Эколого-биологический анализ результатов интродукционных испытаний видов рода орех (Juglans L.) в лесостепи Среднего Поволжья

Актуальность темы

Древесные растения, в качестве важнейшей составляющей наземных экосистем (лесов разных природных зон), обладают необыкновенно значительной биосферной ролью. Они формируют основную массу первичной продукции и кислорода, создают экологические ниши для различных форм жизни, проявляют высокую средопреобразующую активность, широко используются человеком в качестве источника разнообразных растительных ресурсов и фактора оздоровления окружающей среды. Эксплуатация природных растительных ресурсов, нарушение естественных экосистем приводят к необходимости охраны растительного мира, что невозможно достичь без его детального изучения. Сохранение некоторых видов растений вследствие деградации природных экосистем возможно только путем выращивания в культуре (Андреев, Горбунов, 2000):

С другой стороны, создаваемые человеком насаждения, неизменно включают в себя древесные растения, происходящие из иных географических районов Земли. Интродукция древесных растений, уходя корнями в глубокую древность, не утратила своего значения и поныне, в качестве направления практической деятельности и научных исследований.

Главная задача современной интродукции, предполагающей введение в культуру ценных в том или ином отношении растений за пределами их природных и культигенных ареалов — это обогащение растительных ресурсов данного региона за счет ресурсов мировой флоры. Этап предварительных исследований в интродукции является по существу экологическим, так как в его основе лежат методы аутоэкологии и синэкологии. Последующий этап — собственно интродукция — это этап растениеводческий, когда решающая роль переходит к методам и приемам агротехники, разработке оптимальных для региона технологий выращивания растений. Схема интродукционного процесса может быть представлена следующим образом: выбор растения для интродукции — предварительный экологический анализ — биоэкологическая характеристика — интродукционный прогноз — экспериментальная интродукция — выращивание — растениеводческий прогноз — культивирование (Коровин и др., 2001). Главными моментами в интродукции являются степень сходства экологической обстановки районов произрастания видов в природе и в культуре и потенциал адаптивных свойств растений, позволяющих им устойчиво развиваться в новых природных условиях.

Согласно сведениям Т. И. Плаксиной, 2001, число древесных видов, которые естественно произрастают в Самарской области либо наиболее обычны среди культивируемых деревьев и кустарников, может равняться 80. В то же время свыше 50 лет на территории области действует ряд пунктов, проводящих интродукционные испытания. древесных растений, крупнейшим из которых является ботанический сад Самарского государственного университета. Здесь на протяжении его 75-летней истории были испытаны 1099 таксонов (видов, форм, сортов) древесных растений, а к настоящему времени в коллекции представлено свыше 920 таксонов (Розно, Кавеленова, 2007). К настоящему моменту осуществлен этап первичного обобщения интродукционных исследований, и становится" настоятельно необходимым, проведение глубокого анализа итогов-интродукционных испытаний для более узких групп, в частности, родовых комплексов. Представители рода орех (./и^1ат Ь.), отсутствующие в составе местной флоры нашего региона, в разное время включались в состав лесозащитных насаждений, в озеленение городов, садовых любительских насаждений. Отдельные немногочисленные виды (орехи грецкий, маньчжурский) проходили испытания в интродукционных пунктах на территории области (дендрарий КСХИ, КИМИ, Поволжская АГЛОС и др.). Однако комплексного эколого-биологического изучения-представителей рода орех в широком объеме видов ранее в лесостепи Среднего Поволжья не проводилось.

Настоящая работа является первым обзором результатов интродукционных испытаний древесных растений рода орех {Juglans Ь.), проводившихся в ботаническом саду Самарского государственного университета в период 1936.

2007 гг. Это определяет актуальность проведенной работы и открывает возможности для продолжения и развития исследований в области интродукции и перспектив использования различных видов рода орех в хозяйственных целях в лесостепи Среднего Поволжья.

Цель работы. Анализ эколого-биологических итогов многолетних ин-тродукционных испытаний древесных растений рода орех {Зщ1ат Ь.) при выращивании в условиях лесостепи Среднего Поволжья.

