Закономерности роста и развития орехоплодных древесных видов в условиях интродукции

АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

УДК 634.2.64

ЗАКОНОМЕРНОСТИ РОСТА И РАЗВИТИЯ ОРЕХОПЛОДНЫХ ДРЕВЕСНЫХ ВИДОВ В УСЛОВИЯХ ИНТРОДУКЦИИ

А.Ш. Хужахметова, кандидат сельскохозяйственных наук Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации, г. Волгоград С.С. Таран, кандидат сельскохозяйственных наук Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт им. А.К. Кортунова

В статье приведены экспериментальные данные по сезонному развитию орехоплодных древесных растений и выделены наиболее адаптированные виды и сорта для защитного лесоразведения и озеленения. На основе многолетних исследований выявлены закономерности роста и развития видов родов Corylus L. и Juglans L. в засушливых условиях.

Ключевые слова: рост, развитие, закономерности, засушливые условия, деревья, кустарники, Corylus L., Juglans L., интродукция.

Одной из научных проблем современного защитного лесоразведения является поиск методов повышения долговечности и улучшения качественного состава защитных лесных насаждений на основе исследований биологии и экологии хозяйственно ценных деревьев и кустарников.

Засушливые районы Нижнего Поволжья характеризуются жесткими лесорасти-тельными условиями, которые лимитируют рост и развитие древесных растений. Многие виды деревьев при интродукции в засушливые условия изменяют свой габитус. Как наиболее адаптивные из жизненных форм к ксеротермическим условиям среды проявили себя кустарники, что позволяет им успешно произрастать и развиваться в засушливом климате [2].

Объектами исследований являлись интродуцированные виды рода Juglans (орех айлантолистный - Juglans ailanthifolia Carr., о. грецкий - J. regia L., о. маньчжурский - J. mandshurica Maxim., о. серый - J. cinerea L., о. чёрный - J. nigra L., о. скальный - rupestris Engelm.) и рода Corylus (лещина обыкновенная - Corylus avellana L., л. американская - С. ümericana W., л. понтийская - С. pontica C. Koch.). Сорта Coryluspontica (Президент, Фут-курами, Черкесский-2) впервые проходят испытания на светло-каштановых почвах ФГУП «Волгоградское». Объекты исследований характеризуются внутриродовой изменчивостью по зимостойкости растений, разнообразием естественных ареалов, жизненных форм. Исследования особенностей роста и сезонного развития орехоплодных древесных видов проводилось с использованием методов визуальных фенологических наблюдений и биометрических измерений по общепринятым методикам [1].

Зимостойкость орехоплодных древесных видов определяет возможность их культивирования в насаждениях Нижнего Поволжья. Особенностью зимнего периода района исследований являются резкие перепады температур, оттепели, низкие температуры, в отдельные годы отсутствие снежного покрова. Средняя температура января от -8 до -12, абсолютный минимум температуры воздуха составляет от -36 до -42 °C и наблюдается в январе - феврале. Среднемноголетние сроки образования устойчивого снежного покрова в северных районах - 11-17 декабря, в южных - 20-25 декабря. Снежный покров сохраняется от 90 до 110 дней.

Опыт интродукции родового комплекса Juglans L. в условиях сухой степи показал, что различные виды в новых условиях имеют разный уровень зимостойкости. В результате действий низких температур у орехов грецкого и айлантолистного подмер-

зают однолетние и многолетние побеги. Более зимостойкими оказались культуры J. nigra (возраст 35, 50 лет) в условиях каштановых почв [4]. Зимостойкость изученных видов уменьшается в ряду: Juglans nigra, J. rupestris > J. cinerea > J. mandshurica > J. ailanthifolia > Juglans regia (рис. 1).

мин. вмакс. Виды

Рисунок 1 - Адаптация видов рода Juglans по зимостойкости (0,6 - полностью отмирают побеги текущего года и частично повреждаются более старые побеги; 0,8 - повреждаются эпизодически однолетние побеги до 50 %;

1,0 - растение не повреждается зимними условиями)

Весенние заморозки вызывают повреждения листьев у сеянцев и молодых растений. В результате действия низких температур у Juglans regia и J. ailanthifolia подмерзают однолетние и многолетние побеги, подмерзшие экземпляры J. regia в последующие годы восстановили крону на 45-60 %. Весенние заморозки приводили к гибели цветочных почек некоторых видов орехов и фундука. Отмечено, что критическими для перезимовки фундука являются резкие похолодания после продолжительной оттепели (конец февраля - март) в период вынужденного покоя, а возвратные весенние заморозки до -4 °С в апреле-мае ухудшают способность пыльцы к прорастанию. Зафиксирована гибель женских цветков при понижении температуры -8 °С.

