Adapting the seasonal rhythms of development on the example of dendrological collection of the federal scientificcenter of agroecology of the russian academy of sciences
Authors: Семенютина А.В. , Сапронова Д.В. , Хужахметова А.Ш. 
Published: September 2020

Оценка успешности адаптации древесных растений к почвенным и годичным изменениям сезонных метеорологических условий засушливого региона произрастания на основе метода фенологических наблюдений позволяет выявить синхронность развития вегетативных и генеративных органов культивируемых растений.
Получены многолетние экспериментальные материалы (по 20-летним периодам: 1979, 1989, 2019 г.г.) по сезонному развитию 47 древесных растений, произрастающих на участках с каштановыми почвами в дендроколлекциях Нижневолжской станции по селекции древесных пород – филиала ФНЦ агроэкологии РАН (г. Камышин, Волгоградская область).
Выявлено, что для каждого вида характерен свой годичный цикл с определенной последовательностью и длительностью периодов роста и развития, размножения и т.д. Установлена сопряженность фенофаз с сезонной ритмикой климатических параметров и важных фенофаз друг с другом, приведена частотная характеристика фенофаз сезонного развития.
Биоритмы растений связаны с анатомо-морфологическими, физиологическими, биохимическими признаками и свойствами, которые влияют на степень адаптации к экологическим факторам.
Установлены фенологические закономерности развития деревьев и кустарников необходимые для прогнозирования их перспективности для защитного лесоразведения и озеленения в условиях воздействия стресс-факторов и изменения климата. По анализу многолетних (60 лет) фенологических наблюдений, выявлено, что изменчивость дат наступления внутри фазы заметно ниже, чем между фазами развития. Это согласуется с энергетическими потребностями фенофаз развития в онтогенезе и видовой принадлежностью и географическим происхождением.
Выявленные закономерности между биоритмами растений и сезонными изменениями климатических факторов в условиях Волгоградской области. У большинства видов распускание листовых почек начинается и достигает максимума при солнечном сиянии свыше 13,5 часов в сутки и среднесуточной температуры воздуха в пределах 5-10-15°C.
Максимум фенофазы начала цветения у древесных растений приходится на продолжительность солнечного сияния 14-16 часов в сутки при температуре воздуха в пределах 10-18°C. Конец цветения смещён на декаду позже примерно при тех же параметрах солнечной радиации и температуры воздуха.
Облиствение у всех растений укладывается за три декады мая - это 15-16 часов солнечного сияния и температура воздуха 15-21°C. Окончание роста побегов приходится на период года, когда солнечная радиация достигает максимума в 16 часов в сутки и температура воздуха приближается к максимуму среднесуточной температуры воздуха + 24оС.
В последовательном ряду изученных фенофаз существуют определённые соотношения: каждая последующая начинается по завершении предыдущей; иногда возможно наложение фенофаз развития (вегетативных и генеративных органов).
Assessment of the success of adaptation of woody plants to soil and annual changes in seasonal meteorological conditions of the arid growing region based on the method of phenological observations allows us to identify the synchronicity of the development of vegetative and generative organs of cultivated plants.
The years of experimental materials (for a 20-year period: 1979, 1989, 2019) seasonal development of 47 woody plant species growing in areas with brown soils in dendrological collection Nizhnevolzhsky station on selection of tree species, branch of Federal scientific center of agroecology of the Russian Academy of Sciences (Kamyshin, Volgograd oblast).
It is revealed that each species has its own annual cycle with a certain sequence and duration of periods of growth and development, reproduction, etc. The conjugation of phenophases with the seasonal rhythm of climatic parameters and important phenophases with each other is established, and the frequency characteristic of phenophases of seasonal development is given.
Plant biorhythms are associated with anatomical, morphological, physiological, and biochemical characteristics and properties that affect the degree of adaptation to environmental factors.
The phenological patterns of trees and shrubs development necessary for predicting their prospects for protective afforestation and landscaping under the influence of stress factors and climate change are established. Based on the analysis of long-term (60 years) phenological observations, it was found that the variability of onset dates within the phase is significantly lower than between the development phases. This is consistent with the energy needs of phenophases of development in ontogenesis and species affiliation and geographical origin.
The revealed regularities between plant biorhythms and seasonal changes in climatic factors in the conditions of the Volgograd region. In most species, leaf budding begins and reaches its maximum when the sun shines for more than 13.5 hours a day and the average daily air temperature is between 5-10-15°C.
The maximum phenophase of the beginning of flowering in woody plants is the duration of sunshine 14-16 hours a day at an air temperature within 10-18°C. The end of flowering is shifted a decade later at approximately the same parameters of solar radiation and air temperature.
The foliage of all plants is laid in three decades of may - this is 15-16 hours of sunshine and the air temperature is 15-21°C. The end of the growth of runs occurs during the period of the year when solar radiation reaches a maximum of 16 hours per day and the air temperature is approaching the maximum of the average daily air temperature of + 24°C.
In a series of studied phenophases, there are certain relationships: each subsequent one begins at the end of the previous one; sometimes it is possible to overlap the phenophases of development (vegetative and generative organs).
Keywords
phenology, regularities, adaptation, variability, tree species, dendrological collections
The research was carried out within the framework of state task No. 0713-2019-0004 "To Develop scientific bases and methods for preserving the biodiversity of tree species in order to select an adapted gene pool of economically valuable plants for the formation of protective forest stands for various purposes in the steppe and semi-desert" (state registration no. AAAA-A16-116032950058-8) financing of the Ministry of science and higher education of the Russian Federation