В соответствии с последней таксономической обработкой североамериканских исследователей[1; 2] род RobiniaL. включает четыре вида (R.pseudoacaciaL.; R.neomexicana A. Gray; R.viscosa Vent.; R.hispidaL.), восемь разновидностей и несколько межвидовых гибридов. Кроме этого, в декоративном садоводстве используются разнообразные формы и сорта различных видов этого рода. Вотечественной литературе выделяют также R.luxurians (Dieck) S.K.Schneid.[3; 4], отличающуюся от R.neomexicana количеством листочков сложного листа и темпами роста.
Разногласия в таксономии вызваны большим количеством клональных линий, формирование которых происходит благодаря склонности многих видов этого рода к апомиксису [5]. Кроме этого, большинство видов довольно легко образуют в условиях интродукции межвидовые гибриды[6], идентификация таксономической принадлежности которых также вызывает значительные трудности.
Все виды рода Robinia происходят из Северной Америки. Они весьма засухоустойчивы, декоративны и отличаются высокой жизненностью в условиях интродукции. Ксожалению, в настоящее время широкое распространение в защитном лесоразведении юга Российской Федерации получил только один вид – R.pseudoacacia[7].
В коллекционных фондах ФНЦ агроэкологии РАН род RobiniaL. представлен крупными неоднородными интродукционными популяциями, имеющими разную таксономическую принадлежность. Мобилизационный резерв этих популяций может значительно повысить хозяйственную ценность и биологическую устойчивость робиниевых насаждений в сложных лесорастительных условиях Волгоградской области. Всвязи с этим актуальность темы исследований заключается в необходимости научного анализа и оценки перспективности различных видов, разновидностей, форм и сортов рода RobiniaL. для обогащения дендрофлоры лесозащитных и озеленительных насаждений в сухостепных и полупустынных районах Волгоградской области.
Цель исследования: уточнить таксономическую принадлежность и определить перспективность использования различных видов, разновидностей, форм и сортов рода Robinia в защитном лесоразведении и озеленении населенных пунктов сухостепных и полупустынных районов Волгоградской области.
Материалы и методы исследования
Объект исследований – виды, разновидности и формы рода RobiniaL., произрастающие в кластерных дендрологических коллекциях ФНЦ агроэкологии РАН (кадастр. №34:34:000000:122, 34:34:060061:10; кадастр. №34:36:0000:14:0178), в объектах озеленения населенных пунктов Волгоградской области и в защитных лесонасаждениях. Исследования проводились на протяжении трех лет с 2017 по 2020 г. Обследование насаждений в целях таксономической идентификации проводилось маршрутно-экспедиционным методом. Обследованию подлежали озеленительные и лесозащитные насаждения различных районов Волгоградской области и города Волгограда. Номенклатура зарегистрированных видов, разновидностей и форм растений выверялась по системе, предложенной Peabody F.J.[1].
Для измерения таксационных показателей были определены одновозрастные интродукционные популяции: 48.478303 °N 44.542255 °E (Красноармейский район, объект озеленения); 48.714435 °N 44.522379 °E (Центральный район, объект озеленения); 48.657598 °N 44.438422 °E (Советский район, объект озеленения); 48.641656 °N 44.431266 °E (Советский район, объект озеленения) 48.631616 °N 44.423020 °E (Советский район, питомник древесных растений ФНЦ агроэкологии РАН); 48.617162 °N 44.373890 °E (Кировский район, коллекционные фонды ФНЦ агроэкологии РАН); и города Волжского: 48.617162 °N 44.373890 °E (объект озеленения). Таксационные показатели насаждений определялись методом массовых наблюдений с использованием среднеарифметических величин. Общее количество исследуемых деревьев 1450 шт. Для таксационной характеристики жизненной формы и общего габитуса растений авторами предложен индекс многоствольности – среднее количество стволов на одно растение в выборочной совокупности.
Оценка перспективности изучаемых видов, разновидностей и форм проводилась по методике ГНУ ВНИАЛМИ[8]. Для анализа биологической устойчивости (зимостойкость, засухоустойчивость, репродуктивная способность, жизненность) использовались данные собственных наблюдений (2017–2020 гг.), а также данные многолетних визуальных наблюдений, проведенных на базе кластерных дендрологических коллекций ФНЦ агроэкологии РАН[9]. Математическая обработка результатов осуществлялась в прикладной программе MS Exсel с определением средних значений и стандартного отклонения (σ) для характеристики рассеивания показателей тех или иных признаков.
