Интродукция некоторых древесных видов растений североамериканской флоры в среднетаежной подзоне Республики Коми

В Республике Коми лесная площадь занимает 30 млн. га [8], где произрастает немногим больше 100 видов древесных растений [12]. Среди них лишь некоторые виды пригодны для озеленения городов. Поэтому обогащение природной и культурной флор Севера красивыми древесными растениями актуально. Для решения данной задачи с середины прошлого столетия сотрудниками сначала лаборатории интродукции растений, затем с 1991 г. отдела Ботанический сад проводится привлечение древесных растений и их комплексное изучение. Дендрарий ботанического сада Института биологии Коми НЦ УрО РАН (Дендрарий) – один из самых северных, расположен в 8 км на юго-восток от г. Сыктывкара (61.6о с.ш., 50.8о в.д.). В нем почти за 70-летний период собрана коллекция древесных декоративных растений, насчитывающая около 700 видов, разновидностей, сортов и форм. Виды, культивируемые в дендрарии, относятся к различным эколого-географическим зонам: Дальний Восток, Восточная Азия, Средняя Азия, Кавказ, Западная и Восточная Сибирь, Европа и Северная Америка. Из них около 10 % - растения североамериканской флоры. Данный факт обусловлен близкими климатическими условиями Республики Коми с отдельными районами Северной Америки.

Цель работы: изучение биологии североамериканских видов древесных растений в процессе их адаптации к климатическим условиям среднетаежной подзоны Республики Коми.

К настоящему времени в Дендрарии коллекция древесных растений из Северной Америки представлена 64 видами из 41 рода и 20 семейств

(в это число не включены внутривидовые таксоны и межвидовые гибриды). В работе использовались «Методика фенологических наблюдений…» [9], методика оценки зимостойкости, разработанная в ГБС РАН [7], методика изучения прироста побегов древесных растений [10]. Типы жизненной формы видов растений приведены по классификации И.Г. Серебрякова [11].

Семейство Berberidaceae Juss. – барбарисовые. Berberis canadensis Mill. – барбарис канадский. В естественных условиях распространен в Северной Америке, приурочен к речным долинам, отвесным берегам, высоким склонам и холмам [5]. Исследуемые образцы выращены из семян, полученных из Дендрологического сада Северного научно-исследовательского института лесного хозяйства в 1997 г. Растения B. canadensis вегетируют со второй декады мая до первой декады октября (рис. 1). Особенность биологии растений данного вида выявляется на первом году жизни. Так, в новых условиях культивирования для него характерно ускоренное прохождение онтогенеза. Особи достигают наибольшей высоты по сравнению с видами из других флористических областей. На побеге однолетнего сеянца формируется до 23 шт. листьев. Ветвление растений отмечается в конце первого года жизни. На третий год жизни высота саженцев увеличивается на 51 см и составляет 77 см, формируются три побега ветвления. Растения переходят в виргинильное онтогенетическое состояние. Листья у взрослых особей удлиненные, обратнояйцевидные, длиной – 4,7 см, шириной – 2,3 см. Число листьев в мутовке – 7 шт., кистей на побеге – 5. Цветков в кисти насчитывается 7 шт., плоды формируются меньших размеров – 9,5 мм длиной, 5,1 мм шириной, чем у европейского и восточноазиатских видов барбариса. Эти морфологические признаки довольно устойчивы. Согласно литературным данным [3], в плодах барбариса образуется от одного до пяти семян. Плоды, сформированные в условиях интродукции в среднетаежной подзоне Республики Коми, имеют низкую полнозерность

(выполненность). Так, для данного вида она составляет 1.3 шт. Зимостойкость растений - I-II балла. Вид рекомендуется для озеленения центральных и южных районов Республики Коми.

