Эколого-биологические особенности каштана конского (Aesculus hippocastanum L.) в условиях юга Западной Сибири

Огромное богатство растительного мира, включающего более 300 тыс. видов одних только высших растений, является неисчерпаемым источником для внедрения в культуру новых полезных видов. Однако в своей хозяйственной деятельности человечество использует лишь незначительную их часть. Достаточно отметить, что из 200 тыс. видов цветковых растений, имеющихся в мировой флоре, для хозяйственных целей используется всего 10–12%, а в культуру введено лишь около 3%.

В проблеме использования, обогащения и охраны растительных ресурсов юга Западной Сибири большое значение имеют экспериментальные работы по интродукции и акклиматизации растений.

Значительный опыт интродукции древесных растений, имеющих пищевое и техническое значение, а также используемых в зеленом строительстве, полезащитном лесоразведении, лесном хозяйстве и рекультивации почв, требует всестороннего исследования и обобщения [1].

Успех интродукции отдельных видов в значительной степени зависит от их экологических особенностей в природных местообитаниях и географического происхождения семян. Механизм адаптации растений к новым почвенно-климатическим условиям, агротехническим и биоценотическим факторам следует рассматривать как составную часть эволюционного процесса [2].

При выявлении районов возможной культуры конкретного вида древесного растения в целях зеленого строительства и благоустройства рекреационных туристических зон необходимо учитывать, что они не являются абсолютно стабильными. Географические границы районов культуры древесных растений могут изменяться, расширяясь, в связи с подбором более устойчивых форм данного вида и особенно в связи с возможностями гибридизации мутагенных форм и их селекционным отбором. Вместе с тем, эти границы могут «пульсировать» в связи с колебаниями климата.

Введение в культуру нового хозяйственно-полезного растения увеличивает растительные ресурсы и укрепляет экономический потенциал территории. Включение в хозяйственный оборот нового полезного растения равнозначно научному открытию. Интродукция древесных растений, имеющих пищевое, лечебное, декоративное, лесокультурное, познавательное значение, должна являться необходимой частью стратегии развития региона. В первую очередь это относится к созданию и реконструкции в регионе наиболее посещаемых туристско-рекреационных зон с целью повышения пейзажности и разнообразия ландшафта, что в целом будет способствовать росту привлекательности культурно-досуговых обьектов.

Одним из уникальных и малоизученных видов древесных растений в условиях интродукции на юге Западной Сибири является каштан конский. Родина данного вида – северная Греция, деревья достигают до 30 метров высоты и в диаметре ствола до 200 см. Произрастает на Балканском полуострове в горах и лиственных лесах совместно с ольхой, ясенем и кленом на высоте 1000–1200 м. В природе долговечные крупные деревья в благоприятных условиях достигают возраста 200–300 лет [3]. По данным ряда авторов, культивируется от Архангельска до Крыма и Кавказа, Хабаровска, на юге Приморья [4].

В Главном ботаническом саду РАН в г. Москве каштан конский культивируется с 1941 г. [4]. Семена и саженцы были получены из различных пунктов бывшего СССР. В дендрарии было 6 образцов – 51 экземпляр, а в питомнике 340 экземпляров различного возраста. В 39 лет деревья достигали высоты до 7,8 метров с диаметром ствола 14,5 см, вегетация продолжалась с середины – конца апреля до начала – середины октября; рост побегов наблюдался с начала до конца мая, цветение проходило с конца мая до начала – середины июня. Плоды созревали в конце сентября. Цветение и плодоношение было регулярным с 9 лет. Жизнеспособность семян достигала 100%. Побеги одревесневали на 100%, и растения характеризовались высокой зимостойкостью. При этом имелось большое число растений семенной репродукции разного возраста.

В Московской области в парке Назарьево Одинцовского района был отмечен каштан конский высотой 14 метров с диаметром ствола 27 см, который плодоносил [5]. Всего в Подмосковье данный вид встречается в 27 парках.

