Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ РОДА QUERCUS В УСЛОВИЯХ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ

Рунова Е.М. 1 Аношкина Л.В. 1 Коломина А.В. 1
1 ФГБОУ ВО «Братский государственный университет»
Представлены результаты исследований состояния некоторых видов рода Quercus: дуб монгольский (Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb), дуб черешчатый (Q. robur L.) и дуб красный (Quercus rubra L.) – в условиях севера Иркутской области на примере дендрария Братского государственного университета. Приведены результаты исследований с 2015 по 2019 гг. Основная цель исследований – оценка состояния представителей рода дуб (Quercus) посадки различных лет и различных способов посадки с использованием морфометрических и биоиндикационных методов. Установлено, что в первые годы роста и развития верхушечный и боковой приросты минимальные, что видно на примере сеянцев, выращенных из желудей. В последующие годы прирост увеличивается, это явление отмечено на примере саженцев, которые были высажены в возрасте 5–7 лет. На основании проведенных исследований по флуктуирующей асимметрии листьев сеянцев и саженцев рода Quercus проведена интерпретация баллов нестабильности развития растений как условий для их развития. На основании полученных результатов можно сделать вывод о том, что приживаемость сеянцев рода дуб составила в среднем 71,4 %. Приживаемость саженцев дуба черешчатого составила 100 %. Определен показатель флуктуирующей асимметрии, характеризующий нестабильность развития исследуемых видов интродуцентов в условиях дендрария Братского государственного университета, который свидетельствует о неблагоприятных условиях для развития саженцев и сеянцев рода дуб. К ним относятся суровые климатические условия, низкое качество почвы. Предложены мероприятия по улучшению условий произрастания для повышения стабильности развития представителей рода дуб, к которым можно отнести внесение плодородного нейтрального грунта и комплексных удобрений, укрытие молодых сеянцев на зиму, что позволит улучшить общее состояние представителей рода дуб в условиях дендрария на севере Иркутской области.
род дуб
видовой состав
интродуценты
сеянцы
саженцы
морфометрические показатели
биоиндикация
1. Рунова Е.М., Шабалина Н.П. Оценка состояния среды произрастания некоторых видов интродуцентов в городах Сибири // Плодовоство, семеноводство, интродукция древесных растений: материалы XXI международной научной конференции (26–27 апр. 2018., Красноярск) / отв. ред. Р.Н. Матвеева, зам. отв. ред. О.Ф. Буторова. Сиб ГУ им. М.Ф. Решетнева. Красноярск, 2018. С. 212–215.
2. Новикова У.Е. Опыт выращивания сеянцев дуба красного в условиях Подмосковья // Лесной вестник. 2010. № 5. С. 52–54.
3. Коропачинский И.Ю., Встовская Т.Н. Древесные растения Азиатской России. 2 изд. Новосибирск: «Гео», 2012. 707 с.
4. Скуратов И.В., Крюкова Е.А. Обоснование устойчивости дуба для степного лесоразведения и озеленения населённых пунктов Нижневолжского региона на основе эколого-патологической оценки // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2013. № 4. С. 1–6.
5. Миленин А.И. Изменчивость морфометрических признаков фенологических разновидностей дуба черешчатого по срокам листораспускания в различных типах леса Шиповой дубравы // Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений: материалы XVI международной научной конференции. Красноярск: СибГТУ, 2013. С. 102–105.
6. Tulik M. The anatomical traits of trunk wood and their relevance to oak (Quercus robur L.) vitality. Eur. J. Forest Res. 2014. № 133. Р. 845–855. DOI: 10.1007/s10342-014-0801-y.
7. Tumajer J., Treml V. Response of floodplain pedunculate oak (Quercus robur L.) tree-ring width and vessel anatomy to climatic trends and extreme hydroclimatic events. Forest Ecology and Management. 2016. № 379. Р. 185–194. DOI: 10.1016/j.foreco.2016.08.013.
8. Weissbrod M., Binder F. Auswirkung eines Staustufenbaus auf den Radialzuwachs von Stieleichen (Quercus robur L.) an der bayerischen Donau. Forstarchiv. 2017. Т. 88. № 3. Р. 102–110.
9. Захаров В.М., Баранов А.С., Борисов В.И., Валецкий А.В., Кряжева Н.Г., Чистякова Е.К., Чубинишвили А.Т. Здоровье среды: методика оценки. М.: Центр экологической политики России, 2000. 68 с.

