Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,778

ОПЫТ ИНТРОДУКЦИИ НЕКОТОРЫХ СЕВЕРОАМЕРИКАНСКИХ ВИДОВ РОДА PINUS L. В САРАТОВСКОМ ПОВОЛЖЬЕ

Арестова Е.А. 1 Арестова С.В. 1
1 ФГБНУ «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока»
В статье представлены результаты опыта интродукции трех североамериканских видов рода Pinus L.: P. Banksiana Lamb., P. strobus L., P. ponderosa Dougl., в условиях степной зоны. Исследования проводились в дендрарии НИИСХ Юго-Востока, где сформирована коллекция рода сосна, не имеющая аналогов в регионе по дендрологическому составу и возрасту. Дендрарий расположен в черте города Саратова в условиях засушливого юго-востока европейской части России. В процессе работы обобщены результаты испытаний видов рода Pinus за период с 1951 по 2018 г. Установлена история введения растений в коллекцию, проведена инвентаризация коллекции, продолжены мониторинговые измерения биометрических показателей, определены показатели генеративного развития. Были использованы методы наблюдения и исследования, общепринятые в учреждениях ботанического и лесохозяйственного профиля, и методики, модифицированные нами для условий региона. Установлено, что все изученные виды испытываются в ходе ступенчатой акклиматизации. За период исследования в коллекции произрастало 7 образцов изучаемых видов. Все образцы вступали в генеративную фазу, причем репродукции начинали плодоносить в более раннем возрасте, чем материнские растения. В работе приведены морфометрические показатели: высота растений, диаметры ствола у основания и таксационный (на высоте 1,3 м), размеры шишек (длина и ширина) и семян (длина, ширина и толщина), показатели качества семян (вес 1000 шт. и всхожесть). Мониторинговые наблюдения и исследования позволили сделать вывод, что прошедшие интродукционные испытания растения показали устойчивость и перспективность в новых для них агроклиматических условиях Саратовского Поволжья.
опыт интродукции
североамериканские виды
дендрарий
род Pinus L.
морфометрические показатели
мониторинговые наблюдения и исследования
1. Деревья и кустарники СССР. М.Л.: Изд-во АН СССР, 1949. Т. 1. С. 184–266.
Trees and bushes of the USSR. M.L.: Izd-vo AN SSSR, 1949. T. 1. Р. 184–266 (in Russian).
2. Мкртчян М.А., Путенихин В.П. Биологические особенности сосны Банкса, веймутовой и желтой при интродукции в Башкирском Предуралье // Вестник Челябинского государственного университета. 2013. № 7 (298). Биология. Вып. 2. С. 185–186.
Mkrtchyan M.A. Putenihin V.P. Biological features of a pine of Banks, veymutovy and yellow at an introduction in the Bashkir Cis-Urals // Vestnik Chelyabinskogo gosudarstvennogo universiteta. 2013. № 7 (298). Biologiya. Vyp. 2. Р. 185–186 (in Russian).
3. Рысин С.Л., Плотникова Л.С., Немова Е.М., Гринаш М.Н. Мониторинг интродуцированных древесных растений на урбанизированных территориях // Мониторинг природного наследия. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2009. С. 132–168.
Rysin S.L., Plotnikova L.S., Nemova E.M., Grinash M.N. Monitoring of the introduced wood plants in the urbanized territories // Monitoring prirodnogo naslediya. M.: Tovarishchestvo nauchnyh izdanij KMK, 2009. Р. 132–168 (in Russian).
4. Арестова Е.А., Арестова С.В. Оценка адаптации интродуцированных древесно-кустарниковых растений в условиях Саратовского Поволжья (методические рекомендации). Саратов: ФГБНУ НИИСХ Юго-Востока, 2017. 28 с.
Arestova E.A., Arestova S.V. Assessment of adaptation of the introduced wood and shrubby plants in the conditions of the Saratov Volga region (methodical recommendations). Saratov: FGBNU NIISKH Yugo-Vostoka, 2017. 28 р. (in Russian).
5. Левицкая Н.Г., Иванова Г.Ф., Орлова И.А. Оценка современного состояния агроклиматических ресурсов Саратовской области // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Науки о Земле. Т. 13. № 2. С. 10–12.
Levickaya N.G., Ivanova G.F., Orlova I.A. Assessment of the current state of agroclimatic resources of the Saratov region // Izvestiya Saratovskogo universiteta. Novaya seriya. Seriya: Nauki o Zemle. T. 13. № 2. Р. 10–12 (in Russian).

