CC BY
72
Аграрный вестник Урала № 3 (121), 2014 г.
Лесное хозяйство т^
УДК 630.273
ФЕНОЛОГИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ ТОПОЛЕЙ В УСЛОВИЯХ ГОРОДА ЕКАТЕРИНБУРГА
Е. Ю. МЕДВЕДЕВА, аспирант,
Т. Б. СРОДНЫХ,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Уральский государственный лесотехнический университет
(620100, г. Екатеринбург, ул. Сибирский тракт, д. 37; тел.: 8 (343) 254-63-24; e-mail: [email protected], [email protected]) Ключевые слова: фенология, феноспектр, вегетационный период, фенофаза, тополь.
Изучено фенологическое развитие трех видов тополей, которые активно используются в озеленении г. Екатеринбурга. Populus alba L. — крупное дерево, вид, который используется в озеленении давно, но относительно редко. Он встречается в естественных пойменных насаждениях уральских рек. Populus berolinensis Dipp. — относительно новый вид, в озеленении используется активно с 60-х гг. ХХ в. Populus alba L. х Populus Bolleana Lauche. — тополь свердловский серебристый пирамидальный — гибрид, выведенный в конце 60-х гг. прошлого века в г. Екатеринбурге. За красоту, стройность пользуется повышенным вниманием озеленителей. Наблюдения проводились в течение двух лет — 2011 и 2012 гг., которые характеризовались значительными различиями в температурном режиме. Объекты подбирались в различных экологических условиях, в основном, на улицах с различной интенсивностью транспортного движения. Было выявлено, что сроки начала вегетации всех видов тополей зависят, прежде всего, от весенних суточных температур. Наиболее стабильное фенологическое развитие, независимо от температурного режима, наблюдается у тополя белого, он имеет самый короткий вегетационный период — 148 дней. Гибридные виды тополей имеют более длительный вегетационный период, тополь берлинский в среднем — 153, свердловский пирамидальный — 174 дня. Гибридные виды тополей при адаптации к климатическим и экологическим условиям сокращают или растягивают фенологические фазы. Сравнивая фенологическое развитие трех видов тополей, следует отметить, что самое раннее развитие и наступление всех фенологических фаз наблюдается у тополя белого, он же имеет самый короткий вегетационный период. Также установлено, что природно-климатические условия имеют решающее значение для сроков начала вегетационного периода всех рассматриваемых видов тополей.
PHENOLOGICAL DEVELOPMENT OF POPLARS IN EKATERINBURG
E. YU. MEDVEDEVA, graduate student, T. B. SRODNYKH,
doctor of agricultural sciences, professor, Ural state forest engineering university
(37 Sibirskiy tr. Str., 620100, Ekaterinburg; tel: +7 (343) 254-63-24; e-mail: [email protected], [email protected])
Keywords: phenology, phenospectrum, vegetation period, phenophase, poplar.
Phenological evolution of three sorts of poplar, which are actively used in plantation of Yekaterinburg, was investigated. Populus alba L. is a big tree which has been used in plantation for a long time but relatively seldom. It can be seen in natural foodplain plantings of Ural's rivers. Populus berolinensis Dipp. is a relatively new sort, it is actively used in plantation from 60s of XX century. Sverdlovsk argental pyramidical poplar Populus alba L. x Populus Bolleana Lauche. is a hybrid, which was planted at the end of 60s of the last century in Ekaterinburg. It is popular among greensmen for its beauty and proportion. Studies were held during 2 years — 2011 and 2012, which were characterized by considerable differences in temperature. Objects were selected in different ecological conditions, mostly in streets with different intensity of traffic. It was found out that dates of a vegetation's beginning for ail sorts of poplar first of all depended on spring daily temperatures. The most stable phenologi-cal development is observed by a white poplar regardless of temperature conditions. It has the shortest vegetation period — 148 days. Hybrid species of poplar have a longer vegetation period, for a poplar Berlin it is about 153, and for a Sverdlovsk pyramidical poplar it is 174 days. Hybrid species of poplar shorten or stretch phenological phases when adapted to climatical and ecological conditions. Comparing the phenological development of three poplar species, it should be noted that the earliest development and the beginning of all phenological phases is observed by a white poplar, it also has a very short vegetation period. It was found out that climatic conditions were crucial for a beginning of a vegetation period for all poplar species.
