Фенотипическая изменчивость деревьев ореха маньчжурского (Juglans mandshurica) в дендрарии СибГУ имени академика М.Ф. Решетнева

Введение. Орех маньчжурский (Juglans mandshurica Maxim.) растет в Восточной Азии, Корее, Северном Китае, на Дальнем Востоке, преиму- щественно в хвойно-широколиственных лесах, по долинам рек, не поднимаясь выше 600 м над уровнем моря. Он предпочитает аллювиальные или делювиальные глубокие рыхлые почвы с близким залеганием проточных грунтовых вод. Обычно достигает 27–29 м высоты и 60–70 (до 100) см в диаметре. До 90 лет растет быстро, затем прирост сокращается. Живет 200–250 лет [2]. Маньчжурский орех светолюбив, однако мирится с затенением. Влаголюбив и чувствителен к засухе. Может расти на серых лесных почвах, но предпочитает плодородные и дренированные. Обладает мощной стержневой корневой системой, позволяющей противиться сильным ветрам. Относительно газо- и дымоустойчив.

Цель и задачи исследований. Изучение фенотипической изменчивости деревьев ореха маньчжурского по биометрическим показателям (высота, диаметр ствола, диаметр кроны); анализ плодоношения растений по годам и сравнение роста ореха в условиях дендрария с данными других интродукционных пунктов.

Объекты и методы исследований. В программу исследований входила селекционная оценка деревьев ореха маньчжурского, произрастающего в зеленой зоне города Красноярска (дендрарий СибГУ им. М.Ф. Решетнева). В качестве фенотипических показателей индивидуальной изменчивости растений были выбраны высота, диаметр ствола, кроны, определяемые у каждого растения в биогруппе. Исследуемые биогруппы произрастают в различных маточных отделениях дендрария (А, В, С, Д). Биометрические показатели (высота, диаметр ствола, кроны) у всех растений в биогруппах определяли по методике Г.А. Лобанова [6]. Диаметр ствола у деревьев измеряли на высоте 1,3 м; диаметр кроны – в двух направлениях с определением среднего значения. Для определения урожайности использовали метод модельных ветвей (который заключается в том, что плоды подсчитывают только на модельных ветвях, средних для данного дерева) и одновременно определяли количество плодоносящих ветвей на дереве. Перемножая среднее количество плодов на модельных ветках на количество плодоносящих ветвей, получали урожайность. Затем определяли среднее количество плодов на дереве в биогруппе.

Полученные результаты обработаны статистически. Для оценки степени изменчивости изучаемого признака использовали шкалу С.А. Мамаева, согласно которой уровень изменчивости устанавливали по значению коэффициента вариации (V %) [7].

Результаты исследований и их обсуждение . В дендрарии СибГУ имеются образцы ореха маньчжурского 32–48-летнего возраста. Нами проанализированы биометрические показатели и плодоношение пяти образцов в трех отделениях (табл. 1). На основе селекционной оценки можно сохранить и размножить семенным путем ценные экземпляры, учитывая, что в ряду семенных поколений происходит появление перспективных форм, приспособленных к новым условиям существования, что указывает на значимость маточного коллекционного фонда плодовых и декоративных растений.

Высота исследуемых растений находится в пределах от 3,2 до 12,0 м при средних значениях 4,2– 8,4 м. Наибольшую высоту имеют биогруппы, произрастающие в отделении «В» (№ 436, № 316), где некоторые особи достигают высоты 12 м. Коэффициенты варьирования признака – от низкого до высокого (10,5–33,3 %). Различие между биогруппами, оцениваемое t-критерием на 5%-м уровне значимости, недостоверно (0,51). В Ботаническом саду г. Абакана (см. табл. 1) растения 22-летнего ореха маньчжурского достигают 5,8 метра в высоту, максимальный диаметр ствола – 9,0 см; в дендропарке г. Омска в 25 лет – 15 м в высоту и 19 см в диаметре ствола; в ЦСБС г.Новосибирска в 26 лет – 15 м в высоту [2, 5]. Сравнивая данные этих пунктов, можно увидеть, что как по высоте, так и по диаметру ствола деревья ореха маньчжурского в дендрарии СибГУ несколько уступают по этим показателям растениям г. Новосибирска, Омска.

