CC BY-NC
14Сельское хозяйство
Правильная ссылка на статью:
Мухаметова С.В., Новгородская Н.О., Анисимова С.В. — Сезонное развитие европейских кленов в условиях Республики Марий Эл // Сельское хозяйство. - 2020. - № 2. DOI: 10.7256/2453-8809.2020.2.33821 URL: https;//nbpublish.com'library_read_article.php?id=33821
Сезонное развитие европейских кленов в условиях Республики Марий Эл
Мухаметова Светлана Валерьевна
кандидат сельскохозяйственных наук
доцент, кафедра садово-паркового строительства, ботаники и дендрологии, Поволжский
государственный технологический университет
424000, Россия, республика Марий Эл, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3, ауд. 245
Новгородская Наталья Олеговна
магистр, кафедра садово-паркового строительства, ботаники и дендрологии, Поволжский
государственный технологический университет
424000, Россия, республика Марий Эл, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3 И [email protected]
Анисимова Светлана Викторовна
магистр, кафедра садово-паркового строительства, ботаники и дендрологии, Поволжский
государственный технологический университет
424000, Россия, республика Марий Эл, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3
Статья из рубрики "Биологические ресурсы"
DOI:
10.7256/2453-8809.2020.2.33821
Дата направления статьи в редакцию:
03-09-2020
Аннотация.
Приведены результаты фенологических наблюдений 2014-2018 гг. за растениями 5 видов клена (Acer L.). Объектами исследования стали растения Ботанического сада-института ПГТУ: A. campestre, A. platanoides, A. pseudoplatanus, A. tataricum, A. trautvetteri. Их ареалы расположены в Кавказско-европейском регионе. В естественных условиях на территории республики произрастает лишь A. platanoides, остальные являются интродуцентами. Проанализированы метеорологические условия 5 лет
исследования. Установлено, что при более высоких среднесуточных температурах в 2016 году растения проходили фазы сезонного развития раньше, а более прохладные погодные условия 2017 года задерживали наступление фенофаз. В среднем изученные клены начинали вегетацию в первой декаде мая и заканчивали в третьей декаде сентября - середине октября. Чем раньше начиналась вегетация, тем раньше начинали отрастать побеги и раньше происходило цветение. Самое раннее цветение во второй декаде мая отмечено у A. platanoides, затем в третьей декаде мая - у A. campestre. Самое позднее и продолжительное цветение в течение первой половины июня выявлено у A. tataricum. Продолжительно вегетирующие виды характеризовались длительным ростом побегов и поздним опадением листьев. В осенний период наиболее декоративны A. campestre и A. tataricum, отличающиеся длительным периодом окрашивания листьев. Виды A. pseudoplatanus и A. trautvetteri не проходят фазы генеративного развития в связи с низкой зимостойкостью и не рекомендуются для применения в озеленении населенных пунктов республики.
Ключевые слова: клен, Acer, фенологические наблюдения, сезонное развитие, вегетационный период, цветение, созревание плодов, рост побегов, метеорологические условия, ботанический сад
Род Acer L. - один из широко распространенных древесных родов покрытосеменных растений. Область естественного распространения кленов охватывает почти всю Европу, в том числе Кавказ, Малую Азию, горы Северной Африки, часть Средней, Передней и Центральной Азии, Гималаи, Китай, Дальний Восток, Японию, Индокитай и значительную
часть Северной Америки —В ареале рода выделают несколько регионов распространения. Один из них - Кавказско-европейский регион, для которого характерно большое разнообразие климатических и почвенных условий. В северных и восточных областях выражен умеренный климат, в южных и западных районах характерен субтропический средиземноморский климат, а в горах Кавказа условия отличаются в зависимости от высоты над уровнем моря и широты J21.