Положительная рецензия представлена А. П. Кожевниковым, доктором сельскохозяйственных наук, профессором, ведущим научным сотрудником Ботанического сада Уральского отделения Российской академии наук.
Аграрный вестник Урала № 3 (121), 2014 г. ~ < JJJ^^L j
Лесное хозяйство Тр^
Городская среда существенно отличается от естественных природных условий, в которых были сформированы физиологические особенности древесных растений. В урбоэкосистемах, как правило, многие растения вынуждены приспосабливаться к неблагоприятным для них условиям: загрязненному атмосферному воздуху, недостаточному освещению, своеобразному физико-химическому составу городских почв. При этом необходимо учитывать то, что для развития и роста растений большое значение имеет длительность вегетационного периода с температурами, при которых возможно прохождение полного цикла развития растений. Populus alba L. — крупное дерево, вид, который используется в озеленении давно, но относительно редко. Он встречается в естественных пойменных насаждениях уральских рек. Populus berolinensis Dipp. — относительно новый вид, в озеленении используется активно с 60-х гг. ХХ в. Populus alba L. х Populus Bolleana Lauche. — тополь Свердловский серебристый пирамидальный — гибрид, выведенный в конце 60-х гг. прошлого века в г. Екатеринбурге. За красоту, стройность пользуется повышенным вниманием озеленителей.
Цель и методика исследований.
Цель исследования — установление фенологических циклов развития различных видов тополей в условиях города Екатеринбурга.
Объектами исследования были выбраны посадки трех видов тополей в городских условиях — тополь белый (Populus alba L.), тополь берлинский (Populus berolinensis Dipp.) и тополь Свердловский серебристый пирамидальный селекции Н. А. Коновалова (Populus alba L. х Populus Bolleana Lauche.), в дальнейшем — тополь серебристый пирамидальный, расположенные на разных объектах г. Екатеринбурга и в различных экологических условиях. Условия размещения растений на объектах в целом можно считать удовлетворительными, но различными по экологической ситуации (табл. 1).
Фенологические наблюдения за объектами проведены в течение вегетационных периодов 2011 и 2012 гг. по методике фенологических наблюдений в ботанических садах (Александрова и др., 1979). Наблюдались следующие фазы: Пч1 — набухание вегетативных почек, Пч2 — развертывание почек,
Л1 — обособление листьев, Л2 — завершение роста и созревания листьев, Л4-1 — начало осеннего расцвечивания, Л4-2 — конец осеннего расцвечивания, Л5 — листопад. За учетную единицу принимался один экземпляр древесного растения. Наблюдения велись за 25 экземплярами вида примерно одного возраста на каждом объекте исследования (Зайцев, 1984).
Для статистической обработки полученные данные — даты наступления фенофаз, были переведены в числовой ряд по методике Г. Н. Зайцева (Зайцев, 1990). После статистической обработки и получения средних дат фенологических фаз была рассчитана достоверность различий по периодам наступления фенологических фаз с использованием критерия достоверности Стьюдента (Зайцев, 1990). Статистическая обработка цифровых материалов велась с помощью компьютерной программы Biostat.
Результаты исследований.
Двухлетние наблюдения за данными видами тополей в условиях города Екатеринбурга показали, что вегетационный период в разные годы начинался в разное время. Эти различия связаны с колебаниями весенних среднесуточных температур. Так, температуры в апреле 2011 г., начиная со второй декады, почти не повышались, они ниже температур в 2012 г. на 2-17 °С, особенно во второй половине месяца. Таким образом, в связи с затяжной зимой 2011 г., переход температуры через 0 °С в 2011 г. произошел 12 апреля, а в 2012 г. на десять дней раньше — 2 апреля, а через 5 °С соответственно 20 и 9 апреля (рис. 1). Таким образом, в 2012 г. сроки наступления весны были ближе к норме, 2011 г. можно считать аномальным. В целом среднегодовая температура 2011 г. составила 2,9 °С, а в 2012 г. — 4 °С.