По уровню изменчивости сроков наступления отдельных фенофаз можно определить степень лабильности или стабильности сезонного ритма орехоплодных деревьев и кустарников. В условиях каштановых почв J. mandshurica и J. cinerea имеют средние сроки начала и раннее завершение вегетации. Juglans nigra и J. rupestris - с поздним началом и средним окончанием вегетации. Размах в наступлении фенофаз за годы наблюдений не превышает 20 дней, наиболее изменчивы сроки начала цветения и опадения листьев. Первыми в условиях Волгограда зацветают дальневосточные виды Ju-glans (табл. 1).

Таблица 1 - Сезонное развитие некоторых видов рода Juglans

Фенологические фазы cinerea regia nigra

Набухание почек массовое 04.IV-17.IV 05.IV-18.IV 08-21.IV

Распускание почек 22.IV-27.IV 14.IV-26.IV 19.IV-02.V

Завершение облиствения 11.V-23.V 12.V-18.V 12.V-25.V

Начало цветения 06.V-14.V 30.IV-14.V 02.V-14.V

Массовое цветение 09.V-16.V 02.V-16.V 07.V-18.V

Конец цветения 11.V-19.V 06.V-18.V 10.V-20.V

Период вегетации, дни 178-189 179-214 193-217

Исследования адаптационных процессов, проведенных на основе многолетних фенологических данных с использованием методов количественного анализа, позволили путем распределения вероятностей фенофаз и сопряженности системы фенофаз отнести Juglans nigra к растениям с высокой адаптивной способностью и устойчивостью. С возрастом происходит адаптация растений к условиям существования. Растения в возрасте 40-50 лет по рассматриваемым фенологическим характеристикам являются наиболее адаптированными, чем образцы в возрасте 15-20 лет.

Эксперимент ВНИАЛМИ по интродукции орехоплодных растений показал, что в засушливых условиях высокие деревья не достигают размеров, свойственных им на родине, низкорослые деревья и кустарники имеют высоту, как в естественном ареале (табл. 2).

Таблица 2 - Максимальные высоты и жизненные формы Corylus Ь. _в Нижнем Поволжье и естественных ареалах_

Вид, сорт Возраст, лет Нижнее Поволжье Естественный ареал

максимальная высота, м жизненная форма высота, м жизненная форма

С. avellana 32 7,55 Ki 8,0

С. americana 35 2,05 К2 1,0-3,0 K1-K3

С. pontica

Президент 9 3,10 Ki 4,0-6,0 Ki

Черкесский-2 9 3,40 Ki до 6,0 Ki

Футкурами 9 3,05 Ki до 6,0 Ki

Д2 - среднерослые деревья (от 7 до 25 м), K - древовидные (свыше 3 м), К2 - высокорослые (от 2 до 3 м), К3 - среднерослые кустарники (от 1 до 2 м).

Многолетние наблюдения показали, что при хорошей освещенности и дополнительном увлажнении интенсивно идут этапы формирования побеговых систем у C. avellana. Обследование C. avellana в насаждениях Новоаннинского лесничества и Нижневолжской станции по селекции древесных пород выявило, что растения имеют хорошие таксационные показатели и состояние (табл. 3).

Таблица 3 - Рост и состояние Corylus avellana в различных условиях произрастания

Вид Высота, м Состояние кустов, % Жизнен-ность, балл* Плодо-ношение, балл**

хорошее удо-влет. суховерш. сухие

Corylus avellana L. Нижневолжская станция по селекции древесных пород

3,85±0,2 75,3 19,0 5,7 - 2,0 3,1

Новоаннинское лесничество

6,33±0,2 81,2 15,8 3,0 - 1,3 3,4

*1 - хорошая жизненность - растение хорошо развито, имеет здоровый вид, хорошо развитые побеги, почки и листья, нормальную их окраску, обильно или хорошо цветет и плодоносит; 2 -удовлетворительная или средняя жизненность - общее развитие растения несколько слабее; прирост побегов, облиствление, цветение и плодоношение не достигает максимума; ** 3 - удовлетворительное плодоношение - 50 %; 4 - хорошее плодоношение - урожай полноценных плодов около 75 %, считая от полного плодоношения растений данного вида или формы.

Текущий прирост C. avellana по диаметру стабилен и не имеет резких колеба-

ний, а также тенденции к снижению с возрастом. В молодом возрасте у растений Corylus интенсивнее прирост идет по высоте, чем по диаметру. Начиная с 8-10 летнего возраста, прирост по высоте падает, а прирост по диаметру продолжается.

В условиях засушливого климата изучаемые представители орехоплодных характеризуются различным по продолжительности периодом роста побегов. Величина прироста в начальном периоде находится в тесной связи с температурой воздуха, влажностью почвы и воздуха.

