Новый перспективный для зеленого строительства и лесоразведения в Ростовской области образец Quercus robur L

Зеленое строительство, лесное и сельское хозяйство Ростовской области остро нуждаются в устойчивых и долговечных образцах лиственных деревьев первой величины. Объектом поиска перспективных форм деревьев была искусственная популяция Quercus robur на территории Ботанического сада ЮФУ. В ходе исследования было выявлено несколько представляющих хозяйственный интерес образцов Quercus robur. По эколого-биологическим свойствам и хозяйственным качествам наиболее перспективным оказался образец Quercus robur var. tardiflora 1888 года посадки. Этот образец менее подвержен поражению вредителями и болезнями. Наряду с высокой зимостойкостью и засухоустойчивостью он значительно превосходит аналогичные образцы Quercus robur по долговечности и имеет высокую декоративность. Выделенный образец Quercus robur var. tardiflora, и его семенные поколения значительно отличается от остальных образцов популяции сроками наступления фенологических фаз. Основные фенологические фазы у него наступают на 10−15 дней позже. Образец относится к фенологической группе растений с поздним началом и поздним окончанием вегетации. Фенологический ритм отобранных образцов способствует их высокой устойчивости в региональном климате. Размножается посевом свежесобранных семян. Фенологические особенности отобранного образца хорошо повторяются в семенных поколениях Ключевые слова: ЗЕЛЕНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО, РОСТОВСКАЯ ОБЛАСТЬ, QUERCUS ROBUR L., ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО, ФЕНОЛОГИЯ, ДЕКОРАТИВНАЯ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ, ЗИМОСТОЙКОСТЬ, ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТЬ, РИЗИСТОГРАММА Зеленое строительство, лесное и сельское хозяйство Ростовской области остро нуждаются в устойчивых и долговечных образцах лиственных деревьев первой величины [1,2]. Они необходимы для создания парков, садов и скверов в населенных пунктах, менее пожароопасных лесов по сравнению с хвойными, а также посадок мелиоративного назначения.

Источником для поиска таких образцов может служить Quercus robur L. (дуб черешчатый), естественно произрастающий в регионе [3] и широко здесь культивируемый [4]. Вместе с тем, показывая хорошее развитие в пойменных и байрачных лесах, Q. robur на равнинах по своим размерам, долговечности и скорости роста не соответствует запросам зеленого строительства и лесного хозяйства. Так в Ростове-на-Дону декоративная долговечность (период до наступления сенильной стадии) этой породы составляет 60−70 лет, а продолжительность онтогенеза — 70−80 лет.

Поэтому целью работы был поиск форм Quercus robur, сочетающих высокую устойчивость с долговечностью.

Методика Основным объектом поиска перспективных форм Quercus robur была искусственная популяция на территории Ботанического сада ЮФУ.

Зимостойкость, засухоустойчивость, устойчивость к болезням и вредителям, семенная репродуктивность образцов оценивались по шкалам А. Я. Огородникова [5].

Фенологические наблюдения велись по стандартной методике [6]. Фактические данные обрабатывались статистически по методике Г. Н. Зайцева [7]. Для определения фенологической группы образца использовалась диагностическая таблица [8]. Фенологический цикл образцов сравнивался с матрицей оптимальных сроков наступления фенологических фаз древесных растений в Ростове-на-Дону [8].

Определение состояния древесины проводили с помощью сверлильного прибора «Resistograph 4453-Р». Бурение ствола проводили на высоте 130 см. Было сделано два встречных бурения (№ 1 и № 2) на максимально возможную глубину — 45 см каждое.

Результаты исследований и обсуждение

Изучение полиморфизма рода Quercus и поиск устойчивых форм в настоящее время остаются актуальными [9−12].

У Quercus robur выделяют две фенологические разновидности — Quercus robur var. tardiflora Czern. (дуб черешчатый зимняк) и Quercus robur var. precox Czern. (дуб черешчатый летняк) [13].

