Формирование комфортной среды для всех категорий граждан предполагает создание разнообразной устойчивой и безопасной предметно-пространственной и визуальной среды на всех объектах ландшафтной архитектуры. Одним из обязательных элементов комфортной предметно-пространственной среды является озеленение. Вместе с тем важны не только сами растения, но и газонное покрытие или живой напочвенный покров. Именно конгломерат живого напочвенного покрова и древесно-кустарниковых и цветочных растений обеспечивает визуальную составляющую комфортной, устойчивой и безопасной среды. Поэтому живому напочвенному покрову под древесно-кустарниковыми растениями при озеленении необходимо уделять особое внимание.
Растения в условиях города должны не только быть устойчивыми к антропогенным факторам (загазованность, задымление, устойчивость к антигололедным реагентам и т.д.), абиотическим факторам (температурно-влажностный режим среды и состав почвы, а точнее, урбанозема), но и биотическим факторам. Важнейшим биотическим фактором является конкурентоспособность, которая обеспечивается как генетически определенной стратегией роста и развития растения, так и устойчивостью к взаимодействию между растениями в ценозе [1; 2]. Ранее было показано, что далеко не только газонные травы могут обеспечивать высокую декоративность напочвенных покровов при малом уходе [3; 4]. Вопрос взаимодействия между древесно-кустарниковыми растениями и элементами живого напочвенного покрова представляет несомненный практический интерес при озеленении городов.
В середине и конце прошлого века в озеленении городов активно использовали растения семейства Розовые (Rosaceae). Они отличаются высокой декоративностью во время цветения и плодоношения, имеют интересную структуру растения и архитектонику ветвей. Вместе с тем проведенные нами исследования показали неудовлетворительное состояние старовозрастных насаждений яблони в городе Москве в настоящее время [5; 6]. Однако представители семейства Розовые (Rosaceae) до сих пор рекомендованы для озеленения [7]. К сожалению, отсутствие четких рекомендаций по особенностям ухода за этими растениями и использованию сопутствующих видов для формирования живых напочвенных покровов под ними не всегда приводит к формированию высокодекоративных композиций. Поэтому такие виды насаждений крайне редко используются в настоящее время в озеленении. Представляет интерес не только разработка структуры насаждений, но и одновременные предложения по составу живого напочвенного покрова под этими насаждениями, т.е. формирование комплексного проектного предложения, основанного на биологических особенностях культур для достижения максимальной декоративности предлагаемыми растениями с указанием технологических приемов ухода за ними.
Цель исследования: исследование влияния листового опада яблони домашней (Malus domestica) на сопутствующий живой напочвенный покров при совместном произрастании в условиях города.
Материалы и методы исследования
Для формирования устойчивого напочвенного покрова под пологом насаждений необходимо выявить, какие травянистые растения способны произрастать в условиях ежегодного попадания в почву колинов, образующихся в результате перегнивания листового опада. Кроме того, эти растения должны обеспечивать декоративность композиции и не требовать много ухода.
В качестве элементов живого напочвенного покрова, отличающихся высоким уровнем декоративности и нетребовательностью к уходным мероприятиям, можно отнести ряд видов клевера.
Таким образом, были отобраны следующие объекты исследования:
1. Клевер белый (Trifolium repens L.) – многолетнее травянистое растение рода Клевер (Trifolium) семейства Бобовые (Fabaceae). Декоративные признаки: венчик белый и розовый, соцветия до 2 см в диаметре, листья трехраздельные. Стебель ползучий, высота растения до 25 см. К почвам не требователен.
2. Клевер красный (Trifolium rubens L.) – многолетнее травянистое растение рода Клевер (Trifolium) семейства Бобовые (Fabaceae). Декоративные признаки: венчик красный, соцветия до 5 см в диаметре, листья трехраздельные. Стебель до 30–40 см высотой.
3. Микроклевер «Пиполина», или клевер белый (Trifolium repens ‘Пиполина’ L.) – многолетнее травянистое растение рода Клевер (Trifolium) семейства Бобовые (Fabaceae). Декоративные признаки: венчик белый и розовый, соцветия до 1,5 см в диаметре, листья трехраздельные. Стебель ползучий, высота растения до 10 см. К почвам не требователен.
Выбор данных культур связан с их широким распространением в искусственных ценозах города. В эксперименте в качестве контроля были выделены наиболее используемые в настоящее время газонные травы:
1. Овсяница луговая (Festuca pratensis Huds).
2. Райграс пастбищный (Lolium perenne L.).
В качестве основной тест-культуры выбран кресс-салат (Lepidium sativum L.). Эта культура отличается большой чувствительностью к поллютантам и часто используется как контрольный тест-объект.
