

У рамках цих досліджень в Україну було передано насінний матеріал псевдотсуги Мензіса із різних регіонів США та Канади для створення мережі її географічних культур на території держави [10]. Такі насадження було створено в Івано-Франківській, Київській та Харківській областях. 

Мета досліджень полягала у вивченні впливу географічного походження насіння псевдотсуги на його розміри, ґрунтову схожість, морфометричні характеристики дворічних сіянців та особливості росту лісових культур в умовах свіжої судіброви Київського Полісся. 

Об'єкти і методика досліджень. Об'єктом досліджень слугувало насіння псевдотсуги Мензіса різного походження, вирощені з нього 2-річні сіянці та створені цими сіянцями 1-2-річні лісові культури. Упродовж першого вегетаційного періоду проводили два ручних догляди за ґрунтом і одноразове скошування рослинності у міжряддях культур, а на другий -одноразовий ручний догляд та одноразове скошування небажаної рослинності. Результати дослідження приживлюваності і росту за висотою культур протягом двох років представлено у табл. 4. 

Найвищу приживлюваність після першого року вирощування мали лісові культури з насіння штатів Айдахо і Монтана (91,7%), а також з Нью-Мексико й Аризони (82,2%). Своєю чергою, саджанці цих походжень мають найменшу висоту -відповідно 17,0±0,54 і 21,3±0,46 см, що значною мірою зумовлено найменшими розмірами сіянців, якими вони створені (див. табл. 3). Отже, можна зробити попередній висновок про вищу приживлюваність меншого за розмірами садивного матеріалу псевдотсуги. Відносно високі показники приживлюваності і найбільші розміри мали культури псевдотсуги, вирощені з насіння, адаптованого до умов України -харківське (№ 78) та івано-франківське (№ 79) походження. 

Упродовж другого року вирощування у більшості вашінгтонських превенієнцій (за винятком походжень № 40-47) відбувся суттєвий відпад -від 36 до 60%, що, очевидно, можна пояснити їх меншою генетичною спроможністю до росту в умовах жаркого і посушливого клімату. До групи з несуттєвим відпадом, крім походжень № 40-47, потрапили превенієнції з Айдахо і Монтани (№ 1-5) та Британської Колумбії (№ 64-77). Висновки. Дослідження морфометричних показників насіння 77 північноамериканських та двох українських провенієнцій псевдотсуги Мензіса, вирощених з них сіянців і створених лісових культур в умовах Київського Полісся показали, що популяції, які сформувалися у жорсткіших кліматичних умовах, мають менше за розмірами насіння. Найбільшим насіння виявилося у вітчизняних походжень (Харківська та Івано-Франківська обл. ), у них же були максимальні показники середньої висоти 2-річних сіянців та довжини кореневих систем, що свідчить про їхню високу адаптованість до ґрунтово-кліматичних умов України.

section_content: Серед північноамериканських походжень найбільші розміри мали сіянці з насіння прибережних та середньовисотних районів штату Вашингтон, що свідчить про подібність грунтово-кліматичних умов району інтродукції та району культивування. 

Найвищу приживлюваність після першого і другого років вирощування мали лісові культури з насіння штатів Айдахо і Монтана, а також із Нью-Мексико і Аризони, сіянці яких мали найменшу висоту, однак близьке до оптимального співвідношення останньої з кореневою системою та більшу пристосованість до несприятливих умов. 

Упродовж другого року вирощування відбувся суттєвий відпад у більшості вашінгтонських превенієнцій, що можна пояснити їхньою меншою генетичною спроможністю до росту в умовах жаркого і посушливого клімату. До групи з несуттєвим відпадом, крім походжень № 40-47, потрапили превенієнції з Айдахо і Монтани (№ 1-5) та Британської Колумбії (№ 64-77). 

Високими показниками середньої висоти дворічних культур відзначалося харківське походження (50,0±3,66 см), яке у 2016 р. суттєво перевершило річний приріст рослин з Івано-франківської області, що можна пояснити вищою адаптацією рослин харківського походження до посушливої і жаркої погоди.
section_name: Таблиця 4 Приживлюваність і ріст псевдотсуги

section_name: М.В. Сбитная, Я.Д. Фучило

section_content: Псевдотсуга Мензиса (Pseudotsuga menziesii (Mirb. ) Franco) -один из самых перспективных видов среди интродуцированных в Украине древесных растений. 

Исследовано влияние географического происхождения семян псевдотсуги на его размеры, грунтовую всхожесть, морфометрические характеристики двухлетних сеянцев и особенности роста созданных ими лесных культур в условиях свежей судубравы Киевского Полесья. 

Установлено, что провениенции, сформированные в жестких климатических условиях, имеют меньшие по размеру семена. Большими размерами отмечались семена из тихоокеанского северо-запада США. Семена из семенных плантаций Харьковской и Ивано-Франковской областей имели большую среднюю длину 6,8 ± 0,19 мм и 7,3 ± 0,14 мм и среднюю ширину 3,3 ± 0,10 мм и 3,8 ± 0,08 мм соответственно. Установлена более высокая адаптированность деревьев интродуцентов, выращенных в местных почвенно-климатических условиях по сравнению с посадочным материалом, полученным из других стран. При этом, более крупными были семена из Ивано-Франковской области, где более благоприятные условия для роста псевдотсуги (менее континентальный климат и большее количество осадков). Самыми большими по высоте и длинной корневой системы были сеянцы, выращенные из местных семян (Харьковская и Ивано-Франковская область). 