В степных и лесостепных районах, где сравнительно небольшой состав аборигенной флоры, проблема биоразнообразия является особенно актуальной. В Саратовском Поволжье родовой комплекс Pinus L. представлен только сосной обыкновенной (P. sylvestris L.), одной из основных лесо- образующих пород в регионе [1].

Пополнить аборигенную дендрофлору возможно с помощью интродукции, привлечением растений других ботанико-географических областей. При этом необходимо чтобы биологические особенности и экологические свойства интродуцентов в достаточно полной мере соответствовали почвенно-климатическим условиям новой среды.

Об успешности интродукции растений позволяют судить долговременные комплексные мониторинговые исследования. Для древесных растений продолжительность испытания иногда длится многие десятилетия: определяется степень развития интродуцента, возможность получения от него семенного потомства и особенности развития репродукций в ряде семенных поколений. В экспозиции всех акклиматизационных пунктов, наряду с интродуцированными растениями, должны быть включены растения, выращенные из семян местной репродукции. Сделать заключение о перспективности переноса можно только на основании и по результатам интродукционного опыта.

Цель исследования: обобщить многолетний опыт интродукции североамериканских видов рода Pinus L. в новых для растений почвенно-климатических условиях Саратовского Поволжья.

Материалы и методы исследования

Исследования проводили в дендрарии НИИСХ Юго-Востока, расположенном в черте г. Саратова в условиях засушливого юго-востока европейской части России.

Условия произрастания растений идентичны. Почвы участка – чернозем южный среднемощный среднесуглинистый. Растения высаживались рядами на прямоугольных площадках по предварительно подготовленной почве. Агротехнический уход заключался только в прополке. Полива, удобрений, обработки против болезней и вредителей не проводилось.

Объектом исследований служили три вида рода Pinus L.: P. Banksiana Lamb. (сосна Банкса), P. ponderosa Dougl. (сосна желтая), P. strobus L. (сосна веймутова), естественные ареалы которых расположены на североамериканском континенте, успешно прошедшие акклиматизацию в условиях региона. Виды сильно отличаются по требованиям к экологическим факторам (свету, теплу, влаге, почвенным условиям). Все растения проходят испытание в ходе ступенчатой акклиматизации. Область распространения и экологические требования видов в естественных условиях приведены по литературным источникам [1, 2].

Pinus Banksia Lamb. Самая северная из сосен Северной Америки, занимает практически всю северную часть североамериканского континента. В западной части образует большие леса. Дерево второй величины. Растет на бедных песчаных почвах и скалистых отложениях. Часто образует вторичные леса на местах, где лес уничтожен пожаром. Малотребовательна к почве и влаге, светолюбива, засухоустойчива, весьма морозостойка, недолговечна.

Pinus ponderosa Dougl. Ареал расположен в юго-западной части Северной Америки. На родине является одной из основных лесообразующих пород. Растет на сухих почвах и в долинах, с песчаной и суглинистой каменистой почвой. Не выносит сырых и тяжелых почв. Засухоустойчива и жаростойка, светолюбива. Плохо переносит влажный климат и сильно влажные почвы. Может подмерзать, чувствительна к поздним весенним морозам.

Pinus strobus L. Занимает центральную часть восточной половины континента в пределах США и Канады. На родине дерево первой величины. Самая быстрорастущая порода из всех видов сосен. Образует леса на свежей суглинистой или супесчаной почве. Засушливого климата не переносит. Требовательна к почве и влаге, морозостойка, ветроустойчива, декоративна, выносит затенение.

Обследование роста и состояния проводили по общепринятым в учреждениях ботанического и лесохозяйственного профиля методам наблюдения и исследования [3] и модифицированным нами с учетом условий региона методикам [4]. Биометрические показатели даны по результатам инструментальных измерений растений, которые проводили с момента посадки и до настоящего времени с интервалом в 10 лет.

Обработку экспериментальных данных проводили методами математической статистики с применением пакетов программ Agros, MS Ехсе1.

Результаты исследования и их обсуждение

Коллекция создавалась с 1951 г., состоит из вполне взрослых растений. История введения, пункт мобилизации, вид посадочного материала, срок посадки устанавливались по журналам регистрации и полевым материалам.

Проведенная таксономическая классификация показала, что произрастающие в коллекции виды рода Pinus L. относятся к 3 секциям: Strobus Shaw. (P. strobus L.), Pseudostrobus Endl. (P. ponderosa Dougl.) и Banksia Mayr (P. Banksiana Lamb.).

