CC BY
36
УДК 631. 525.635. ЖЯЯШШШШШЯШ
ОБ УСТОЙЧИВОСТИ ИНТРОДУЦЕНТА КАШТАНА КОНСКОГО ОБЫКНОВЕННОГО (AESCULUS HIPPOCASTANUM L.) К ЭКОЛОГИЧЕСКИМ УСЛОВИЯМ СЕВЕРНОЙ ЛЕСОСТЕПИ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН
© А.М. Мингажева,
кандидат биологических наук, заведующая отделом, Республиканский детский эколого-биологический центр, ул. 50 лет Октября, 14/1
450005, Уфа, Российская Федерация эл. почта: [email protected]
З.С. Чурагулова,
доктор биологических наук, заведующая лабораторией,
Министерство лесного хозяйства Республики Башкортостан, ул. Ленина, 86
450006, Уфа, Российская Федерация О.С.Волочкова,
заведующая,
Детский дендрологический парк
«Берендей»,
ул. К. Маркса 1/1,
450076, Бирск, Российская Федерация Л.Р. Юмагузина,
соискатель,
Башкирский государственный аграрный
университет,
ул. 50 лет Октября 34,
450001, Уфа, Российская Федерация
Рассматривается состояние насаждений каштана конского обыкновенного Aesculus hippocastanum L. семейства Конскокашта-новых в городской среде. Изложены результаты девятнадцатилетних наблюдений за адаптационными возможностями A.hippocastanum L. в дендрологическом парке «Берендей» г. Бирска Республики Башкортостан. В процессе исследования собраны семена, проведена фотосъемка, иллюстрирующая характерные особенности роста и развития интродуцента, изучены климатические условия, морфологические особенности, проведены фенологические наблюдения, оценка зимостойкости, засухоустойчивости, эстетического состояния, биоэкологическая оценка, степень повреждения болезнями и вредителями и устойчивость к ветру. Комплекс исследований показал, что по шкале Трулевича интродукционную устойчивость растений, достигших генеративной фазы, можно оценить в 3 балла как устойчивые к данным климатическим условиям растения с высоким жизненным состоянием. По результатам исследований, изучаемый вид достаточно приспособлен к суровым почвенно-климатическим условиям Северной лесостепи Республики Башкортостан и является перспективным для использования в качестве декоративного растения.
Ключевые слова: каштан конский обыкновенный, семейство Конскокаштановых, интродукция, вегетация, рост и развитие, зимостойкость, засухоустойчивость, устойчивость к ветру, оценка эстетического состояния, биоэкологическая оценка, декоративность
© A.M. Mingazheva, Z.S. Churagulova, O.S. Volochkova, L.R. Iumaguzina
ON RESISTANCE OF HORSE CHESTNUT ALIEN TREES (AESCULUS HIPPOCASTANUM L.) TO ENVIRONMENTAL CONDITIONS IN THE NORTHERN FOREST-STEPPE ZONE OF THE REPUBLIC OF BASHKORTOSTAN
This article considers conditions of planted horse chestnut (Aesculus hippocastanum) aliens of family Hippocastanaceae in the urban environment and reports the 19-year observation results related to adaptations of Aesculus hippocastanum in the Birsk Arboretum of the Republic of Bashkortostan. In the course of investigations, we have collected seeds, took photographs to demonstrate the growth and development characteristics of the alien trees, studied weather conditions and morphological features, and also performed phenological observations, the assessment of winter hardiness, drought tolerance, aesthetic status, bioecological estimate, the extent of damage due to diseases and pests, and wind resistance. Our combined investigations have shown that the resistance of the trees during the generative phase can be assessed at 3 on the Trulevich scale as plants having high vitality and resistance to the present weather conditions. According to the
A.M. Mingazheva,
Republican Children's Ecological and Biological Centre, ulitsa 50 let Oktybrya, 14/1,
450005, Ufa, Russian Federation e-mail: [email protected]
Z.S. Churagulova, Ministry of Forests of the Republic of Bashkortostan, ulitsa Lenina, 86,
450006, Ufa, Russian Federation
O.S. Volochkova,
Berendei Children's Arboretum,
ulitsa K. Marksa, 1/1,
450076, Birsk, Russian Federation
L.R. Iumaguzina,
Bashkir State Agrarian University,
ulitsa 50 let Oktyabrya, 34,
450001, Ufa, Russian Federation
preliminary results, the species under investigation is sufficiently adapted to hard weather and soil conditions in the forest-steppe zone of the Republic of Bashkortostan and can potentially be used as an ornamental plant.
