Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,653

РОСТ ТОПОЛЯ ЧЕРНОГО (POPULUS NIGRA L.) В УСЛОВИЯХ СУХОСТЕПНОЙ ЗОНЫ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Кружилин С.Н. 1 Мишенина М.П. 1 Кирюшин Н.О. 1 Таскаев Д.А. 1
1 Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт имени А.К. Кортунова – филиал ФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет»
Деревья рода тополь являются наиболее распространённой породой в озеленении населённых пунктов Юга России. Несмотря на наличие большого количества точных сведений о тополе, по-прежнему остаются открытыми вопросы его срока жизни в условиях города и открытой степи, устойчивости деревьев и насаждений, кронирования, хода роста, требовательности к почве, влаге, уточнения его эстетических качеств в разных хозяйственных и функциональных зонах. Исследуемые рядовые посадки деревьев тополя чёрного в возрасте 51 года (Populus Nigra L.) произрастают вдоль автомагистрали Ростов – Элиста на территории населённого пункта слобода Большая Орловка Мартыновского района Ростовской области. Цель работы – изучение роста и состояния тополя чёрного в условиях сухостепной зоны, установление перспективных сроков жизни кронированных и не подлежащих кронированию деревьев, определение оптимального возраста (времени) кронирования. В процессе исследования на пробной площади была проведена инвентаризация зелёных насаждений, которая включала в себя: измерения высоты стволов растущих деревьев, прироста вегетативной части кронированных деревьев, диаметра на высоте 1,3 м, также определение категории состояния. По результатам инвентаризации выполнена математико-статистическая обработка результатов инвентаризации кронированных и не подлежащих кронированию деревьев тополя чёрного. Для оценки достаточности количества наблюдений и достоверности полученных результатов были рассчитаны: средний показатель (Мmм), коэффициент вариации (С, %), точность опыта (Р, %). На основании данных, полученных в результате исследований, определено, что кронирование благоприятно влияет на рост деревьев тополя чёрного, позволяет безопасно эксплуатировать деревья без риска ветровала и ветролома, ведёт за собой активное последующее развитие порослевой части (за 6 вегетационных периодов с 2011 г. деревья смогли сформировать эстетически привлекательную правильную крону).
тополь чёрный
кронированние деревьев
рост тополя черного
прирост вегетативной части деревьев
сухостепная зона
1. Международный кодекс ботанической номенклатуры (Венский кодекс), принятый Семнадцатым международным ботаническим конгрессом, Вена, Австрия, июль 2005 г. // Пер. с английского Т.В. Егоровой и др. Отв. ред. Н.Н. Цвелёв. М.; СПб.: Товарищество научных изданий КМК, 2009. 282 с.
2. Xiong Li, Yunqiang Yang, Xudong Sun, Huaming Lin, Jinhui Chen, Jian Ren, Xiangyang Hu, Yongping Yang. Comparative Physiological and Proteomic Analyses of Poplar (Populus Yunnanensis L.) Plantlets Exposed to High Temperature and Drought. Published: September 16, 2014 [Электронный ресурс]. URL: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0107605 (дата обращения: 23.09.2018). DOI: 10.1371/journal.pone.0107605.
3. Кружилин С.Н., Мишенина М.П. Закономерности роста древесных растений рода POPULUS в озеленительных насаждениях урбанизированных территорий Ростовской области // Защитное лесоразведение, мелиорация земель, проблемы агроэкологии и земледелия в Российской Федерации: сборник трудов конференции. Волгоград, 2016. С. 339–343.
4. Кружилин С.Н., Таран С.С. Экологически обоснованные мероприятия по формированию габитуса тополевых насаждений в условиях урболандшафтов Нижнего Дона // Наука. Мысль. 2014. № 1. URL: wwenews.esrae.ru/1-22 (дата обращения: 24.10.2018).
5. Кружилин С.Н. Рост дуба черешчатого в лесных культурах, созданных с применением разных типов смешения в условиях Нижнего Дона: дис. ... канд. с-х. наук: 06.03.01. Новочеркасск, 2008. 182 с.
6. Хрусталев Ю.П., Василенко В.Н., Свисюк И.В., Панов В.Д., Ларионов Ю.А. Климат и агроклиматические ресурсы Ростовской области. Ростов н/Д.: Батайское книжное изд-во, 2002. 184 с.
7. Кружилин С.Н., Мишенина М.П. Методика исследования насаждений рода POPULUS // Проблемы природоохранной организации ландшафтов: материалы Международной научной-практической конференции. 2016. С. 201–208.
8. Зайцев Г.Н. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. М.: Наука, 1984. 424 с.
Zajcev G.N. Mathematical statistics in experimental botany. M.: Nauka, 1984. 424 p. (in Russian).
9. Ивонин В.М., Пеньковский Н.Д. Лесомелиорация ландшафтов. Научные исследования. Ростов н/Д.: Изд-во СКНЦ ВШ, 2003. 150 с.
10. Карта, сл. Большая Мартыновка [Электронный ресурс]. URL: https://www.google.ru/maps/@47.3363657,41.2682106,1390m/data=!3m1!1e3?hl=ru (дата обращения: 29.07.2018).
11. Методика инвентаризации городских зеленых насаждений. Академия коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова. М.: Минстрой России, 1997. 14 с.
12. Медведева Е.Ю. Биолого-экологические особенности роста и размножения гибридных тополей в городе Екатеринбурге: автореф. дис. ... канд. сел.-хоз. наук: 06.03.03. Екатеринбург, 2015. 20 с.
13. Постановление Правительства Ростовской области от 30 августа 2012 г. № 819 «Об утверждении Порядка охраны зелёных насаждений в населённых пунктах Ростовской области» // Наше время 12 сентября 2012 г. URL: http://internet.garant.ru/#/document/19504882/paragraph/1:8 (дата обращения: 06.08.2018).
14. Ермолова А.С. Состояние, рост и ресурсный потенциал насаждений тополя белого в поймах рек степного Придонья: автореф. дис. ... канд. сел.-хоз. наук: 06.03.02. Пушкино, 2016. 23 с.