Интродуценты широко используются при озеленении не только в европейской части России, но и в условиях сибирского резко континентального климата [1–4]. Исследование возможностей роста и развития интродуцентов в этих условиях особенно актуально в связи с относительной бедностью видового состава местной древесной растительности [1–3]. Некоторые виды рода Quercus, такие как дуб монгольский (Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb) и дуб черешчатый (Q. Robur L.), довольно успешно произрастают в условиях Новосибирска, Иркутска и достигают плодоношения [1, 3–5]. Как указывают исследователи, представители рода Quercus страдают от морозов, имеют относительно невысокую приживаемость, замедленный рост и развитие [6–8]. Однако для условий севера Иркутской области исследование состояния представителей рода Quercus не проводились.

Цель исследования: оценка состояния представителей рода дуб (Quercus) различных лет посадки и различных способов посадки с использованием морфометрических и биоиндикационных методов на территории дендрария Братского государственного университета.

Материалы и методы исследования

Исследования проводились в 2015–2019 гг. Всего обследовано 78 саженцев и сеянцев представителей рода Quercus. По общепринятым методикам определялась приживаемость сеянцев и саженцев [1, 2]. Рассчитаны морфометрические показатели (диаметр стволика у основания корневой шейки (см), высота (в см), диаметр кроны (см), верхушечный и боковой прирост). Диаметр стволиков измерялся электронным штангенциркулем у шейки корня. Высота саженцев определялась мерным шестом. В 2019 г. проведена оценка жизненного состояния саженцев методами биоиндикации с определением показателей флуктуирующей асимметрии и площади листовой пластинки по методике В.М. Захарова [9].

Для представителей рода дуб экспресс-оценка развития проводилась по следующим параметрам, указанным на рис. 1.

run1.tif

Рис. 1. Схема морфологических признаков для оценки стабильности развития листьев рода Quercus: 1 – расстояние между окончаниями второй и третьей лопасти; 2 – угол между рахисом и первой латеральной жилкой; 3 – длина жилки первой лопасти; 4 – расстояние между основаниями первых двух жилок

Показатель асимметрии указывает на нестабильность развития растений [9]. При балльной оценке использовалась таблица соответствия баллов качества среды значениям коэффициентов асимметрии [9].

Объектом исследования являются посадки рода Quercus в условиях дендрария Братского государственного университета. Братск относится к территориям, приравненным к районам Крайнего Севера. Среднегодовое количество осадков – около 370 мм в год. Холодный период длится в среднем шесть месяцев (со второй декады октября до третьей декады апреля). Среднемноголетняя продолжительность безморозного периода в центральной части города составляет 94 дня. Первые заморозки отмечены 8 сентября, последние – 5 июня. Среднемесячная температура самого холодного месяца – января – составляет –22,6 °С (абсолютный минимум в этом месяце зарегистрирован –57 °С), самый теплый месяц – июль – имеет среднемноголетнюю температуру +18,2 °С (абсолютный максимум зарегистрирован +37 °С). Среднегодовая температура воздуха по многолетним данным составляет –2,2 °С. В последнее время наблюдается повышение среднегодовой температуры воздуха примерно на 1,0 °С.

На территории дендрария произрастают дубы различного происхождения и различных видов. Видовой состав представлен дубом черешчатым (Quercus robur L.), дубом монгольским (Quercus mongolica Fisch.ex Ledeb.) и дубом красным (Quercus rubra L.). Больше всего по численности приходится на посадки дуба черешчатого, который выращен из желудей дуба, посаженного в поселке Куйтун Иркутской области и находящегося в стадии плодоношения. Часть саженцев дуба черешчатого выращены из желудей местного дуба на дачном участке в районе Братска. Часть посадок создана из желудей местного происхождения, выращенных в камере искусственного климата MKF-240. Дуб монгольский в основном представлен саженцами, которые были закуплены в декоративном питомнике города Иркутска, и саженцами из желудей, полученных из Хабаровского края. В процессе доставки желуди проросли и были высажены осенью, т.е. период прорастания желудей был нарушен. Однако всходы сохранились и в настоящее время произрастают на территории дендрария; ведется учет их состояния и прироста.