Результаты исследования и их обсуждение
Результаты исследований показали, что в настоящее время генофонд рода Robinia в сухостепных и полупустынных районах Волгоградской области включает один белоцветковый вид – R.pseudoacaciaL. и два розовоцветковых – R.neomexicana A.Gray и R.viscosa Vent. R.neomexicana представлена типичной разновидностью – R.neomexicana var. neomexicana и разновидностью – R.neomexicana var. rusbyi. R.viscosa представлена разновидностью R.viscosa var. hartwegii(Koehne) Ashe. Кроме этого, выделены цветовые формы R.neomexicana с бледно-розовой и бледно-фиолетовой окраской цветков [10]. Зарегистрированы также межвидовые гибриды R.pseudoacacia х R.neomexicana, с белым венчиком и розовой чашечкой, строение которой полностью соответствует видовым характеристикам R.neomexicana. СR.neomexicana данные гибриды также сближают особенности фенологического развития. Изучение строения вегетативных органов R.neomexicana показало, что варьирование количества листочков сложного листа находится в пределах фенотипической изменчивости данного вида. Эта особенность является адаптацией к условиям произрастания и не может использоваться для выделения вида – R.luxurians (Dieck) S.K.Schneid. Кроме этого, в коллекционных фондах ФНЦ агроэкологии РАН и объектах озеленения населенных пунктов Волгоградской области встречаются декоративные формы R.pseudoacacia: f. umbraculifera (DC) Rehd. и R.pseudoacacia f.pyramidalis (Pepin) Rehd. Врезультате аналитической селекции сотрудниками ФНЦ агроэкологии РАН также были отобраны перспективные формы R.pseudoacacia: мачтовая, морозоустойчивая и пирамидальная. По результатам сортоиспытаний, последней форме был присвоен статус сорта «Комета»[4].
Мобилизация генетических ресурсов рода Robinia на базе кластерных дендрологических коллекций ВНИАЛМИ (ныне ФНЦ агроэкологии РАН) началась в 70-х годах прошлого столетия. Кнастоящему времени в коллекциях сформировались крупные самовоспроизводящиеся популяции второго-третьего поколения в возрасте около 20 лет (табл.1). Образцы видов и форм, мобилизованные на этапе первичного интродукционного испытания, до настоящего времени не сохранились, так как средняя продолжительность жизни робиниевых насаждений в сложных лесорастительных условиях сухостепных и полупустынных районов Волгоградской области составляет от 20 до 50 лет. Самые старые экземпляры R.pseudoacacia (более 50 лет) сохранились только в объектах озеленения с оптимальным гидрологическим режимом.
Таблица 1
Таксационные показатели насаждений различных видов и форм рода RobiniaL. в условиях Волгоградской области
|
Насаждение |
Тип посадок, кол-во |
Возраст (лет) |
Высота (м) |
Диаметр (см) |
Индекс многоствольности |
Проекция кроны (м) |
|
Robinia neomexicana var. neomexicana Коллекционные фонды ФНЦ агроэкологии РАН, нижняя терраса б.Григорова (г. Волгоград: 48.631616 °N 44.423020 °E) |
массив |
~20 |
7,20 σ 0,35 |
5,85 σ 2,26 |
2,33 σ 0,52 |
3,67 х 4,07 σ 0,83-1,01 |
|
Robinia neomexicana var. neomexicana Противоэрозионные и лесозащитные насаждения территории ВОЛГУ, средняя часть склона р.Волга (г. Волгоград: 48.641656 °N 44.431266 °E) |
многорядная |
~20 |
5,93 σ 0,28 |
5,71 σ 1,86 |
2,8 σ 0,84 |
4,04 х 4,72 σ 0,55-0,41 |
|
Robinia neomexicana ф. бледно-фиолетовая Коллекционные фонды ФНЦ агроэкологии РАН, нижняя терраса б.Григорова (г. Волгоград: 48.657598 °N 44.438422 °E) |
групповая |
~20 |
7,51 σ 0,58 |
7,0 σ 2,75 |
2,5 σ 0,52 |
4,54 х 5,48 σ 1,46-1,53 |
|
Robinia neomexicana ф. бледно-розовая Коллекционные фонды ФНЦ агроэкологии РАН, нижняя терраса б.Григорова (г. Волгоград: 48.657598 °N 44.438422 °E) |
