Особенности сезонного развития и динамика урожайности плодов малины сахалинской (Rubus matsumuranus Levl. & Vaniot) в верховьях Колымы (Магаданская область)

Введение. На северо-востоке России дикорастущие ягоды традиционно используются в питании населения. В последние десятилетия интерес к изучению природных популяций неуклонно возрастает, а некоторые виды успешно вводятся в культуру [1]. К сожалению, современные изменения климата в значительной степени негативно влияют на продуктивность ягодных растений [2], что вызывает необходимость всестороннего изучения особенностей их сезонного развития. С 1992 г. и по настоящее время фенологический мониторинг дикорастущих ягодников ведется на Оротукском полевом стационаре лаборатории ботаники ИБПС ДВО РАН в верховьях р. Колыма (62º03´ с.ш., 148º39´ в.д.), расположенном в Тенькинском районе Магаданской области в 11 км к юго-западу от с. Оротук [3].

Малина сахалинская ( Rubus matsumuranus Levl. & Vaniot) – сибирско-североамериканский бореальный вид, летнезеленый кустарник 0,5– 1,5 м высотой с шиповато-щетинистыми побегами. Листья тройчатые, снизу по жилкам щетинистые. Ежегодно отрастают вегетативные побеги замещения, которые одревесневают к осени и на следующий год ветвятся, образуя пазушные соцветия с 4–5 цветками. После плодоношения побеги отмирают. Цветет в июне, плоды созревают в первой декаде августа. Ценное пищевое и лекарственное растение, хороший медонос. В медицине используются плоды, листья, цветки и корни. Сушеные плоды применяют в научной медицине, а листья и цветки – в медицине народов Севера [4]. Популяции отличаются значительным полиморфизмом и представляют большой интерес для селекции и интродукции [5]. Малина сахалинская распространена к востоку от Енисея, кроме Арктики, на

Камчатке и Сахалине, достигая на Чукотке границы леса в бассейне р. Анадырь. Встречается как в подгольцовом поясе, так и в зоне лиственничных редколесий на сухих южных склонах, вырубках, каменистых россыпях, обрывах и гарях, где предпочитает участки с разреженным древесным пологом. Из-за труднодоступности продуктивных участков запасы плодов малины в континентальных районах Магаданской области используются недостаточно. На приусадебных участках встречаются растения, пересаженные из природных популяций, но обычно их урожайность невысока.

Цель работы . Оценка динамики дат наступления фенологических фаз малины сахалинской за период 2003–2019 гг. и определение климатических факторов, влияющих на колебания урожайности плодов.

Задачи исследований : обобщение данных фенологических наблюдений за популяциями малины сахалинской и статистический анализ зависимости динамики урожайности плодов от метеорологических показателей.

Материалы и методы . Район исследований расположен на северо-западе Магаданской области в верховьях Колымы. Зональная растительность представлена лиственничными редколесьями с подлеском из кедрового стланика ( Pinuspumila Regl.). Климат района – переходноконтинентальный. Зима умеренно суровая, продолжительностью в среднем 220 дней (средняя температура января -38,3 ° С). Лето умеренно теплое, средняя температура июля 15,1 ° С. Безморозный период в 30 % лет отсутствует, повсеместно распространена многолетняя мерзлота. Годовое количество осадков составляет в среднем 307 мм. Объектом исследований служили популяции малины сахалинской, расположенные на юго-восточных склонах долины Колымы.

Фенологические наблюдения проводятся по общепринятым методикам с 2003 г. и по настоящее время, урожайность оценивалась глазомерно по шкале Каппера–Формозова [6]. Метеорологические наблюдения по программе метеопоста ведутся на стационаре с 1992 г., статистическая обработка метеорологических и фенологических данных выполнена с помощью программы STATISTICA 8,0, колебания средних фенодат анализировались по среднему квадратическому отклонению (S). Даты наступления основных фенологических фаз в таблице приво- дятся в соответствии с международной кодировкой фенологических фаз растений – BBCH [7].

Результаты и их обсуждение. Основным фактором, влияющим на прохождение фаз сезонного развития малины, служат температурные показатели, прежде всего суммы среднесуточных температур выше 0 и 5 °C. Продолжительность вегетационного периода составляет 100,2±2,8 дней. Снежный покров на участках наблюдений разрушается 20.04–5.05, после чего почва постепенно оттаивает и прогревается. Вегетация малины начинается в конце первой декады мая с набухания почек, которое происходит при накоплении ∑ T ≥ 5°C в 20,4±3,3 °C (табл.). В течение 10–12 дней почки зеленеют и распускаются. В генеративном цикле происходит отрастание боковых веточек, на которых развиваются бутоны, и к 20–25 июня малина начинает цвести при накоплении ∑ T ≥ 5 °C в 357,1±12,1 °C. Цветение продолжается 20–25 дней, причем в одном соцветии могут одновременно находиться как начинающие окрашиваться бутоны, так и полностью раскрывшиеся цветки. Плоды растут в течение месяца и в последней декаде июля начинают созревать. Массовое созревание плодов проходит в первых числах августа, после чего они почти сразу осыпаются, поэтому оптимальные сроки сбора – от 31 июля до 10 августа. В вегетативном цикле распуска- ние листьев происходит в среднем 4 июня, а через 10–12 дней листья малины полностью развертываются. Одновременно начинают расти побеги замещения, развитие которых заканчивается к середине июля. Сроки наступления расцвечивания и опада листьев существенно зависят от ∑ T ≥ 5 °C, а после листопада от-плодоносившие побеги усыхают. Ранее было установлено, что скорость прохождения большей части фенофаз и длительность основных межфазных периодов (феноамплитуды) существенно зависят от сезонного хода накопления положительных среднесуточных температур [3]. Анализ дат наступления фенофаз малины показал, что фазы генеративного цикла не показывают существенных трендов за период наблюдений. Напротив, некоторые фазы вегетативного цикла демонстрируют существенные положительные тренды, хорошо согласующиеся с увеличением сумм положительных температур в 2003–2019 гг., которое наблюдается во второй половине мая – начале июня. Распускание почек и начало распускания листьев сейчас происходит на 8–12 дней ранее, чем в начале 2000-х годов, но это не сказывается на сроках прохождения дальнейших стадий, поскольку во второй половине июня существенного потепления не наблюдается.

