Состояние растений коллекции Juglans и Carya (семейство Juglandaceae) в Главном ботаническом саду им. Н. В. Цицина РАН

Растения семейства Juglandaceae A. Rich. ex Kunth. в средней полосе России в природе не встречаются, но некоторые виды успешно растут и плодоносят в культуре. Орехи ( Juglans L.) мало распространены в России, несмотря на то что сельское хозяйство располагает большими возможностями их разведения. В последние годы благодаря селекционной работе выделены местные формы, превосходящие южные растения по зимостойкости [1].

В Главном ботаническом саду им. Н.В. Цицина РАН (ГБС РАН) успешно проходят интродукционные испытания представители двух родов семейства Juglandaceae: ореха маньчжурского ( J. mand-shurica Maxim.) и пекана ( Carya illinoinensis (Wangenh.) K.Koch). Запасы ореха маньчжурского в Приморском крае значительны, однако широкого промышленного использования он не нашел. Пекан имеет большое экономическое значение в США. К 20-летнему возрасту его урожайность достигает 250 кг, а по зимостойкости он превосходит J. regia L. [2] и выдерживает морозы до -30 ^оС [3].

В дендрарии и экспозиции отдела флоры нами обследованы растения коллекции семейства ореховых, которые различаются таксономически, по возрасту и состоянию.

Цель исследования – выявить особенности состояния растений семейства Juglandaceae в условиях ГБС РАН, их поражаемость болезнями и фитофагами, а также другими ослабляющими факторами, влияющими на сохранность растений, для обоснования перспективы введения их в культуру.

Методика исследования

В вегетационный период 2015 г. проведено детальное обследование растений коллекций Juglans L. и Carya Nutt. Состояние каждого дерева определяли визуально по шкале категорий: 1 – без признаков ослабления, 2 – ослабленное, 3 – сильно ослабленное, 4 – усыхающее, 5 – сухостой текущего года, 6 – сухостой прошлых лет.

Оценка степени поражения фитопатогенами и повреждения фитофагами осуществлена по 4балльной шкале: 1 – слабое (поражены или повреждены до 25 % побегов и листьев), 2 – среднее (26–50 %), 3 – сильное (51–75 %), 4 – сплошное поражение (76–100 %).

При поражении гнилевыми болезнями и повреждениях стволовыми вредителями степень не указывали. Наличие гнили определяли визуально по присутствию плодовых тел, образованию дупел и оголённой гнилой древесины. Идентификацию грибов проводили в лабораторных условиях по морфологическим признакам стандартными методами [4, 5], терминология приведена в соответствии с Index Fungorum [6].

Диагностику поражения бактериальными болезнями древесных растений осуществляли по полученным образцам общепринятыми в фитобактериологии методами [7, 8].

Патогенные свойства изучаемых культур определяли установлением реакции сверхчувствительности (РСЧ) на молочае, плектрантусе и табаке. Для этого в листья шприцем вводили 108КОЕ/мл изучаемой культуры. Растения выдерживали при температуре 28–30 оС в климатической камере с 14-часовым фотопериодом. При наличии фитопатогенных бактерий через 24–72 ч на месте инфицированной ткани появлялось некротическое пятно.

Видовой состав членистоногих установлен по повреждениям растений, личинкам и имаго [9]. Названия таксонов при определении ореховых приведены в соответствии с современной номенклатурой [10].

Результаты исследования

В настоящее время коллекция растений рода Juglans в отделе дендрологии занимает площадь 1,2 га. Она включает 8 таксонов, из них 5 видов, 2 подвида и 1 межвидовой гибрид, всего – 106 растений (от 3 до 30 экз. каждого таксона) в возрасте от 26 до 81 года. Посев проведен орехами, в отдельных случаях осуществлена посадка сеянцами. Коллекция отдела флоры занимает площадь 3,2 га и представлена двумя родами – Juglans и Carya (всего – 177 растений). Она включает 4 вида и 1 подвид орехов (возраст от 23 до 32 лет) и 4 вида карии (возраст от 21 до 40 лет). Число растений в таксонах – от 2 до 119 экз.

Большинство деревьев ореха (61,5 %) находится в возрасте от 20 до 40 лет, 25 % – старше 61 года, 13,5 % – в возрасте от 41 до 60 лет (табл. 1). Возраст всех деревьев в отделе флоры колеблется от 21 до 40 лет, в дендрарии большинство растений (58,1 %) старше 61 года, почти 1/3 из них – от 41 до 60 лет.