Многие клены имеют декоративное и хозяйственное значение. В декоративном отношении они ценятся за форму кроны и красивые листья разнообразной формы и окраски, особенно в осеннее время. Некоторые виды обладают декоративными цветками
Благодаря данным качествам, а также устойчивости и неприхотливости, быстрому росту, простоте размножения и экологической пластичности клены давно и широко используются в зеленом строительстве многих стран с умеренным климатом J41. В зеленых насаждениях клены способствуют снижению уровня шума и улучшения микроклимата, они сравнительно дымо- и газостойки, многие виды фитонцидны J5!.
В коллекции Дендрария Ботанического сада-института Поволжского государственного технологического университета (БСИ ПГТУ, г. Йошкар-Ола, Республика Марий Эл) род Acer является наиболее многочисленным и представлен 23 видами и 5 внутривидовыми
таксонами i61. Территория Дендрария представляет собой квадрат со сторонами 300 м, разделенный на 3 сектора - Европа, Азия и Америка. Растения в них высажены по географическому принципу, клены произрастают во всех трех секторах.
Целью данного исследования стала сравнительный анализ сезонного развития европейских видов Acer в экспозиции Дендрарий БСИ ПГТУ.
Объекты исследования. Объектами исследования стали следующие образцы 5 видов
клена. Растения А . campestre L. (к. полевого) были посажены в экспозицию в 1940 г., их происхождение неизвестно. Растения A . tataricum L. (к. татарского, черноклена) были привезены из Главного ботанического сада РАН (г. Москва) в 1978 г. ГруппаА . platanoides L. (к. остролистного, к. платановидного) была создана в 1984 г. разновозрастными растениями-дичками из лесопарковой зоны нашего ботанического сада. Образец A. pseudoplatanus L. (к. ложноплатанового, явора) поступил весной 1987 г. саженцами из г. Железноводска Ставропольского края. Саженцы А . trautvetteri Medv. [А . heldreichii subsp. trautvetteri (Medw.) A.E.Murray.] (к. Траутфеттера) поступили в 1987 г. из ГБС РАН (г. Москва).
А . campestre относится к секции Platanoidea, его ареал охватывает Европу, Кавказ, север Малой Азии, Северную Африку.А . platanoides секции Platanoidea произрастает в Европе, включая Кавказ и Балканы. А. pseudoplatanus относится к секции Gemmata, ареал - Центральная, Южная и Восточная Европа, Кавказ, север Малой Азии.А . tataricum секции Trilobata характеризуется областью распространения в Европе, Иране и на севере Турции. А . trautvetteri относится к секции Gemmata и распространен на
Кавказе Í31. Для Республики Марий ЭлА . platanoides является аборигенным видом, произрастает в широколиственных и смешанных лесах по всей ее территории, встречается довольно часто Í71. Остальные 4 вида являются интродуцентами.
Рисунок 1 - Ареалы европейских видов клена (по [3]):
1 - А. campestre , 2 - А. platanoides , 3 - А. pseudoplatanus , 4 - А. tataricum, 5 - А.
trautvetteri
В БСИ ПГТУ растения двух наиболее южных видовА. pseudoplatanus и А . trautvetteri характеризуются низкой зимостойкостью и растут в форме кустарника (рисунок 2), в то время как растения остальных видов сохраняют жизненную форму дерева.
Рисунок 2 - Внешний вид кленов во время осеннего расцвечивания листьев: а - A.
pseudoplatanus , б - A. trautvetteri
Методы исследования. Фенологические наблюдения были проведены в 2014-2018 гг. согласно методике ГБС РАН для ботанических садов-8!. Фенофазу разверзания почек устанавливали по появлению из-под расходящихся почечных чешуй кончиков настоящих листьев. Календарные даты были переведены в непрерывный числовой ряд с 1 марта по
Г. Н. Зайцеву-9!. Оценка условий увлажнения за период активной вегетации дана по
значению гидротермического коэффициента Г.Т. Селянинова Результаты
наблюдений обработаны с помощью пакета программы Microsoft Excel на 95-процентном уровне значимости.
