CC BY
80
Ëoâ9ÿ0îâà I.A., Iô0èmêàÿ I.E. Оренбургский государственный педагогический университет
IA YElEIAExANEEO INIAAfflNDBO AAEIDADEAfUO EONDADfEEIA DlAA SPIRAEA L.
fa TnfTaa yeniaSelafbaeufuo aaffuo e 7 fTaTeabfeo VTeaauo enneaaTaafee ego^afu ganooT-onoTe^eaTnou, aagTonbTe^eaTnbu, ffiaSTnbTeeTnbu, TTSTgTonbTe^eaTnbu e ge7TnbTeeTnbu lanbfuo (Spiraea crenata L., Spiraea hypericifolia L.) e efbSTaodeSTaaffuo (Spiraea salicifojja L., Spiraea japonica L. fil., Spiraea vanhouttei (Briot) Zbl.) aeaTa m'eSae a oneTaeyo nba'uTaT Idafaodffiuy n oaeu^ eo SadeTfaeufTaT em'TeugTaafey a gaeafT7 nbdTebaeunbaa.
Целью данной работы являлось изучение экологических особенностей местных и интродуцированных декоративных кустарников рода Spiraea L. в условиях степного Оренбуржья, характеризующегося резко континентальным климатом. Результаты исследования позволяют научно обоснованно использовать виды древесных растений этого рода в зеленом строительстве. Среди местных видов - Спирея городчатая (Spiraea crenata L.) и Спирея зверобоелистная (Spiraea hypericifolia L.), произрастающие по всей территории Оренбургской области [1], первая встречается на опушках пойменных лесов и в зарослях кустарников, а вторая - на щеб-неватых каменистых степных склонах. Из интродуцированных видов - это Спирея иво-листная (Spiraea salicifolia L.), Спирея японская (Spiraea japonica L. fil.), спирея Вангутта (Spiraea vanhouttei (Briot) Zbl.), сажанцы которых были получены из ГБС (г. Москва) и ботанического сада (г. Уфа).
Спирея городчатая распространена в зоне луговых и типичных степей; на севере по островам луговых степей она заходит в зону широколиственных лесов Западной Сибири; на юге ареала проникает в зону пустынных степей. Спирея городчатая участвует в сложении кустарниковых степей, кустарниковых зарослей по балкам и понижениям на равнинах в зоне степей, и в горах, и подлеске в аридных редколесьях на Кавказе.
Растет на сильно щебнистых скелетных почвах, на более развитых мелкоземах, на серо- и темно-каштановых, на черноземных почвах. Иногда может быть приурочена к выходам материнских пород: гранитные об-ножения, известняки и верхнемеловые пески, довольно часто встречается в черноземной полосе. [2; 3].
Спирея зверобоелистная растет в зонах типичных и пустынных степей и остепнен-ных пустынь, на севере ареала заходит в луговые степи. Она является одним из основных доминантов кустарниковых степей, зарослей ксерофильных кустарников. Растет в осветленных, с разреженным древостоем, ксерофитных лесах Кавказа и Средней Азии.
Спирея зверобоелистная на протяжении всего ареала входит в состав формаций разнотравных, типчаковых, ковыльных, овсецо-вых, тырсовых и других степей, где растет на почвах легкого механического состава, чаще приурочена к повышенным элементам рельефа: пологим склонам, плоским вершинам невысоких холмов. В горах Кавказа растет на серо- и темно-каштановых почвах.
Спирея иволистная приурочена к подзонам средне- и южнотаежных лесов равнинных и горных территорий, заходит по рекам в зону тундр и забайкальские степи. Растет в зарослях по долинам рек, в пойменных лесах, на травянистых болотах и заливных лугах. Распространение спиреи иволистной связано преимущественно с речными долинами; на водоразделах она встречается в увлажненных понижениях, также связанных с речной сетью.
Эдафо-фитоценотический ареал спиреи иволистной приурочен к местообитаниям с проточным увлажнением и хорошей аэрацией почвы. Заросли ее занимают преимущественно аллювиальные, реже перегнойно-глеевые дерновые и торфянисто-перегнойно-глеевые сырые почвы.
В горные районы спирея иволистная проникает по долинам рек и поднимается на небольшую высоту (1300 м над уровнем моря).
Она образует чистые заросли в поймах рек, около озер и на осокоревых болотах.
Распространяется от тундровой до степной зоны Европы, Сибири, Дальнего Востока; встречается в Северо-Восточном Китае; Корее, Японии и на западе Северной Америки [2; 3].