Даты наступления фенологических фаз малины сахалинской и параметры линейных трендов (2003–2019)

Фенофаза	Даты наступления				Параметры тренда		I— s Ф X ^ Ф g £ zr co	Номер стадии по шкале BBCH
	Ранняя	Поздняя	Средняя	±SE	Наклон	R 2 , %
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Набухание почек	1.05	20.05	10.05	1,5	-0,33	7,9	18	01
Распускание почек	10.05	2.06	21.05	1,6	-0,79	39,6*	17	09
Начало распускания листьев	25.05	12.06	4.06	1,5	-0,71	38,5*	17	11
Полное облиствение	6.06	1.07	16.06	1,7	-0,03	0,0	18	19
Бутонизация	11.06	6.07	20.06	1,7	-0,21	2,6	18	59
Начало цветения	14.06	15.07	25.06	1,8	-0,44	9,0	17	61
Массовое цветение	10.06	2.07	19.06	1,5	-0,31	7,3	18	65
Завязывание плодов	24.06	23.07	5.07	1,8	-0,19	2,0	18	71
Образование плодов	3.07	13.08	19.07	2,1	-0,24	2,1	18	79
Массовое созревание плодов	20.07	14.08	30.07	1,5	-0,24	4,3	18	89
Начало расцвечивания листьев	5.08	25.08	14.08	1,2	-0,08	0,7	18	92

Окончание табл.

1	2	3	4	5	6	7	8	9
Полное расцвечивание листьев	12.08	7.09	25.08	1,4	-0,06	0,3	18	95
Начало листопада	18.08	14.09	1.09	1,7	-0,57	18,7	18	93

*Статистически достоверные тренды.

По литературным данным, среднегодовая урожайность насаждений малины на Дальнем Востоке составляет 50–100 кг/га (в среднем 80) [8]. Вес 100 ягод в изученных популяциях колеблется в различные годы от 40 до 49 г. Цвет плодов преимущественно красный, но в 2001 г. обнаружена форма со светло-розовыми плодами, которые отличаются более крупными размерами и высокими вкусовыми качествами. По нашим наблюдениям, основной урожай формируется из 2–3 цветков, распустившихся первыми, поэтому эффективен первый сбор ягод, реже – второй сбор через 4–5 дней.

Урожайность плодов малины подвержена значительным колебаниям (рис.), причем в последнее десятилетие наблюдается тенденция к ее снижению, обусловленная современными изменениями климата. Для анализа динамики урожайности привлекали большую группу климатических показателей: суммы температур воздуха выше 0, 5 и 10 °C, среднедекадные и среднемесячные температуры теплого периода (май–сентябрь), а также декадные и месячные показатели количества осадков. Статистически достоверной связи урожайности плодов ни с одним из этих параметров обнаружить не удалось. Замечено, что насекомые-опылители практически не посещают цветков ягодных растений в пасмурную погоду [9], поэтому статистически достоверный рост числа пасмурных дней в июне–июле, отмеченный в 1992–2019 гг., вероятно, оказывает влияние на снижение урожаев. Наиболее значимым фактором оказались заморозки ниже -2,5 °C в период цветения, частота которых за последние 20 лет возросла на 60 %. Например, 18 июня 2003 г. и 23 июня 2006 г. в разгар цветения малины наблюдались заморозки в -6,3 и -5,8 °C соответственно, полностью повредившие цветки. В 2010–2013 гг. заморозки в -3...-4 °C приходились на начало цветения. Метеорологические показатели года, предшествующего плодоношению, также сказываются на урожайности малины. Недостаточное количество осадков в июне вызывает слабое развитие побегов замещения, которые рано прекращают рост и имеют небольшое число листьев, что наблюдалось в 2010, 2012 и 2016 гг. Связь урожаев с накоплением влаги в конце вегетационного периода предыдущего года не установлена.

р- 3 «

I®

пи sin

1999 2000 2001  2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011  2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019

годы

Динамика урожайности плодов малины сахалинской (1999–2019)

Выводы . В течение 2003–2019 гг. произошли существенные изменения хода сезонного развития малины сахалинской, связанные с климатическими показателями вегетационного периода. Наблюдаются положительные тренды более раннего начала распускания почек и распускания листьев, что согласуется с постепенным возрастанием сумм среднесуточных температур выше 5 °C в начале вегетации. Существует тенденция к снижению урожаев малины, обусловленная увеличением частоты заморозков (ниже 2,5 °C) в период цветения и ростом числа пасмурных дней, в которые цветки не посещаются насекомыми-опылителями.