Территория Республики Марий Эл входит в умеренный климатический пояс, район с умеренно-холодной зимой, область недостаточного увлажнения. По данным метеопоста Ботанического сада-института за 1968-2010 гг., среднегодовая температура воздуха составляет +3.6°С. Средняя годовая сумма осадков - 580 мм, в том числе 206 мм приходятся на зимний период. Продолжительность вегетационного периода составляет
175 дней, периода активной вегетации - 138 дней В таблице 1 приведена
характеристика метеоусловий лет исследования.
Таблица 1 - Характеристика метеорологических условий района расположения БСИ ПГТУ
Показатели 2014 год 2015 год 2016 год 2017 год 2018 год
Дата устойчивого перехода через + 5°С * 28.04 / 1.10 28.04 / 6.10 13.04 / 8.10 25.04 / 20.10 25.04 / 21.10
Продолжительность вегетационного периода, дни 156 161 178 178 179
Сумма эффективных температур +5°С, градусы 1523 1817 1940 1461 1687
Гидротермический коэффициент Г.Т. 1,10 0,96 0,61 1,85 0,82
Селянинова
Примечание: * - в числителе указан показатель весной, в знаменателе - осенью.
Согласно приведенным данным, метеорологические условия анализируемых лет были неравнозначны. В 2014 году была отмечена наиболее короткая продолжительность вегетационного периода, в 2018 году - наиболее длительная. Вегетационный период 2016 года начался в самые ранние сроки - 13 апреля и характеризовался наибольшей суммой эффективных температур и очень засушливыми условиями. В 2017 году вегетационный период был наиболее прохладным и избыточно влажным.
Результаты исследования. Результаты фенологических наблюдений за вегетативными органами растений приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Средние многолетние фенодаты и стандартная ошибка (дни) развития вегетативных органов, продолжительность роста побегов и периода вегетации европейских видов Acer
Наименование вида Начало разверзания почек (1Пч2) Начало роста побегов (1Пб1) Окончание роста побегов (2Пб2) Период роста побегов, дни Полное облиствение (2Л3) Начало расцвечивания листьев (1Л4) Мас лис (2
A . campestre 08.V±2,3 11.V±2,0 21.VI±3,8 40±3,9 17.VI±2,9 03.IX±3,0 05.
A . platanoides 03.V±2,3 06.V±2,0 11.VI±3,0 36±3,5 15.VI±4,2 09.IX±2,7 24.]
A. pseudoplatanus 08.V±3,0 12.V±2,8 08.VII±8,6 57±6,7 20.VI±4,2 30.IX±1,5 18.
A . tataricum 08.V±2,1 11.V± 1,9 20.VI±6,5 39±5,0 11.VI±2,2 07.IX±3,8 05.
A . trautvetteri 12.V±2,7 14.V±2,7 01.VII±10,0 48±8,1 18.VI±4,4 15.IX±5,0 04.
Среднее 08.V± 1,2 11.V±1,1 24.VI±4,7 44±3,1 16.VI± 1,2 13.IX±3,9 05.
Коэффициент вариации, % 4,8 4,2 9,1 19,0 3,1 5,5
Начало вегетации (фаза начала разверзания почек) большинства изученных видов клена приходилось на первую декаду мая. Самые ранние сроки наблюдали у А . platanoides (03.V), самые поздние - у А. trautvetteri (12.V). В среднем через 3 дня начинался рост побегов, продолжающийся до второй декады июня - первой декады июля. У растений А. platanoides отмечена самая короткая продолжительность периода роста побегов (36±3,5 д.), у А. pseudoplatanus - самая длинная (57±6,7 д.). У данного показателя была выявлена наибольшая изменчивость (CV=19,0 %).
Полное облиствление, когда листья завершили свой рост и вызревание, приходилось в среднем на 16.VI и характеризовалось наименьшей изменчивостью (CV = 3,1 %). Осеннее расцвечивание листьев начиналось в сентябре, но с разбросом дат в почти месяц: самое раннее начало фазы отмечено у А. campestre (03.IX), самое позднее - у А.
pseudoplatanus (30.IX). В условиях Башкирии^21 также отмечено ранее окрашивание листьев у видов секции Platanoidea и позднее - у секции Gemmata.