Рис. 1. Berberis canadensis (фаза плодоношения)

Рис. 2. Mahonia aquifolium (фаза цветения)

Mahonia aquifolium (Pursh) Nutt. - магония падуболистная. Красивейший вечнозелёный зимующий кустарник до 1-2 м высотой с раскидистой кроной. В диком виде произрастает в западных штатах США - от Британской Колумбии до Калифорнии [3]. В Дендрарий M. aquifolium интродуцирована в 1955 г. семенами, полученными из Санкт-Петербурга. К 25 годам высота кустов в новых условиях произрастания не превышает 85 см. M. aquifolium обильно цветет (рис. 2) и плодоносит. Плод - ягода продолговато-эллиптической формы, созревает в начале сентября, сине-черного цвета с сизым налетом (9-10 мм длиной и 8 мм шириной), с 2-8 фертильными семенами. Растения этого вида являются морозостойкими и представляют те немногочисленные вечнозеленые кустарники, успешную адаптацию которых к условиям Севера можно связать с ранним окончанием роста побегов (середина июля). Растения не нуждаются в укрытии, хорошо переносят стрижку, неприхотливы к почве, но предпочтение отдают свежей плодородной супесчаной или суглинистой. M. aquifolium перспективный вид для Республики Коми и рекомендуется для озеленения городов и населенных пунктов к югу от г. Сыктывкара.

Семейство Caprifoliaceae Juss. - жимолостные. Lonicera involucrata (Richards.) Banks ex Spreng. - жимолость покрывальная. Вид североамериканской флоры. Кустарники произрастают в природе от Аляски на севере и до Мексики на юге [2]. В дендрарии выращивается 4 экземпляра, полученных саженцами в 1998 г. Весной 2002 г. саженцы имели высоту 22.5 см. В результате интенсивного роста побегов, происходившего до середины июля, высота растений к этому времени составила 41.5 см и до конца вегетационного сезона не изменялась. Взрослые растения L. involucrata при интродукции на Севере достигают 1.5 м высоты. Побеги четырехгранные без опушения. Листья крупные, до 10 см длиной и до 4.5 см шириной, яйцевидные или эллиптические, темно-зеленые, блестящие, раскрываются в мае и сохраняются до октября. Цветение начинается в первой декаде июня. Цветки парные, желтые, до 1,5 см длиной, с широкими прицветниками, наполовину прикрывающими венчик, с возрастом окрашивающиеся в бордово-фиолетовый цвет. Прицветники сохраняются и при плодах, частично покрывая их. Цветение может затягиваться, и тогда можно одновременно наблюдать и цветки, и первые зрелые плоды. Плоды - округлые, крупные, блестящие черные ягоды, созревают в конце июня - начале июля. Цветение и плодоношение ежегодное, начиная с четырех - пятилетнего возраста растений. Вид зимостоек, иногда наблюдается подмерзание поздно завершающих свой рост побегов. L. involucrata в озеленении встречается редко, но вполне может быть рекомендована как декоративный и нетребовательный к условиям выращивания вид.

Symphoricarpos albus (L.) Blake. - снежноягодник белый. Кустарник до 2 м. Естественно произрастает в Северной Америке: от Канады на юг до Пенсильвании, на запад до Калифорнии [6]. Первые образцы растений этого вида были привлечены в коллекцию дендрария в 1946 г. из Липецкой области. Другой образец из четырех растений S. albus поступил из г. Кирова в 2000 г. Вегетация растений данного вида начинается в середине мая и продолжается до установления низких температур (середина октября). В первые годы интродукции прирост побегов не завершался за вегетационный период. Зимостойкость растений была низкая (IVV баллов), обмерзали не только однолетние, но и старые побеги до уровня снежного покрова. Однако растение вновь восстанавливало свой габитус в следующий вегетационный сезон. В настоящее время, в связи с потеплением климата, зимостойкость стала выше, повреждения многолетних побегов не отмечаются. Цветет интродуцент ежегодно и обильно белыми, мелкими, невзрачными цветками. В октябре созревают снежно-белые плоды диаметром до 8 мм, которые сохраняются до поздней осени. В этот период растения S. albus особенно декоративны. Вид рекомендуется использовать в озеленении южных районов Республики Коми. Привлечение и изучение новых образцов растений S. albus будет продолжено.