Основные задачи исследования:

1) Инвентаризация состава древесных интродуцентов рода орех в коллекции ботанического сада Самарского государственного университета и других пунктах интродукции, уточнение их, статуса в соответствии с современными таксономическими требованиями, жизненными формами и биогеографическим' происхождением;

2) Анализ особенностей роста и распределения таксационных показателей у различных представителей рода орех в зависимости от условий района интродукции;

3) Обобщение многолетних данных фенологических наблюдений за сезонной. динамикой, развития деревьев различных видов рода орех в условиях лесостепи в целом и в зависимости от метеоусловий различных лет;

4) Определение степени засухоустойчивости и зимостойкости древесных растений рода орех {Зи%1а№ Ь.) в нормальных и экстремальных погодных условиях, выявление экологических факторов, лимитирующих их. развитие в лесостепи;

5) Изучение эколого-биологических особенностей вегетативных и генеративных органов у различных видов рода орех при интродукции в лесостепи Среднего Поволжья;

6) Определение основных показателей состава и аллелопатической активности листового опада у различных видов рода орех;

7) Комплексная оценка перспектив использования различных видов рода орех в лесокультурах и других типах насаждений в лесостепи Среднего Поволжья.

Научная новизна. Автором впервые для условий лесостепи Среднего Поволжья подведены итоги многолетних наблюдений за сезонным развитием, устойчивостью к засухе и низким зимним температурам, цветением и плодоношением представителей 7 видов рода орех {Зщ1ат Ь.), представленных в дендрарии ботанического сада более чем 500 экземплярами разного возраста, выявлены экологические факторы, лимитирующие их развитие.

Впервые для условий района интродукции для видов рода орех определены основные таксационные показатели, установлены особенности фенологии, цветения и плодоношения в зависимости от общих природно-климатических условий лесостепи Среднего Поволжья и специфики вегетационных периодов.

Для условий лесостепи впервые изучены эколого-физиологические особенности листового аппарата и биологической активности листового опада 7 видов рода орех. Рассмотрены перспективы использования деревьев рода орех в различных типах насаждений в лесостепи Среднего Поволжья.

Теоретическое значение работы. Материалы, изложенные в диссертации, обобщенные в ней результаты многолетних исследований, сформулированные научные положения и выводы вносят вклад в развитие теоретических основ экологии и интродукции растений, разработку проблем адаптации растений к комплексу новых природных условий.

Практическая, значимость результатов. Основные результаты работы используются в преподавании ряда курсов Самарского государственного университета, внедрены в педагогический процесс в Самарском государственном педагогическом университете и других вузах города и области. Полученные данные используются в работе городской службы озеленения, специалистами лесного хозяйства области.

Связь темы диссертации с плановыми исследованиями. Работа выполнялась в рамках исследований, проводящихся ботаническим садом СамГУ по направлению 6 «Научные основы интродукции растений и сохранение генофонда природной и культурной флоры», проблеме 6.2. «Интродукционные фонды дикорастущей и культурной флоры», включенным в Программу Отделения общей биологии РАН «Проблемы общей биологии и экологиирациональное использование биологических ресурсов» (Координационный план РАН). Проведенное исследование было связано с другими госбюджетными исследованиями: тема «Изучение закономерностей адаптационных процессов растений при интродукции в условиях Среднего Поволжья» (темплан Минвуза.

РФ, 2001, 2002;2006 гг), тема «Анализ стратегий адаптационных процессов у * растений — интродуцентов в условиях Среднего Поволжья» (темплан Минвуза РФ, 2007;2011 гг.).

Реализация результатов исследования. Практические рекомендации по материалам работы используются специалистами зеленого строительства, лесного хозяйства области, в форме популярных публикаций и консультаций доводятся до сведения широких масс садоводов-любителей. Производится передача семян и реализация посадочного материала, который используется при создании различных насаждений на территории города и области.

Апробация работы. Основные результаты исследования были представлены на научных конференциях различного уровня — международных: Проблемы дендрологии на рубеже XXI века (Москва, 1999) — Экологическая ботаника, наука, образование, прикладные аспекты. (Сыктывкар, 2002) — Татищевские чтения: Актуальные проблемы науки и практики (Тольятти, 2004) — Современные направления деятельности ботанических садов и держателей ботанических коллекций по сохранению биоразнообразия растительного мира (Минск, 2005) — всероссийских: Охрана растительного мира Поволжья и сопредельных территорий (Казань, 2003) Ботанические исследования в азиатской России (XI делегатском съезде Русского ботанического общества (Новосибирск-Барнаул, 2003) — Интродукция растений в ботанических садах (Саратов, 2006) — ежегодных научных конференциях преподавателей и сотрудников Самарского государственного университета в 1990 — 2007 гг.