Key words: Aesculus hippocastanum, Hippocastanaceae Lindl. family, introduction, vegetation, growth and development, winter hardiness, drought tolerance, wind resistance, the extent of damage due to diseases and pests, aesthetic status, bioecological estimate, ornamentality
Развитие общества на современном этапе предъявляет новые требования к ассортименту растений, применяемых при озеленении городов. Особенное значение приобретают древесные насаждения, способные нивелировать неблагоприятные для человека факторы природного и техногенного происхождения и одновременно обладающие декоративностью.
В связи с этим большое значение имеют работы по интродукции новых видов декоративных древесно-кустарниковых культур и оценке их интродукционных возможностей [1—6]. Одним из перспективнейших видов с этой точки зрения является каштан конский обыкновенный.
Это декоративное теневыносливое растение широко используется в садово-парковом строительстве. Сравнительно хорошо переносит городские условия, обладает высокой способностью накапливать сернистые соединения и свинец, задерживает на себе пыль; медонос, дает обильный взяток нектара и пыльцы [7]; относится к фармакопейным растениям. В лечебных целях используют зрелые семена, кору, цветки и листья каштана. В нашей стране разрешены к применению препараты Эскузан и Эсфлазид [8—9].
В настоящее время эта красивейшая древесная порода, широко используемая в озеленении в городах Центрального Черноземья и Юга России, все больше снижает свою жизнеспособность, декоративные качества и экологическую значимость из-за развития бурой пятнистости листьев и минирующей моли Cameraria ohridella [10]. Каштановая минирующая моль наносит настолько серьезный вред
Рис. 1. Цветение каштана конского в г. Бирске (30. 05. 2011)
Рис. 2. Плодоносящее дерево (05. 07. 2012)
посадкам каштана конского обыкновенного в Европе, что кое-где (например, в Германии) ставится вопрос о целесообразности дальнейшего культивирования этого дерева в городах [11].
В Республике Башкортостан в условиях более прохладного климата эта культура перспективна для интродукции. Кроме того, каштановая минирующая моль, являющаяся
самым опасным вредителем этого вида здесь пока не встречается.
В Башкортостане каштан конский обыкновенный выращивается с 1960-х годов, имеются плодоносящие экземпляры в г. Уфе и г. Бирске на территориях дендрария Бирской государственной социально-педагогической академии и ООПТ Детского дендрологического парка «Берендей» (рис. 1, 2) [6].
Однако отсутствие углубленных исследований устойчивости Aesculus hippocastanum к различным неблагоприятным экологическим условиям и сведений об адаптационной возможности этого вида сдерживает его распространение и ограничивает возможность его хозяйственного использования.
На родине каштан конский обыкновенный растет в широколиственных лесах вместе с ольхой, ясенем, кленом, грабом, липой, следовательно, можно предположить, что он будет произрастать в лесах Башкортостана среди аналогичной растительности.
По теории ступенчатой акклиматизации А.Л. Лыпа, при выращивании интродуцен-та на промежуточных станциях. «Растение, пройдя цикл развития от семени до семени в новых для него условиях, приспосабливается к ним, приобретая новые черты, которых оно не имело. Изменения на ранних этапах развития отразятся в ряде поколений на их наследственной структуре» [12—13]. Эта теория также позволяет предвидеть положительные результаты введения в культуру каштана конского обыкновенного в условиях Южного Урала, т.к. при выращивании этого интродуцента пройдены промежуточные станции (Украина—Москва—Южный Урал).
Цель исследования состояла в оценке перспективности интродукции этого растения для выращивания в условиях Северной лесостепи Республики Башкортостан.
Объект исследования — каштан конский обыкновенный (Aesculus hyppocastanum) (Hippocastanum vulgare Gaertn.) — листопадное дерево из рода Конский каштан (Aesculus), семейства Конскокаштановых (Hippocastanaceae),
порядка Сапиндоцветные, произрастающий в дендропарке «Берендей», расположенном в пригороде Бирска Республики Башкортостан. Дендропарк занимает 3,5 га и окружен живой изгородью из березы бородавчатой.
Наблюдения проводились за растениями A. hyppocastanum, которые были посажены в конце апреля 1996 г. Посадка 30 шт. двухлетних саженцев высотой 20—35 см производилась по схеме 4x6 м на общей площади 800 м2. Расположение рядов с востока на запад. Деревья растут в насаждениях в открытом грунте, специальных мер ухода и укрытия на зиму не проводилось.
В процессе исследования собраны семена, проведена фотосъемка, иллюстрирующая характерные особенности роста и развития, изучены климатические условия в месте произрастания. Рассмотрены вопросы адаптации данного вида к ведущим факторам в условиях Северной лесостепи Республики Башкортостан. Проведена оценка устойчивости насаждений к экологическим условиям.
Зимостойкость, эстетическое состояние, биоэкологическая устойчивость, степень повреждения болезнями и вредителями и устойчивость к ветру оценивались в баллах по общепринятым методикам [1—3; 14]. Биологическая приспособленность растений к новым условиям существования оценивалась по шкале интродукционной устойчивости [5]. Диаметр ствола определяли на уровне груди мерной вилкой, высоту деревьев — высотомером. Полученные данные обработаны методами статистического анализа с помощью стандартной компьютерной программы Microsoft Excel 2003.