Тополь (Populus L.) [1] – одна из важных древесных пород для целей защитного лесоразведения, также одна из распространённых пород для озеленения населённых пунктов и автомагистралей [2–4].

Знания о тополе обширные, но есть вопросы о сроке жизни, о устойчивости деревьев и насаждений, о кронировании и др. [3–5].

Исследования роста тополя чёрного (Populus Nigra L.) [1] проведены в Мартыновском районе Ростовской области на территории населённого пункта слобода Большая Орловка (северо-западный въезд в слободу). На рис. 1 показан тополь чёрный на объекте исследований, произрастающие здесь деревья тополя выполняют функцию придорожных насаждений.

В соответствии с особенностями климатических условий территория характеризуется как сухая степь. Здесь отмечается среднегодовое количество осадков – 409 мм; среднегодовая температура воздуха – 8,4 °С; относительная влажность воздуха – 71 %. Коэффициент влагообеспеченности (ГТК по Г.Т. Селянинову) составляет 0,60–0,78.

Основу почвенного покрова формируют чернозёмы южные. Они характеризуются мощным гумусовым горизонтом (А + В1 = 65–100 см) с содержанием гумуса в горизонте А до 4,5 % и кратковременным и неглубоким промерзанием [5, 6].

Как видно из показателей климатических условий, они для роста тополя не самые оптимальные, так как принято считать, что тополь – порода требовательная к влаге и богатству почв [5, 7]. Тем не менее тополь чёрный является популярной породой, применяемой как при озеленении населённых пунктов, так и в защитном лесовыращивании (в частности, насаждения вдоль автомобильных дорог) [3].

Цель исследования: изучить рост и состояние тополя чёрного, определить перспективные сроки жизни, оптимальное время (возраст) кронирования деревьев.

В задачи исследования входило: измерение высоты деревьев (h, м), измерение диаметра на высоте 1,3 м (d1,3, см); измерение прироста вегетативной части кронированных деревьев (z, м); математико-статистическая обработка результатов инвентаризации.

Материалы и методы исследования

В соответствии с методикой [7–9] были исследованы деревья, произрастающие вдоль автомагистрали Ростов – Элиста и автомобильной дороги ул. Революционной, которая проходит через сл. Большая Орловка (рис. 2).

Высота деревьев определялась высотомером-эклиметром ЭВ-1, предназначенным для измерения высоты стволов растущих деревьев при таксации леса, который позволяет производить измерения на базе 10 и 20 м от основания измеряемого объекта, для чего предусмотрены две шкалы с шагом 1 м. От деревьев отмеряли расстояние, равное базису высотомера (20 м) [7]. Высота определялась у каждого дерева в отдельности, после чего находилось среднее значение.