Высота деревьев в дендрарии составляет от 1,7 м ( J. regia ) до 28 м ( J. ailantifolia Carrie ^, re), почти у 1/4 части растений (23,8 %) она колеблется от 5 до 10 м. В экспозиции отдела флоры самый низкий орех – J. regi a (3 м), а самый высокий – J. nigra L. (16 м), высота основной части растений (38,1 %) – от 10 до 15 м.

Почти 1/3 часть (30,9 %) растений орехов отдела флоры принадлежит к группе, имеющей среднее значение обхвата ствола 30–50 см. При этом как самый тонкий (13 см), так и самый толстый (100,5 см) ствол относится к J. regia .

В дендрарии у большинства растений (29,5 %) обхват ствола превышает 80 см, у 26,7 % растений он находится в диапазоне от 10 до 30 см, у 25,7 % – 50–80 см. В группу со средним значением (30–50 см) входит лишь 14,3 % растений. Самый тонкий ствол (7 см) у J. regia , самый толстый (130 см) у J. ailantifolia . Четких корреляций между возрастом растений, их высотой и обхватом ствола не прослеживается ни в дендрарии, ни в экспозиции отдела флоры.

По категориям состояния деревья ореха распределяются следующим образом: 1 категория – 4,9 %, 2 – 36,8, 3 – 44,3, 4 – 11,1, 6 – 2,9 % (деревьев 5-й категории нет). Таким образом, преобладают сильно ослабленные и ослабленные экземпляры. По отделам ГБС РАН ситуация выглядит следующим образом: в дендрарии большая часть растений (74,3 %) ослаблена, а в экспозиции отдела флоры сильно ослаблена (62,6 %).

У большинства растений, особенно J. regia (в том числе J. regia ssp. fallax (Dode) Popov), отмечены многочисленные морозобоины, трещины, дупла, табачные сучки, наклоны деревьев, гребни, поросль, остолопы и другие поломы стволов и ветвей, растрескивание коры у комля.

Род Carya представлен 4-мя видами и только в коллекции отдела флоры. Возраст деревьев карии – от 21 до 40 лет. Высота растений варьируется от 2,5 до 16 м, при этом и самое высокое, и самое низкое дерево – C. laciniosa (F. Michx.) W. P. C. Barton. Почти половина растений (44,7 %) имеет высоту от 10 до 15 м, а 31,6 % – от 5 до 10 м. У большинства растений обхват ствола достигает 30–50 см, у 36,8 % – 10–30 см. Самый тонкий (8 см) и самый толстый (60 см) ствол обнаружен у разных растений C. laciniosa . Во многих случаях прослеживается зависимость между высотой растения и обхватом ствола. Например, самые низкие растения имеют наименьший обхват; у растений выше 14 м обхват ствола превышает 40 см. Преобладающая часть (86,8 %) растений не имеет признаков ослабления, 13,2 % характеризуются как ослабленные.

Обследование 2-х коллекций семейства Juglandaceae позволило обобщить сведения о приуроченности фитопатогенов и фитофагов к конкретным таксонам и степени их повреждения вредными организмами (табл. 2).

Состояние растений большинства таксонов в отделе флоры лучше, чем в дендрарии, вероятно, экологические условия первой экспозиции больше отвечают требованиям растений.

В экспозиции отдела флоры здоровые растения без признаков отклонений отмечаются у видов J. ailanthifolia ssp. cordiformis (Maxim) Rehder, J. nigra, C. laciniosa и отдельные экземрляры J. mandshurica и C. ovata (Mill.) K. Koch. В дендрарии к здоровым отнесены отдельные экземпляры J. ailanthifolia и J. nigra .

На орехах выявлены болезни, вызываемые 12-ю видами грибов и 3-мя видами бактерий: Cercospora personata Ellis, Marssonina juglandis P. Magn., Marssonina juglandis P. Magn., Melanconium juglandinum Kze., Sphaeropsis juglandis Hо^..hn., Nectria cinnabarina Fr. (анаморфа Tubercukaria vulgaris Tode.), Neonectria galligena (Bres.) Rossman & Samuels., Phellinus igniarius (L. Fr.) Quel., Pleurotus ostreatus (Jacq. ex Fr.) P. Kumm., Pholiota adiposa

Таблица 1. Возраст, морфометрические показатели и состояние растений Juglans и Carya в ГБС РАН (числитель – дендрарий, знаменатель – экспозиция отдела флоры)