Исследования показали, что за период выращивания каштана конского обыкновенного наблюдались неблагоприятные годы. В ряде лет условия зимы были аномальными по продолжительности сильных морозов и мало-снежности, а лето аномально сухим и жарким.
Так, в 2004 г. среднемесячная температура февраля была на 3°С ниже нормы, а в 2005/2006 г. была контрастной, с большими
перепадами температур. В январе температура опускалась до — 45С°, период аномально холодной погоды был достаточно длительным (16—26 января), среднесуточная температура была ниже нормы на 7—11 С°.
В 2008 г. в июле и августе среднемесячная температура воздуха была на 2—3оС выше нормы, а количество осадков меньше нормы.
Отметим также, что предшествовавший зимовке вегетационный период в случае засухи может помешать нормальной подготовке растений к зимнему покою (2008, 2010, 2011 гг.). Воздействие низких температур в начале зимы особо сказывается также после осеннего дефицита осадков, когда резкое снижение температуры произошло на фоне
иссушенной почвы [15].
Несмотря на ряд неблагоприятных условий за период произрастания (1996—2012) на опытной делянке выживаемость составила 100 %.
Рис. 3. Варьирование высоты каштана конского обыкновенного
Таблица
Биометрические показатели каштана конского обыкновенного
№ Кол-во стволов, шт. Высота дерева, м Диаметр кроны, м № Кол-во стволов, шт. Высота дерева, м Диаметр кроны, м
1 4 3,5 2,3 16 7 5,0 3,5
2 3 4, 7 2,2 17 5 5,2 3,7
3 2 3,2 2,0 18 4 3,7 1,5
4 3 4,1 2,0 19 8 5,0 2,5
5 8 5,5 4,9 20 3 1,7 0,9
6 6 4,0 4,0 21 6 4,3 3,2
7 9 4,5 2,9 22 6 5,7 4,4
8 4 5,2 4,2 23 4 4,8 3,7
9 3 3,8 2,0 24 4 4,7 3,6
10 4 4,1 3,4 25 5 4,9 3,8
11 3 4,5 3,5 26 3 5,5 4,2
12 3 5,5 4,2 27 3 4,0 2,8
13 4 6,1 4,7 28 4 4,2 3,0
14 4 4,3 3,3 29 4 4,4 3,1
15 4 3,6 2,8 30 5 5,4 4,2
Средние данные 4,6±1,4 4,5±0,7 3,2±0,8
В таблице приведен самый высокий ствол дерева. Коэффициент вариации высоты ^=19,6. Коэффициент вариации диаметра ^=3,2 Vвысота=21,3 %
............ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ /
/ 2013, том 18, № ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ННННННННШ111111111111111Ш
А. hippocastanum в условиях северной лесостепи РБ показал себя как полиморфный вид. Он представлен двуствольными, немногоствольными и многоствольными деревьями. Декоративен в течение всего вегетационного периода красивой формой облиственной кроны, в мае—июне — канделябровидными белыми соцветиями, летом — темно-зелеными крупными листьями и плотной кроной.
Анализ результатов фенологических наблюдений показал, что в условиях Бирска период вегетации у А. hippocastanum начинается в конце апреля — начале мая и заканчивается во 2-й декаде октября.
Проводились биометрические измерения. На сентябрь 2012 г. деревья имели высоту 4,63±0,2 м (от 1,7 м (№ 20) до 6,1 м (№13). Среднюю высоту превысили 14 экземпляров (46,7 %) (рис. 3, табл.).
Количество стволов в среднем 4,6±1,8 шт. (2—9), диаметр ствола 5,99± 0,36 см (3,1— 14,7), диаметр кроны 3,36+0,17 м.
6,61
26,7 I
66,7
Рис. 4. Оценка эстетических качеств и биоэкологической устойчивости
Рис. 5. Цветущие деревья (1 балл)
Проведена оценка эстетических качеств исследуемых растений по шкале В.А. Фроловой (1994): 20 экземпляров из 30 (66,7 %) оцениваются как высоко эстетичные (1 балл), 8 (26,7 %) — эстетичные (2 балла), 2 растения (6,6 %) — необратимо неэстетичные (4 балла) (рис. 4, 5, 6).
Проведена также биоэкологическая оценка для определения категории состояния деревьев по общепринятой методике по трехбалльной шкале:
1 — «хорошо», здоровые растения с правильной кроной, без существенных повреждений — 20 экземпляров (66,7 %) (рис. 5).
2 — «удовлетворительно», здоровые растения, но с неправильно развитой кроной — 8 экземпляров (26,7 %).