Декларация личного участия автора. Автором в период 1980 — 2007 гг. лично проводились наблюдения за ростом и развитием деревьев рода орех, определение их устойчивости, особенностей фенологии, цветения, плодоношения в коллекции ботанического садаСамарского государственного университета. Лично проводилось обследование видового состава и жизненного состояния деревьев рода орех в составе насаждений основных пунктов интродукции древесных растений и объектов озеленения городов Самарской области. Лично осуществлялись полевые исследования и отбор образцов растительного материала. Основная работа по подготовке растительных образцов к анализу, определению показателей водного режима, экофизиологических характеристик,. а также вся работа по математической обработке данных, их интерпретации, написанию текста диссертации осуществлены автором самостоятельно. В диссертации использованы работы, опубликованные в соавторстве. Доля личного участия автора в написании и подготовке этих публикаций — 50−80%.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Для представителей 7 видов рода орех — орехи айлантолистный, серый, сердцевидный,.маньчжурский, черный, грецкий, скальный, — изучены особенности роста, сезонного развития, структуры вегетативных и генеративных органов, устойчивости при интродукции в лесостепи Среднего Поволжья.

2. В соответствии со сроками вегетации в лесостепи Среднего Поволжья среди представителей рода орех имеются виды со средними сроками начала и ранним завершением вегетации, виды с поздним началом и средним окончанием вегетации и виды с поздним началом и поздним завершением вегетации. Определены продолжительность их вегетации и наиболее изменчивые по срокам наступления фазы развития.

3. Представители рода орех в годы со средними погодными условиями проявляют высокий уровень зимои засухоустойчивости и демонстрируют различную устойчивость в годы с экстремальными погодными условиями. Основная причина выпадения растений — экстремально низкие зимние температуры, засуха не приводит к гибели, но ухудшает состояние молодых растений после их повреждения морозами или заморозками.

4. В условиях лесостепи Среднего Поволжья виды рода орех различаются по регулярности и обильности плодоношения, реагируя на условия предшествующего и текущего вегетационных периодов и обнаруживая зависимость от совпадения сроков активности женских и мужских цветков. Размеры плодов находятся в пределах, свойственных видам в природных ареалах, показатели качества плодов изменчивы по годам. «.

5. Итоги интродукционных испытаний доказывают возможность использования видов рода орех в насаждениях лесостепи Среднего Поволжья как лесных, парковых и отчасти плодовых пород. Перспективы дестабилизации природных экосистем лесостепи при внедрении видов рода орех маловероятны.

Автор считает своим приятным долгом выразить огромную благодарность всем, кто помогал ему в проведении исследований: своим коллегам — сотрудникам ботанического сада, преподавателям и сотрудникам кафедры экологии, ботаники и охраны природы. Особые слова благодарности хочется адресовать профессору Н. М. Матвееву за неизменно внимательное отношение и большую помощь.

ВЫВОДЫ.

1. Орехи айлантолиетный, серый, сердцевидный, маньчжурский, черный, грецкий, скальный способны расти в разных ботанико-географических районах, но снижают показатели устойчивости и продуктивности в более засушливых пунктах интродукции по сравнению с природными ареалами. В лесостепи Среднего Поволжья значения благонадежности возрастают в ряду: орех скальный < орех грецкий < орех черный < орех серый < орех айлантолиетный < орех сердцевидный < орех маньчжурский, по показателям прироста древесины лидируют орехи черный, серый и маньчжурский, им немного уступают орехи сердцевидный и айлантолиетный, самые низкие показатели имеют орехи скальный и грецкий.

2. В лесостепи Среднего Поволжья орехи маньчжурский и серый имеют средние сроки начала и раннее завершение вегетации, орехи черный, скальный, грецкий — виды с поздним началом и средним окончанием вегетации, орехи айлантолиетный и сердцевидный — виды с поздним началом и поздним завершением вегетации. Их продолжительность вегетационного периода изменяется от 135 дней (орех маньчжурский) до 169 (орехи айлантолиетный, сердцевидный). Размах в наступлении фенофаз в разные годы превышает 20 дней, в начале вегетации наиболее изменчивы сроки начала цветения (до 30 дней), в конце вегетации — сроки опадения листьев (до 40 дней).