Спирея японская нашла применение в европейской части России - на всем пространстве, в северной зоне - до Санкт-Петербурга, Перми; в азиатской части - лесостепная и степная зоны Сибири, Средняя Азия; на Дальнем Востоке - Амурская область, Приморский край, южная часть Сахалина [4].
Распространена в широколиственной и субтропической зонах в горах до альпийского пояса (до 4000 м) Гималаев, в СевероЗападном Китае и Японии.
Спирея Вангутта представляет собой гибрид спиреи кантонской (Spiraea cantoniensis) и спиреи трехлопасной (Spiraea trilobata) [5].
Местные и интродуцированные виды спиреи были высажены на агробиостанции Оренбургского госпедуниверситета, расположенного на левобережье р.Урал в районе Зауральной рощи. Почва пойменная, дерновая карбонатная, слоистая на современном аллювии.
Фенологические наблюдения проводились по методике государственного Никитского ботанического сада [6].
Газоустойчивость определяли по отношению к сернистому газу SO2 по методике В.С. Николаевского [7], используя листовую диагностику [8; 9]. Двуокись серы получали действием избыточного количества серной кислоты на определенную навеску сульфита натрия. Опыты проводились в газовой камере на срезанных побегах с концентрацией сернистого газа 3; 6; 9; 12; 15 и 18 мг/л воздуха, для равномерного распределения SO2 в объеме камеры использовали магнитную мешалку. Экспозиция составляла 30 минут при температуре воздуха 20-220С. Побеги извлекались из камеры и ставились в емкость с водой, опыты проводились в трехкратной повторности. Через сутки опытные растения сравнивались с контролем, при этом глазомерно отмечались площадь некрозных пятен и зависимость степени повреждаемости листьев от концентрации сернистого газа.
Для определения засухоустойчивости исследуемых видов спирей вычислялся обратимый водный дефицит (способность листьев восстанавливать потерянную воду) по методике Е.А. Сидорович и Н.В. Гетко [10] с учетом методических указаний Л.И. Сергеева [11], М.Ф. Кушниренко и др. [12].
Полевым методом изучали морозо- и жароустойчивость [13], анализируя метеорологические данные г. Оренбург за 15 лет наблюдений.
По методике визуальной оценки биоэко-логических свойств древесных растений в населенных пунктах степной зоны А.Я. Огородникова [14] оценивали по пятибалльным шкалам засухоустойчивость, зимостойкость, устойчивость к болезням и вредителям, семенную репродуктивность. Степень адаптации вида определяли по коэффициенту адаптации как отношение суммы фактических баллов (-;) к максимально возможной сумме баллов (5=20) по формуле Ка = -1--—. В зависимости от величины коэффициента адаптации виды выделяли каждый в одну из пяти групп перспективности использования в культуре: Ка более 85% - I группа, наиболее перспективная; Ка=75-85% - II группа, перспективная; Ка=60-74% - III группа, ограниченно перспективная; Ка=45-59% - IV группа, малоперспективная; Ка менее 45% - V группа, непригодная.
Опыты по газоустойчивости позволяют отметить, что у всех изученных видов площадь
ioo
9o
so
to
eo
5o
4o
3o
2o
io
o
і
MjdHL. яЛ 1 ■ ли
Концентрация, мг/л
■ Spiraea salicifolia L.
■ Spiraea japonica L. f.
□ Spiraea vanhouttei (Briot) Zabel
■ Spiraea hypericifolia L.
И Spiraea crenata L.
Рисунок 1. Площадь повреждения листьев видов Spiraea L. при различной концентрации SO2, %
100
80
60
40
20
2 3 4 5
часы
- - Потерянная вода
■ Восстановленная вода Рисунок 2. Динамика обезвоживания и ликвидация водного дефицита Б. БаИаГоИа Ь.
90
80
70
60
50
40
30
20
10
3 4
часы
■ Потерянная вода “Восстановленная вода
Рисунок 3. Динамика обезвоживания и ликвидация водного дефицита S. japonica L. fil.
120
100
80
60
40
О 20
3
часы
■ Потерянная вода Восстановленная вода
Рисунок 4. Динамика обезвоживания и ликвидация водного дефицита S. hypericifolia L.
100
90
Ü 40
! 30 о
О 20 10
3 4
часы
■ Потерянная вода
Восстановленная вода
Рисунок 5. Динамика обезвоживания и ликвидация водного дефицита S. crenata L.
повреждения листьев увеличивается по мере возрастания концентрации сернистого газа: у S. salicifolia, S. vanhouttei и S. hypericifolia более менее последовательно, а у S. japonica и S. crenata - скачкообразно (рис. 1). Согласно концентрации газа 12 мг/л все виды можно расположить в следующий ряд понижения газоус-тойчивости: S. salicifolia > S. vanhouttei > S. japonica > S. hypericifolia > S. crenata.