3 — «неудовлетворительно», растения с ослабленной, неправильно развитой кроной, имеющие существенные повреждения, угрожающие жизни — 2 растения (6,6 %) (рис. 4, 6).
Зимостойкость — самое важное свойство многолетних растений, определяющее в конечном итоге возможность интродукции в новых почвенно-климатических условиях. В условиях Бирского дендрария за годы исследований 28 из 30 растений показали высокую зимостойкость надземной части (по шкале ГБС 1 балл). Даже зимой 2005 и 2010 гг. при снижении температуры до — 45°С, когда наблюдалось подмерзание или полное вымирание Malus domestica Borkh., Picea pungens Engelm., Symphori-carpus albus (L.) Blak. и др., у A. hippocastanum
Рис. 6. Поврежденное растение (3 балла)
ОБ УСТОЙЧИВОСТИ ИНТРОДУЦЕНТА КАШТАНА КОНСКОГО ОБЫКНОВЕННОГО
наблюдалось только незначительное подмерзание однолетних побегов, за исключением двух экземпляров, которые по зимостойкости оцениваются в 6 баллов. У них почти полностью вымерзла надземная часть, в дальнейшем деревья восстанавливались пневой порослью.
У 28 растений из 30 в годы исследований не было отмечено повреждений и гибели цветковых и вегетативных почек, хотя на Южном Урале возврат холодов в весенний период бывает почти ежегодно. Зимостойкой оказалась и корневая система, признаков ее подмерзания не обнаружено. В 2012 г. при ранней весне и поздних заморозках до — 2° С (7 и 8 мая) вымерзли листья винограда, актинидии, листья каштана конского обыкновенного остались неповрежденными.
Этот вид в условиях Северной лесостепи показал себя как устойчивое к урагану дерево (1 балл), что подтвердилось, когда 1 июня 2007 г. отмечались сильные шквалы, скорость ветра в г. Бирске достигала 25—34 м/с [15—16]. Уничтожено большое количество деревьев, в живой изгороди парка «Берендей» были сломаны березы, у каштана конского обыкновенного никаких повреждений не наблюдалось.
В процессе девятнадцатилетних исследований было отмечено, что представители A. hippocastanum обладают широким спектром устойчивости к болезням и вредителям. По методике Донецкого ботанического сада 28 растений оцениваются 0 баллов (иммунные деревья), 1 дерево — 1 балл (слабопоражаемое) и 1 дерево — 3 балла (сильнопоражаемое). Высокая доля иммунных деревьев в насаждениях Бирского дендрария, возможно,
объясняется тем, что основных болезней и вредителей этого растения в условиях района исследований пока не обнаружено.
Успешность интродукции определяется также репродуктивной способностью экзо-тов. Возможность формирования растениями жизнеспособных семян свидетельствует об их адаптированности к условиям среды в местах интродукции.
Отдельные экземпляры вступили в период плодоношения к 8 годам (2001 г.). К 2007 г. при возрасте 14 лет количество плодоносящих деревьев было 9 экземпляров (30 %) (рис. 1, 2, 4), к 2012 г. плодоносили 26 экземпляров (86,7 %). Проведенные наблюдения выявили, что к возрасту 19 лет у 86,7 % этого растения имеется способность ежегодно плодоносить и образовывать жизнеспособные семена. Плоды созревают в конце октября, период созревания 100—105 дней.
Для выявления всхожести нами была проведена диагностика с использованием методов по ГОСТ 13056.6 — 75. Данные опыта показали, что средняя всхожесть семян A. hippocastanum составила 75 %.
Комплекс исследований показал, что по шкале Трулевича интродукционную устойчивость 26 растений, достигших генеративной фазы, можно оценить в 3 балла: устойчивые растения, проходят полный цикл развития побегов; ритмические процессы стабильны, приспособлены к местным климатическим условиям; жизненное состояние высокое; самосева не образуют, но успешно размножаются искусственным путем. Удерживаются в коллекции до 19 лет.
ЛИТЕРАТУРА
1. Базилевская Н. А. Теория и методы интродукции растений. М.: Изд-во МГУ, 1964. 130 с.
2. Лапин, П.И., Сиднева С.В. Оценка перспективности интродукции древесных растений по данным визуальных наблюдений // Опыт интродукции древесных растений. М.: Наука, 1973. С. 7—67.
3. Лапин П.И. Интродукция лесных пород. М.: Лесная пром-сть, 1979. 224 с.
4. Некрасов В.И. Актуальные вопросы развития теории акклиматизации растений. М.: Наука, 1980. 101 с.
5. Трулевич Н.В. Эколого-фитоценотические основы интродукции растений. М.: Наука, 1991. 215 с.
6. Чурагулова З.С., Мингажева А.М,
З.С.
О.С.
Л.Р.
