Экологические факторы среды и семенная продуктивность кустарниковых пород

Экологические факторы среды и семенная продуктивность кустарниковых пород

Г.А.Панина, к.б.н., В.Ф.Абаимов, д.с.-х.н., профессор, Оренбургский ГАУ

Оценка семенной продуктивности древеснокустарниковых пород является важнейшим элементом в характеристике аборигенных и интро-дуцированных древесных пород, поскольку через семенной материал происходит естественное и искусственное возобновление видов растений. В связи с этим изучение условий формирования семян является весьма актуальным. Работу проводили в 2006—2012 гг. в южных районах Оренбургской области, где имеются значительные площади, занятые кустарниковой растительностью.

Цель работы — оценка условий формирования и урожайности семян (плодов) кустарниковых пород.

В задачу исследований входило: изучение комплекса факторов природной среды и влияние их на формирование семенного материала, его величину с оценкой результатов регрессионным многофакторным анализом.

Известно, что у большинства видов древесных и кустарниковых пород генеративные почки

закладываются в год, предшествующий цветению [1, 2]. Кроме генетической периодичности на величину урожая плодов и семян оказывает влияние ещё и комплекс природных факторов, существующий на момент закладки цветочных почек и во время цветения растений [3].

Объекты, методы и результаты исследований. Наблюдения, проведённые в 2006—2012 гг., за интенсивностью образования цветочных почек, температурным и влажностным режимами в период цветения показали на определённую связь между обилием цветения, плодоношением и условиями в период формирования и функционирования генеративных органов. Благоприятная синоптическая ситуация, обеспечивающая приток ассимилянтов к местам формирования цветочных почек, приводит к возникновению их в большем количестве на побегах и наоборот.

Н.Д. Нестерович и Н.Е. Булыгин считают, что для нормального заложения цветочных почек наиболее подходит сухая, с повышенной температурной и низкой относительной влажностью воздуха погода, хорошая освещённость [2, 4].

1. Характеристика параметров формирования урожая

Год Обилие цветения, балл Среднесуточная t °С воздуха в период заложения почек Влажность воздуха в период заложения почек, % Среднесуточный дефицит влажности воздуха, мбр Среднесуточная t °C в период цветения

Вишня степная

2006 - 18,5 62 2 15,4

2007 3 22,1 56 8 18,3

2008 5 20,0 62 8 15,9

2009 4 21,4 60 11 16,3

2010 4 23,7 52 17 16,5

2011 5 22,8 56 15 16,2

Барбарис обыкновенный

2006 - 19,3 58 4 14,7

2007 3 22,0 55 9 15,2

2008 5 21,0 61 11 17,8

2009 4 21,2 61 10 16,4

2010 5 23,5 54 14 18,1

2011 5 22,6 55 16 17,9

Калина красная

2006 - 18,7 49 9 15,9

2007 4 21,9 57 13 18,3

2008 5 21,1 60 14 17,0

2009 4 22,4 62 12 16,8

2010 5 23,9 55 17 22,7

2011 5 22,8 52 18 21,5

Жимолость татарская

2006 - 19,1 54 10 14,9

2007 3 22,7 61 8 18,7

2008 4 22,3 59 10 16,3

2009 4 23,2 60 13 17,2

2010 5 23,6 57 15 16,2

2011 5 22,5 58 15 18,0

Такой же тип погодных условий наиболее благоприятен и на этапах опыления и оплодотворения.

В таблице 1 показана зависимость величины урожайности кустарников от погодных условий на момент формирования цветочных почек и на период цветения и семенная продуктивность.

Обильность цветения у видов кустарников, по Каперу [5], по годам укладывается в 3—5 баллов. Наименее благоприятным годом по этому показателю был 2007 г., что можно объяснить отрицательным сочетанием природных факторов предшествующего, 2006 г. (пониженные температуры на момент заложения цветочных почек, низкая относительная влажность воздуха) и относительно низкими температурами в период цветения.

Для выявления зависимостей урожайности от экологических факторов среды был проведён регрессионный многофакторный анализ с использованием программы Stat graphik. Были получены уравнения регрессии, показавшие чёткое влияние на урожайность трёх главных факторов среды — влажности воздуха на момент заложения почек, среднесуточной температуры в период заложения почек и среднесуточной температуры в период цветения при коэффици-

ентах детерминации у Cerasus fruticosa в 51,91 до 95,06 и 98,17 соответственно у Lonicera tatarica и Berberis vulgaris.

Зависимость урожайности от комплекса факторов среды: вишня степная

U = -1617,02+274,718-log (V) + 48661,3  1Ts2 +420,294  log (Tv),

R2 = 51,9112; барбарис обыкновенный

U = 4268,38 - 468,218  log(V) -147342  1T/2 - 497,546  log (Tv),

R2 = 98,1701; калина красная

U = 12406,2- 1569-log (V)--52821-1TsA2- 1364,03-log (Tv),

R2 = 76,712; жимолость татарская

U = 22929,4 - 4574,73  log(V) -- 166478 -1 Ti"2 - 1038,74 - log (Tv);

R2 = 95,0631; где U - урожайность, г/куст;

Vi - влажность воздуха, % в период заложения цветочных почек;

Ts - среднесуточная температура воздуха в период цветения;

Tv - среднесуточная температура воздуха в период заложения почек.

