Особенности сезонного развития растений рода Crataegus L. в условиях Красноярской лесостепи

Введение в культуру новых видов может быть использовано для повышения продуктивности бореальных лесов и уровня хозяйственного использования земельных ресурсов, устойчивости защитных лесонасаждений, улучшения комфортности городов и поселков, формирования и расширения базы витаминного и лекарственного сырья, а также выполнения культурно-просветительной функции [1, 2, 6, 7, 11, 12, 15–17].

Следует отметить, что значительный вклад в изучение введенных в культуру новых видов деревьев и кустарников в южных районах Сибири внесли ученые разных научно-исследовательских учреждений и университетов, такие как: О.Ф. Буторова, Г.С. Вараксин, А.А. Верещагин, Т.Н. Встовская, Г.Н. Гордеева, А.А. Гукова, М.А. Кириенко, И.Я. Китаева, Ю.В. Кладько, С.Г. Князева, И.Ю. Коропачин- ский, В.М. Крутовский, Н.И. Лиховид, А.И. Лобанов, Р.И. Лоскутов, М.А. Мартынова, Р.Н. Матвеева, В.А. Молоков, В.Е. Мулява, В.Н. Невзоров, А.И. Олиниченко, О.П. Олисова, Н.П. Погосова, В.Я. Поляков, Е.Н. Протопопова, М.В. Репях, А.Б. Романова, Е.Н. Савин, М.И. Седаева, Л.Н. Сунцова, И.В. Тихонова, Е.А. Усова, М.А. Шемберг, К.В. Шестак, В.Е. Шмидт и многие другие.

Имеется опыт введения некоторых европейских, североамериканских и дальневосточных видов деревьев и кустарников в зеленые насаждения Красноярской лесостепи [2, 9, 10, 13, 14]. Однако биолого-экологические особенности в их росте и развитии в данных условиях изучены слабо или вовсе не изучены.

Цель исследований . Изучить особенности сезонного развития некоторых видов боярышника в дендрарии Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН (ИЛ СО РАН), расположенном в Красноярской лесостепи.

Объекты и методы исследований. Объектами исследований послужили биогруппы растений боярышника кроваво-красного ( Cranaegus sanquinea Pall.) местного происхождения и введенных в культуру шести видов боярышника: Шредера ( C. Schroederii Koehne); зеленомясого ( C. chlo-rosarca Maxim.); круглолистного ( C. rotundifolia Wall.); Максимовича ( C. Maximowiczii Schneid.); пери-стонадрезанного ( C. pinnatifida Bunge); алтайского ( C. altaica (Loud) Lange), которые произрастают в дендрарии ИЛ СО РАН, расположенном в Красноярской лесостепи красноярского Академгородка. Выбор исследуемых видов обусловлен перспективностью введения в культуру, способностью к семенному размножению и естественному возобновлению, что дает возможность их массовой репродукции с целью получения генотипически ценного посадочного материала.

Ареалы естественного произрастания изученных видов растений и происхождение их семян приведены в таблице 1.

Ареалы видов растений и происхождение их семян

Таблица 1

Вид растения	Ареал	Происхождение семян
Боярышник кроваво-красный	Восток евр. части СССР, Сибирь, Средняя Азия, Монголия	Красноярский край – Манский район
Боярышник Шредера	Дальний Восток	Новосибирск
Боярышник зеленомясый	Камчатка, Сахалин, о. Хокайдо	Барнаул
Боярышник круглолистый	Северная Америка	Новосибирск
Боярышник Максимовича	Вост. Забайкалье, Приморье, о-в Сахалин	Новосибирск
Боярышник перистонадре-занный	Дальний Восток, Корея, Сев. Китай, включая Манчжурию	Окрестности г. Хабаровска
Боярышник алтайский	Памиро-Алтай, Тань-Шань, Тарбагатай	Алтай, 10 км южнее п. Туэкта

Из таблицы 1 видно, что изучению были подвергнуты представители видов боярышника разных флористических областей: дальневосточной, североамериканской, памироалтайской и местной.