В 2015 г. на территории университета были высажены первые саженцы дуба монгольского из декоративного питомника Иркутска. Всего высажено 3 саженца, сохранилось 2, приживаемость составила 66,6 %. В 2016 г. произведены посадки дуба черешчатого: 1 саженец (приживаемость 100 %) и 12 штук желудями, из которых сохранились 4 (приживаемость 33,3 %). В 2017 г. высажены 2 саженца дуба черешчатого, приживаемость составила 100 %. В 2018 г. произведены посадки дуба черешчатого, монгольского и красного путем посадки желудей. Всего высажены 56 желудей, сохранились 40 растений, приживаемость составила 71,4 %; в том числе были высажены 10 желудей дуба красного, привезенных из европейской части РФ, которые также выращены в условиях Братского государственного университета. В 2019 г. произведены посадки саженцев дуба черешчатого в количестве 5 штук, приживаемость составила 100 %. Следует отметить, что посадочный материал высаживался на территории университета, плодородный грунт добавлялся только при посадке, так как на территории встречается большое количество строительного мусора. На рис. 2, 3, 4 представлены фото сеянцев и саженцев трех видов дуба.

run2a.tif run2b.tif

а) б)

Рис. 2. Саженцы (а) и сеянцы (б) дуба монгольского (Quercus mongolica Fisch.ex Ledeb.) в 2019 г.

run3a.tif run3b.tif

а) б)

Рис. 3. Саженцы (а) и сеянцы (б) дуба черешчатого (Quercus robur L.) в 2019 г.

run4.tif

Рис. 4. Сеянец дуба красного (Quercus rubra L.) в 2019 г.

Основная задача исследования – это сравнение состояния разнообразных по происхождению дубов.

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты измерения морфометрических показателей представлены в табл. 1. Обобщенные результаты исследований прироста растений представлены в табл. 2.

Таблица 1

Морфометрические показатели саженцев и сеянцев Quercus (средние значения)

Год

Высота, см ± m

Коэффициент вариации, V

Диаметр кроны, см ± m

Коэффициент вариации, V

Диаметр стволика, см ± m

Коэффициент вариации, V

Дуб монгольский (саженцы из питомника г. Иркутска)

2015

70,920 ± 11,120

27,157

43,150 ± 3,152

12,654

0,650 ± 0,087

23,077

2016

70,920 ± 11,120

27,157

49,570 ± 3,533

12,346

0,650 ± 0,087

23,077

2017

71,050 ± 13,216

26,305

55,250 ± 4,653

11,910

0,830 ± 0,177

30,120

2018

74,100 ± 13,987

26,694

63,750 ± 4,561

10,118

0,970 ± 0,134

19,588

2019

80,550 ± 13,046

22,905

75,500 ± 6,350

11,894

1,140 ± 0,113

14,035

Дуб монгольский (сеянцы)

2018

8,750 ± 1,293

60,914

7,750 ± 1,106

58,839

0,150 ± 0,002

6,667

2019

11,380 ± 1,721

56,591

8,670 ± 1,307

56,401

0,170 ± 0,003

5,882

Дуб черешчатый (саженцы с дачного участка)

2016

56,200 ± 0,000

27,500 ± 0,000

0,240 ± 0,000

2017

60,800 ± 10,947

31,184

32,810 ± 1,871

9,875

0,275 ± 0,029

2,785

2018

67,300 ± 12,182

31,352

41,780 ± 2,402

9,957

0,330 ± 0,029

3,314

2019

66,870 ± 4,257

18,005

46,140 ± 1,939

11,888

0,367 ± 0,014

3,084

Дуб черешчатый (сеянцы из желудей п. Куйтун)

2016

8,420 ± 0,771

33,017

6,250 ± 0,322

18,560

0,040 ± 0,002

17,000

2017

9,950 ± 1,180

23,719

6,780 ± 0,890

26,254

0,040 ± 0,004

19,500

2018

11,310 ± 0,579

26,083

7,220 ± 0,404

28,532

0,050 ± 0,001

11,200

2019

14,330 ± 0,539

16,399

8,000 ± 0,649

35,375

0,050 ± 0,001

8,400

Дуб красный (сеянцы)

2018

9,450 ± 1,843

43,598

1,550 ± 0,550

79,355

0,070 ± 0,009

28,571

2019

12,800 ± 1,601

27,969

2,670 ± 0,729

61,049

0,080 ± 0,022

62,500

Таблица 2

Показатели прироста саженцев и сеянцев Quercus (средние значения)