Окончание вегетации, характеризующееся массовым листопадом, в среднем наступало 05.X. Раньше всех вегетацию завершал А. platanoides (24.IX), позже - А. pseudoplatanus (18.X). Наибольшее количеством дней с начала расцвечивания листьев до их массового опадения выявлено у А. campestre (32±3,1 д.) и А. tataricum (28±4,9 д.), что повышает
их декоративность в осенний период, в то время как у остальных видов значение показателя варьировало от 15 до 19 д. Средняя величина продолжительности вегетационного периода изученных видов составила 150±2,7 д. Самая короткая продолжительность вегетации выявлена у А. platanoides и А. trautvetteп (144 и 145 д. соответственно), но в течение сезона А. platanoides проходил все фенофазы раньше А. trautvetteri . Самая продолжительная вегетация установлена у А. pseudoplatanus (163 д.). Максимальная продолжительность вегетации данного вида отмечается и в Башкирии [2], что связывается с его требовательностью к теплу и влаге.
Результаты наблюдений за генеративными органами растений приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Средние многолетние фенодаты и стандартная ошибка (дни) развития генеративных органов, продолжительность цветения европейских видов Acer
Наименование вида Начало цветения (1Ц4) Массовое цветение (2Ц4) Окончание цветения (2Ц5) Продолжительность цветения, дни Начало созревания плодов (1Пл3) Массовое созревание плодов (2Пл3)
A . campestre 17.V±2,0 19.V±2,9 29.V±4,1 12±2,6 23.IX±3,0 29.IX±3,8
A . platanoides 08.V±3,2 10.V±3,2 19.V±1,5 11±2,2 17.IX±4,2 23.IX±3,7
A. pseudoplatanus - - - - - -
A . tataricum 31.V±3,8 02.VI±4,2 17.VI±4,8 17±1,2 04.IX±6,6 10.IX±6,5
A . trautvetteri - - - - - -
Среднее 19.V±6,7 21.V±6,7 01.VI±8,5 14±1,8 15.IX±5,6 21.IX±5,6
Коэффициент вариации, % 14,2 14,3 15,7 24,9 4,8 4,8
Среди изученных видов клена цветение было отмечено только у растений трех таксонов (рисунок 3). Остальные два вида в условиях Республики Марий Эл не цветут в связи с низкой зимостойкостью. Цветение остальных видов начиналось в мае. Раньше всех, во время распускания листьев, начинал цвести А. platanoides (8.У). Самое позднее начало цветения отмечено у А. tataricum (31.У). Данный вид характеризовался и наиболее длительным цветением, продолжающимся до середины июня (17±1,2 д.).
Рисунок 3 - Цветки европейских кленов: а - A. campestre , б - A. platanoides , в - A.
tataricum
Начало созревания плодов приходилось на сентябрь, в среднем на 15.1Х. Самыми
первыми начинали созревать плоды у А. tataricum (04.IX±6,6 д.). Самым последним начиналось созревание плодов А. campestre (23.IX±3,0 д.). Массовое созревание плодов отмечено в среднем 21.IX, раньше всех у А. tataricum (10.IX±6,5 д.), позже - у А. campestre (29.IX±3,8 д.).
Корреляционный анализ выявил положительную связь между началом вегетации с началом роста побегов (r=0,99) и началом цветения (r=0,78) и его окончанием (r=0,77). Иными словами, чем раньше начиналась вегетация, тем раньше начинали расти побеги и раньше происходило цветение. Аналогичная закономерность выявлена в условиях Башкирии Í21.
Окончание роста побегов изученных видов положительно коррелировало с его началом (r=0,78). Окончание вегетации коррелировало с окончанием роста побегов (r=0,90) и продолжительностью данной фазы (r=0,89), а также началом осеннего расцвечивания листьев (r=0,74). Продолжительность вегетации коррелировала с продолжительностью роста побегов (r=0,81), то есть продолжительно вегетирующие виды характеризовались длительным ростом побегов. Продолжительность вегетации не имела связи с началом вегетации (r=0,22), зато положительно коррелировала с датами массового листопада (r=0,94). Действительно, размах дат начала вегетации составил 9 дней, в то время как размах дат ее окончания - 25 дней. Иными словами, клены начинали вегетировать относительно дружно, а заканчивали вегетацию в различные сроки.