групповая |
~20 |
5,42 σ 0,38 |
5,52 σ 2,05 |
2,4 σ 0,32 |
3,92 х 5,35 σ 0,42-0,71 |
|
Robinia neomexicana var. rusbyi Озеленительные насаждения ограниченного и общего пользования (г.Волгоград: 48.657598 °N 44.438422 °E) |
групповая |
~20 |
7,85 σ 0,75 |
7,52 σ 1,94 |
1,9 σ 0,24 |
4,75 х 5,72 σ 0,45-0,63 |
|
Robinia pseudoacacia Коллекционные фонды ФНЦ агроэкологии РАН, нижняя терраса б.Григорова (г. Волгоград: 48.657598 °N 44.438422 °E) |
групповая |
~20 |
10,85 σ 0,69 |
8,29 σ 3,99 |
1,75 σ 1,83 |
5,35 х 6,15 σ 0,53-0,83 |
|
Robinia pseudoacacia Коллекционные фонды ФНЦ агроэкологии РАН, водораздельная территория р.Отрада, б.Григорова и б. Хохлатская (г. Волгоград, 48.617162 °N 44.373890 °E) |
многорядная |
~20 |
8,50 σ 0,37 |
9,25 σ 5,05 |
4,0 σ 1,83 |
5,8 х 5,0 σ 1,14-1,19 |
|
Robinia pseudoacacia Придорожная защитная полоса, нижняя терраса Ергенинской возвышенности (г. Волгоград, 48.478303 °N 44.542255 °E) |
рядовая |
~50 |
15,48 σ 1,02 |
48,14 σ 4,74 |
1,17 σ 0,41 |
7,0 х 7,4 σ 2,08-1,92 |
|
Robinia pseudoacacia f. pyramidalis Коллекционные фонды ФНЦ агроэкологии РАН, водораздельная территория р.Отрада, б.Григорова и б.Хохлатская (г. Волгоград, 48.617162 °N 44.373890 °E) |
рядовая |
~20 |
9,04 σ 0,72 |
6,9 σ 3,32 |
5,2 σ 1,54 |
2,4 х 2,6 σ 1,09-1,72 |
|
Robinia pseudoacacia f. umbraculifera Насаждения общего пользования (Волгоградская область, г. Волжский, 48.789792 °N 44.767318 °E) |
рядовая |
~30 |
5,29 σ 0,19 |
34,8 σ 3,56 |
1 σ 0,00 |
4,28 х 5,32 σ 0,76-1,23 |
|
Robinia viscosa var. hartwegii Насаждения ограниченного пользования территории жилой застройки (г.Волгоград, 48.714435 °N 44.522379 °E) |
групповая |
~20 |
5,25 σ 1,13 |
14,4 σ 2,51 |
1 σ 0,00 |
3,52 х 4,28 σ 0,58-0,59 |
|
Robinia pseudoacacia х Robinia neomexicana Коллекционные фонды ФНЦ агроэкологии РАН, нижняя терраса б.Григорова (г.Волгоград: 48.657598 °N 44.438422 °E) |
групповая |
~20 |
9,25 σ 1,15 |
7,91 σ 2,45 |
1,8 σ 1,52 |
5,15 х 6,05 σ 0,83-1,45 |
Темпы роста и максимальная высота насаждений также находятся в прямой зависимости от условий выращивания. Так, на семенных плантациях ФНЦ агроэкологии РАН на водораздельной территории в возрасте 20 лет R.pseudoacacia достигает высоты 8–9 метров, тогда как на нижних террасах б. Григорова к этому возрасту растения достигают высоты 10–11 метров.
Все изучаемые виды имеют хорошие показатели зимостойкости (рисунок). Исключение составляют только декоративные формы: R.pseudoacacia f.umbraculifera (DC) Rehd. и R.pseudoacacia f. pyramidalis (Pepin) Rehd. Однолетние побеги этих растений подмерзают ежегодно. Всуровые зимы может повреждаться более половины длины однолетнего прироста и даже двулетние побеги. В2006г. (абсолютный минимум -37 °С) насаждения R.pseudoacacia f.umbraculifera (DC) в коллекциях ФНЦ агроэкологии РАН полностью погибли. В2006г. также наблюдалось последнее повреждение многолетних побегов у типичных представителей R.pseudoacaciaL. и R.viscosa var.hartwegii(Koehne) Ashe. Меньше повреждаются в суровые зимы побеги R.neomexicana. Более морозостойкими в сравнении с R.pseudoacacia оказались межвидовые гибриды R.pseudoacacia х R.neomexicana. Данные формы, как и R.neomexicana, позже начинают и раньше заканчивают вегетацию, что несколько повышает их зимостойкость. Низкая степень зимостойкости декоративных форм R.pseudoacacia f.umbraculifera (DC) Rehd. и R.pseudoacacia f.pyramidalis (Pepin) Rehd. объясняется тем, что их размножение в культуре происходит исключительно вегетативным способом, что не позволяет им сформировать генотипические адаптации к пониженным температурам в процессе интродукции.