Pinus Banksia в коллекции произрастало 2 образца.

Первый введен в 1955 г., семена были получены из ботанического сада г. Нежин (Украина) в 1952 г. В экспозицию высаживались двухлетние сеянцы. Изначально был посажен 31 экземпляр, впоследствии производились выкопка в порядке изрежевания и для изучения корневых систем. Выпад из коллекции начался после сильных засух 1991 и 1995 г. (ГТК меньше 0,4), после возраста 40 лет.

Второй образец вводился весной 2012 г. Высаживали 6-летние саженцы, полученные из Нижневолжской станции по селекции древесных пород ВНИАЛМИ (г. Камышин, Волгоградская область). В настоящее время растения имеют максимальную высоту 4,5 м, диаметры 7,0 / 3,5 см (в числителе приводится диаметр у основания, в знаменателе таксационный диаметр (на высоте 1,3 м)).

Pinus ponderosa в дендрарии произрастает три образца.

Первый введен в коллекцию весной 1978 г. Семена были получены из дендрария Камышинского опорного пункта ВНИАЛМИ (г. Камышин, Волгоградская область) в 1976 г. Регулярно плодоносит, образует жизнеспособные семена.

Второй образец является репродукцией первого. Произрастает в коллекции с 1998 г. Вводился посевом на постоянное место. В настоящее время это одиночно растущий экземпляр, достигающий высоты 6,5 м, диаметров 32,5 / 22,5 см, крона широкая, раскидистая.

Третий образец является репродукцией второго. Произрастает с 2013 г. Представлен 3 экземплярами. Растения достигают высоты 0,9 м, диаметра 2,0 см.

Pinus strobus в экспозиции дендрария имеется 2 разновозрастных образца.

Первый произрастает в коллекции с весны 1954 г. Семена были получены из дендропарка г. Тростянец (Украина) в 1952 г., в экспозицию высаживались 2-летние сеянцы. Изначально было посажено 70 экземпляров. В процессе прореживания, выкопки для изучения корневых систем, рубок осветления растения выкапывались, и к 1978 г. осталось 24 экземпляра. Отпад растений начался после сильной засухи 2002 г. Основная часть образца выпала с 2004 по 2010 г., в возрасте растений с 50 до 56 лет. Представляет особый интерес факт, что у растений активизировалось порослевое побегообразование из спящих почек в приземной части спиленного ствола. В настоящее время эти 2 экземпляра имеют высоты 3,5 и 2,0 м, диаметры 4,5 / 3,0 см и 2,5 / 1,5 см соответственно.

Второй образец представлен одним экземпляром, произрастающим с 2002 г. Является репродукцией первого образца. Имеет высоту 8,5 м, диаметры 24,0 / 14,5 см, хорошо развитую крону.

Результаты биометрических измерений первых, наиболее старых, образцов с момента первой инвентаризации до настоящего времени приведены в табл. 1.

Таблица 1

Биометрические показатели видов рода Pinus (средние значения)