Семейство Elaeagnaceae Juss. – лоховые. Elaeagnus argentea Pursh. – лох серебристый. Вид распространен на востоке Канады, далее на юг до Миннесоты, южной части Дакоты и Юты. Листопадный прямостоячий кустарник, высотой до 4 м [6]. Впервые 5 саженцев одного образца в дендрарий были завезены из Москвы в 1964 г. Вегетируют растения с середины мая до конца сентября. Недостатком является низкая зимостойкость, составляющая III-IV балла, вследствие, чего этот образец выпал из коллекции. Другие образцы были привлечены саженцами из Волжско-Камского заповедника в 1997 г. и с Коми республиканского эколого-биологического центра в 2007 г. В возрасте 8 лет растения имеют высоту 0.9 м и находятся в генеративном периоде развития. Их зимостойкость составляет I-II балла, что значительно выше, чем у первых испытываемых растений данного вида. E. argentea интересен в декоративном отношении, своими эффектными серебристыми листьями, достигающими в длину 8 см, и требует дальнейшего изучения с целью выявления перспективности использования в озеленении и сохранения биоразнообразия.

Семейство Fagaceae Dumort. – буковые. Quercus rubra L. – дуб красный. Деревья до 20-25 м высотой. Родина – Восток Северной Америки [2]. Первоначально образец из 3 растений появился в дендроколлекции в 1964 г. Два экземпляра погибли сразу, третье растение после постоянных обмерзаний сформировало кустообразную форму, затем выпало из коллекции. На основании этих наблюдений напрашивается вывод – вид совершенно неперспективный для условий Севера, но в связи с изменением климата в сторону потепления, в 1998 г. вторично был привлечен к испытанию новый образец Q. rubra саженцами, полученными из Минска. Годичный прирост четырехлетних растений составляет 15-18 см и с возрастом увеличивается. На восьмой год жизни растения достигли 80-90 см высоты. Вегетировать начинают в конце мая, заканчивают в октябре. При культивировании на Севере формируют крупные листья длиной 10-18 см, шириной до 10 см, которые окрашиваются осенью в пурпурно-красные тона. Растения с высокими декоративными качествами, подмерзаний не установлено.

Семейство Rosaceae Juss. – розоцветные. Amelanchier florida Lindl. – ирга обильноцветущая. Высокий кустарник до 10 м высотой, естественной экосистемой которого являются светлые леса, вырубки субтропической, широколиственно-лесной и таежной зон запада Северной Америки, тянущиеся от юга Аляски до побережий центральной Калифорнии и на восток до Айдахо [1]. Интродуцент был привлечен в Дендрарий в 1939 г. семенами, полученными из Москвы. В настоящее время кустарник достигает в высоту 5 м. Его крона неплотная, просвечивающаяся, диаметром 2 м. Начало вегетации отмечается в первых числах мая и длится до конца третьей декады сентября. Рост побегов заканчивается в конце июля. Цветет A. florida в начале июля, белыми цветками диаметром – 2.6 см, расположенными в соцветии по 28 шт. Цветение длится около семи дней. В конце августа созревают почти черные, округлые плоды. В среднетаежной подзоне Республики Коми растение ежегодно цветет и плодоносит. Зимостойкость интродуцента оценивается в I-II балла. Вид рекомендован для озеленения южных районов республики.

Рис. 3. Padus virginiana (фаза цветения)

Padus virginiana (L.) Mill. – черемуха виргинская. Вид распространен в центре Северной Америки. В естественных условиях произрастания достигает 15 м высоты, диаметр ствола 40-50 см. Растет преимущественно вдоль рек на богатых влажных почвах [5]. Семена этого вида получены из Архангельска в 1948 г. При культивировании растений P. virginiana в среднетаежной подзоне Республики Коми обнаружены существенные изменения жизненной формы. На Севере дерево P. virginiana принимает кустообразную форму, к 30 годам имеет высоту 4.5 м с диаметром кроны – 4 м. Вегетация начинается во второй декаде мая, заканчивается – в конце сентября – начале октября. Рост побегов проходит в период с середины мая до третьей декады июня. В генеративный возрастной период растения переходят в семилетнем возрасте. Цветение начинается со второй и продолжается до конца третьей декады июня (рис. 3). В связи с потеплением климата в отдельные годы наблюдается более ранее цветение – во второй -конце третьей декадах мая. На Севере растения P. virginiana формируют кисть длиной 14,8 см, диаметром – 2,3 см, которая по своим размерам не отличается от таковой у растений, произрастающих в пределах природного ареала. В кисти формируется до 43 шт. цветков, распускающихся от основания к вершине (акропетально). Цветки небольшие, диаметром до 1 см. Массовое созревание плодов наблюдается в начале сентября. Плод -костянка, при полном созревании в сентябре окрашивается в тёмно-красные тона, съедобен. Растение зимостойкое, засухоустойчивое, растёт на любых почвах, теневыносливое. В условиях культивирования на Севере отмечается обильное образование корневых отпрысков. Учитывая декоративные качества P. virginiana с весны до глубокой осени, вид рекомендуется для озеленения городов Республики Коми южнее Ухты.

