Климатические параметры, влияющие на адаптивные свойства вишни Фудзи

Первостепенным значением при интродукции вишни Фудзи (Cerasus incisa) является изучение влияющих на неё климатических параметров в районе естественного произрастания, которым является Япония.

Метод сравнения поможет отразить расширенное понимание принципа адаптации вишни Фудзи (Cerasus incisa). С помощью него можно наглядно провести сравнительный анализ климатических условий Японии и Хабаровска для выявления границ интродукции, результатов приживаемости и характеристики климата апробируемых территорий.

Методы и материалы. При составлении характеристики сравнения климатических условий Японии и Хабаровска в работе были использованы данные наблюдений гидрометеорологических станций, расположенных на обеих исследуемых территориях. С помощью общей характеристики климата составлено климатическое описание и аналитическое сравнение условий исследуемых областей. Кроме этого, были использованы климатические параметры на апробируемой территории, которые были получены в ходе проводимого эксперимента по интродукции вишни Фудзи (Cerasus incisa). Начало эксперименту было положено в 2013 году в городе Хабаровске на территории Тихоокеанского государственного университета.

Для постановки эксперимента из Японии были транспортированы саженцы вишни Фудзи (Cerasus incisa) ассоциацией Мусасино-Тама-Хабаровск. При адаптации вишни решающим фактором является выбор апробируемой территории. Вишня Фудзи (Cerasus incisa) предпочитает инсо-лируемое место. Необходимо, чтобы участок был защищен от ветра, а почва была плодородная и некислая, обогащенная питательными веществами. Вследствие этого из всех рассмотренных территорий было выбрано место, находящееся около Тихоокеанского государственного университета.

Объект проектирования – территория, имеющая форму полукруга, расположенная около правого входа Тихоокеанского государственного университета. Общая площадь объекта составляет 253 м2. С запада, востока и юга территория не затенена техническими сооружениями. Поэтому участок имеет хорошую инсоляцию в течение всего светового дня. Солнечное сияние здесь составляет 2449 часов за год, среднегодовая влажность воздуха – 78 %. В день посадки температура воздуха составляла 11,5°С. На выбранном участке были высажены саженцы вишни Фудзи (Cerasus incisa). На момент начала эксперимента средняя длина ствола составляла 25 сантиметров.

Результаты и их обсуждение . Основным нерегулируемым, лимитирующим рост и развитие растений природным фактором является температурный режим [1, с. 17 ].

Для того чтобы успешно адаптировать сорт вишни, потребуется около 100 безморозных дней, а сумма активных температур должна составлять 1400°С. Северная граница их ареала проходит по линии активных температур около 1600 °С. Наиболее морозоустойчивым сортом в Японии считается вишня Фудзи. Она устойчива к холодным ветрам и произрастает естественным образом в районе горы Фудзи [6, с. 251 ].

Климат Японии и Хабаровска во вторую половину весны и всё лето носит аналогичный характер, однако наблюдаются некоторые качественные различия (рис.1). Это объясняется тем, что климатические условия обеих исследуемых территорий носят муссонный характер, так как они находятся в непосредственной близости от Тихого океана.

• ■    Среднегодовая температура в Хабаровске (t°С )

• ■    Среднегодовая температура на о.Хонсю (t°С )

Рис.1.Среднегодовая температура в Хабаровске и на о.Хонсю (Япония)

На рисунке 1 показано сравнение вариабельности среднегодовых температур. Видно, что зимы в исследуемых территориях резко отличаются. Ветра, которые приходят с континента, несут холодный и сухой воздух, тем самым обуславливая суровую зиму с преобладанием ясной погоды. Поэтому при проведении эксперимента по адаптации вишни Фудзи (Cerasus incisa) пришлось апеллировать фактом суровости Хабаровска по индексу Бодмана, при этом фиксирующим сразу температуру и ветер.

Исходя из формулы: S = (1-0,04 ×t) X (1+0,272×V), где S – индекс суровости, баллы; t – среднесуточная температура воздуха, °С ; V – скорость ветра, м/с. Согласно шкале Бодмана, при S < 1 зима несуровая, мягкая; 1–2 – зима малосуровая; 2–3 – умеренно суровая; 3–4 – суровая; 5–6 – жестко суровая; 6 – крайне суровая [3, с. 129 ].