Показатели зимостойкости представителей рода RobiniaL. по данным многолетних визуальных наблюдений
Оценка степени засухоустойчивости по данным многолетних визуальных наблюдений показала, что все исследуемые виды слабо реагируют на жесткие засушливые условия сухой степи и полупустыни. Во время продолжительных летних засух тургор листьев, всех исследуемых видов может незначительно снижаться, у R.neomexicana и ее форм может также наблюдаться частичное пожелтение листовых пластинок, однако данные процессы практически не влияют на прирост побегов в данный или следующий за ним год. По шестибальной шкале засухоустойчивость исследуемых видов составляет от 1 до 1,6 балла (табл.2).
Таблица 2
Показатели зимостойкости, засухоустойчивости, цветения, плодоношения и жизненности по данным визуальных наблюдений
|
Название растения |
Засухоустойчивость |
Цветение |
Плодоношение |
Жизненность |
|
R.pseudoacacia L. |
1,1 |
4,7 |
4,6 |
1,2 |
|
R.pseudoacacia f. umbraculifera (DC) Rehd. |
1,2 |
0 |
0 |
2,5 |
|
R.pseudoacacia f. pyramidalis (Pepin) Rehd. |
1,2 |
2,2 |
1,1 |
2,7 |
|
R.neomexicana var. neomexicana |
1,5 |
4,5 |
4,2 |
1,3 |
|
R.neomexicana var. rusbyi |
1,6 |
4,6 |
4,3 |
1,3 |
|
R.neomexicana ф. бледно-фиолетовая |
1,3 |
3,7 |
3,5 |
1,4 |
|
R.neomexicana ф. бледно-розовая |
1,4 |
3,9 |
3,7 |
1,5 |
|
R.viscosa var.hartwegii(Koehne) Ashe |
1,3 |
4,9 |
1,7 |
1,5 |
|
R.pseudoacacia х R.neomexicana |
1,1 |
4,5 |
4,5 |
1,2 |
Исследуемые виды, разновидности и формы имеют разный генеративный потенциал. R.pseudoacacia f. umbraculifera (DC) Rehd., как полностью стерильная форма, вообще не способна к цветению и плодоношению (табл.2). Единичные соцветия и плоды отмечаются также у R.pseudoacacia f. pyramidalis (Pepin) Rehd., что также объясняется особенностью данной формы. Самым обильным цветением отличаются R.pseudoacacia и R.viscosa var.hartwegii(Koehne) Ashe. При этом необходимо отметить, что R.viscosa var.hartwegii(Koehne) Ashe имеет также самый продолжительный период цветения. Данный вид в условиях юга России цветет с мая по октябрь с одним-двумя недельными перерывами. Самые высокие показатели плодопродуктивности и семенной продуктивности имеет R.pseudoacacia L. и ее межвидовые гибриды с R.neomexicana. Несмотря на самые высокие показатели цветения, слабое плодоношение наблюдается у R.viscosa var.hartwegii(Koehne) Ashe (табл.2).
Показателем наивысшей степени акклиматизации в новых условиях культивирования является способность к натурализации. Все исследуемые виды, разновидности и формы (исключая R.pseudoacacia: f. umbraculifera (DC) Rehd. и f.pyramidalis (Pepin) Rehd.) формируют в сухостепных и полупустынных районах Волгоградской области самовоспроизводящиеся популяции. При этом некоторые из них (R.pseudoacacia и R.neomexicana) способны к самостоятельному расселению в пойменных и барачных сообществах[11]. Отсутствие натурализовавшихся популяций других видов и форм, вероятно, связано с территориальной изоляцией от естественных лесных экосистем и относительно низкой плодопродуктивностью[12].