Spiraea latifolia (Ait.) Borckh. - спирея широколистная. Кустарник высотой до 1.5 м. Распространен он в восточной части Северной Америки [3]. В Дендрарии растения этого вида выращиваются с 1975 г. Семена получены из Архангельска. В возрасте 8 лет растения имели высоту 1,2 м, диаметр кроны 0,8 м. Вегетируют с начала мая до конца сентября. Окончание роста побегов отмечается в середине июля. Соцветия формируются на верхушках зеленых побегов, длина которых за вегетационный период достигает 98 см. Массовое цветение наступает в первой - второй декадах июля. Цветение ежегодное. Длина конечной широкопирамидальной метелки до 11,5 см, что несколько меньше, чем в естественных условиях произрастания (15-17 см), диаметр метелки - 4,5 см, в ней насчитывается 120 шт. цветков бледно-розового цвета, длина цветоножек - 0,4-0,6 см. В условиях интродукции на Севере S. latifolia формирует фертильные семена. К трехлетнему возрасту растения, полученные из семян местной репродукции, имели среднюю высоту к середине мая 40,8±4,1 см. Сеянцы отличаются быстрым и продолжительным ростом однолетних побегов, и к середине июня достигают высоты 57,7±5,4 см, к концу сентября -70,5±6,1 см. Вид зимостойкий, отличается длительным, до заморозков, цветением, перспективен для озеленения на территории Республики Коми южнее г. Печоры.

Sorbus americana Marsh. - рябина американская. Естественные местообитания S. americana - Северная Америка - от Ньюфаундленда до оз. Виннипег и района Великих озер [4]. В дендрарии Ботанического сада образец данного вида рябины неизвестного происхождения выращивается с 80-х годов прошлого столетия. В настоящее время также изучаются следующие образцы S. americana: шестого и восьмого годов жизни, выращенные из семян местной репродукции от образца неизвестного происхождения, четвертого и шестого годов жизни - из семян, полученных по делектусу из Технического универститета Дрездена (Германия). Для семян данных образцов применялся подзимний посев, так как для нарушения их физиологического покоя необходима длительная холодная стратификация. Растения S. americana четвертого -восьмого годов жизни находятся в прегенератив-ном периоде развития. Длительность вегетации этих растений составляет 118-161 день в зависимости от возраста, происхождения образца и метео- рологических условий вегетационного сезона. Аналогичный период многолетний образец S. americana, длительное время произрастающий в дендрарии проходит за 143-160 дней в разные годы исследований. Вегетировать растения всех образцов начинают в начале первой декады мая, массовый листопад отмечается в третьей декаде сентября, в отдельные сезоны - в первой - второй декадах октября. Зимостойкость растений высокая - I балл. Наибольшая декоративность S. americana отмечается в период массового цветения, когда на растении формируются крупные щитковидные соцветия, а также в период массового плодоношения и яркого окрашивания листьев. Массовое цветение наблюдается в начале второй - третьей декадах июня. Цветки мелкие, их диаметр варьирует от 0,7 до 1,1 см. Массовое созревание плодов происходит к середине сентября. Диаметр плода 0,8 -1,2 см, в соцветии насчитывается в среднем 251 шт. округлых красных плодов, горьких на вкус. S. americana является перспективным декоративным растением для озеленения городов и населенных пунктов Республики Коми.