Таблица 1

Показатели роста ореха маньчжурского в дендрарии СибГУ и других пунктах интродукции

В отделении «А» дендрария СибГУ высота ореха маньчжурского (№ 642) на 19 % ниже, чем в отделении «В» у образца № 316 того же возраста, но на 38 % больше в сравнении с биогруппой Д 160. Это, вероятней всего, связано с микроклиматическими условиями произрастания.

В отделении «Д» имеются биогруппы разного биологического возраста (32 и 43 года) одинаковой высоты, но заметно уступающие растениям в отделении «В» (в 1,8–2,0 раза). Уровень изменчивости у них также ниже. Сравнение с образцом В 316, имеющим наибольшую высоту, показало, что различия достоверны (t ф1 = 8,40–11,41).

Диаметр ствола растений варьирует от 4 до 17 см при средних значениях 5,0–13,6 см. Наиболь- ший диаметр имеют биогруппы В 436, В 316: в 1,2– 2,7 раза больше в сравнении с другими. Изменчивость признака находится на среднем уровне, у образца В 436 – высоком. Различия между биогруппами, произрастающими в одном отделении, недостоверны – 1,77; 1,21. Растения в отделении «Д» уступают образцам отделения «В» – в 2,3–2,7 раза, хотя биогруппы Д 160 и В 316 имеют почти одинаковый возраст.

Диаметр кроны исследуемых растений достигает 2,0–5,0 м. Соответственно, наибольший диаметр – в биогруппе В 436, но достоверность различий подтверждается только с растениями образца А 642. Коэффициент варьирования признака – от низкого до высокого.

Таблица 2

Примечание: t ф1 – достоверность различий с наибольшим значением; t ф2 – достоверность различий в пределах отделения.

Показатели ореха маньчжурского

В 2016 году почти все биогруппы плодоносили, при среднем числе плодов на одном растении от 14 шт. (Д 160) до 28 шт. (В 316); в 2004 году – от 16 шт. (Д 6575) до 26 шт. (В 436). В 2017 году деревья ореха не плодоносили, так как интенсивность плодоношения во многом зависит от факторов внешней среды в период заложения и формирования генеративных органов. В таблице 3 приведен процент плодоносящих растений в биогруппах.

Таблица 3

Число плодоносящих растений в биогруппах ореха маньчжурского (2014–2016 гг.), %

Растения плодоносят ежегодно, за исключением лет, когда распускающиеся листья и цветки повреждаются поздними весенними заморозками. Экземпляр ореха маньчжурского в отделении «С» (№ 26), имеющий высоту 11 м, диаметр ствола 20 см, кроны – 4,5 м, сформировал в 1995, 2004, 2010, 2015 гг. по 160–400 плодов.

Выводы . В результате проведенных исследований установлено, что для основных биометрических показателей характерны уровни изменчивости от низкого до высокого. Выявлено, что максимальных размеров достигают растения ореха в отделении «В». При сравнении полученных данных с материалами других интродукционных пунктов видно, что растения ореха маньчжурского в дендрарии СибГУ несколько уступают по высоте и другим биометрическим показателям особям в дендрариях Омска, Новосибирска [1–4]. При этом растения находятся в присущей для их возраста жизненной форме и почти ежегодно плодоносят. Это говорит об успешной интродукции растений, так как плодоношение является итоговым выражением всей жизнедеятельности растений [7–9]. На основе изучения особенностей плодоношения предоставляется возможность глубже познать биологию интродуцированных растений и процесс их адаптации к новым условиям. Изучение фенотипической изменчивости плодоношения и размножения лучших особей способствует сохранению и пополнению коллекции дендрария и других пунктов интродукции.