Основные различия этих разновидностей следующие:

• 1. У Quercus robur var. tardiflora распускание почек, цветение и начало роста побегов происходит на 2−3 недели позже, чем у Quercus robur var. precox, что позволяет избегать воздействия поздних весенних заморозков;
• 2. Quercus robur var. tardiflora менее подвержен поражению вредителями и болезнями;
• 3. Quercus robur var. tardiflora имеет более высокую и првильную крону, ровный ствол. Деловые качества древесины выше, чем у Quercus robur var. precox. quercus robur древесина вредитель
• 4. Quercus robur var. precox считается более засухоустойчивым, чем Quercus robur var. tardiflora;
• 5. У Quercus robur var. tardiflora листья осенью не опадают и в засохшем виде остаются на побегах до конца зимы — начала весны.

Основным диагностическим признаком разновидностей является фенологический ритм.

В ходе обследования искусственной популяции дуба выявлено два образца соответствующих Quercus robur var. tardiflora — первый 1888 года посадки (центральная усадьба Ботанического сада ЮФУ), второй 1975 г посадки (Систематический дендрарий Ботанического сада ЮФУ).

Наиболее интересен первый образец. В отличие от экземпляров Quercus robur var. precox высаженных в сходных условиях в парке Ботанического сада в 1930 г и находящихся в сенильной стадии или отмерших, данный образец не имеет признаков старения. Ризистограмма показывает отсутствие внутренних гнилей и других дефектов ствола (Рис. 1).

Рисунок 1 Ризистограмма ствола образца Quercus robur var. tardiflora.

В настоящее время этот образец имеет высоту 26 м. при диаметре ствола 108 см. От «классической формы» Quercus robur var. tardiflora этот образец отличается тем, что сбрасывает листья в типичные для листопадных видов сроки, что существенно повышает его декоративные качества (Рис. 2).

Рисунок 2 Отобранный образец Quercus robur var. tardiflora.

Оценка основных эколого-биологических свойств первого образца по методике А. Я. Огородникова [5] показала, что он мало отличается от образцов Quercus robur var. precox. Это растение высоко зимостойко — после типичных и экстремальных зим повреждений не наблюдается (5 баллов). Засухоустойчиво — хорошо растет и развивается без полива, засуху переносит без повреждения надземных органов, почки и семена нормального развития, хорошо растет и цветет в следующий после засухи год (5 баллов). Листья поражаются листогрызущими насекомыми и мучнистой росой (3 балла). В отдельные годы «уходит» от первой генерации дубовой листовертки из-за более поздних сроков распускания листьев. Цветет регулярно, но плодоносит с периодичностью в 2−3 года (3 балла). Для хорошего плодоношения дуб нуждается в перекрестном опылении, что для данной формы невозможно из-за расхождения фенологических ритмов с другими образцами искусственной популяции. Пораженных желудей от 10 до30%, не поврежденные семена имеют высокую всхожесть (до 100%).

Календарные даты наступления основных фенологических фаз у Quercus robur var. precox и Quercus robur var. tardiflora (образец № 1) в сравнении с оптимальными для древесных растений на юго-западе Ростовской области представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Сроки наступления фенологических фаз у Quercus robur в Ростове-на-Дону.

Сроки наступления фенологических фаз Quercus robur var. precox, отражающих развитие листьев, варьируют не значительно и в большей мере зависят от температуры. Среднестатистической календарной датой распускания почек, принимаемой за начало вегетации, у Quercus robur var. precox является 14 апреля. Полное облиствление происходит 28 апреля. Средняя дата массового листопада (окончание вегетации) соответствует 12 октября. Часто массовый листопад у этой разновидности наступает после первых заморозков, которые, по данным метеостатистики, в черте города происходят во второй декаде октября.

Среднестатистической датой начала роста побегов у Quercus robur var. precox является 15 апреля. Рост побегов короткий — продолжается в среднем 35 дней, тогда как у большинства древесных видов он составляет около 65 дней и в зависимости от видовых особенностей и метеоусловий сезона может существенно изменяться, (стандартное отклонение составляет 41,54). Сроки окончания роста и полного вызревания побегов значительно варьирют по годам. Окончание роста побегов в среднем происходит 20 мая, полное вызревание побегов первого прироста 24 июля. Для Quercus robur характерен вторичный рост побегов, который наблюдается обычно 15 июня. Ранние сроки начала роста побегов, непродолжительный рост и скорое вызревание обеспечивает Quercus robur var. precox высокую зимостойкость в регионе. Сроки бутонизации и цветения также зависят от года наблюдения. Средний срок начала цветения — 24 апреля. Среднестатистическая дата окончания цветения — 2 мая.