В городских условиях, как показывает практика, каштан конский являлся довольно выносливым. В Киеве в уличных посадках большое число деревьев достигало 70– 100-летнего возраста [6]. Хороший рост каштана конского был отмечен в Одессе (без полива). В Днепропетровске 20-летний экземпляр достигал высоты 8 м, в Харькове 40– 45-летние деревья достигали высоты 18–20 м с диаметром ствола (на высоте груди) 35– 40 см при диаметре кроны 12 м [7]. В Крыму, в Никитском ботаническом саду, в возрасте около 115–120 лет он имел высоту 18–20 м, диаметр ствола 86–115 см и диаметр кроны 14–15 м.

В озеленении Москвы в настоящее время встречается довольно часто в парках, на бульварах, в уличных посадках [8]. Имелись экземпляры в возрасте приблизительно 50 лет в сквере у Рижского вокзала (высотой 9 м, с диаметром ствола 19 см), в Филевском парке (соответственно 11 м и 20 см), в ЦПКиО им. Горького (12 м и 22 см) и других районах города. Везде он обильно плодоносит. Лучшие результаты дает выращивание в защищенных от холодных ветров местах – на открытых территориях деревья каштана конского погибают от морозобоин. Кроме того, этот вид требователен к влажности почвы и плохо переносит механические повреждения. Каштан конский как долговечную и декоративную породу можно рекомендовать для широкого использования в городском озеленении, но лучше – в парковых массивах или во внутриквартальной посадке.

По исследованиям С.А. Мамаева (2000), каштан конский изредка встречается в дендропарках и ботанических садах Урала [9]. Если на родине (Балканы) он представляет собой высокое раскидистое дерево, то на Урале имеет высоту до 3–4 м, сильно подмерзает, но может в благоприятные годы цвести.

В коллекции дендрария НИИ аграрных проблем Хакасии в Абакане испытывался неоднократно, но все растения, в том числе многочисленные всходы Памирского ботанического сада (1980) погибли в первую зиму [10]. Оставшиеся 8 экземпляров обмерзали ежегодно, высота сеянцев в десятилетнем возрасте составляла 15–18 см. Дальнейшее его изучение, по мнению Н.И. Лиховид (1994), не имеет смысла.

По данным И.Ю. Коропачинского и Т.Н. Встовской (1990), данный вид не рассматривался в ассортименте для дальнейшего изучения в целях зеленого строительства [11].

В исследованиях З.И. Лучника (1970) в условиях Алтайского края у более зимостойкого дерева каштана конского были отмечены на 15-й и 16-й годы жизни единичные соцветия; в 1966 г. завязалось и вызрело несколько плодов [12].

В условиях города Омска по исследованиям Г.И. Гензе, Б.Ф. Сухих, В.И. Шабурова и Г.Г. Шкулова (1970), каштан конский в возрасте 8 лет подвергался обмерзанию всего или большей части однолетнего прироста, растение восстанавливало крону и нормально развивалось; при этом цветение и плодоношение отсутствовали [13]. Позднее, по исследованиям А.И. Григорьева (1998), в условиях г. Омска каштан конский достигал в возрасте 15 лет четырех метров высоты, повреждения отсутствовали, в отдельные годы годичные побеги вымерзали до 50% длины; цветение наблюдалось в отдельные годы, плодоношение отсутствовало [2].

Целью наших исследований являлось изучение особенностей роста и развития каштана конского в условиях интродукции на юге Западной Сибири.

Задачи исследования:

• 1)    сравнительный анализ опыта интродукции каштана конского в умеренных широтах.

• 2)    особенности роста и развития каштана конского в условиях г. Омска, на территории памятника природы регионального значения «Областной дендрологический сад имени Г.И. Гензе».

Методика исследования

Исследования проводились на территории памятника природы регионального значения «Областной дендрологический сад имени Герберта Ивановича Гензе» в г. Омске. Изучались деревья каштана конского в возрасте от 15 до 34 лет.

Проводились фенологические наблюдения по И.Н. Елагину (1984) [14] и изучение морфологических характеристик плодов. Годичный прирост побегов измерялся рулеткой с точностью 0,1 см.

Результаты измерения были подвергнуты графоаналитическому анализу.