Диаметр деревьев измерялся мерной вилкой в двух взаимно перпендикулярных направлениях на высоте 1,3 м, затем по полученным данным вычислялся средний диаметр (как среднее арифметическое двух замеров). Средний диаметр рассчитывался по общепринятой в таксации методике – через сумму площадей сечений. Для оценки достаточности количества наблюдений и достоверности полученных результатов проводилась математическая обработка, рассчитывали: средний показатель (Мmм), коэффициент вариации (С, %), точность опыта (Р, %), используя методики авторов: Г.Н. Зайцев, 1984, В.М. Ивонин, Н.Д. Пеньковский, 2003 [7–9]. Стандартное значение критерия Стьюдента принимаем на доверительном уровне 99 %, 99,9 % [9, с. 103, 104].

krug1a.tif krug1ab.tif

а) б)

Рис. 1. Исследуемые насаждения тополя чёрного вдоль автомагистрали: а) кронированные деревья; б) некронированные

krug2.tif

krug2a.wmf – кронированные деревья; krug2b.wmf – некронированные деревья

Рис. 2. Ситуационная схема месторасположения объекта исследований (северо-западный въезд в сл. Большая Орловка) [10]

Фактический критерий существенности (Стьюдента) вычисляли по формуле [5, с. 104]:

tфакт = kruz01.wmf

При проведении обследования состояние каждого дерева оценивали в соответствии с методикой инвентаризации городских зелёных насаждений (Академия коммунального хозяйства им. Памфилова К.Д., 1997) [11, с. 4, 12, 13] с использованием трехбалльной шкалы с помощью которой определялась категория состояния (Ксост) [11, с. 4, 14].

При замерах фиксировалась схема посадки деревьев и велась фотосъёмка.

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты исследований отражены в табл. 1.

Кронирование деревьев тополя осуществлено в 2011 г. Эта кардинальная технологическая операция была необходима в связи с тем, начиная с возраста 42–45 лет у деревьев тополя черного прогрессировало усыхание ветвей, а имея большую массу, это представляло опасность для автомобилей и жителей. Как видно из табл. 1, за 6 лет у деревьев сформировалась надземная часть высотой 6,42 м. При этом средний прирост порослевой части составляет – 1,07 м.

На отдельном отрезке защитного насаждения из тополя черного кронирование не проводилось. Для полноценной характеристики роста тополя чёрного нами исследованы деревья, которые не подлежали кронированию – это позволяет нам сравнить растения, произрастающие в одинаковых условиях и одинаковом возрасте.

Результаты исследований некронированных деревьев отражены в табл. 2.

Из анализа данных табл. 1 и 2 по таким показателям, как категория состояния (Ксост) и диаметр на высоте 1,3 м (d1,3), видно, что категория состояния у кронированных деревьев находится в пределах от 1,29 до 1,47, из этого следует, что состояние деревьев в соответствии со шкалой (методика К.Д. Панфилова): «хорошее» – растения здоровые с правильной, хорошо развитой кроной, без существенных повреждений (рис. 2, а) [11, с. 4]; в то время у некронированных деревьев этот показатель от 1,99 до 2,19, следовательно, в возрасте 51 года состояние «удовлетворительное» – растения здоровые, но с неправильно развитой кроной, со значительными, но не угрожающими их жизни ранениями или повреждениями, с дуплами и др. (рис. 2, б) [11, с. 4], предположительно, к 60 годам состояние этих деревьев ухудшится до «неудовлетворительного». Диаметр на высоте 1,3 м у деревьев практически равен, у кронированных находится в пределах от 55,7 см до 57,34 см, у некронированных от 55,46 см до 58,94 см, разница этого показателя составляет 0,68 см. На основании полученных результатов можно судить о том, что кронирование благоприятно влияет на деревья тополя чёрного, на его рост, последующее развитие порослевой части, за 6 вегетационных периодов деревья смогли сформировать эстетически привлекательную крону, без существенных повреждений.

Исследуемые кронированные деревья тополя чёрного формируют двухрядное насаждение, которое имеет направление посадки рядов с северо-запада на юго-восток (рис. 1, а, рис. 2). Нами сделано сравнение показателей роста кронированных деревьев тополя чёрного, произрастающих с левой стороны (западной) и правой стороны (восточной), что отражено в табл. 4 и 5.

Анализируя показатели табл. 4, можно проследить, что разница между высотами деревьев левой и правой стороны 0,71 см. Средний диаметр стволов тополя чёрного на высоте 1,3 м по левой стороне составляет 56,62 см, а по правой стороне 56,43 см, что составляет разницу в 0,19 см. При 99,0 % и 99,9 % достоверном уровне разница высот и диаметров между левой и правой стороной деревьев является несущественной.

Нами также были сравнены две средних величины – прирост порослевой части, обработка данных прироста порослевой части была проведена разностным методом при одинаковом числе повторности (21 измерение), анализ данных представлен в табл. 5.

