Особенности водного режима разных фенологических форм дуба в Южной лесостепи

ОСОБЕННОСТИ ВОДНОГО РЕЖИМА РАЗНЫХ ФЕНОЛОГИЧЕСКИХ ФОРМ ДУБА В ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ

Рубцов В.В., Жиренко Н.Г., Уткина И.А.

Some properties of water regime of oaks with different leaf phenology are discussed concerning the southern forest-steppe region. It is mentioned that most differences in water uptake of early and late phenological varieties of oak are related with different character of root system.

Растущий в пределах Теллермановского массива (Воронежская обл.) дуб че-решчатый характеризуется широкой изменчивостью морфологических признаков и биоэкологических особенностей, обусловленных совместным действием среды и наследственности. Особенно важное экологическое и лесохозяйственное значение имеют фенологические разновидности дуба.

Период времени от начала раскрытия почек у наиболее рано распускающихся форм дуба до наиболее поздних составляет, в зависимости от метеорологической ситуации, в этом регионе 15-35 суток, причем чем интенсивнее происходит весной повышение температуры воздуха, тем короче становится этот период. Значительно колеблются также календарные сроки листораспускания. Для начала распускания листьев у ранней формы (РФ) дуба требуется сумма эффективных температур воздуха 200-250°С, а поздней формы (ПФ) - 500-600°с.

РФ и ПФ дуба различаются между собой не только по времени развития листвы и цветения. ПФ более устойчива к воздействию ряда неблагоприятных факторов окружающей среды - весенним заморозкам и повреждению насекомыми-филлофагами ранневесеннего комплекса. Так, в Теллермановском массиве ПФ после затухания последней вспышки непарного шелкопряда (Lymantria dispar L.) в 1991 г. существенно не повреждалась филлофагами. Благодаря более ранним срокам распускания листвы, деревья РФ полнее используют запасы осенне-зимней влаги.

Если с точки зрения лесохозяйственного значения деревья дуба разных фено-форм изучены достаточно хорошо, то с точки зрения физиологии растений и, в частности, водного обмена исследований очень мало. Изучение динамики водопо-требления различных феноформ дуба черешчатого в условиях лесостепи до настоящего времени не проводилось.

Целью нашей работы было сравнительное изучение динамики интенсивности потоков пасоки у деревьев дуба рано - и позднораспускающейся феноформ. Исследования проводились в течение вегетационных периодов 2001-2003 гг. в Теллермановском опытном лесничестве Института лесоведения РАН в снытево-осоковой дубраве (10Д, ед. Клен остролистный, Ильм, возраст 70 лет, полнота 0.8, средняя высота 22 м, средний диаметр 26 см, класс бонитета II).

Объектами изучения были выбраны четыре дерева с близкими дендрометрическими характеристиками: два дерева - РФ и два - ПФ. Потоки пасоки определялись теплоэлектрическим методом постоянного нагрева. Измерения и сбор получаемой информации проводились автоматически с помощью разработанной для

этих целей автономной измерительной системы для определения водопотребления растениями.

В начале вегетационного периода, до появления листвы, водопотребление деревьями незначительно. Вода в это время расходуется растениями в основном на восстановление водного баланса и реализацию функций роста. Интенсивность потоков пасоки в это время небольшая и практически одинакова у деревьев РФ и ПФ.

В период формирования листвы расход воды растениями начинает увеличиваться. Это связано, в первую очередь, с началом транспирационных процессов. Интенсивность потока пасоки сначала возрастает у РФ. Водопотребление ПФ значительно отстает, увеличиваясь главным образом за счет активизации физиологических процессов в результате повышения температуры окружающей среды.

В период формирования листвы ПФ дуба его водопотребление также растет и становится близким по величине к водопотреблению деревьев РФ, у которых листва уже находится в конечной стадии формирования. В данный период параметры, отображающие интенсивность потока пасоки и динамику нарастания фронтов водопотребления, у деревьев РФ выше, чем у ПФ. Тем не менее, реакции обеих феноформ на факторы окружающей среды - освещенность, влажность воздуха и др. - аналогичны. Данные результаты подтверждают тот факт, что основной расход воды растениями осуществляется в основном за счет испарения ее листьями при транспирации.

В период, когда листва у обеих феноформ дуба сформировалась, водопотребление растениями достигает максимальных значений и зависит, помимо абиотических факторов, от физиологического состояния и индивидуальных особенностей конкретного дерева. При этом интенсивность водопотребления у обеих феноформ становится приблизительно одинаковой.

В конце вегетационного периода интенсивность потока пасоки и, следовательно, интенсивность водопотребления несколько различна у РФ и ПФ. В противоположность динамике водопотребления в период формирования листвы, в конце вегетационного периода наблюдается большая интенсивность водопотребления у деревьев ПФ, чем у РФ.

По всей видимости, это связано с особенностями корневых систем разных феноформ. Корневая система РФ дуба отличается мочковатой структурой, а ПФ -стержневой. К концу периода вегетации в данном регионе обычно наблюдается дефицит влаги. Верхние слои почвы иссушаются, и запас доступной растениям влаги в них значительно уменьшается. В этих условиях ПФ дуба имеет, благодаря стержневой корневой системе, преимущества перед РФ, поскольку имеет возможность потреблять влагу из более глубоких горизонтов и поддерживать свой водный баланс. Вероятно, в определенной мере с этим связано полное доминирование деревьев дуба ПФ и промежуточных форм на темно -серых суглинистых почвах межбалочных плато, где и проведены наши исследования.

Можно заключить, что специфика водотока у разных феноформ дуба обусловлена, прежде всего, сроками распускания и развития листвы, ее повреждения филлофагами и морозами, а также особенностями строения корневых систем. В обычных условиях, без резких погодных аномалий и повреждений листвы, основ-

ную часть периода вегетации разные феноформы имеют одинаковую суточную динамику водопотребления. Заметные различия появляются при длительных засушливых периодах, обычных для конца вегетационного периода в условиях южной лесостепи.