Так, индекс суровости по Бодману в Хабаровске составляет S = (1-0,04 ×(-19,8) )X (1+0,272×3,4) = 3,44 (S от 3 до 4 – зима суровая). Поэтому, чтобы не наблюдалась аберрация во время проведения эксперимента, был предложен интродуктивный механизм. Для этого саженцы в конце осени прижимались к земле, благодаря чему зимой снег выполнял роль термического буфера. Данный механизм помог сохранить растения от резких перепадов температуры в течение всей зимы. В результате как на укрытых, так и на контрольных саженцах вишни в нижней части ствола появлялись цветки. Выдвинуто предположение, что на апробируемой территории, где было сделано укрытие на зиму, не происходило поражение холодом, так как экспериментальный участок был выбран правильно, а климатические условия помогали расширению адаптивных свойств саженцев. Так, в результате, по проведенным замерам на апробируемой территории, непрерывный средний прирост вишни Фудзи (Cerasus Incisa) составил 75,6 + 13,9 сантиметров.

Во время эксперимента, проводимого в Хабаровске, на месте интродукции вишни Фудзи (Cerasus incisa) с помощью термометра HoboCO-UA-002 произведено измерение температуры на поверхности почвы и на глубине десять сантиметров [6, с.251 ].

В период до 02.08 температура достигла значения 23°С, то есть ежедневное повышение температуры почвы составило около 0,24°С. В последующем увеличение температуры становилось всё более незначительным, после чего началось снижение температуры [4, с.28 ].

Для выяснения наличия связи с приростом растений измерение температуры производилось в 6 часов утра [5, с.225 ].

-5

-10

-15

^^^мТемпература почвы на глубине 10 см

Температура на поверхности почвы

Рис.2. Температура на поверхности почвы и температура почвы на глубине 10 см в месте посадки вишни Фудзи

В апреле происходило таяние снега, который замерз в почве. После этого периода вариабельность температуры почвы была более стабильной в отличие от средней температуры воздуха (рис.2). Поэтому можно сделать вывод, что почва, как и снег, выполняет роль термического буфера.

В результате полученных данных был сделан вывод о зависимости роста побегов и температуры почвы. Так, корреляция температуры почвы и роста побегов в период с 10.05 по 27.07 передается высоким коэффициентом детерминации. Он составил R²=0,75 [2, с.154 ].

В зимний период с 2013 на 2014 год средняя дневная температура воздуха с января по февраль достигла -27°С, после этого температура стала расти. В последнюю декаду апреля, по замерам на апробируемой территории, температура почвы составляла 0°С. Для того чтобы отразить полное понимание зависимости адаптивных свойств от температуры не только почвы, но и воздуха, был сделан график корреляции температуры воздуха и прироста вишни Фудзи.

Как видно на рисунке 3, корреляция температуры воздуха и периодического прироста вишни Фудзи (Cerasus incisa) отличается от ранее полученных результатов корреляции температуры поч-

На уравнении регрессии можно наблюдать, что корреляция передается коэффициентом детерминации, который составил R2=0,28. Он показывает долю вариации результативного признака, изложенную вариацией факторного признака. Теперь, когда известно влияние различных климатических параметров, следует сделать вывод, что возможно смоделировать последующее поведение прироста, который высоко коррелирует с температурой почвы. Это поможет в прогнозировании поведения растения для дальнейшего изучения его адаптивных свойств.

Выводы. Для успешной адаптации вишни Фудзи (Cerasus incisa) одним из главных факторов является температура почвы. При высокой корреляции прирост будет значительным. В то же время корреляция температуры воздуха от прироста ниже на R²=0,47. Вследствие полученной корреляционной разницы можно сделать вывод о менее значительном влиянии на расширение адаптивных свойств температуры воздуха. Благодаря успешно проведенному эксперименту от адаптированных материнских деревьев получены саженцы.

Научную новизну поставленного эксперимента можно определить следующими результатами: были обобщены последние данные по климатическим условиям в Японии и Хабаровске. Получены данные по температурному режиму почвы, выявлены закономерности изменения температуры почвы и воздуха, а также среднемесячных температур на апробируемых территориях. В результате был сделан вывод, что они носят во многом аутентичный характер, однако можно наблюдать существенные количественные различия. Кроме этого, можно утверждать о дальнейшем прогнозировании прироста растения с помощью полученной корреляционной статистики. На основе уже поставленного эксперимента предложен механизм процесса интродукции и адаптации растений с помощью термического буфера. Сейчас можно утверждать о практическом значении изучаемого вопроса, так как работа верифицирована. Полученные положения в дальнейшем помогут с развитием новых методик для исследования интродукционных и адаптивных процессов.