3. Представители изученных видов рода орех при интродукции в годы со средними погодными условиями имеют высокий уровень зимои засухоустойчивости. Основная причина выпадения растений — экстремально низкие зимние температуры, засуха не приводит к гибели, но ухудшает состояние молодых растений после повреждения морозами или заморозками. Зимостойкость уменьшается в ряду: орехи маньчжурский, серый > орех черный, скальный > орехи айлантолиетный, сердцевидный > орех грецкийзасухоустойчивость — в ряду: орехи грецкий, черный, скальный > орехи серый, сердцевидный > орехи айлантолистный, маньчжурский. Весенние заморозки вызывают гибель листьев у сеянцев и молодых растений всех видов, орехов, но грецкий, айлантолистный и сердцевидный орехи более чувствительны к заморозкам и в более старшем возрасте. В лесостепи Среднего Поволжья орехи не подвергались заболеваниям и нападениям энтомовредителей.

4. В условиях интродукции в лесостепи Среднего Поволжья наибольшую длину листа имел орех маньчжурский (почти 70 см вместе с черешком), ему немного уступал орех грецкий скороплодный, наименьшую длину — орех скальный (менее 30 см), у других видов рода орех длина листьев составляла от ЗО до 50 см. По числу пар листочков лидировал орех скальный (более 8 пар), наименьшее1 их количество было у ореха айлантолистного (более 3). Количественные показатели листьев соответствовали нижним, реже — средним значениям для видов в природных ареалах, что может быть связано с несоответствием местных условий экологическим оптимумам данных видов.

5. Состав листьев обнаружил зависимость от видовой принадлежности и условий вегетационных периодов. При общей оводненности листьев от 50 до 65%, во влажном вегетационном периоде снижалась водоудерживающая способность и возрастали суточные потери влаги, особенно у орехов маньчжурского и серого. Наименьшую массу единицы площади листа имели орехи маньчжурский, серый, грецкий и грецкий скороплодный (более- 5 мг/кв.см), средние значения — орехи айлантолистный, сердцевидный и скальный (6<�М<8-мг/кв.см), наибольшие — орех черный (более 8 мг/кв.см). Количество водорастворимых фенолов в листьях возрастало в ряду: орех грецкий < орехи серый и скальный < орех сердцевидный < орех маньчжурский < орех черный, содержание фотосинтетических пигментов у большинства видов было близким, золы — изменялось от 8% (орех черный) до 12% (орех скальный). Структурно-функциональные особенности листьев обеспечили различный уровень их жаростойкости, внося вклад в формирование разной засухоустойчивости видов.

6. Наиболее ранние даты начала цветения у видов рода орех в лесостепи Среднего Поволжья относятся к первой декаде мая (от 23−25 до 49 дней от начала вегетационного периода), наиболее поздние — к первой декаде июня (максимально — от 40 до 58 дней от начала вегетационного периода). Близкие сроки начала цветения имеют орехи серый, маньчжурский, грецкий и сердцевидный, позднее зацветают орехи черный и скальный. На фоне разных погодных условий близкую продолжительность цветения, меньшую, чем у других видов, имеют орехи черный, скальный, сердцевидный. Сходной, несколько большей длительностью цветения отличаются орехи маньчжурский и серый, продолжительность цветения максимальна у ореха грецкого. Факт цветения, при подтвержденном результатами скрининга высоком качестве пыльцы, не означал гарантированного формирования плодов.

7. Наиболее регулярно и обильно плодоносят в лесостепи Среднего Поволжья орехи маньчжурский и серый, орехи черный и скальный, плодонося регулярно, снижают урожаи под воздействием низких зимних температур. Орехи айлантолистный и сердцевидный при сравнительно регулярном цветении не во все годы образуют плоды из-за повреждения женских цветков низкими температурами. Орех грецкий обыкновенный при сравнительно регулярном цветении редко формирует плоды из-за повреждения заморозками и несовпадения сроков активности женских и мужских цветков. Более часто плодоносит орех грецкий скороплодный, также повреждаемый заморозками.