В.С. Николаевский [7] в своих исследованиях показал, что у древесных растений большую устойчивость к сернистому газу проявляют не местные виды, а успешно инт-родуцированные. Это объясняется повышением экологической пластичности последних, что вырабатывается в процессе эволюции и интродукции.
В наших экспериментах интродуциро-ванные виды S. japonica, S. salicifolia и S. vanhouttei являются толерантными к действию SO2 по сравнению с местными видами S. hypericifolia и S. crenata.
Опыты по определению обратимого водного дефицита листьев дают представление о засухоустойчивости видов спирей.
При обезвоживании листьев в течение 5 ч. (рис. 2-6) наименьшие потери воды и наилучшее ее восстановление отмечены у S. hypericifolia и S. crenata (у первого вида почти полное восстановление 15% потерянной воды), а наихудшие показатели отмечены у S. vanhouttei и S. salicifolia (потеря воды составила у обоих видов почти 50%, а восстановление - только до 70% от первоначального веса листьев). На основании этих результатов все исследуемые виды можно расположить в следующий ряд понижения засухоустойчивости: S. hypericifolia > S. crenata > S. japonica > S. vanhouttei > S. salicifolia.
При оценке степени засухоустойчивости исследуемых видов спирей по методике А.Я. Огородникова [14] спирея зверобоелистная оценивается высшим баллом (5) и характеризуется как высокозасухоустойчивый вид, который успешно развивается без полива, в том числе на очень сухих и прогреваемых почвах (табл. 1).
Спирея городчатая оценивается в 4 балла (засухоустойчивый вид) как растение, ко-
0
0
0
5
80
70
60
50
0
Таблица 1. Основные биоэкологические свойства видов Spiraea L., баллы.
№ n/n Вид Засухо- устойчивость Зимо- стойкость Устойчивость к болезням и вредителям Семенная репродук- тивность Коэффициент адаптации,% Группа перспективности
1 Spiraea salicifolia L. 3 5 5 4 85 II - перспективная
2 Spiraea japonica L. f. 3 3 5 4 75 II - перспективная
3 Spiraea vanhouttei (Briot) Zabel 3 4 5 3 75 II - перспективная
4 Spiraea hypericifolia L. 5 5 5 3 90 I - наиболее перспективная
5 Spiraea crenata L. 4 5 5 3 85 II - перспективная
торое также хорошо растет и развивается без полива, засуху переносит без повреждения надземных органов, почки и семена нормального развития. Спирея иволистная, спирея японская и спирея Вангутта удовлетворительно развиваются в обычные годы, в засушливые - изменяется ритм развития, требуется периодический полив. У спиреи Ван-гутта отмечали факт незавязывания семян. На основании этих особенностей развития перечисленные виды оцениваются 3 баллами каждый и отнесены к группе среднезасухоустойчивых видов.
Экспериментальные данные по водному дефициту согласуются с наблюдениями за исследуемыми видами в полевых условиях по оценке степени засухоустойчивости.
Спирея зверобоелистная, спирея город-чатая и спирея иволистная оцениваются в 5 баллов каждая как высокозимостойкие растения, у которых повреждений не наблюдается.
Спирея Вангутта характеризуется как зимостойкое растение, у которого повреждаются только верхушки отдельных побегов и в суровые зимы часть цветочных почек (4 балла). Спирея японская оценена в 3 балла (среднезимостойкая), у которой осенью ежегодно отмирает вся надземная часть, но весной побеги отрастают, цветут и плодоносят.
При определении устойчивости исследуемых видов к болезням и вредителям все пять видов спирей оценены в 5 баллов каждый, т. к. повреждения отсутствуют, а если и появляются, то очень незначительные, не влияющие на рост и развитие растений (Табл. 1).
Согласно полевым исследованиям по многолетним наблюдениям относительно жароустойчивыми показали себя Spiraea japonica, Spiraea hypericifolia, Spiraea crenata
и Spiraea salicifolia, у которых в жаркий период не наблюдалось никаких повреждений надземных органов и изменений в ритме развития в отличие от Spiraea vanhouttei.
Таким образом, учитывая данные экспериментальных исследований и полевых наблюдений выявлена повышенная засухоустойчивость аборигенных видов (S. hypericifolia, S. crenata) по сравнению с инт-родуцентами (S. vanhouttei, S. japonica, S. salicifolia), которые занимают конечные положения в ряду понижения засухоустойчивости: S. hypericifolia > S. crenata > S. japonica > S. vanhouttei > S. salicifolia.