Таблица 3
Ассортимент видов и форм Robinia для различных типов защитного лесоразведения и озеленительных насаждений
|
Название растения |
Лесозащитные |
Озеленительные |
||||
|
полезащитные |
овражно-балочные |
массивы |
группы |
солитеры |
аллеи |
|
|
R.pseudoacacia L. |
* |
* |
* |
* |
* |
|
|
R.pseudoacacia f. umbraculifera (DC) Rehd. |
* |
|||||
|
R.pseudoacacia f. pyramidalis (Pepin) Rehd. |
* |
|||||
|
R.neomexicana var. neomexicana |
* |
* |
* |
|||
|
R.neomexicana var. rusbyi |
* |
* |
* |
|||
|
R.neomexicana ф. бледно-фиолетовая |
* |
|||||
|
R.neomexicana ф. бледно-розовая |
* |
|||||
|
R.viscosa var.hartwegii(Koehne) Ashe |
* |
* |
||||
|
R.pseudoacacia х R.neomexicana |
* |
* |
* |
|||
Таблица 4
Ассортимент видов, разновидностей и форм рода Robinia для различных агролесомелиоративных районов
|
Название растения |
Волго-Донской степной |
Волго-Донской сухостепной |
Волго-Уральский сухостепной |
Ергенинско-Сарпинский полупустынный |
Волго-Уральский полупустынный |
|
R.pseudoacacia L. |
* |
* |
* |
||
|
R.pseudoacacia f. umbraculifera (DC) Rehd. |
* |
||||
|
R.pseudoacacia f. pyramidalis (Pepin) Rehd. |
* |
||||
|
R.neomexicana var. neomexicana |
* |
* |
* |
* |
* |
|
R.neomexicana var. rusbyi |
* |
* |
* |
* |
* |
|
R.neomexicana ф. бледно-фиолетовая |
* |
* |
* |
* |
* |
|
R.neomexicana ф. бледно-розовая |
* |
* |
* |
* |
* |
|
R.viscosa var.hartwegii(Koehne) Ashe |
* |
* |
* |
||
|
R.pseudoacacia х R.neomexicana |
* |
* |
* |
* |
* |
Учитывая все перечисленные особенности, изучаемые виды, разновидности и формы рода Robinia можно рекомендовать для лесозащитных и озеленительных насаждений различного типа (табл.3). Для полезащитных насаждений наиболее перспективны представители с высокими темпами роста. Кним относится R.pseudoacacia L. и межвидовые гибриды R.pseudoacaciaхR.neomexicana. Для овражно-балочных насаждений можно рекомендовать также R.neomexicana типичной разновидности и R.neomexicana var. rusbyi.
В зеленом строительстве изучаемые виды, разновидности и формы перспективны при создании орошаемых и неорошаемых объектов озеленения общего, ограниченного использования и специального назначения. Применение теплолюбивых декоративных форм R.pseudoacacia: f.umbraculifera (DC) Rehd. и f.pyramidalis (Pepin) Rehd. возможно только в объектах ограниченного использования. Для посадки данных растений необходимо подбирать закрытые участки с мягким микроклиматом и южной экспозицией. Одним из самых высокодекоративных видов является R.viscosa var.hartwegii(Koehne) Ashe. Данный вид имеет продолжительное цветение с мая по октябрь и может с успехом использоваться даже в солитерных посадках (табл.3).
В соответствии с лесомелиоративном районированием[13] в северных степных и сухостепных районах Волгоградской области целесообразно рекомендовать межвидовые гибриды R.pseudoacacia х R.neomexicana, отличающиеся более высокой морозостойкостью (табл.4). Использование R.viscosa var.hartwegii(Koehne) Ashe в Волго-Донском степном и Волго-Уральском сухостепном районах возможно только на защищенных участках южных экспозиций. Теплолюбивые формы R.pseudoacacia: f.umbraculifera (DC) Rehd. и f.pyramidalis (Pepin) Rehd. можно рекомендовать только для южного полупустынного Ергенинско-Сарпинского района.
Заключение
Врезультате проведенных исследований было установлено, что все изучаемые виды, разновидности и формы имеют высокие показатели жизнеспособности в сложных лесорастительных условиях сухой степи и полупустыни. Сравнительная характеристика показала, что более высокие показатели зимостойкости имеет R.neomexicana, ее формы и гибриды с R.pseudoacacia. Несмотря на общий высокий показатель засухоустойчивости для всех изучаемых видов, R.pseudoacacia и ее гибридные формы несколько превосходят по данному показателю других представителей. Самой низкой способностью к генеративному размножению обладает R.viscosa, при этом данный вид является самым декоративным по интенсивности и продолжительности цветения. Возеленительных насаждениях данный вид перспективно использовать в качестве солитера, тогда как остальные – возможно использовать при создании древесных массивов, декоративных групп и аллей. Большинство видов перспективны для всех сухостепных и полупустынных районов Волгоградской области. Исключение составляют только декоративные формы R.pseudoacacia: f. umbraculifera (DC) Rehd. и f. pyramidalis (Pepin) Rehd., использование которых возможно только в южном полупустынном Ергенинско-Сарпинском районе.