Изучение продолжительности роста побегов, динамики сезонного прироста боковых и верхушечных побегов у различных сортов позволили вскрыть некоторые эколого-биологические особенности фундука в сухой степи. Наблюдения за ростом и развитием ^гу1ш pontica показали, что сроки начала вегетации у одних и тех же сортов в годы исследований сближены (табл. 4).

Таблица 4 - Рост боковых побегов Coryluspontica

Сорт Начало роста Окончание роста Период роста, дни Прирост побегов, см

Президент 12.IV-26.IV 19.IV 04.VI-30.VI 18.VI 53-66 19,45±0,8

Черкесский-2 16.IV-27.IV 22.IV 02.VI-22.VI 12.VI 48-60 23,90±1,0

Футкурами 16.IV-30.IV 23. IV 04.VI-05.VII 20.VI 50-73 18,81±0,6

Сроки начала роста побегов в разные годы не остаются постоянными, колебания находятся в пределах 10-15 дней. В пределах куста было выделено 2 группы побегов по интенсивности и продолжительности ростовых процессов. К первой группе относятся побеги, заканчивающиеся соплодием. Отток пластических веществ для образования плюски и орехов приводит к более раннему затуханию роста этих побегов. Вторая группа побегов отличается по продолжительности роста и приросту превышает первую группу в 2-2,5 раза. Сорт Черкесский-2 отличается максимальным приростом побегов, а также более ранним прекращением ростовых процессов, т.е. его толерантность к лимитирующим факторам Нижнего Поволжья выше, по сравнению с другими сортами. Общей закономерностью является рост побегов по типу одно- и двухвершинной кривой.

У представителей рода Juglans основной прирост по длине побегов происходит в последней декаде мая - в первой декаде июня. Медленный прирост отмечен у орехов дальневосточного происхождения (J. ailanthifolia, J. mandshurica). Это объясняется тем, что на родине они произрастают во влажных условиях и поэтому отрицательно реагируют на недостаточную влагообеспеченность. Установлено, что лучший рост в условиях каштановых и светло-каштановых почв отмечен у орехов североамериканского происхождения - J. nigra, J. cinerea и J. rupestris.

В культуре Нижнего Поволжья на каштановой почве (ОПХ «Россия», Волгоградская область) J. nigra в полезащитной полосе достигает в 16 лет высоты 6,8 [6], а в возрасте 50 лет на каштановых почвах Нижневолжской станции по селекции древесных пород имеют максимальную высоту 12 м.

В условиях Ростовской области Juglans nigra отличается быстрым ростом. При недостатке в почве влаги растет хуже, но воздушную сухость выносит лучше других видов Juglans. Шестидесятилетний опыт выращивания Juglans nigra в лесхозах Ростовской области показал, что в смешанных групповых посадках лучшими сопутствующими видами являются липа мелколистная и лещина обыкновенная. В смеси с дубом че-

4

решчатым, ясенем ланцентным, орехом грецким и кленом татарским орех черный не формирует устойчивые насаждения [3, 5].

Таким образом, анализ роста и развития орехоплодных деревьев и кустарников в засушливых условиях позволил выявить закономерности, которые необходимо знать при проектировании защитных и озеленительных насаждений; а также при выборе оптимальных вариантов смешения с другими древесными видами.

Библиографический список

1. Методика фенологических наблюдений в Ботанических садах СССР [Текст] // Бюл. ГБС АН СССР. - 1979. - Вып. 113. - С. 3-8.

2. Семенютина, А.В. Дендрофлора лесомелиоративных комплексов [Текст] / А. В. Се-менютина. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2013. - 266 с.

3. Таран, С. С. Обогащение зеленых зон пригородных территорий растениями Juglans nigra [Текст] / С. С. Таран // Агролесомелиорация в системе адаптивно-ландшафтного земледелия: поиск новой модели: материалы Международной научно-практической конференции аспирантов и молодых ученых. - Волгоград, 2013. - С. 250-253.

4. Хужахметова, А. Ш. Адаптационные возможности и эколого-хозяйственная перспектива применения орехоплодных культур в Нижнем Поволжье [Текст] / А. Ш. Хужахметова, А. В. Богданов // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2012. - №2(26). - С. 74-79.

5. Хужахметова, А. Ш. Оптимизация лесомелиоративных насаждений засушливого региона видами родовых комплексов Corylus и Juglans [Текст] / А. Ш. Хужахметова, С. С. Таран // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование.. - 2013. - № 3 (31). - С. 106-111.

6. Экологическая устойчивость и продуктивность орошаемых агролесоландшафтов в Нижнем Поволжье [Текст] / А. М. Степанов [и др.]. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2008. - 80 с.

E-mail: vnialmi@yandex.ru