Вид

Год

Кол-во, шт

Высота, м

Диаметр, см

0,0

1,3

x ± mx, %

V, %

x ± mx, %

V, %

x ± mx, %

V, %

P. Banksiana

1958

31

0,7 ± 0,12

16,2

1,5 ± 0,52

14,2

1968

23

3,9 ± 1,24

18,4

14,5 ± 1,11

19,1

8,5 ± 1,01

17,5

1978

7

7,6 ± 1,32

24,5

17,0 ± 1,23

21,0

10,0 ± 1,47

16,7

1988

6

9,6 ± 2,11

29,1

23,5 ± 1,45

24,3

12,7 ± 2,03

19,5

P. ponderosa

1978

19

0,2 ± 0,16

14,9

0,5 ± 0,41

16,4

1988

19

3,0 ± 0,98

17,8

10,0 ± 1,65

13,7

6,5± 0,61

14,5

1998

15

5,5 ± 1,28

26,7

16,0 ± 1,34

12,8

12,3 ± 1,63

16,7

2008

15

8,5 ± 1,59

28,4

28,5 ± 1,56

21,4

18,5 ± 1,26

25,9

2018

14

13,0 ± 1,67

17,3

30,0 ± 1,87

19,5

23,0± 1,27

17,9

P. strobus

1958

70

0,7 ± 0,15

17,2

1,5 ± 0,25

23,4

1968

36

5,1 ± 1,42

19,4

12,0 ± 0,98

17,9

6,8 ± 0,85

14,8

1978

24

8,7 ± 1,35

26,4

16,5 ± 1,57

27,4

9,7 ± 0,97

24,7

1988

19

11,2 ± 1,65

27,3

23,0 ± 1,64

19,8

13,1 ± 1,24

16,9

1998

15

13,0 ± 2,13

21,6

26,0 ± 2,21

21,1

15,8 ± 1,67

18,7

2008

4

14,5 ± 2,01

19,7

30,0 ± 2,14

22,5

20,0 ± 1,99

17,8

2018

2

3,8 ± 0,75

38,6

3,5 ± 1,00

40,4

2,3 ± 0,75

47,1

При выращивании в новых географических районах специфичные условия среды могут приводить к изменению жизненной формы, таксационных показателей, продолжительности жизни растений.

Неблагоприятными факторами в нашем регионе являются регулярно повторяющиеся засухи и морозные малоснежные зимы [5]. За период исследований с 1952 по 2018 г. 57 % вегетационных периодов были засушливыми (ГТК 0,1–0,7). Этот фактор, по видимому, явился решающим в уменьшении показателей высоты и возраста растений, свойственных им в естественном ареале. Так же можно предположить, что, возможно, сосны вейм и банкса в засушливых условиях достигли своего предельного возраста.

Окончательную оценку успешности интродукции древесных растений можно провести только после вступления их в генеративную фазу. Наличие плодоношения и развитие полноценных семян говорит о полном соответствии биологии растений условиям интродукции.

Растения всех исследуемых видов достигали генеративного возраста. У материнских образцов первое плодоношение было зафиксировано у P. Banksiana в 5–7 лет, у P. strobus в 15 лет. У P. ponderosa начало плодоношения не было зафиксировано, но с 15-летних растений уже собирали семена (указано в делектусе). Плодоношение отмечалось регулярное и обильное (рис. 1, 2). Репродукции начинали плодоносить в более раннем возрасте, чем материнские растения. Всхожесть семян по всем видам сильно варьирует по годам. Приведены данные по лабораторной всхожести за 2014–2016 г. (табл. 2).

Таблица 2

Характеристика плодов и семян видов рода Pinus

Вид

Размеры шишек, см

Размеры семян, мм

Вес 1000 шт., г

Всхожесть, %

длина

ширина

длина

ширина

толщина

раскрытой

закрытой

P. Banksiana

2,7 ± 0,12

3,0 ± 0,13

2,4 ± 0,11

3,5 ± 0,12

2,5 ± 0,17

1,2 ± 0,11

4,44 ± 0,18

43–69

P. ponderosa

8,7 ± 0,26

6,7 ± 0,09

5,1 ± 0,19

7,0 ± 0,17

4,4 ± 0,11

3,4 ± 0,12

34,98 ± 0,16

32–51

P. strobus

11,8 ± 0,32

5,1 ± 0,38

4,4 ± 0,13

7,2 ± 0,04

5,0 ± 0,03

4,0 ± 0,02

20,89 ± 0,17

41–66

arest1.tif

Рис. 1. Плодоношение P. Banksiana

arest2.tif

Рис. 2. Плодоношение P. ponderosa

Семена регулярно плодоносящих видов передавались для испытания в иных почвенно-климатических условиях. В лесостепную зону (Базарно-Карабулакский дендрарий) – семена P. strobus и P. Banksiana. В степную зону (Вязовский дендрарий) – семена P. strobus и P. ponderosa. P. ponderosa, благодаря высокой декоративности, вводится в озеленительные насаждения города.

Заключение

Многолетние интродукционные испытания трех североамериканских видов Pinus L.: P. Banksiana Lamb., P. ponderosa Dougl., P. strobus L. – показали, что, несмотря на противоположные требования к экологическим факторам в естественных условиях, все изученные виды полностью прошли процесс акклиматизации в засушливых условиях юго-востока Саратовского Поволжья.

Плодоносящие экземпляры, произрастающие в коллекции дендрария НИИСХ Юго-Востока, могут быть использованы в качестве маточных растений для дальнейшего изучения процессов интродукции и создания в регионе постоянной лесосеменной базы.


Библиографическая ссылка

Арестова Е.А., Арестова С.В. ОПЫТ ИНТРОДУКЦИИ НЕКОТОРЫХ СЕВЕРОАМЕРИКАНСКИХ ВИДОВ РОДА PINUS L. В САРАТОВСКОМ ПОВОЛЖЬЕ // Успехи современного естествознания. – 2018. – № 12-1. – С. 25-29;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=36969 (дата обращения: 14.08.2020).

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 = 1.074