Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

Обогащение видового состава древес- ных насаждений является одной из основных проблем биологической науки и практики. Особое значение расширение ассортимента деревьев и кустарников имеет для агро- и урболандшафтов сухостепных и полупустынных районов Волгоградской области и Нижнего Поволжья [1–3].

Большой интерес для обогащения дендрофлоры малолесных регионов представляют виды и формы рода Robinia L. Они весьма засухоустойчивы, декоративны и отличаются высокой жизненностью в условиях интродукции. В настоящее время широкое распространение в защитном лесоразведении юга Российской Федерации получил только один белоцветковый вид – R. pseudoacacia. Остальные, розовоцветковые виды, используются намного реже, хотя и являются весьма перспективными для садово-паркового строительства как высоко декоративные виды.

Одним из основных препятствий внедрения этих растений в широкую культуру является слабая изученность особенностей размножения и технологических приемов выращивания. Даже для R. pseudoacacia, как самого распространенного вида, литературные данные часто носят противоречивый характер и требуют дополнительного изучения.

Цель исследования: уточнить технологические особенности различных способов вегетативного и семенного размножения, оценить перспективность их использования для производства посадочного материала видов, разновидностей и форм рода Robinia.

Материалы и методы исследования

Объект исследований – представители рода Robinia: R. viscosa var. Hartwegii (Koehne) Ashe; R. neomexicana var. rusbyi; R. neomexicana f. бледно-фиолетовая; R. neomexicana f. светло-розовая; R. pseudoacacia L.; R. pseudoacacia f. pyramidalis (Pepin) Rehd.; R. pseudoacacia f. крупноплодная; R. pseudoacacia f. umbraculifera (DC) Rehd.; R. pseudoacacia х R. neomexicana, произрастающие в кластерных дендрологических коллекциях ФНЦ агроэкологии РАН (кадастр. № 34:34:000000:122, 34:34:060061:10; кадастр. № 34:36:0000:14:0178), в защитных насаждениях и объектах озеленения населенных пунктов Волгоградской области.

Исследования проводились на протяжении трех лет, с 2018 по 2021 г. При семенном размножении использовали семена местной репродукции. Предпосевную обработку проводили с помощью термической скарификации методом ошпаривания. Семена заливали горячей водой (80–85 °С) и после остывания оставляли замачиваться на 12 часов. Затем набухшие семена высаживали, а ненабухшие оставляли до полного набухания. Дополнительного протравливания фунгицидными препаратами и стимуляторами роста не проводили. Лабораторную всхожесть и энергию прорастания определяли способом проращивания в чашках Петри в климатической камере в различных температурных диапазонах (18–19 и 23–24 °С). Грунтовая всхожесть определялась в полевых условиях в питомнике древесных растений Нижневолжской станции по селекции древесных пород. Размеры и масса однолетних сеянцев измерялись в конце вегетационного периода (третья декада сентября) до появления осенней окраски листьев.

При отработке технологии размножении корневыми черенками изучалась эффективность различных способов посадки (вертикальная и горизонтальная), а также определялся оптимальный размер корневых черенков. Черенкование проводили в открытом грунте без использования стимуляторов корнеобразования. Из отдела черенкования в школьное отделение укорененные черенки пересаживали в весенний период на второй год жизни.

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

Одним из основных способов массового производства посадочного материала древесных растений является семенное размножение. Семена всех видов рода Robinia относятся к твердосемянным и имеют экзогенный или комбинированный тип покоя. Без предварительной обработки они могут долгое время находиться в земле и не давать дружных всходов. Повышение всхожести и определение оптимальных способов вывода семян из состояния покоя до сих пор является актуальной задачей в организации процесса производства посадочного материала.

Для вывода семян из покоя применяют химическую [4] механическую [5], термическую [6; 7] или комбинированную [8] скарификацию. Самым распространенным общедоступным способом предпосевной обработки является термическая обработка методом ошпаривания. Литературные данные по всхожести семян с применением такого способа предпосевной обработки довольно противоречивы. В некоторых работах [9; 10] отмечается высокая всхожесть, однако ряд авторов [11; 12] в последние годы отмечают низкую всхожесть семян некоторых представителей рода Robinia.

В наших исследованиях лабораторная всхожесть разных видов и форм варьировала от 87,3 % (R. pseudoacacia) до 24,6 % (R. neomexicana f. светло-розовая) (табл. 1). Сравнительный анализ показывает, что низкий процент всхожести имеют все представители R. neomexicana, а самый высокий – семена R. pseudoacacia и межвидовые гибриды R. pseudoacacia x R. neomexicana. Несмотря на самую низкую урожайность и семенную продуктивность [13], относительно высокую всхожесть имели семена R. viscosa (55,4 %).

Наблюдения показали, что самым низким темпом роста сеянцев в ювенильном периоде, как и медленным развитием проростков, отличается R. viscosa. Связано это как с биологическими особенностями данного вида, так и с трудными лесорастительными условиями района проведения исследований – засушливым климатом и тяжелыми почвами.