2. Семенная продуктивность кустарниковых пород

Вид кустарника Год Средний урожай НСР0,95

2006 2007 2008 2009 2010

*Барбарис обыкновенный 210 350 290 380 410 328,0 22,1

Спирея городчатая 20 29 35 34 37,5 31,0 2,10

Рябинник рябинолистный 60 62 60 73 77 04 63

Пузыреплодник калинолистный 56,0 61 57 69 73 63,1 1,90

Роза коричная 32 54 61 50 68 53 3,97

*Боярышник кр.-красный 1350 1480 1400 1520 1960 1542 75,90

* Кизильник блестящий 240 320 360 380 470 354 24,70

*Ирга круглолистная 290 368 335 394 460 380 13,20

*Вишня степная 940 975 951 964 1015 969 21,50

Слива колючая 250 425 335 490 520 404 17,56

* Калина красная 1590 1680 1540 1600 1870 1672 114,03

* Жимолость татарская 380 420 400 500 620 464 25,90

Примечание: * — плоды; остальные виды — семена

3. Характеристика кустарников по урожайности, качеству плодов и семян

Вид кустарника Возраст растения, лет Урожай плодов с одного растения, г Масса 1000 шт. плодов, г Выход семян из плодов, % Число семян в плоде, шт. Масса 1000 шт., семян, г (большая -меньшая) *Всхожесть, жизнеспособность, %

Барбарис обыкновенный 10 328,0 12 10 1-2 8,8-7,5 89

Спирея городчатая 12 31,0 0,4 6 1 0,1-0,05 77

Рябинник рябинолистный 12 66,0 0,6 12 1 0,11-0,07 78

Пузыреплодник калинолистный 10 63,4 1,3 15 1 0,9-0,6 75

Роза коричная 14 53,0 43,0 10 3-5 14-12 84

Боярышник кроваво-красный 18 1542,0 66,0 11,5 4-5 27-21 64

Кизильник блестящий 15 354,0 55,0 18,0 3 22-20 52

Ирга круглолистная 12 380,0 29,0 3,5 2 7,5-5,5 58

Вишня степная 12 596,0 102,0 14,5 1 125-96 85

Слива колючая 16 604 215,0 12,0 1 316-210 82

Калина красная 17 1672 47 9,0 1 29-23 86

Жимолость татарская 16 324 18 4,0 4-5 3,5-1,6 92

Примечание: * — всхожесть, жизнеспособность определены по ГОСТ [6]

В таблице 2 приведены данные по урожайности кустарниковых пород по годам (2006—2010 гг.).

Высокорослые кустарники за счёт крупности плодов значительно, в 5—10 раз, превосходят по урожайности кустарники средне- и низкорослые, хотя по количеству цветочных почек, обильности цветения особых отличий установить не удалось.

Урожайность кустарников по годам варьирует в широких пределах. Это можно объяснить различием в сочетании экологических факторов, их напряжённости в ключевые моменты формирования генеративной сферы растений, условиями экотопа и генетикой видов. Из рассматриваемых

в работе видов кустарников наиболее стабильными по урожайности оказались Viburnum opulus, Lonicera tatarica, Cerasus fruticosa —аборигенные виды и Amelanchier ovalis — интродуценты. Наибольшая вариабельность урожая характерна для Crataegus sanguinea, Prunus spinosa и Rosa majalis (табл. 3).

Виды кустарников имеют различную характеристику плодов и семян, в том числе по массе 1000 шт., от 0,1—0,4 — у Spireaecrenata L., Sorbaria sorbifolia до 215—316 г у Prunus spinosa L., выходу семян из плода — от 4% у Lonicera tatarica до 18% у Cotoneaster lucidus. Показатели всхожести,

жизнеспособности относительно стабильны и достаточно высокие — на уровне 75—92% у основной массы видов. Более низкие показатели характерны для интродуцентов СоЮпеан1ег 1иЫс1ш и АтектсЫег оуаИн, тем не менее они укладываются в требования ГОСТ для семян первого и второго классов качества [6].

Литература

1. Мауринь А.М. Семеношение древесных экзотов в Латвийской ССР. Рига: «Звайгзне», 1967.

2. Нестерович Н.Д. Плодоношение интродуцированных древесных растений в БССР. Мисник: Изд-во АН БССР, 1955. 320 с.

3. Редько Г.И. Исследования по лесовосстановлению. СПб., 1997.

4. Булыгин Н.Е. Плодоношение деревьев и кустарников в районе Ленинграда // География плодоношения лесных древесныхпород.кустарниковиягодников. М.: Изд. МОИП, 1964. С, 51-53.

5. Капер А.Г. Лесосеменное дело. Л.: Гослестехиздат, 1936. 250 с.

6. ГОСТ 13056.8-97. Семена деревьев и кустарников. Методы определения доброкачественности. Минск: Изд-во стандартов, 1997. 12 с.