Вид

)S s X 1 5 ^ m О “ :£ i

В том числе кол-во экземпляров по параметрам

Возраст, лет

Высота, м

Обхват ствола, см

Категория состояния

о CM

о CM

о MD

MD

О

6

О см

О см

О

О СП 6

О 6 СП

О Ор о

О 00

1

2

3

4

5

6

J. ailanthifolia

11/10

-/-

2/10

4/-

5/-

-/-

1/2

5/8

-/-

5/-

-/-

-/-

3/4

5/5

3/1

1/2

4/5

5/3

1/-

-/-

-/-

J. ailanthifolia ssp . cordiformis

4/2

-/-

1/2

1/-

2/-

-/-

2/2

1/-

1/-

-/-

-/-

1/-

3/-

-/2

-/-

1/2

2/-

1/-

-/-

-/-

-/-

J. cinerea L .

23*/-

-/-

4/-

-/-

19/-

-/-

2/-

8/-

11/-

2/-

-/-

-/-

-/-

11/-

12/-

-/-

16/-

7/-

-/-

-/-

-/-

J. hybrida (J. cinerea х J. ?)

3/-

-/-

-/-

3/-

-/-

-/-

-/-

-/-

-/-

3/-

-/-

-/-

-/-

-/-

3/-

-/-

3/-

-/-

-/-

-/-

-/-

J. mandshurica

30/5

-/-

-/5

10/-

20/-

2/-

4/2

7/3

12/-

5/-

-/-

3/1

5/2

9/1

13/1

-/1

25/3

5/1

-/-

-/-

-/-

J. nigra

5/3

-/-

1/3

-/-

4/-

-/-

1/-

4/-

-/3

-/-

-/-

-/-

3/-

2/2

-/1

2/2

3/1

-/-

-/-

-/-

-/-

J. regia

26/119**

-/-

3/119

12/-

11/-

13/7

13/47

-/18

-/-

-/-

2/-

23/16

1/37

-/16

-/3

1/-

25/3

-/83

-/26

-/-

-/7

J. regia ssp. fallax

3/-

-/-

-/-

3/-

-/-

3/-

-/-

-/-

-/-

-/-

2/-

1/-

-/-

-/-

-/-

-/-

-/-

3/-

-/-

-/-

-/-

C. cordiformis

-/2

-/-

-/2

-/-

-/-

-/-

-/-

-/2

-/-

-/-

-/-

-/-

-/2

-/-

-/-

-/2

-/-

-/-

-/-

-/-

-/-

C. illinoinensis

-/3

-/-

-/3

-/-

-/-

-/2

-/1

-/-

-/-

-/-

-/2

-/1

-/-

-/-

-/-

-/-

-/2

-/-

-/-

-/-

-/-

C. laciniosa

-/30

-/-

-/30

-/-

-/-

-/4

-/11

-/14

-/1

-/-

-/2

-/12

-/14

-/2

-/-

-/30

-/-

-/-

-/-

-/-

-/-

C. ovata

-/3

-/-

-/3

-/-

-/-

-/-

-/-

-/2

-/-

-/1

-/-

-/1

-/1

-/-

-/1

-/1

-/2

-/-

-/-

-/-

-/-

* Для 2 экземпляров возраст не известен.

** У растений порослевого происхождения высоту и обхват стволиков не измеряли.

Таблица 2. Число растений Juglans в ГБС РАН с болезнями и повреждениями (числитель – дендрарий, знаменатель – экспозиция отдела флоры)

Коллекция

О >s s X 1- о co ^ О

В том числе поврежденных растений по причинам

Болезни

Повреждения фитофагами

Другие отклонения

О о co s ^ s 1=

)S 51

s S ш s 5 1— Ш О co

5£ IS T

X LU О s m ^

О s in

s =r о

X s U — X -0 i I s Ь О s

О о CO 1-

X )S о _ m ^ 2 1 О Ш S &

s T о c

J. ailanthifolia

11/10

11/-

3/-

7/-

6/-

1/-

1/-

-/-

2/-

2/-

-/-

4/-

J. ailanthifolia ssp. cordiformis

4/2

3/-

-/-

4/-

-/-

1/-

-/-

-/-

3/-

-/-

-/-

-/-

J. cinerea

23/-

20/-

1/-

23/-

1/-

-/-

-/-

-/-

3/-

-/-

1/-

4/-

J. hybrida

3/-

3/-

-/-

2/-

-/-

-/-

-/-

-/-

3/-

-/-

-/-

-/-

J. mandshurica

30/5

29/3

-/3

17/-

1/-

10/3

1/-

-/-

-/-

-/-

-/3

16/-

J. nigra

5/3

-/-

-/-

3/-

-/-

-/-

-/-

-/-

-/-

-/-

1/-

2/-

J. regia

26/119

25/112

17/36

21/39

12/44

9/15

3/36

6/60

7/10

-/10

2/71

5/-

J. regia ssp. fallax

3/-

3/-

3/-

3/-

-/-

1/-

-/-

-/-

3/-

-/-

-/-

-/-

Fr., Polyporus squamosus Huds., Phellinus punctatus (P. Karst) Pillat, Pseudomonas fluorescens IVb группы и Pseudomonas ssp., Bacillus ssp.