В естественных условиях все виды Robinia хорошо размножаются корневыми отпрысками и пневой порослью [14]. В условиях культуры некоторые виды и формы рода Robinia размножают корневыми, стеблевыми зелеными и одревесневшими черенками, прививкой, а также горизонтальными и вертикальными отводками.

Естественную способность видов Robinia к вегетативному возобновлению корневыми отпрысками можно использовать при организации производственного процесса в питомниководстве. В результате проведенных исследований установлено, что ускорение процесса образования корневых отпрысков наблюдается при механических повреждениях наземных и подземных органов растений (рис. 2). Активное образование корневых отпрысков представителей рода Robinia в питомнике древесных растений ФНЦ агроэкологии РАН наблюдается после выборочной копки саженцев, механизированной обработки междурядий, проведения рубок ухода и противопожарной опашки насаждений. Наиболее активно протекает образование корневых отпрысков у R. neomexicana и R. pseudoacacia. Для стимуляции образования отпрысков R. viscosa в условиях аридного региона требуется организация дополнительного регулярного орошения. Данный тип размножения является весьма перспективным для большинства видов, разновидностей и форм рода Robinia, однако необходимость проведения выборочной ручной копки саженцев сильно снижает экономическую эффективность организации процесса производства посадочного материала.

В практике частного декоративного садоводства иногда используется размножение горизонтальными и вертикальными отводками. Таким способом иногда размножают на приусадебных участках R. viscosa. В лесных и декоративных питомниках размножение отводками, как и корневыми отпрысками, требует содержания больших маточных плантаций, что также снижает экономическую эффективность производственного процесса.

Все виды рода Robinia хорошо размножаются корневыми черенками. Проведенные эксперименты позволили установить, что на приживаемость непосредственное влияние оказывает размер и способ посадки корневых черенков (табл. 3). Максимальный выход прижившихся черенков наблюдался у R. viscosa, что, вероятнее всего, связано с эколого-биологическими особенностями данного вида, а также гидрологическим режимом содержания маточных насаждений. R. viscosa более влаголюбивый вид, поэтому маточные насаждения требуют организации дополнительного орошения. Черенки, заготавливаемые в таких условиях, имеют высокую жизнеспособность и лучшую приживаемость.

Проведенные эксперименты позволили установить, что оптимальным способом является вертикальная посадка черенков. Независимо от видовой принадлежности лучше приживаются относительно крупные черенки длиной 10–12 см и диаметром 8–10 мм (табл. 3).

В некоторых литературных источниках указывается на возможность размножения R. pseudoacacia одревесневшими (зимними) черенками и даже кольями. Проведенные эксперименты указывают на низкую эффективность данного способа размножения в засушливых условиях юга европейской части России. Так, у R. viscosa процент укоренившихся одревесневших черенков составил около 35 %, у Robinia neomexicana – 15 %, а у Robinia pseudoacacia – 12 %.

Более эффективной является технология зеленого черенкования. Лучшие результаты укоренения можно получить при заготовке черенков в фазе начала одревеснения побегов. В экспериментах, проведенных на базе питомника ВНИАЛМИ [15], удалось добиться максимальной приживаемости черенков 88,5 %. Хорошие результаты показала дополнительная обработка зеленых черенков индолилуксусной кислотой в концентрации 100 мг/л при 10-часовой экспозиции.

В практике декоративного садоводства широкое распространение получила технология создания штамбовой шаровидной формы R. pseudoacacia f. umbraculifera способом прививки. Садоводы-любители иногда размножают Robinia viscosa путем прививки на сеянцы Robinia pseudoacacia. В питомнике декоративных растений ВНИАЛМИ отработана технология размножения пирамидальной формы Robinia способом прививки [15]. Приживаемость почек при размножении способом окулировки составляет около 65 %. Лучшие результаты показывает прививка способом копулировки за кору 83 % и вприклад 71 %.

Определение оптимальных способов размножения – одна из главных задач организации процесса производства посадочного материала растений. В лесных питомниках и питомниках декоративных древесных растений выбор способа размножения определяется экономической эффективностью, которая в свою очередь зависит от целого ряда факторов:

– способность растений к размножению данным способом (выход жизнеспособных саженцев, %);

– полное или неполное наследование сортовых признаков при размножении (например, расщепление признаков в потомстве при семенном размножении некоторых форм может значительно снижать выход саженцев с необходимыми свойствами);

– необходимость содержать маточные насаждения для заготовки семенного или вегетативного материала для организации процесса производства;

– наличие той или иной материально-технической базы и профессионализм сотрудников.

В аридных регионах европейской части России самое широкое распространение в культуре получила R. pseudoacacia. В южных районах Волгоградской области насаждения R. pseudoacacia занимают значительные по площади территории. Наличие крупных древесных массивов, а также относительно высокая репродуктивная способность [13] позволяют рекомендовать семенное размножение в качестве основного способа при организации процесса производства посадочного материала (табл. 4).