Сроки полного облиствения характеризовались отрицательной связью с датами начала (r=-0,81) и окончания цветения (r=-0,83) , а также его продолжительностью (r=-0,86). Вероятно, это обусловлено видовыми особенностями растений - А. tataricum цветет позднее двух других видов, но листья вызревают раньше. Сроки созревания плодов находились в отрицательной связи со сроками начала и окончания цветения (r=-0,73...-0,79), то есть у более поздноцветущих видов плоды созревали раньше. Действительно, биологической особенностью А. tataricum является позднее цветение и раннее созревание плодов.
За период исследования самое раннее прохождение большинства фенофаз зафиксировано в 2016 году, самое позднее - в 2017 г., что согласуется с метеорологическими условиями вегетационных периодов исследуемых лет. При более высоких среднесуточных температурах растения проходили фазы сезонного развития раньше, а более прохладные погодные условия задерживали наступление фенофаз.
Таким образом, изученные европейские клены в условиях Республики Марий Эл начинали вегетацию в первой декаде мая и заканчивали в третьей декаде сентября -середине октября. Чем раньше начиналась вегетация, тем раньше начинали отрастать побеги и раньше происходило цветение. Самое раннее цветение во второй декаде мая отмечено у А. platanoides , затем в третьей декаде мая цвел А. campestre . Самое позднее и продолжительное цветение в течение первой половины июня выявлено у А. tataricum . Продолжительно вегетирующие виды характеризовались длительным ростом побегов и поздним опадением листьев. В осенний период наиболее декоративны А. campestre и А. tataricum , отличающиеся длительным периодом окрашивания листьев. Виды А . pseudoplatanus и А . trautvetteri не проходят фазы генеративного развития в связи с низкой зимостойкостью и не рекомендуются для применения в озеленении населенных пунктов республики.
Библиография
1. Дорофеева, Л.М. Результаты интродукции рода Acer L, на Среднем Урале - Л.М.
Дорофеева // Вестник ИрГСХА. - 2011. - № 44-1. - С. 33-42.
2. Рязанова, Н.А. Клена в Башкирском Предуралье: биологические особенности в условиях интродукции / Н.А. Рязанова, В.П. Путенихин. - Уфа: АН РБ, Гилем, 2012. - 224 с.
3. Замятнин, Б.Н. Семейство Кленовые - Aceraceae Lindl. / Б.Н. Замятнин // Деревья и кустарники СССР. - T.IV. - М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1958. - С. 405-499.
4. Куропятников, М.В. Итоги интродукционного испытания видов рода клен (Acer L.) в Ботаническом саду Южного федерального университета / М.В. Куропятников, О.И. Федоринова, Б.Л. Козловский. - Ростов-на-Дону: ЮФУ, 2017. - 172 с.
5. Фирсов, Г.А. Яркие краски кленов / Г.А. Фирсов // Питомник и частный сад / Г.А. Фирсов. - 2012. - № 5. - С. 24-30.
6. Коллекционные фонды Ботанического сада-института Марийского государственного технического университета / Л. И. Котова, С. М. Лазарева, Л. В. Сухарева [и др.]. -Йошкар-Ола: МарГТУ, 2011. - 152 с.
7. Абрамов, Н.В. Конспект флоры Республики Марий Эл / Н.В. Абрамов. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 1995.- 192 с.
8. Методика фенологических наблюдений в ботанических садах СССР. - М., 1975. - 28 с.
9. Зайцев, Г.Н. Математика в экспериментальной ботанике / Г.Н. Зайцев. М.: Наука, 1990. - 296 с.
10. Лосев, А.П. Практикум по агрометеорологическому обеспечению растениеводства / А.П. Лосев. - Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат, 1994. - 245 с.