8. В лесостепи Среднего Поволжья представители видов рода Орех в порядке уменьшения длины плодов образуют ряд: орех серый > орех маньчжурский > орех черный > орех айлантолистный > орех сердцевидный > орех грецкий > орех скальный, размер плодов соответствует показателям видов в природных ареалах. Содержание ядра возрастает в ряду: орех скальный (10,4%) < орех айлантолиетный < орех серый < орех черный < орех маньчжурский < орех сердцевидный < орех грецкий (38,3%). Наиболее изменчивыми по годам показателями плодов были толщина скорлупы и масса ядра. При благоприятном гидротермическом режиме различные виды орехов формировали плоды с увеличенным запасом ядер, в неблагоприятные годыплоды с усиленными покровами (толстокорые).

9. В листовом опаде в условиях лесостепи Среднего Поволжья содержание золы возрастало в ряду: орех черный < орех серый < орех грецкий < орех маньчжурский < орех скальный < орех сердцевидный, содержание каль-ция>и целлюлозы в опаде было наибольшим у ореха скального, наименьшиму ореха черного, содержание азота было следовым у всех видов (0,7 — 0,8%). Содержание водорастворимых фенолов возрастало почти на порядок в ряду:-орех маньчжурский < орех грецкий < орех серый < орех скальный < орех черный, изменялось в зависимости от условий периодов вегетации у всех видов, особенно у ореха черного. Наиболее выраженным ингибирующим эффектом в отношении биотестов обладал листовой опад орехов скального, черного и грецкого, наименьшим — орехов маньчжурского, серого и сердцевидного. Это соответствовало разной ценности опада орехов как мортмассы и неодинаковой вероятности почвоутомления под различными орехами в насаждениях.

10. Итоги интродукционных испытаний подтверждают возможность использования видов рода орех в различных типах насаждений лесостепи Среднего Поволжья-в качестве лесных, парковых и отчасти плодовых пород (орехи черный, серый, маньчжурский, айлантолиетный, сердцевидный), парковых пород (орехи скальный и грецкий), плодовых культур (орех грецкий). Перспективы дестабилизации природных экосистем лесостепи при внедрении видов рода орех маловероятны.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ГГЕРСПЕКТИВЬЬИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВИДОВ РОДА ОРЕХ В КАЧЕСТВЕ КОМПОНЕНТА АНТРОПОГЕННЫХ НАСАЖДЕНИЙ.

В современных условиях приобретает новое значение проблема формирования антропогенных насаждений, которые справедливо рассматриваются не только как источник ценного многоцелевого растительного сырья, но и как важные средозащитные системы, способные ослабить негативное влияние техногенного загрязнения на окружающую среду. Решение широко обсуждаемых проблем роста парникового эффекта и других глобальных процессов в биосфере на региональном уровне может включать интенсивное облесение свободных территорий. Как известно, Самарская область относится к малолесистым. Число естественно произрастающих здесь видов древесных растений также сравнительно невелико — не более 60 видов деревьев и кустарников, из них лишь часть видов является лесообразующими (сосна обыкновенная, дуб черешчатый, липа сердцелистная, клен платановидный и некоторые другие). Поэтому достаточно давно в условиях лесостепи Среднего Поволжья рассматривается вопрос о возможности использования видов-интродуцентов в составе насаждений различного типа. В частности, М. Ф. Ершовым (1956) была показана возможность использования в местных условиях ореха маньчжурского как сопутствующей породы при создании лесозащитных полос, но отмечена уязвимость данного вида при воздействии заморозков и засухи.

Рассматривая вопрос о перспективах использования интродуцентов в зеленом строительстве, лесном хозяйстве, любительском садоводстве, следует предварительно выяснить ряд важных моментов.

Во-первых, каков смысл включения новых видов в ассортимент возделываемых в регионе, какими ценными свойствами они обладают?

Во-вторых, насколько они устойчивы в новых природных условиях, а, следовательно, с какими трудностями можно столкнуться при их выращивании?

В-третьих, насколько вероятны неблагоприятные последствия при самостоятельном внедрении этих видов в природные экосистемы (развитие ситуаций биологического загрязнения при бегстве из культуры).

Рассмотрим по порядку каждую из этих проблем применительно к изучавшимся нами видам рода орех.