Большие площади насаждений R. pseudoacacia позволяют не только организовать заготовку необходимого количества семенного материала, но и выделить перспективные маточные насаждения для проведения работ по селекционному улучшению некоторых хозяйственно ценных признаков R. pseudoacacia. Поскольку главным недостатком этого вида является слабая зимостойкость, заготовку семян целесообразно проводить у северных границ ареала вторичного распространения. В качестве перспективных маточных объектов типичных представителей R. pseudoacacia, а также Robinia pseudoacacia f. крупноплодная были выбраны насаждения в границах Волгоградской агломерации и Камышинском районе Волгоградской области (табл. 5).

Семенной способ можно рекомендовать для размножения R. neomexicana. Наличие крупного древесного массива на территории питомника ФНЦ агроэкологии РАН, а также древесные насаждения с участием R. neomexicana в объектах озеленения общего пользования г. Волгограда в сочетании с относительно высокой репродуктивной способностью позволяют организовать заготовку необходимого для производства семенного материала.

При семенном размножении цветовых форм R. neomexicana наблюдается расщепление по окраске цветков в потомстве, что значительно снижает выход саженцев, полностью соответствующих родительским формам. Низкая семенная продуктивность, урожайность и всхожесть семян, ограниченные площади маточных плантаций и неполное наследование признаков делают семенное размножение мало перспективным для организации процесса производства посадочного материала. Семенной способ размножения данных растений интересен только с научной точки зрения – для аналитической или синтетической селекции форм и сортов с новыми цветовыми вариациями окраски цветков.

На базе питомника декоративных растений ФНЦ агроэкологии РАН для производства саженцев R. neomexicana f. бледно-фиолетовая и f. светло-розовая целесообразно использовать размножение горизонтальными, вертикальными отводками и корневыми черенками. Для других лесных питомников и питомников декоративных растений, в отсутствии маточных плантаций, данные формы можно размножать способом прививки на сеянцы Robinia pseudoacacia (табл. 4).

Размножение R. pseudoacacia f. pyramidalis возможно только вегетативным способом [14]. Наиболее эффективным считается размножение стеблевыми зелеными черенками или прививкой. В декоративном садоводстве R. pseudoacacia f. umbraculifera используется исключительно в виде штамбовой шаровидной формы, поэтому размножение ее возможно только способом прививки на штамб типичной формы Robinia pseudoacacia на высоте около 1,5–2 метров.

Гибридные формы R. pseudoacacia x R. neomexicana представляют особый научный и практический интерес, поскольку обладают новыми комбинациями свойств родительских видов. Особенно интересны формы, наследующие свойства повышенной зимостойкости от Robinia neomexicana и высокие темпы роста от Robinia pseudoacacia. Для создания маточных плантаций этих гибридных форм на первых этапах возможно использование вегетативных способов, однако в дальнейшем в целях организации массового производства необходимо использовать семенной способ размножения.

Заключение

В результате проведенных исследований было установлено, что все виды рода робиния склонны к формированию клональных популяций с помощью естественных способов вегетативного размножения – корневыми отпрысками и пневой порослью. При содержании маточных насаждений видов и форм рода робиния на территории питомников данные способы размножения можно использовать для производства дополнительных объемов посадочного материала R. viscosa, R. neomexicana f. бледно-фиолетовая и R. neomexicana f. светло-розовая. Заготовка саженцев в маточных насаждениях не только не сокращает численность популяций, но и стимулирует интенсивное образование новых корневых отпрысков.

Размножение способом прививки перспективно для создания штамбовых форм R. pseudoacacia f. umbraculifera, а также для видов и форм с низкой репродуктивной способностью: R. viscosa, R. neomexicana f. бледно-фиолетовая, R. neomexicana f. светло-розовая, R. pseudoacacia f. pyramidalis. Кроме этого, формы с низкой семенной продуктивностью можно размножать корневыми (R. neomexicana f. бледно-фиолетовая, R. neomexicana f. светло-розовая) и зелеными (R. pseudoacacia f. pyramidalis) черенками. В результате проведенных исследований установлены оптимальные размеры и способ посадки корневых черенков. Так, самая высокая приживаемость была зафиксирована у R. viscosa (78,2 %) при вертикальной посадке относительно крупных черенков (d = 8–10 мм, l = 10–12 см). Несколько ниже оказалась приживаемость черенков R. pseudoacacia – 71,8 % и R. neomexicana – 69,1 %.

Типичные представители R. neomexicana и R. pseudoacacia, а также их межвидовые гибриды целесообразно размножать семенным способом. Лабораторная всхожесть семян этих видов при термической скарификации методом ошпаривания составляет 87,3 % и 48,1 % соответственно. Всхожесть гибридных форм R. neomexicana х R. pseudoacacia – 64,5 %. Установлено, что семена всех представителей рода Robinia имеют комбинированный тип покоя. Кроме экзогенного покоя, у них наблюдается неглубокий физиологический покой, выражающийся в снижении температурных границ прорастания до оптимальных 18–19 °С.

Проведенные исследования позволили выявить индивидуальные различия в развитии сеянцев. Самые низкие темпы роста имеет R. viscosa. Сеянцы этого вида к концу первого вегетационного периода достигают средней высоты 31,28 см, тогда как R. neomexicana и R. peudoacaciaа – 39,36 и 45,54 см соответственно.