Климат в Красноярской лесостепи резко континентальный – с холодной зимой и коротким жарким летом. Среднегодовая температура воздуха составляет здесь 0,5 °С при среднегодовой сумме осадков 485 мм. Почва в дендрарии – дерново-карбонатная, характеризующаяся слабощелочной реакцией среды (7,01 ± 0,08), невысоким содержанием гумуса (2,55 ± 0,13 %) [8]. Почвенноклиматические условия в основном благоприятны для успешного произрастания здесь целого ряда местных древесных растений и не исключают возможности введения многих иноземных деревьев и кустарников.

Диагностику фенологических фаз растений проводили по общепринятой методике И.Н. Елагина и А.И. Лобанова [3]. Зимостойкость растений оценивали по 7-балльной шкале, рекомендованной Советом ботанических садов СССР для всех научных учреждений, занимающихся интродукцией древесных растений [5]. Результаты наблюдений за фазами развития генеративных и вегетативных органов представляли в виде фенологических спектров. При этом фенологический спектр разделяли на две половины: верхняя показывала фенологическое состояние генеративных органов, нижняя – вегетативных.

Результаты исследований и их обсуждение. Поскольку сезонная динамика фитоценозов обусловлена гидротермическим режимом [12], охарактеризуем особенности вегетационных периодов в годы наблюдений. Вегетационный период 2009 г. был влажный, с максимумом осадков в августе. За май–сентябрь выпало 354,3 мм осадков, что на 25,6 % выше нормы (282 мм). Среднемесячная температура воздуха в этот период составляла 13,6 °С (на 0,3 °С выше нормы). Вегетационный период 2010 г. был влажный в июле (115,8 мм) и относительно засушливый в июне, августе и сентябре. За май–сентябрь выпало 230,8 мм, что на 18,4 % ниже нормы. Среднемесячная температура воздуха в этот период составляла 13,8 °С, что в пределах нормы.

Таким образом, погодные условия в период исследований 2009–2010 годов были различными. Это дало возможность изучить сезонное развитие в условиях широкой вариации метеорологических факторов и сделало полученные выводы более достоверными.

Определение у разных видов боярышника средней высоты показало, что она у североамериканского представителя флоры – боярышника круглолистного – варьирует от 1,5 до 2 м, у всех остальных видов – от 4 до 5 м (табл. 2).

Биологический возраст растений и их высота в 2009 – 2010 годах

Таблица 2

Вид растения	Возраст, лет	Варьирование высоты, м
Боярышник кроваво-красный	30-31	4-5
Боярышник Шредера	30-31	4-5
Боярышник зеленомясый	29-30	4-5
Боярышник круглолистый	29-30	1,5-2
Боярышник Максимовича	30-31	4-5
Боярышник перистонадрезанный	30-31	4-5
Боярышник алтайский	30-31	4-5

Одним из критериев успешности интродукции является способность растений проходить полный цикл сезонного развития. Исследования в разные по погодным условиям годы показали, что все изученные виды растений рода Crataegus L. в условиях дендрария Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН успешно проходят все фенологические фазы роста и развития (рис.).

Начало вегетационного периода, которое обычно связывают с фенологической фазой набухания почек, у большинства интродуцированных видов боярышника (Шредера, зеленомясого, круглолистного, Максимовича, перистонадрезанного) в разные по погодным условиям годы наступало 25–28 апреля, одновременно с местным видом – боярышником кроваво-красным (табл. 3). Лишь у боярышника алтайского эта фаза наступала на 5 дней позднее, чем у большинства видов. Началу вегетационного периода у большинства видов боярышника способствовал устойчивый переход среднесуточной температуры воздуха через 5 ºС.