Сравнивая фенологическое развитие трех видов тополей, следует отметить, что самое раннее развитие и наступление всех фенологических фаз наблюдается у тополя белого, он же имеет самый короткий вегетационный период 146 и 145 дней в 2011 г.; 149 и 148 в 2012 г. Различие в длительности вегетационного периода в разные годы минимально — в среднем всего 3 дня. Гибридные тополя имеют более длинный вегетационный период: тополь берлинский — 166 и 147 дней, тополь серебристый пирамидальный — 184 и 185 дней соответственно. На фенологическое
Таблица 1
Характеристика объектов исследования
№ п/п Местоположение объекта Категории улиц Условия Тип посадки
степень освещенности степень загазованности воздуха
Тополь белый
1 Ул. К. Либкнехта Районного значения средняя высокая групповая
2 Ул. К. Цеткин Районного значения высокая низкая групповая
3 Парк Зеленая роща Районного значения средняя низкая групповая
Тополь берлинский
4 Ул. Сыромолотова Районного значения средняя высокая рядовая
5 Ул. Мичурина Районного значения Низкая средняя рядовая
Тополь Свердловский серебристый пирамидальный селекции Н. А. Коновалова
6 Ул. Сыромолотова Районного значения средняя высокая рядовая
7 Ул. Восточная Общегородского значения средняя высокая рядовая
Аграрный вестник Урала № 3 (121), 2014 г. - < JJJf
Лесное хозяйство т
Таблица 2
Фенологическое развитие трех видов тополей на разных объектах в 2011 и 2012 гг.
Вид тополя Объект Год Даты наблюдаемых фенологических фаз
Пч1 Пч2 Л1 Л2 Л4-1 Л4-2 Л5
Тополь серебристый пирамидальный ул. Восточная 2011 29.04 04.05 09.05 19.05 10.09 14.10 18.10
ул. Восточная 2012 18.04 23.04 26.04 03.05 18.09 15.10 30.10
ул. Шевченко 2011 03.05 10.05 16.05 21.05 10.09 03.10 16.10
ул. Шевченко 2012 19.04 23.04 27.04 03.05 16.09 02.10 16.10
ул. Сыромолотова 2011 07.05 11.05 24.05 28.05 11.09 06.10 23.10
ул. Сыромолотова 2012 26.04 02.05 07.05 12.05 06.09 17.09 29.09
Тополь белый ул. К. Либкнехта 2011 28.04 03.05 06.05 13.05 01.09 11.09 20.09
ул. К. Либкнехта 2012 20.04 26.04 03.05 11.05 25.08 05.09 15.09
Парк Зеленая роща 2011 28.04 03.05 06.05 11.05 06.09 13.09 19.09
ул. К. Цеткин 2012 21.04 29.04 05.05 11.05 28.08 08.09 15.09
Тополь берлинский ул. Мичурина 2011 30.04 03.05 06.05 13.05 05.09 22.09 30.09
ул. Мичурина 2012 18.04 24.04 01.05 09.05 24.08 29.08 03.09
ул. Сыромолотова 2011 27.04 02.05 06.05 09.05 09.09 24.09 06.10
ул. Сыромолотова 2012 19.04 24.04 30.04 06.05 05.09 14.09 21.09
развитие тополя белого влияют погодные факторы, в частности, температура. В более холодный 2011 г. фенологические ритмы были сдвинуты на 2-8 дней по сравнению с более теплым 2012 г. Влияние таких факторов, как освещенность и загрязненность воздуха на фенологическое развитие этого вида практически не отразились, различия в наступлении фенофаз составляют 0-3 дня. На сезонное развитие гибридных тополей оказывает влияние и климатические факторы — температурный режим и месторасположение растений, то есть освещенность и загрязненность воздуха.
Анализ фенологического развития тополя берлинского показывает, что климатические условия года, в частности температурный режим, значительно сказываются на его фенологическом развитии. Наступление фенофаз Пч1, Пч2 в 2012 г. происходит раньше на 8-12 дней, фазы Л1 и Л2 на 3-7 дней. Начало осенних фенофаз Л4 и Л5 происходит раньше в более холодном 2011 г. Также и расцвечивание листьев наступает раньше на 4-12 дней, а опадение листьев на 15-27 дней. В среднем вегетационный период в 2011 г. составил 158 дней, а в более теплом, 2012 г. на 10 дней меньше — 148. На ул. Сыромоло-това с более высокой загазованностью наблюдается несколько более раннее развитие растений и в 2011 и в 2012 гг.: Пч1 и Пч2 — на 0-3 дня, Л1 и Л2 — на 0-4 дня. Больших различий по годам не наблюдается. А по осенним фенофазам в 2011 г. они наступали раньше у растений на ул. Мичурина на 4-6 дней, а в 2012 г. различия составляли 12 и 18 дней. У этого вида наиболее значительные различия в разных экологических условиях наблюдаются по фазам расцвечивания листьев и опадения листьев. На ул. Мичурина с малой автотранспортной и пешеходной интенсивностью и низкой освещенностью осенняя окраска листьев в 2011 г. наступает раньше на 4 дня, а листопад — на 6 дней, в более теплом 2012 г. эти различия выражены еще более ярко: расцвечивание листьев наступает на 12 дней раньше, а листопад на 18 дней. Период вегетации в этих условиях увеличился на 17 дней. Сложно вычленить, какой именно фактор влияет на сдвиги фенофаз — освещенность или транспортная интенсивность.