Результаты исследования

Изучение интродукционной популяции каштана конского в условиях компактного произрастания на территории дендрологического сада позволило выявить высокую индивидуальную изменчивость деревьев по степени зимостойкости. Так, одно модельное дерево семенного происхождения (модельное дерево № 1) оказалось достаточно зимостойким, отличалось редким повреждением части годичных побегов (балл 1а по шкале зимних повреждений деревьев и кустарников по И.Ю. Коропачинскому и Т.А. Встов-ской (1990)) [11]. Остальные модели являлись по происхождению порослевыми в возрасте 15–20 лет, имели по степени зимостойкости от 2 до 4 баллов.

Проведенные фенологические наблюдения за последние три года позволили установить, что цветение наблюдалось в конце мая – первой декаде июня (24.V–7.VI), пожелтение листьев – в первой половине октября (5–14.X), а созревание плодов и их рассеивание – в начале октября (2–10.X).

Высота модельного дерева № 1 в возрасте 34 года 8,3 м, диаметр на высоте груди (1,3 м) – 15,5 см (рис. 1 и 2).

Изученное морозостойкое модельное дерево каштана конского имеет пирамидальную форму кроны (f. pyramidalis Henry).

Рис. 1. Общий габитус каштана конского            Рис. 2. Диаметр ствола каштана конского

(модельное дерево № 1)                   на высоте 1,3 м (модельное дерево № 1)

Динамика годичного прироста побегов каштана конского приведена в табл. 1.

Таблица 1

Годичный прирост побегов каштана конского у модельных деревьев семенного и порослевого происхождения в условиях «Областного дендрологического сада имени Г.И. Гензе»

Год	Годичный прирост побегов, см
	семенного происхождения (модель 1)	порослевого происхождения (модель 2)
2016	17,5	9,5
2015	9,0	7,8
2014	8,0	14,0
2013	10,0	31,5
2012	22,0	36,0
2011	22,5	8,0
2010	11,5	10,0
2009	17,5	12,5
2008	17,0	23,0
2007	11,0	9,0
2006	16,7	12,0
2005	11,0	34,0
2004	13,8
2003	24,0
Средняя	15,1 ± 1,4	17,3 ± 3,1

Согласно данным таблицы можно отметить, что средний годичный прирост побегов у модельного дерева № 1 составляет 15,1 ± 1,4 см, средняя периодичность наступления максимального прироста 3,25 года, у модельного дерева № 2 соответственно 17,3 ± 3,1 см и 3,5 года. Периодичность наступления минимального прироста побегов у модельного дерева № 1 – 3 года, у модельного дерева № 2 – 4 года. При этом коэффициент синхронности по динамике годичного прироста побегов между исследованными моделями каштана конского оказался очень низким (54,5%).

В первой декаде октября было собрано пять зрелых плодов каштана конского с модельного дерева № 1 (рис. 3), имеющих средний диаметр 2,9 см и средний вес 9,7 г. (табл. 2). Полученное впервые семенное потомство каштана конского в данных условиях интродукции может послужить основой для расширения селекционной работы по отбору зимостойких фенотипов.

Рис. 3. Плоды каштана конского урожая 2016 г.

Таблица 2

Морфометрические характеристики плодов каштана конского

№ плода	Наибольший диаметр, см	Вес, г
1	3,1	11,97
2	2,9	10,81
3	3,0	10,32
4	2,8	7,15
5	2,7	8,30
Среднее	2,9	9,71

Следует отметить, что изученные культуры каштана конского пережили суровые условия зимовки в 1976–1977 и 1984–1985 гг. [15]. Условия зимовки в 1966–1967 гг. на юге Западной Сибири проявились в г. Омске в обмерзании всего или большей части однолетнего прироста побегов [13], в г. Барнауле все деревья погибли в результате обмерзания по линии высоты снегового покрова [12].

Выводы

Таким образом, в условиях юга Западной Сибири каштан конский успешно растет, достигает возраста плодоношения и проявляет большую индивидуальную изменчивость по зимостойкости, что может служить основой для селекционной работы по отбору зимостойких фенотипов в потомстве. Учитывая выявленные экологобиологические особенности, следует признать каштан конский перспективным видом для целей интродукции в данном регионе и заслуживающим дальнейшего изучения.

M.A. Grigoriev

Omsk State Technical University, Omsk

A.I. Grigoriev

Omsk State Pedagogical University, Omsk

Ecological and biological characteristic of horse chestnut (Aesculus hippocastanum L.) in the conditions of the south of western Siberia