2009 год

2010 год

» IMAI “IW

3 ==== I в I И ? f I

Фенологический спектр развития растений рода Crataegus L. в условиях дендрария ИЛ СО РАН в 2009 и 2010 годах Растения: а – боярышник кроваво-красный; б – б. Шредера; в – б. зеленомясый; г – б. круглолистный; д – б. Максимовича; е – б. перистонадрезанный; ж – б. алтайский. Фенологические фазы: 1 – зимний покой; 2 – набухание почек; 3 – распускание почек; 4 – развертывание листьев; 5 – летняя вегетация; 6 – бутонизация; 7 – цветение;

8 – завязывание и созревание плодов; 9 – рассеивание плодов, почек; 10 – осеннее расцвечивание листьев; 11 – опадение листьев

Таблица 3

Дата наступления основных фенологических фаз у вегетативных органов растений р. Crataegus L. в 2009 (числитель) и 2010 (знаменатель) годах

Фенофаза, период	Б. кр-кр.	Б. Шред.	Б. зел.	Б. кругл.	Б. Макс.	Б. перист.	Б. алт.
Набух.	25.IV	25.IV	25.IV	25.IV	25.IV	25.IV	1.V
почек	28.IV	28.IV	28.IV	28.IV	28.IV	28.IV	3.V
Распуск.	11.V	9.V	5.V	12.V	7.V	9.V	10.V
почек	15.V	15.V	11.V	15.V	14.V	15.V	15.V
Разверт.	15.V	12.V	11.V	20.V	12.V	12.V	15.V
листьев	23.V	25.V	23.V	23.V	24.V	25.V	27.V
Летняя	2.VI	2.VI	1.VI	2.VI	2.VI	3.VI	5.VI
вегетац.	10.VI	11.VI	10.VI	11.VI	10.VI	11.VI	12.VI
Прод. ве-гетац. пе-	149	154	151	154	144	159	142
риода, дней	155	154	151	161	151	150	146

Примечание. Б. кр-кр. – боярышник кроваво-красный; б. Шред. – б. Шредера; б. зел. – б. зеленомясый; б. кругл. – б. круглолистый; б. Макс. – б. Максимовича; б. перист. – б. перистонадре-занный; Б. алт. – б. алтайский.

Окончание вегетационного периода, которое характеризуется у растений полным осенним расцвечиванием листьев, в 2009 влажном году наступило у изученных видов боярышника во 2–3-й декаде сентября, а в относительно сухой 2010 год – в первой пентаде октября. В итоге продолжительность вегетационного периода в 2009 г. варьировала от 142 до 159 дней, а в 2010 г. – от 146 до 161 дня.

Фенологическая фаза цветения в 2009 г. раньше всех (31.V) изученных видов растений наступила у боярышников зеленомясого и Максимовича, позднее всех (10.VI) – у боярышника пери-стонадрезанного. Остальные виды по дате наступления фазы цветения занимают промежуточное положение между рано- и поздноцветущими видами растений.

Фенофаза цветения в 2010 году у видов растений рода Crataegus L. наступила на 4–9 дней позднее, чем в 2009 году, что связано с более поздним началом вегетационного периода. Общая же картина в сроках начала цветения у разных видов боярышника была той же, что и в 2009 году.

Зимостойкость всех изученных видов боярышника в биологическом возрасте 29–31 год составляет I балл, следовательно, растения не обмерзают даже в суровые морозы.

Заключение. Проведенное исследование показало, что сезонное развитие растений рода Crataegus L. находится в зависимости от географического происхождения семян, систематического положения видов и погодных условий периодов вегетации в районе интродукции. Разные виды боярышника в возрасте от 29 до 31 года в условиях дендрария Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН проходят полный цикл сезонного и онтогенетического роста и развития, регулярно цветут и плодоносят, что свидетельствует об успешной адаптации изученных интродуцентов в условиях центральной части Средней Сибири. Высокие оценки зимостойкости и способность к генеративному развитию изученных видов растений позволяют прогнозировать возможность успешного размножения их для использования в городских озеленительных посадках и в защитном лесоразведении.