Значимые в хозяйственном отношении свойства видов рода орех определяются тем, что все эти деревья имеют ценную древесину различного качества. У всех видов орехов она заслуживает особого внимания как ценный поделочный материал широкого назначения. При этом ее основные свойства обнаруживают заметные видоспецифические особенности. Так, орехи представляют деревья с малой (орех серый, орех маньчжурский) и средней (орехи айлантолист-ный, черный, грецкий) плотностью древесины. Твердость древесины у орехов также неодинакова (орех серый — 234 кгс/кв.см, орех черный — 518 кгс/кв.см, что превышает показатель древесины дуба), но при этом-у всех видов-древесина хорошо поддаетсямеханической обработке и полируется, что повышает ее ценность (Добровольский, 1957; Твердость ., 2007; Древесина ., 2007).

Все орехи представляют собой ядровые породы, но доля ядровой древесины, и особенно ее окраска у разных видов неодинаковы. Напримердревесина' черного ореха темно-коричневая с фиолетово-красным оттенком, узкая заболонь ее окрашена неравномерно — от белого до коричневато-серого цвета, переходя в темный цвет ядраорех айлантолистный отличается красивой древесиной светло-коричневого цвета с розоватым оттенком. У серого ореха цвет ее серовато-светло-коричневый, у маньчжурского — с неширокой серовето-желтой заболонью и серо-коричневым ядром (Орех, 2007).

Особенности анатомического строения древесины определяют неодинаковую текстуру, в которой отмечаются слои различного рисунка, ширины и окраски. Хорошо известна ценность древесины ореха грецкого, с его красивой текстурой, особенно в наплывах (капах). Древесина ореха маньчжурского высоких технических свойств, сходная с древесиной бархата амурского и кедра, но уступает древесине орехов грецкого и черного, несколько превосходит древесину ореха серого. Древесина ореха серого отличается низкими физико-механическими свойствами, по которым она близко стоит к таким породам как липа и тополь, и намного уступает древесине ореха черного, интересна по текстуре, как и древесина других видов ореха, хорошо шлифуется и полируется, мало сокращается в объеме при сушке. Поэтому, там где кроме красоты, требуется известная крепость и прочность — менее пригодна, но широко используется в мебельном и столярном производствах.

В принципе, хотя результаты наших исследований и показали определенное ослабление роста некоторых видов в районе интродукции, формирование товарной древесины ими возможно (см. п. 4.1.). Естественно, что вопрос о ее себестоимости не был темой нашего изучения.

Видам рода орех свойственно формирование плодов с высоким содержанием жира, белков, других ценных компонентов. В принципе, ядровая масса всех орехов пригодна к употреблению в пищу, хотя их вкусовые качества немного различаются, и очень сильно разнится доступность ядра. Неодинаковые толщина скорлупы и разветвленность внутренних перегородок затрудняют извлечение съедобной массы у большинства видов. Тем не менее, для орехов. чер-ного, сердцевидного, серого в местах их культивирования (в пределах ареалов) уже отобраны тонкоскорлупые сорта. Орех грецкий, культура которого насчитывает тысячи лет, имеет множество сортов. Перспективы получения продукции орехов в местных условиях, по нашему мнению, для ореха грецкого связаны со скороплодными формами, которые намного раньше начинают плодоношение (на второй год жизни), раньше заканчивают вегетацию, низкорослые (7.8 м), что облегчает уход за деревьями и сбор плодов. Меры селекционного отбора поздноцветущих форм, «уходящих» от весенних возвратов морозов, позволят получить устойчивые растения для нашей зоны. Нами для условий Самарской области была показана возможность выращивания ореха грецкого скороплодного с регулярным плодоношением.

Виды рода орех являются также источниками лекарственного сырья. В официальной фармакопее используются листья, кора, орехи (околоплодник, внутренние перегородки, ядро) и другие части ореха грецкого. Народная медицина использует все виды орехов в ареалах их произрастания. Наличие широкого спектра биологически активных веществ, состав которых сходен у разных видов, делает их в целом перспективной группой растений — источников лекарственного сырья. Не исключено, что в условиях интродукции виды рода орех способны в ответ на воздействие стрессирующих факторов накапливать повышенные количества биологически активных веществ и станут формировать еще более ценное лекарственное сырье, но данный вопрос требует специального изучения.