Наиболее изменчивы в фенологическом цикле фазы созревания и опадения плодов. Начало созревания семян в среднем приходится на 25 августа, а массовое созревание — на 4 сентября. Желуди опадают 13 сентября.

Оценивая уровень изменчивости сроков наступления отдельных фенологических фаз, можно констатировать, что наименее изменчивыми являются начальные и завершающие фазы вегетативного цикла — распускание почек и листьев, начало роста побегов и массовый листопад. Наступление этих фаз в значительной степени определяются метеоусловиями весны и осени, прежде всего, величинами и динамикой температуры. Характерно, что среднестатистическая дата распускания почек соответствует среднестатистической дате перехода среднесуточной температуры через +10 єС, а дата наступления массового листопада — среднестатистической дате первых осенних заморозков. В целом сроки наступления основных фенологических фаз Quercus robur var. precox соответствуют оптимальным (Табл. 1), что обеспечивает ему высокую устойчивость.

В условиях регионального климата большое значение имеет продолжительность вегетации экзота. Средняя продолжительность вегетации древесных растений в Ростове-на-Дону составляет 188±0,4 дней, оптимальная — 170−206 дней. При этом продолжительность вегетационного периода в Ростове-на-Дону составляет 216, а безморозного периода 258 дней. Все древесные растения по продолжительности вегетации в Ростове-на-Дону делятся на: растения с короткой вегетацией, составляющей менее 170 дня; растения с оптимальной продолжительностью вегетации — от 170 до 206 дней; растения с продолжительной вегетацией — более 206 дней. Quercus robur var. precox имеет оптимальную продолжительность вегетации, которая у него составляет 190 дней.

По срокам начала и окончания вегетации Quercus robur var. precox относится к фенологической группе ПР — растения поздно начинающие вегетацию и рано ее оканчивающие. Благодаря такому фенологическому ритму этот вид редко повреждается весенними и осенними заморозками, успевает пройти закаливание до наступления зимних морозов.

Распускание почек у Quercus robur var tardiflora наступает позже, чем у Quercus robur var. precox в среднем на 7 дней — 21 апреля. Полное облиствление происходит в среднем на 11 дней позже — 9 мая. Средняя дата массового листопада 28 октября, что на 16 дней позже.

Среднестатистической датой начала роста побегов является 24 апреля (на 9 дней позже, чем у Quercus robur var. precox). Рост побегов продолжается 35 дней. Полное вызревание побегов первого прироста 7 августа, вторичный рост побегов наблюдается обычно 30 июня, что на 2 недели позже, чем у Quercus robur var. precox.

У дуба Quercus robur var tardiflora непродолжительное цветение: средний срок начала цветения — 5 мая, а среднестатистическая дата окончания цветения — 7 мая. Для семенного воспроизводства этой формы дуба важно, что сроки его цветения не совпадают с Quercus robur var. precox, что исключает перекрестное опыление.

Начало созревания семян в среднем приходится на 30 августа — на 5 дней позже, а массовое созревание — на 16 сентября (на 12 дней позже). Желуди опадают 21 сентября — на 2 недели позже, чем у Quercus robur var. precox.

Таким образов, эта форма относится к фенологической группе растений с поздним началом и поздним окончанием вегетации (ПП). По продолжительности вегетации сравниваемые образцы практически не отличаются, она составляет у первого 182 дня, у второго — 191 день.

Основные фенологические фазы Quercus robur var. tardiflora наступают на 10−15 дней позже, чем у Quercus robur var. precox, при этом даты их наступления оказываются на правой границе оптимальных сроков (Таб. 1). Фенологический ритм отобранного образца способствует его высокой устойчивости в региональном климате.