На основании полученных данных табл. 5 – tфакт < tтабл (1,47 < 2,9), поэтому несущественна средняя разность прироста порослевой части кронированных деревьев тополя чёрного при доверительных уровнях 99 %, 99,9 %, размах колебаний числовых значений членов ряда (вокруг средней арифметической) слишком велик.

Таблица 1

Результаты исследований тополя черного (кронированный)

Порода

Возраст, лет

Высота, м

h ± mh

Диаметр, см

d1,3 ± md

Прирост порослевой части, м

z ± mz

Высота кронирования, м

hкр ± mhкр

Категория состояния, средний балл Ксост ± mсост

Тополь чёрный (Populus nigra L.)

51

8,54 ± 0,30

56,52 ± 0,82

6,42 ± 0,31

2,13 ± 0,03

1,38 ± 0,09

 

Таблица 2

Результаты исследований некронированных деревьев тополя чёрного

Порода

Возраст, лет

Высота, м

h ± mh

Диаметр, см

d1,3 ± md

Категория состояния, средний балл

Ксост ± mсост

Тополь чёрный (Populus nigra L.)

51

23,71 ± 0,60

57,20 ± 1,74

2,09 ± 0,10

 

Таблица 4

Параметры статистического ряда двухрядной посадки кронированных деревьев

Параметры

Высота дерева, м

kruz02.wmf

Прирост порослевой части, м

kruz03.wmf

Высота кронирования, м

kruz04.wmf

Диаметр ствола на высоте 1,3 м, см

kruz05.wmf

Средний прирост порослевой части

Левая сторона (западная)

8,90 ± 0,43

6,82 ± 0,44

2,07 ± 0,03

56,62 ± 1,23

1,14

Правая сторона (восточная)

8,19 ± 0,41

6,01 ± 0,42

2,18 ± 0,04

56,43 ± 1,09

1,00

 

Таблица 5

Прирост порослевой части кронированных деревьев тополя чёрного [9]

Повторность

Прирост порослевой части

Разность (d)

Квадрат разности, d2

Критерий Стьюдента

Левая сторона

Правая сторона

tфакт

tтабл

99 %

99,9 %

1

4,55

4,35

0,20

0,04

1,47

2,9

3,9

2

4,33

4,93

–0,60

0,36

3

3,44

4,34

–0,90

0,81

4

4,5

4,50

0,00

0,00

5

2,99

7,75

–4,76

22,66

6

5,2

7,96

–2,76

7,62

7

8,51

5,43

3,08

9,49

8

7,93

6,80

1,13

1,28

9

7,05

10,67

–3,62

13,10

10

7,5

6,75

0,75

0,56

11

7,06

1,90

5,16

26,63

12

8,95

7,15

1,80

3,24

13

7,7

7,76

–0,06

0,00

14

7

5,85

1,15

1,32

15

8,85

6,85

2,00

4,00

16

6,9

4,50

2,40

5,76

17

7,05

5,60

1,45

2,10

18

10,95

8,65

2,30

5,29

19

9,3

3,64

5,66

32,04

20

8

5,40

2,60

6,76

21

5,5

5,40

0,10

0,01

Сумма

143,26

126,18

17,08

143,07

     

Среднее

6,82

6,01

0,81

       

 

Проведённые исследования позволяют сделать следующие выводы и дать практические рекомендации:

1. Кронирование – это прежде всего удаление ненужных, сухих ветвей, которое влечёт за собой улучшение общего и эстетического состояния дерева, также снижает риск повреждения стволов при сильном ветре, период восстановления формы кроны у кронированных деревьев тополя чёрного (Populus Nigra L.) составляет 1 год (средний прирост порослевой части составляет – 1,07 м/год, за 6 лет общий прирост в пределах от 6,11 м до 6,73 м).

2. Высота спила при кронировании деревьев тополя черного в условиях сухостепной зоны Ростовской области, принимаемая в пределах 2,0–2,5 м, является допустимой.

3. Кронирование деревьев тополя черного в возрасте 40–45 лет позволит полностью предотвратить риск поломки крупных усохших скелетных ветвей, при этом насаждения полностью обновляются, санитарное состояние из категории – «неудовлетворительное» переходит в категорию «хорошее». Увеличивается безопасный срок эксплуатации насаждений не менее чем на 10 лет.


Библиографическая ссылка

Кружилин С.Н., Мишенина М.П., Кирюшин Н.О., Таскаев Д.А. РОСТ ТОПОЛЯ ЧЕРНОГО (POPULUS NIGRA L.) В УСЛОВИЯХ СУХОСТЕПНОЙ ЗОНЫ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ // Успехи современного естествознания. – 2018. – № 11-1. – С. 43-48;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=36903 (дата обращения: 19.07.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252