Видовой состав возбудителей болезней листьев представлен грибами: Cercospora personata, Marssonina juglandis, Sphaeropsis juglandis. Все бо- лезни листьев встречаются единично и никакого вреда растениям не наносят.

Болезни ветвей также вызывали грибные организмы Melanconium juglandinum . Болезнь отмечена в дендрарии на всех видах орехов, кроме J. mandshurica , в отделе флоры – только на J. regia .

Значительный ущерб деревьям наносит черный рак, вызываемый Sphaeropsis juglandis . В экспозициях дендрария поражена почти половина растений J. regia , половина растений J. ailantifo-lia , также он отмечен на J. cinerea и J. mandschuri-ca . В отделе флоры поражено около 1/3 экземпляров J. regia , на других видах он не выявлен.

Neonectria galligena вызывает ступенчатый рак на ветвях и стволах, вследствие чего происходит отмирание ветвей и стволов у J. regia, J. regia ssp. fallax, J. ailantifolia, J. cinerea в дендрарии и у J. regia, J. mandshurica в экспозиции отдела флоры.

На стволах почти всех видов орехов в дендрарии и на растениях 2-х видов в отделе флоры отмечены гнили и плодовые тела ложного трутовика Phellinus igniarius , вешенки устричной Pleurotus ostreatus , чешуйчатки Pholiota adiposa, чешуйчатого трутовика Polyporus squamosus , фе-линуса точечного Phellinus punctatus .

Патогенный штамм Pseudomonas fluorescens IVb группы, условно-патогенные штаммы Pseudomonas ssp., Bacillus ssp. вызывают бактериальное сокотечение из морозобойных трещин.

Фитофильная энтомофауна ореха разнообразна и представлена членистоногими разных отрядов. В основном они имеют зональное распространение и приурочены к климатическим условиям юга. В коллекции орехов в ГБС РАН выявлены незначительные повреждения отдельных экземпляров деревьев в слабой степени. Обнаружены следы питания листогрызущими, вероятно гусеницами чешуекрылых полифагов (совки, пяденицы), тли – ореховая верхняя (Calaphis juglandis Goeze (Homoptera: Aphididae)) и ореховая нижняя (Chromaphis jug-landicola Kalt. (Homoptera: Aphididae)), ореховые бородавчатые клещи (Aceria erinea Nal., Eriophyes tristriatus Nal. (Acarina: Eriophyidae)) и единичные повреждения стволов, предположительно златкой. Несмотря на то что часть коллекции растений ослаблена и поражена болезнями, мониторинг выявил низкую численность членистоногих, которые на момент проведения исследований не оказывали существенного влияния на состояние коллекции.

Выводы

В настоящее время коллекции Juglans и Carya в ГБС РАН включают 10 видов, 1 межвидовой гибрид и 2 подвида. Коллекции разновозрастные, возраст растений – от 23 до 81 года. У Juglans , как в дендрарии, так и в отделе флоры, преобладают ослабленные и сильно ослабленные растения. У растений зафиксированы многочисленные повреждения стволов и ветвей. На растениях Juglans выявлено 12 видов возбудителей грибных болезней, 3 вида возбудителей бактериозов, 4 вида фитофагов и единичные повреждения листьев листогрызущими чешуекрылыми, а также стволов, предположительно златкой. В лучшем состоянии находятся таксоны J. nigra, J. ailanthifolia ssp. cordiformis, C. cordiformis (Wangenh.) K. Koch, C. laciniosa и отдельные экземпляры C. ovata, J. mandshurica в отделе флоры; в дендрарии – J. nigra и J. ailanthifolia . В обеих экспозициях наиболее ослаблены экземпляры J. regia . В экспозиции отдела флоры растения находятся в лучшем состоянии, что объясняется, по-видимому, их молодым возрастом и большей устойчивостью высаженных образцов к экологическим условиям Москвы. Большинство представителей Carya без признаков ослабления.

Для сохранения коллекций рекомендовано регулярно осуществлять мониторинг, своевременно проводить санитарно-оздоровительные мероприятия и рубки ухода для разреживания загущенных посадок.