При сравнении рядов понижения газо-устойчивости и засухоустойчивости выявлено, что S. japonica в обоих случаях занимает срединное положение. Для остальных видов характерно несоответствие положения в указанных рядах: виды с повышенной засухоустойчивостью (S. hypericifolia, S. crenata) проявили себя как газочувствительные виды, а виды с пониженной засухоустойчивостью (S. vanhouttei, S. salicifolia) показали сравнительно хорошую газоустойчивость.
Все изученные виды определены и как зимостойкие, и как жароустойчивые, кроме
90
0 -
1 2 3 4 5
часы
■ • ■ Потерянная вода ^^^“Восстановленная вода
Рисунок 6. Динамика обезвоживания и ликвидация водного дефицита S. vanhouttei (Briot) Zabel
спиреи Вангутта, у которой отмечали нарушения в развитии (незавязывание семян), и как морозоустойчивые, кроме спиреи японской, у которой ежегодно осенью отмирают все надземные органы и она развивается по типу многолетних трав.
Spiraea salicifolia как газоустойчивый вид можно использовать для озеленения промышленных зон, вдоль загруженных автотрасс в сочетании с умеренным поливом. Красивоцветущие кустарники Spiraea japonica и Spiraea vanhouttei рекомендуется высаживать как в парках и садах, так и использовать в озеленении территорий заводов и фабрик, т. к. этот вид характеризуется ус-
тойчивостью к действию сернистого газа. Как среднезасухоустойчивый вид спирея японская также нуждается в умеренном поливе, а учитывая низкие температуры воздуха зимой, необходимо утепление кустов этого вида, возможно даже снеговым покрытием. Кустарникам спиреи Вангутта также требуется полив и небольшое затемнение высокими деревьями с ажурной кроной. Неустойчивые к воздействию сернистого газа спирея зверобоелистная и спирея городчатая, но обладающие высокой засухоустойчивостью и зимостойкостью могут быть применены как декоративные виды в зонах отдыха и во дворах жилых домов.
Список использованной литературы:
1. Рябинина З.Н. Конспект флоры Оренбургской области. Екатеринбург: УрО РАН, 1998. 72 с.
2. Соколов С.Я., Связева О.А. Ареалы деревьев и кустарников СССР. Т.2. Л.: Наука, 1980.
3. Валягина-Малютина Е.Т. Деревья и кустарники зимой. Определитель древесных и кустарниковых пород по побегам и почкам в безлистном состоянии. М.: Изд-во КМК, 2001. 281 с.
4. Колесников А.И. Декоративная дендрология. М.: Лесная промышленность, 1974. 704 с.
5. Александрова М.С. Аристократы сада: красивоцветущие кустарники. М.: ЗАО «Фитон», 2000. 191 с.
6. Методические указания по фенологическим наблюдениям над деревьями и кустарниками при их интродукции на юге СССР. Ялта: Государственный Никитский ботанический сад, 1977. 25 с.
7. Николаевский В.С. Биологические основы газоустойчивости растений. Новосибирск: Наука, 1979. 280 с.
8. Мамаев С.А. Устойчивость декоративных растений и системы озеленения территории медеплавильных заводов Урала //Рефераты докладов и сообщений IV Уральского научно-координационного совещания по проблеме «Растительность и промышленные загрязнения». Свердловск, 1969. С. 37-41.
9. Марценюк В.Б. Зависимость повреждаемости листьев растений от концентрациигаза и экспозиции опыта //Газоус -тойчивость растений. Новосибирск: Наука, 1980. С. 178-179.
10. Сидорович Е.А. Гетко Н.В. Устойчивость интродуцированных растений к газообразным соединениям серы в условиях Белоруссии. Минск: Наука и техника, 1979. 72 с.
11. Сергеев Л .И. Выносливость растений. М.: Советская наука, 1953. 283 с.
12. Кушниренко М.Д., Гончарова Э.А., Курчатова Г.П., Крюкова Е.В. Методы сравнительного определения засухоустойчивости плодовых деревьев // Методы оценки устойчивости растений к неблагоприятным условиям среды. Л.: Колос, 1976. С. 87-101.
13. Раскатов П.Б. Физиология растений основами микробиологии. М.: Изд-во Советская наука, 1954. 376 с.
14. Огородников А.Я. Методика визуальной оценки биоэкологических свойств древесных растений в населенных пунктах степной зоны // Интродукция растений. Ростов-на-Дону: Изд-во Рост. ун-та, 1993. С. 50-58.