В лабораторных опытах изучалась аллелопатическая активность экстрактов из сухих листьев яблони домашней (Malus domestica). Экстрагирование физиологически активных веществ проводили по модифицированной методике Гродзинского (1991) и Бухарова (2012) [8; 9]. Исследование всхожести тест-культур проводили в чашках Петри. Концентрации экстрактов: 50, 25, 12,5 г/л – были получены путем разбавления маточного раствора. Контроль – вода. Повторность опыта – двукратная. Учет проводился на 7-е сутки. Лабораторную всхожесть семян определяли согласно ГОСТ 12038- 84 [10].
Учитывалась всхожесть семян, длина наземной и подземной части ювенильных растений.
Результаты исследования и их обсуждение
Аллелопатические взаимодействия составляют одну из основных цепей ценотических взаимодействий между растениями. Аллелопатия – взаимное влияние растений друг на друга в результате выделения ими в окружающую среду различных органических веществ [11]. Помимо несомненного физиолого-биохимического интереса, эти взаимодействия напрямую связаны с особенностями выполнения технологических операций по уходу за растениями. При размещении в озеленении растений сем. Розовые остро стоит вопрос о выборе растений для формирования наземного покрова, что связано с большим количеством листового опада. Древесные растения формируют значительное количество листового опада, вместе с которым в почву возвращаются химические соединения, принадлежащие к разнообразным классам [12]. Эти вещества вымываются из отмерших листьев, образуются при разложении растительных остатков грибами и бактериями. При разложении листового опада в почву выделяется ряд веществ, в первую очередь фенольной природы, которые самым негативным образом сказываются на росте и развитии растений напочвенного покрова. Это явление известно как «почвоутомление» [8]. В природе в результате длительного совместного произрастания деревьев и травянистых растений у последних вырабатывается устойчивость к выделениям древесных видов. Такие растения создают в подкроновом пространстве деревьев хорошо развитый, густой травостой. Виды, чувствительные к аллелопатическим выделениям дерева, постепенно вытесняются из его подкронового пространства [8].
В городе при посеве наиболее распространенных газонных смесей, содержащих овсяницу, мятлик, райграс и др. газонные травы, наблюдается изреживание травостоя и потеря им декоративности. Особенно это сильно проявляется в весенний период.
В проведенных экспериментах по анализу влияния экстрактов из листьев яблони домашней на всхожесть и морфологические показатели проростков как наиболее распространенных газонных трав, так и рекомендуемых нами растений для создания устойчивых напочвенных покровов на объектах ландшафтной архитектуры был получен ряд интересных результатов.
В результате опыта установлено, что экстракты из листового яблоневого опада снижают лабораторную всхожесть семян в разной степени, это обуславливается как видом тест-культуры, так и концентрацией раствора (таблица).
Аллелопатическое влияние экстракта листового опада Яблони домашней (Malus domestica) на лабораторную всхожесть семян тест-культур
|
Тест-культура: Клевер белый (Trifolium repens L.) |
||||
|
показатели |
концентрация экстракта |
|||
|
контроль Н2О |
12,5 г/л |
25 г/л |
50 г/л |
|
|
Всхожесть, % |
84,5 |
84,5 |
83,75 |
56,9 |
|
Длина надземной части, мм |
17,2 ± 3,31 |
12,1 ± 2,34 |
8,3 ± 2,72 |
4,9 ± 1,71 |
|
Длина корневой части, мм |
14,2 ± 2,75 |
12,6 ± 3,22 |
8,1 ± 2,33 |
5,8 ± 1,39 |
|
Тест-культура: Клевер красный (Trifolium rubens L.) |
||||
|
показатели |
концентрация экстракта |
|||
|
контроль Н2О |
12,5 г/л |
25 г/л |
50 г/л |
|
|
Всхожесть, % |
76,0 |
94,9 |
94,8 |
82,2 |
|
Длина надземной части, мм |
17,8 ± 3,15 |
8,3 ± 1,63 |
11,4 ± 2,68 |
6,9 ± 1,13 |
|
Длина корневой части, мм |
10,4 ± 3,54 |
6,6 ± 1,66 |
9,8 ± 2,86 |
6,7 ± 1,64 |
|
Тест-культура: Клевер белый (Trifolium repens L.) «Пиполина» |
||||
|
показатели |
концентрация экстракта |
|||
|
контроль Н2О |
12,5 г/л |
25 г/л |
50 г/л |
|
|
Всхожесть, % |
79,4 |
78,8 |
73,0 |
59,4 |
|
Длина надземной части, мм |
7,4 ± 1,82 |
7,8 ± 2,11 |
4,1 ± 2,52 |
3,1 ± 1,21 |
|
Длина корневой части, мм |
13,4 ± 2,54 |
12,4 ± 3,39 |
5,9 ± 2,33 |
4,3 ± 1,44 |
|
Тест-культура: Овсяница луговая (Festuca pratensis Huds) |
||||
|
показатели |
концентрация экстракта |
|||
|
контроль Н2О |
12,5 г/л |
25 г/л |
50 г/л |
|
|
Всхожесть, % |
73,9 |
62,6 |
54,9 |
42,8 |
|