Год

Верхушечный в длину, см. ± m

К-т вариации, V

Верхушечный в диаметре,

см ± m

К-т вариации, V

Боковой в длину, см ± m

К-т вариации, V

Боковой в диаметре, см ± m

К-т вариации, V

Дуб монгольский (саженцы из питомника г. Иркутска)

2016

0,000

0,000

6,420 ± 2,396

64,642

0,160 ± 0,012

12,500

2017

0,1300,046

61,538

0,180 ± 0,007

5,556

5,680 ± 2,517

62,676

0,170 ± 0,007

5,882

2018

3,050 ± 0,710

40,328

0,140 ± 0,011

10,714

8,500 ± ,5474

75,647

0,190 ± 0,007

5,263

2019

6,450 ± 3,500

76,744

0,170 ± 0,035

29,412

11,450 ± 1,945

24,017

0,220 ± 0,007

4,545

Дуб монгольский (сеянцы)

2019

2,630 ± 0,631

89,734

0,020 ± 0,003

50,000

0,920 ± 0,168

16,189

0,050 ± 0,005

30,000

Дуб черешчатый (саженцы с дачного участка)

   

2017

8,930 ± 0,00

17,620

0,000

14,680 ± 0,462

5,450

0,210 ± 0,000

2018

6,470 ± 0,838

95,436

0,050 ± 0,004

9,091

8,970 ± 0,641

12,375

0,090 ± 0,010

11,111

2019

2,483 ± 1,191

17,620

0,000

6,937 ± 0,040

16,189

0,050 ± 0,015

30,000

Дуб черешчатый (сеянцы из желудей п. Куйтун)

2016

1,530 ± 0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

2017

1,360 ± 0,340

44,444

0,000

0,530 ± 0,040

15,094

0,000

2018

3,020 ± 0,165

61,765

0,10 ± 0,002

10,000

0,440 ± 0,022

25,000

0,000

2019

1,530 ± 0,149

21,523

0,000

0,780 ± 0,023

12,821

0,010 ± 0,003

20,000

Дуб красный (сеянцы)

2019

3,350 ± 0,8184

54,627

0,010 ± 0,001

20,000

1,120 ± 0,463

92,410

0,010 ± 0,001

10,000

Как видно из данных табл. 1, сеянцы и саженцы существенно отличаются по высоте, диаметру кроны и диаметру стволика у основания. Морфометрические показатели представлены в динамике с 2015 по 2019 гг., что позволяет проследить постепенное увеличение размерных показателей исследуемых растений рода Quercus. Определены основные статистические показатели, в частности коэффициент вариации (V), который при малом количестве исследуемых растений может быть значительным. Количество экземпляров дуба монгольского и дуба красного, к сожалению, пока небольшое. В текущем году планируется посадка дополнительного количества растений этих видов.

Как видно из табл. 2, в раннем возрасте дубы дают минимальный прирост по диаметру, верхушечному и боковым приростам, что соответствует биологическим особенностям роста и развития представителей рода Quercus, в последующие годы прирост увеличивается на 30 % и более. При этом саженцы дают большие значения прироста по сравнению с сеянцами того же вида. На основании проведенных исследований установлено, что наибольшую высоту, что вполне закономерно, имеют саженцы дуба черешчатого и монгольского, которые дают ежегодный прирост по высоте за последний вегетационный сезон от 5,5 до 21 см. Сеянцы дают минимальный прирост по высоте 2,1–4,3 см. В табл. 3 представлена сводная ведомость состояния дубов на исследуемом участке по материалам биоиндикации.

Таблица 3

Сводная ведомость состояния дубов на территории дендрария

Год посадки

Способ посадки

Средняя площадь листа, см2 ± m

Величина асимметрии листа

 

Дуб монгольский (Quercus mongolica)

1

2015

Саженцы из питомника г. Иркутска

95,69 ± 6,68

0,13

2

2018

Сеянцы

12,57 ± 1,57

0,11

 

Дуб черешчатый (Quercus robur)

3

2016

Саженец с дачного участка

16,90 ± 3,38

0,06

4

2017

Саженцы с дачного участка

15,45 ± 2,93

0,09

5

2019

Саженцы с дачного участка

14,27 ± 2,96

0,12

6

2016

Желуди (Куйтун)

10,90 ± 1,27

0,04

7

2018

Желуди (Куйтун)

14,01 ± 1,42

0,09

 