С позиций использования в озеленении виды рода орех высоко декоративны, формируют красивую ажурную крону, ярко-зеленую в вегетационный период и желтеющую осенью. В некоторых парках города имеются отдельные экземпляры орехов маньчжурского-и серого, в частных садах можно встретить и грецкий. Имея крупные, опушенные с нижней стороны листья, орехи способны хорошо очищать городской воздух от взвешенных примесей, известна способность некоторых видов поглощать газовые загрязнения (орех грецкий, например, устойчив к воздействию диоксида серы, фторидов, хлористого водорода) (Сытник, 1987). Все виды орехов отличаются способностью очищать воздух от паров бензина и ацетилена. Особенно высока эта способность листьев у ореха айлантолистного (Щепотьев и др., 1978) Особым свойством, которое следует учесть в городском озеленении, является анемофильность этих растений, которые в период цветения (конец апреля — май, в зависимости от условий года) выделяют в воздух значительную массу пыльцы. Для ореха черного показана ее способность вызывать аллергические реакции, по другим видам-подобные эффекты в принципе возможны. Орех маньчжурский отличается более ранними сроками листопада, что может повлиять на его декоративность в насаждении.

Итак, достаточно причин, которые делают виды рода орех желательными для выращивания в нашей области.

Что касается устойчивости видов в районе интродукции, данныш вопрос изучаетсядавно, и был в том числе, предметом нашего исследования-. Хорошо, известна изменчивость погодных условий лесостепи Среднего Поволжья, делающая его районом рискованного земледелия. Среди негативных проявлений климата, затрудняющих успешное развитие видов рода орех, назовем периодически наблюдаемую суровость зимы (продолжительные и сильные морозы, резкие смены температур и малый снежный покров), а также метеорологические условия лета и осени, определяющие степень завершения всех ростовых процессов. После холодного летаи сырой осени многие орехи, даже в относительно, мягкие зимы, дают значительно1 большее обмерзание. В начале вегетации деревья: могут тяжело, повреждаться заморозкамив- период вегетации — страдать от почвенной и воздушной засухи.

Среди факторовлимитирующих развитие ореховследует назвать, эксг тремальные зимние температуры. С возрастом зимостойкость, орехов значительноповышается, поскольку, однолетние побеги все более удаляются от нижней зоны с: резкими понижениями температур и скорее завершают рост и вегетацию в следствие все ухудшающегося их водоснабжения: Свойство увеличения зимостойкости с возрастом допускает возможность введения в культуру менее зимостойких в молодости растений.

Виды, из числаизучавшихся в ботаническом саду СамГУ, по зимостойкости впорядке ее возрастания располагаются следующим образом: грецкий* (J. regia L.), айлантолистный (J. ailantifolia Carr.), сердцевидный: (J. cordiformis Maxim.), скальный (J. rupestris Engelm.), черный {J. nigra L.), серый {J. cinerea L.)j маньчжурский {J. mandshurica Maxim.);

При. чрезвычайно различных климатических условиях естественных местообитаний каждого вида в^ пределах его ареала он не является однородным по своим биологическим особенностямПоэтому для успешной натурализации видов орехов исходный семенной материал должен браться по возможности из наиболее подходящих по климату местообитаний, а в идеале — создание устойчивых маточников и посев полученных от них в районе интродукции семян. Подобная работа нами проводится, для орехов грецкого, черного, айлантолист-ного, сердцевидного, серогоскального.

Орех грецкий довольно морозоустойчив, только зимы с экстремально низкими температурами или-частые перепады температуры с большой амплитудой от положительных значений до отрицательных могут привести к гибели однолетних не вызревших побегов и даже многолетней древесины.

Орехи айлантолистный и сердцевидный, отличаясь длительным периодом роста и вегетации, редко заканчивают их до наступления морозов, тем не менее ежегодного обмерзания побегов не наблюдается, что допускает возможность отбора и выведения устойчивых форм. В-перспективе возможно использование этих орехов в лесных культурах и озеленении.

Орех скальный дает высокие показатели зимостойкости, что обеспечивает в перспективе успешную натурализацию. После зим с экстремальными температурами у него наблюдалось лишь снижение плодоношения:

Орех черный представлен тремя различными образцами и показывает на< своем примере, насколько значение происхождения исходного материала неоднозначно. Наиболее зимостойким оказался образец из Западной Европы. Образец ореха черного из Липецкой ЛОСС при достаточной зимостойкости показывает все время слабое плодоношение и плохое вызревание семян. Третий образец, полученный из Ашхабада, показывает хорошую зимоустойчивость. При наличии уже в течение многих лет необмерзающих растений — селекция этого вида по зимостойкости может сравнительно быстро привести к разрешению вопроса внедрения. этого ценного вида в культуры лесостепи.