Длина надземной части, мм |
12,8 ± 2,31 |
13,7 ± 2,35 |
8,2 ± 1,85 |
3,9 ± 0,84 |
|
Длина корневой части, мм |
10,7 ± 2,21 |
8,7 ± 1,52 |
8,1 ± 1,31 |
3,6 ± 0,95 |
|
Тест-культура: Райграс пастбищный (Lolium perenne L.) |
||||
|
показатели |
концентрация экстракта |
|||
|
контроль Н2О |
12,5 г/л |
25 г/л |
50 г/л |
|
|
Всхожесть, % |
77,9 |
89,3 |
80,7 |
68,7 |
|
Длина надземной части, мм |
15,2 ± 2,93 |
11,2 ± 2,23 |
11,4 ± 2,16 |
8,2 ± 1,86 |
|
Длина корневой части, мм |
14,1 ± 2,13 |
10,9 ± 2,24 |
8,0 ± 1,37 |
6,0 ± 1,25 |
|
Тест-культура: Кресс-салат (Lepidium sativum L.) |
||||
|
показатели |
концентрация экстракта |
|||
|
контроль Н2О |
12,5 г/л |
25 г/л |
50 г/л |
|
|
Всхожесть, % |
68,5 |
51,4 |
60,5 |
56,8 |
|
Длина надземной части, мм |
12,9 ± 2,78 |
13,3 ± 1,52 |
6,1 ± 1,28 |
1,6 ± 0,23 |
|
Длина корневой части, мм |
14,9 ± 3,17 |
14,2 ± 2,49 |
3,4 ± 1,25 |
2,0 ± 0,32 |
Анализ всхожести семян показал, что наибольшее уменьшение всхожести наблюдается при максимальной концентрации экстракта. Значительнее всего реагируют такие культуры, как клевер белый и овсяница луговая (снижение всхожести до 30 % относительно контроля). Практически не реагирует на экстракт (не изменяет всхожесть по вариантам опыта) клевер красный, что говорит о хорошей устойчивости этой культуры к веществам, содержащимся в листовом опаде яблони домашней.
Наиболее интересно изменение морфологических показателей проростков. Все экстракты во всех использованных концентрациях повлияли на показатели длины надземной и корневой частей проростков. Содержащиеся в них вещества (в основном фенольной природы), проникая в прорастающие семена, вызвали изменение гормонального баланса в проростках, и, как следствие, изменились фиксируемые ростовые реакции.
Уменьшение длины надземной системы было отмечено у всех исследованных культур. При этом наиболее сильно оно проявлялось у кресс-салата, как наиболее уязвимой тест-культуры. Слабее всего – у клевера красного и райграса пастбищного (45–60 % относительно контроля).
Реакция корневой системы была отмечена у всех культур. Снижение ее длины фиксировалось от 40 % (клевер красный) до 80 % (кресс-салат).
Таким образом, из исследованных клеверов наиболее чувствительным оказался клевер белый и его сорт «Пиполина». Уменьшение длины надземной и корневой системы составляло от 60 до 70 % относительно контроля. Из газонных трав – овсяница луговая (до 70 % уменьшения длины корней и надземной части). При этом у клеверов в первую очередь на поллютант реагировала надземная система, а у газонных трав – корневая. Вероятно, данная ростовая реакция напрямую связана с реализуемой адаптивной стратегией роста и развития этих растительных организмов.
Полученные лабораторные результаты позволяют рекомендовать клевер красный и райграс пастбищный как наиболее устойчивые растения для формирования напочвенного покрова в посадках яблони домашней в городе. С учетом полученных результатов, принимая во внимание технологические особенности выращивания газонных трав по сравнению с клевером (необходимость проведения регулярных укосов), можно выделить клевер красный как перспективную культуру для создания живых напочвенных покровов. Кроме того, обращает на себя внимание высокий декоративный эффект, который могут дать одновидовые посевы клевера красного за счет яркого цветения и оригинальной структуры листовой мозаики. Способность клевера к азотфиксации позволит уменьшить дозы внесения азотных удобрений для подкормки растений яблони домашней, а относительная теневыносливость позволит реализовать все указанные возможности и под пологом растения.
Заключение
Для озеленения городов предлагается использовать комплексные проектные предложения, включающие, помимо древесно-кустарниковой составляющей, рекомендации по подбору растений для формирования устойчивого напочвенного покрова под ними. Подбор растений для таких композиций следует осуществлять с учетом взаимовлияния представителей древесно-кустарниковых насаждений и травянистых растений. С учетом того что большая роль в ценотических взаимодействиях древесно-кустарниковых и травянистых растений отводится влиянию продуктов распада листового опада, важно подбирать растения, устойчивые к этому фактору. При использовании в озеленении яблони домашней можно рекомендовать формировать напочвенный покров из клевера красного, таким образом, минимизировать уходные мероприятия и обеспечить длительный период декоративности всей композиции.