11. Мухаметова, С. В. Сезонный ритм развития видов боярышника, интродуцированных в Республику Марий Эл / С.В. Мухаметова, С.М. Лазарева // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер. Лес, экология, природопользование. - 2014. - № 22. - С. 63-76
Результаты процедуры рецензирования статьи
В связи с политикой двойного слепого рецензирования личность рецензента не раскрывается.
Со списком рецензентов издательства можно ознакомиться здесь.
Предмет исследования являются, по мнению автора, анализ сезонного развития европейских кленов в условиях Республики Марий Эл. Методология исследования исходя из анализа статьи можно сделать вывод об использовании методов фенологическогое наблюдения, которые были проведены в 2014-2018 гг. согласно методике ГБС РАН для ботанических садов, а также анализа опубликованных источников информации. Актуальность затронутой темы безусловна и состоит в разработке экологических методов сохранения урожая для развития озеленения петукм использования различных видов Рода Acer L. как одного из широко распространенных древесных родов покрытосеменных растений, устойчивых к условиям атмосферного загрязнения. Научная новизна заключается в попытке автора использовать сравнительный анализ прохождения одного из этапов - цветения в качестве экологического метода регулирования выбора в последующем видов для осуществления «зеленого строительства», хотя ам автр не прямую об этом, к сожалению, не указывает. Стиль, структура, содержание стиль изложения результатов достаточно научный. Однако есть ряд вопросов, в частности: Автору статьи следовало бы выделить разделы статьи для лучшего восприятия, указав задачи и выводы, конкретную ноучную новизну и
практическую значимость. Требует правка и стилистика. Выражение «Территория Республики Марий Эл входит в умеренный климатический пояс, район с умеренно-холодной зимой, область недостаточного увлажнения» перегружено объектами, тогда как рассмотрению подвергался конкретный дендрологический парк. В этой связи автору следует скорректировать объект исследования, так как в названии фигурирует «в условиях Республики Марий Эл» а в целевой установке «сравнительный анализ сезонного развития европейских видов Acer в экспозиции Дендрарий БСИ ПГТУ». Надо полагать , что в условиях достаточно обширной территории существуют экологические ниши, изменяющие ход и скорость прохождения фенологических фаз. Автор дает интересные данные о репродуктивных фазах, забывая о возможности сравнения лишь у одного возрастного класса, так как в различные стадии могут цвести в разные сроки сезона вегетации. Используя иллюстрации, которые безусловно уместны с указание отличительных признако на уровне вида, следует приводить цветы одной стадии цветения. Приводимая автором карта не совсем уместна в связи с объектом исследования обозначенным в названии статьи «Территория Республики Марий Эл». Сумма эффективных температур в +5°С, требует обоснования для умеренного пояса и видов клена южной дислокации, так как эта сумма для умеренного пояса обычно берется в 10°С. В Таблице 2 уместно указать возраст и фенологическую фазу, а для статистических параметров повторность отбора параметров для статической обработке данных. Продолжительность вегетационного периода составляет 175 дней, периода активной вегетации - 138 дней [11] автором из статьи для боярышника (Мухаметова, С. В. Сезонный ритм развития видов боярышника, интродуцированных в Республику Марий Эл / С.В. Мухаметова, С.М. Лазарева // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер. Лес, экология, природопользование. - 2014. - № 22. - С. 63-76). У крена разных видов она различна. Не ясно игнорирование автором статьи повсеместно используемого в озеленении клена американского (лат. Acer negundo). Библиография исчерпывающая постановки рассматриваемого вопроса, но за исключение одного содержит ссылки на источники старше 5 и более лет. Апелляция к оппонентам представлена в выявлении проблемы на уровне имеющейся информации, полученной автором в результате анализа литературных источников. Выводы, интерес читательской аудитории в выводах обощения для практического использования, позволивших применить полученные результаты при обосновании для прирожопользования, что говорит о теоретическом характере работы. Целевая группа потребителей информации в статье не указана.