Размножается, выделенная форма Quercus robur var. tardiflora путем осеннего посева семян. В семенных поколениях хорошо повторяются фенологические особенности материнского растения. Так, двухлетние сеянцы Quercus robur var. tardiflora начинают вегетацию в среднем 22 апреля, тогда как сеянцы Quercus robur var. precox — 12 апреля (по данным наблюдений 2014 г.). Исходя из этого, существует высокая вероятность того, что, и остальные плюсовые качества отобранного образца будут проявляться в его семенных поколениях.

Заключение

Для зеленого строительства, лесного хозяйства, мелиоративного озеленения в Ростовской области отобрана перспективная по эколого-биологическим свойствам и хозяйственным качествам форма Quercus robur. Этот образец наряду высокой зимостойкостью и засухоустойчивостью, значительно превосходит аналогичные образцы по долговечности. По своей фенологии он близок к разновидности Quercus robur var. tardiflora, но более декоративен. Фенологические особенности образца хорошо повторяются в семенных поколениях.

• 1. Козловский Б. Л., Куропятников М. В., Федоринова О. И. Приоритетные задачи зеленого строительства в Ростове-на-Дону // Инженерный вестник Дона, 2013, № 1. Режим доступа: http://ivdon.ru/magazine/archive/n1y2013/1552/.
• 2. Козловский Б. Л., Куропятников М. В., Федоринова О. И. Основной и дополнительный ассортимент древесных растений для зеленого строительства на Юго-Западе Ростовской области // Инженерный вестник Дона, 2013, № 2. Режим доступа: http://ivdon.ru/magazine/archive/n2y2013/1633/.
• 3. Зозулин Г. М. Леса Нижнего Дона. Ростов н/Д: Изд-во РГУ, 1992. 203 с.
• 4. Козловский Б. Л., Огородникова Т. К., Куропятников М. В., Федоринова О. И. Ассортимент древесных растений для зеленого строительства в Ростовской области. Ростов н/Д.: Изд-во ЮФУ, 2009. 416 с.
• 5. Огородников А. Я. Методика визуальной оценки биоэкологических свойств древесных растений населенных пунктов степной зоны // Итоги интродукции растений. Ростов н/Д.: Изд-во Рост. ун-та, 1993. С. 50−58.
• 6. Плотникова Л. С. Программа наблюдений за общим и сезонным развитием древесных растений при их интродукции // Опыт интродукции древесных растений. М.: Наука, 1972. С. 40−46.
• 7. Зайцев Г. Н. Фенология древесных растений. М.: Наука, 1981. 120 с.
• 8. Козловский Б. Л. Закономерности сезонного развития древесных растений при интродукции в Ростове-на-Дону / Б. Л. Козловский, О. И. Федоринова, М. В. Куропятников // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. Краснодар: КубГАУ, 2014. № 05(099). С. 244 — 255. IDA [article ID]: 991 405 017. Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2014/05/pdf/17.pdf, 0,75 у.п.л.
• 9. Bobinac M., Batos B., Miljkoviж D., Raduloviж S. Polycyclism and phenological variability in the common oak (Quercus robur L.) // Archives of biological sciences, 2012. Volume 64, Issue 1, Pages: 97−105.
• 10. B. Trudic, V. Galovic, S. Orlovic, P. Pap and S. Pekec A strategy for the identifcation of a canditate gene for drought induced stress in penduculate oak (Quercus robur L. (Q. pedunculata Ehrh.)), Fagaceae // Bulgarian journal of agricultural science, 2012. Vol. 19. № 2. Pp. 338−346.
• 11. Скуратов И. В. Повышение устойчивости видов и форм рода Quercus для защитного лесоразведения и озеленения Нижнего Поволжья на основе эколого-патологической оценки: дис. … канд. с.-х. наук: 06.03.03, 06.01.07 Волгоград, 2013. 202 с.
• 12. Гивушева Т. М., Кожевников А. П, Крутов М. В. Внутривидовая дифференциация дуба черешчатого на внутрипопуляционные группы, географические и экологические ценопопуляции в разных частях ареала // Научные ведомости. Серия естественные науки, 2012. № 9. Вып. 19. С. 5−8.
• 13. Щепотьев Ф. Л. Дендрология. М.-Л.: Гослесбумиздат, 1949. 347 с.