Рис. 4. Partenocissus quinquefolia

Семейство Vitaceae Juss. – виноградные. Partenocissus quinquefolia (L.) Planch. - девичий виноград пятилистый. Древесная лиана длиной 1520 метров. Родина – восток Северной Америки [5]. Впервые в Дендрарии вид появился в 1946 г. саженцами, полученными из Липецка. Вторично образец этого вида был привлечен черенками в 1997 г. из Казани. Вегетировать растения начинают в середине мая. Рост побегов не завершается. Однолетние побеги данного образца обмерзают на 1/3 длины, за вегетационный сезон вырастают незначительно, на 60-70 см. Отсутствие необходимой суммы положительных температур не дает раскрыть виду свои потенциальные декоративные возможности. Поэтому в первые два - четыре года после посадки побеги лианы на зиму необходимо пригибать и утеплять. Вид легко размножается зимними и летними черенками, отводками, а также посевом семян с предварительной стратификацией. Цветет и плодоносит не ежегодно. P. quinquefolia (рис. 3) незаменим для вертикального озеленения в южных районах Республики Коми.

Семейство Salicaceae Mirb. – ивовые. Populus balsamifera L. – тополь бальзамический. Дерево высотой до 35 м, крона раскидистая, ствол прямой. Кора серая, гладкая, в нижней части ствола темно-серая, трещиноватая. Почки яйцевидноконические, зеленоватые, клейкие, ароматные. Листья плотные, яйцевидно-овальные, эллиптические или ромбические, мелкопильчатые, молодые клейкие, опушенные, позже – голые, сверху темнозеленые, блестящие, снизу матовые, на длинных голых черешках [13]. Естественно P. balsamifera произрастает в северной части Северной Америки [5]. В Дендрарий привлечен на испытание в 1936 г. саженцами, полученными из комбината благоустройства г. Сыктывкара. За годы наблюдений зимостойкость составляла I балл. P. balsamifera относится к ветроопыляемым двудомным растениям. Цветет до распускания листьев в первой декаде мая, плоды созревают во второй – третьей декадах июня – начале июля, листопад наблюдается в конце сентября – начале октября. Образующиеся семена снабжены хохолком из тонких волосков и легко разносятся ветром на значительные расстояния. Они обильно засоряют территорию «пухом» в период плодоношения, что создает определенные неудобства. В связи с этим, для озеленения городов необходимо использовать мужские растения P. balsamifera . За годы исследований самосева не наблюдалось. P. balsamifera светолюбив, хорошо размножается одревесневшими стеблевыми черенками. Экологически пластичен. В городских условиях характеризуется высокой пыле-, дымо- и газоус-тойчивостью. Способен расти на сильно уплотненных почвах, а также загрязненных тяжелыми металлами. В затененных условиях рост замедляется. Широко используется в озеленении городов Республики Коми.

Выводы: в результате многолетних исследований выявлены биологические особенности роста и развития древесных растений североамериканской флоры, интродуцированных в среднетаежную подзону Республики Коми. Благодаря экологической пластичности, которую они проявляют в зоне искусственного ареала, стало возможным введение в культуру значительного числа видов. Установлено, что при выращивании в новых почвенно-климатических условиях не все интро-дуценты одинаково хорошо адаптируются. Так, растения Symphoricarpos albus в первые годы интродукции имели низкую зимостойкость, их побеги обмерзали до уровня снежного покрова. Однако растения данного вида обладают способностью восстанавливать свой габитус в следующем вегетационном сезоне. Особи, перешедшие в генеративный период развития, ежегодно плодоносят. Полный цикл развития проходят Berberis canadensis, Mahonia aqui-folium, Lonicera involucrata , Symphoricarpos al-bus , Amelanchier florida, Padus virginiana, Spiraea latifolia , Sorbus americana, Populus balsamifera. Большинство из перечисленных видов растений отличаются относительно высокой зимостойкостью и сохраняют жизненную форму, присущую им в естественных условиях произрастания, за исключением Padus virginiana. Считаем, что следует продолжить привлечение и изучение новых образцов растений Symphoricarpos albus , Elaeagnus argentea с целью выявления наиболее устойчивых из них для выращивания в условиях Севера. Учитывая все перечисленное, необходимо проводить интродукцию новых видов, образцов и форм североамериканских древесных растений для обогащения культурной флоры Республики Коми.