Дуб красный (Quercus rubra)

8

2018

Сеянцы

6,25 ± 1,37

0,03

На основании данных табл. 3 заметны различия по площади листовых пластинок исследованных саженцев и сеянцев. Наибольшую площадь листовой пластинки имеют саженцы дуба монгольского, средняя площадь листовой пластины составляет 95,69 см2; даже у сеянцев, выращенных из желудей, площадь листовой пластины довольно значительная (12,57 см2), на втором месте по размеру листовой пластинки располагаются саженцы и сеянцы дуба черешчатого. Саженцы имеют среднюю площадь листовой пластины от 14,26 до 16,90 см2, у сеянцев дуба черешчатого площадь листовых пластин составляет от 10,90 до 14,01 см2. Наименьшую площадь имеют листья дуба красного – 6,25 см2. В результате были получены баллы флуктуирующей асимметрии, характеризующие состояние листьев представителей рода Quercus (табл. 4).

Таблица 4

Качество среды обитания по показателям флуктуирующей асимметрии

Виды, способ высаживания, год посадки или посева

Балл

1

2

3

4

5

< 0,0018

0,0019–0,0089

0,009–0,022

0,022–0,04

> 0,04

Саженцы с дачного участка дуб черешчатый, 2016 г. посадки

0,12

Саженцы с дачного участка дуб черешчатый, 2019 г.посадки

0,09

Сеянцы из желудей п. Куйтун, 2016 г. посадки

0,04

 

Сеянцы дуба монгольского из питомника Иркутск, 2015 г. посадки

0,13

Сеянцы дуба монгольского из приморского края, 2018 г. посадки

0,11–

Сеянцы дуба красного из европейской части РФ, 2018 г. посадки

   

0,03

 

Баллы были интерпретированы как условия для развития растений: 1 – отличные условия для произрастания; 2 – хорошие условия для произрастания («норма»); 3 – относительно хорошие условия для произрастания (требуются мероприятия по улучшению условий произрастания); 4 – удовлетворительно (необходим комплекс мероприятий по улучшению условий произрастания); 5 – неудовлетворительно (критическое состояние), требуются срочные меры для повышения устойчивости растений.

Из табл. 4 видно, что наибольшая стабильность развития (балл 4) отмечается у сеянцев дуба черешчатого 2016 г. посадки и дуба красного 2018 г. посадки, все остальные растения характеризуются нестабильным развитием, что можно объяснить суровыми климатическими условиями и низким плодородием почвы.

Выводы

По полученным результатам можно сделать следующие выводы:

– морфометрические показатели сеянцев и саженцев представителей рода Quercus свидетельствуют о том, что в раннем возрасте дубы дают минимальный прирост по диаметру, верхушечному и боковым приростам, что соответствует биологическим особенностям роста и развития представителей рода Quercus [1, 2, 4, 5];

– в последующие годы прирост увеличивается на 30 % и более, при этом саженцы дают большие значения прироста по сравнению с сеянцами того же вида;

– наибольшую площадь листовой пластинки имеют саженцы дуба монгольского, средняя площадь листовой пластины составляет 95,69 см2, на втором месте по размеру листовой пластинки находятся саженцы и сеянцы дуба черешчатого, наименьшую площадь имеют листья дуба красного – 6,25 см2;

– в результате замеров листьев были получены баллы флуктуирующей асимметрии, характеризующие состояние листьев представителей рода Quercus. Значение флуктуирующей асимметрии, показывающее нестабильность развития исследуемых видов интродуцентов в условиях дендрария Братского государственного университета, свидетельствует о неблагоприятных условиях для развития саженцев и сеянцев рода дуб. К ним относятся суровые климатические условия, низкое качество почвы, высокая рекреационная нагрузка на территории дендрария, что требует проведения дополнительных агротехнических мероприятий для повышения стабильности развития рода дуб в условиях Братска. К ним следует отнести внесение плодородного нейтрального грунта и комплексных удобрений, укрытие молодых сеянцев на зиму, что позволит улучшить общее состояние представителей рода дуб в условиях дендрария на севере Иркутской области.


Библиографическая ссылка

Рунова Е.М., Аношкина Л.В., Коломина А.В. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ РОДА QUERCUS В УСЛОВИЯХ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ // Успехи современного естествознания. – 2020. – № 3. – С. 27-33;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=37342 (дата обращения: 25.10.2021).

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