Среди североамериканских происхождений высокие морфометрические показатели имели сеянцы из семян прибрежных и средневысотных районов штата Вашингтон. Почвенные условия и количество осадков в этих регионах способствует формированию здесь быстрорастущих форм псевдотсуги Мензиса. Наименьшими по высоте были сеянцы, выращенные из семян, полученных из штатов Айдахо и Монтана (13,90 ± 0,37 см), но они имели хорошо развитую корневую систему (30,8 ± 0,52 см). Природные условия этого региона более жесткие, тип климата более засушливый, что способствовало возникновению форм псевдотсуги с менее быстрым ростом, но с большим адаптивным потенциалом к аридным условиям. Такие формы могут быть использованы для создания насаждений в Украине в связи с изменениями климата на более жаркий и засушливый. 

Высокой приживаемостью после первого и второго годов выращивания характеризовались саженцы в лесных культурах из семян штатов Айдахо и Монтана, а также из Нью-Мексико и Аризоны, сеянцы которых имели близкое к оптимальному соотношение высоты стволика и длины корневой системы, и, как следствие, большую приспособленность к неблагоприятным условиям. 

В течение второго года выращивания произошел существенный отпад в большинстве вашингтонских провениенций, что объясняется их меньшей генетически обусловленной способностью к росту в условиях жаркого и засушливого климата. В группу с несущественным отпадом, кроме происхождений № 40-47, попали провениенции из Айдахо и Монтаны (№ 1-5) и Британской Колумбии (№ 64-77). 

Высокими показателями средней высоты двухлетних культур отличалось харьковское происхождение (50,0 ± 3,66 см), которое в 2016 г. существенно превзошло по годовому приросту растения из Ивано-Франковской области, что можно объяснить более высокой адаптацией растений харьковского происхождения к засушливой и жаркой погоде, которая в последние годы наблюдается в регионе исследований. 

Ключевые слова: псевдотсуга Мензиса, географическое происхождение семян, выращивание сеянцев, рост лесных культур в первые годы
section_name: ВЛИЯНИЕ ПРОИСХОЖДЕНИЯ СЕМЯН ПСЕВДОТСУГИ МЕНЗИСА НА РОСТ СЕЯНЦЕВ И САЖЕНЦЕВ В УСЛОВИЯХ КИЕВСКОГО ПОЛЕСЬЯ

section_name: M. Sbytna, Ya. Fuchylo

section_content: Douglas Fir (Pseudotsuga menziesii (Mirb. ) Franco)one of the most promising species of exotic tree plants in Ukraine. 

The aim of the research was to study the influence of geographical origin of Douglas seed on its size, soil germination, seedlings biennial morphometric characteristics and peculiarities of growth they created the plantation in soil condition of fresh "sudubrava" in the Kyiv Polissya. 

It is established that the provenances, formed in harsh climate conditions, have smaller seeds. Bige seeds are sizes noted from seeds the Pacific Northwest of USA. Control seed batch of seed plantations in Kharkiv and Ivano-Frankivsk region had a longer average length of 6,8 ± 0,19 mm and 7. 3± 0,14 mm and an average width of 3,3 ± 0,10 mm and 3,8 ± 0,08 mm respectively. This fact may confirm the view of many scientists about higher adaptability of introduced trees grown in Ukraine, to local soil and climatic conditions comparing with planting material received from other countries. This larger seeds size was noted from in case of Ivano-Frankivsk plantations where conditions for the growth of Pseudotsuga menziesii (less continental climate and higher rainfall) are more favorable. 

The greatest height and length of root seedlings were in case of local seeds (Kharkiv and Ivano-Frankivsk region), indicating their high adaptability to soil and climatic conditions of Ukraine. 

Among North American origins highest morphometric parameters were in case of seedlings from seeds and medium coastal areas of Washington. This indicates that the soil conditions and rainfall in these regions and contributes to the preservation of this fast-growing forms of Douglas Fir, which transmit these traits to offspring. The least height by seedlings from seeds obtained from the Idaho and Montana states -13,90± 0,37 cm, but they had a well-developed root system length 30,8 ± 0,52 cm. The natural conditions of the region tougher type climate over dry, which led to a number of forms of Douglas Fir, with less rapid growth, but with higher adaptive capacity to these conditions. These forms can be used for planting in Ukraine due to climate change towards more. 

After the first and second years of growing, plantation from seeds of Idaho and Montana, origin as well as New Mexico and Arizona had higher survival rate. Where the seedlings had the lowest height, due to the optimum ratio of the latter to the root system and greater adaptability to adverse conditions. 

In the second year of forest crops growth there was a significant mortality of most trees from proveniences Washington, due to their lower genetic ability to grow in hot and dry climate. In the group with insignificant mortality of trees except origins №№ 40-47, were proveniences of Idaho and Montana (№№ 1-5) and British Columbia (№№ 64-77). 

The high performance of medium height of twoyears-crops (50,0 ± 3,66 cm), Kharkiv origin different, which in 2016 significantly exceeded the annual growth of the plant in Ivano-Frankivsk region, which can be explained by a higher adaptation of the Kharkiv plant origin to the dry and hot weather, studies observed in the Kyiv Polissya in recent years. 

Key words: Douglas Fir, geographical origin of seeds, planting seedlings, forest plantations in the early years
section_name: INFLUENCE SEEDS ORIGIN OF DOUGLAS FIR ON ITS CULTIVATION SUCCESS IN KYIV POLISSYA