Рисунок 1
График хода среднесуточных температур
Большой интерес представляет фенологическое развитие т. пирамидального, так как это наиболее перспективный для озеленения и слабо изученный гибрид. Наступление весенних и летних фенофаз происходит в 2012 г. на 9-17 дней раньше, а осенних — на 5-12 дней позже. Таким образом, в среднем длительность вегетационного периода меняется незначительно — 172 и 177 дней, происходит сдвиг периода вегетации. Сравнивая развитие растений на ул. Восточной и ул. Сыромолотого, следует отметить, что ул. Восточная имеет большую транспортную нагрузку, связывая районы Уралмаша и Эльмаша с центром города и в этих условиях отмечено более раннее развитие растений, как в 2011 г., так и в 2012 г. Весенние фазы наступают раньше на 7-12 дней, летние — на 5-15 дней. Осенние фазы наступают раньше на ул. Сыромолотова, осеннее расцвечивание на 1 день в 2011 г. и на 12 дней в 2012 г. Опадение листьев на 5 дней в 2011 г. и на 31 день в 2012 г. В целом период вегетации у тополей на ул. Восточной в более теплый год значительно отличается от топлей по ул. Сыро-молотова, разница составляет 39 дней.
Выводы.
1. Природно-климатические условия имеют решающее значение для сроков начала вегетационного периода всех рассматриваемых видов тополей.
2. Самое раннее вступление в фазу начала вегетации наблюдается у гибридных тополей — берлинского и пирамидального. Тополь белый отстает, но незначительно — на 2-3 дня, заканчивая вегетацию раньше всех, тополь пирамидальный позже всех, берлинский занимает промежуточное положение.
www.m-avu.narod.ru www.avu.usaca.ru
Аграрный вестник Урала № 3 (121), 2014 г. - < JJJ^^L j
Лесное хозяйство Тр^
3. Тополь белый давно и успешно адаптировался к условиям Среднего Урала, имея самый короткий период вегетации 148 дней. Фенологическое развитие этого вида не зависит от суммы годичных положительных температур, а также от других экологических условий — освещенности, загазованности.
4. Гибридные тополя в отличие от тополя белого существенно реагируют на повышение суммы годичных положительных температур: тополь пирами-
дальный удлинением периода вегетации в среднем на 5 дней, тополь берлинский сокращением периода вегетации в среднем на 10 дней.
5. На улицах с интенсивным транспортным движением, возможно за счет некоторого повышения температуры, у гибридных тополей происходит более раннее наступление фенофаз и период вегетации значительно увеличивается, особенно заметно это наблюдалось в теплом 2012 г.
Литература
1. Александрова М. С., Булыгин Н. Е., Ворошилов В. Н., Фролова Л. А. Фенологические наблюдения в ботанических садах // Бюл. ГБС. 1979. Вып. 113. 114 с.
2. Зайцев Г. Н. Обработка результатов фенологических наблюдений в ботанических садах // Бюл. ГБС. 1984. Вып. 134. С. 3-10.
3. Зайцев Г. Н. Математика в экспериментальной ботанике. М. : Наука, 1990. 296 с.
References
1. Aleksandrova M. S., Bulygin N. E., Voroshilov V N., Frolova L. A. Phenological observations in botanical gardens. Bul. MBG. 1979. Vol. 113. 114 p.
2. Zaitsev G. N. Processing of phenological observation results in botanical gardens // Bul. MBG. 1984. Vol. 134. P. 3-10.
3. Zaitsev G. N. Mathematics in experimental botany. M. : Nauka, 1990. 296 p.