Орех серый представлен в коллекции вполне зимостойкими одиннадцатью образцами различного происхождения.

Орех маньчжурский является наиболее зимостойким видом, происходящим из региона с не менее суровыми зимами, чем наши. Возможно использование в лесных культурах при посадках на свежих плодородных почвах, недостаточная засухаи жароустойчивость ограничивает возможности его культуры.

Орехи после начала вегетации особенно в молодом возрасте, побиваются иногда случающимися сильными весенними заморозками. С увеличением высоты дерева эта опасность уменьшается и не является серьезным препятствием для успешного роста.

Что касается условий выращивания видов рода орех, они достаточно требовательны к почвенно-грунтовым условиям, к влаге и теплу. Наилучший их рост наблюдается в условиях глубоких и свежих почв, защищенности от иссушающих ветров и при наличии теплого лета. Все виды орехов при отсутствии бокового затенения склонны давать немногочисленные, но очень мощные боковые побеги с образованием впоследствии ширококронных деревьев, особенно это выражено у ореха маньчжурского. Поэтому для получения стройных деревьев необходимо воспитывать орехи в густых посадках.

Третья из названных проблем заключается в легкости ухода из культуры и самостоятельном внедрении в природные сообщества. Орехи не имеют возобновления корневыми отпрысками, происходит только отрастание побегов от пня или ствола. Семенное возобновление мы наблюдали в дендрарии для орехов маньчжурского и серого. Для того, чтобы произошло прорастание семян, орехи должны не просто упасть на поверхность почвы, но внедриться в нее на некоторую глубину (хотя бы на величину ореха). Без этого в местных условиях, вероятно, не обеспечивается нужный режим увлажнения семян. Даже под слоем подстилки увлажнение оказывается недостаточным, семена быстро пересыхают (кроме того, в местных условиях листья орехов подвергаются очень быстрой деструкции и не формируется достаточно толстой подстилки). Из литературы нам известно, что размножению, например, ореха черного в природе способствуют белки и некоторые птицы, прячущие орехи в землю. Зафиксировано естественное возобновление ореха маньчжурского в результате его интродукции на центральной усадьбе Жигулевского государственного заповедника им.

И.И.Спрыгина (Саксонов, 2005). Можно ожидать семенного возобновления в достаточно увлажняемых местах, но светолюб и вость орехов (кроме ореха маньчжурского) будет препятствовать успешному развитию их всходов в затенении. Таким образом, перспективы видов рода орех, агрессивно внедряясь в природные экосистемы лесостепи, вызвать их дестабилизацию, маловероятны.

Для сопоставления устойчивости и продуктивности различных видов орехов мы использовали экспертную рейтинговую (интегральную) оценку. Присвоив каждому из видов условные баллы по уровню благонадежности, приросту древесины, засухои зимостойкости, регулярности плодоношения (на основе рядов возрастания этих параметров, приведенных в разделах глав 4 и 6), мы получили следующие итоги (рис.). ч.

•и з" си >

Плодонош.

Зимост.

Засухо у ст.

Прирост древ.

Благонадежн.

Рис. Результаты рейтинговой оценки различных видов рода Орех в условиях лесостепи Среднего Поволжья.

Абсолютного совпадения высшей оценки по всем показателям не наблюдалось ни у одного из видов рода орех, что не позволило присвоить им максимально возможный балл рейтинга (27). При этой максимально возможной сумме, оценку 23 и 22 балла соответственно получили орехи маньчжурский и серый. Они несколько различались по уровню благонадежности и по засухоустойчивости, другие оценки были близкими. Третье место занял орех черный, который уступал им по благонадежности и зимостойкости. Последнее место в рейтинге занял орех грецкий (10 баллов), который при сравнительно высокой засухоустойчивости имеет низкие оценки по другим показателям. Результаты, рейтинговой оценки подтверждают наши выводы относительно перспектив использования видов рода орех в искусственных насаждениях в. лесостепи Среднего Поволжья.

Дополнив рейтинговую оценку видов показателями листового аппаратамы выполнили корреляционный анализ-: для выявления связей между различными показателямиотносящимися к продуктивности и устойчивости видов рода орех (табл.);