Состояние растений коллекции Juglans и Carya (семейство Juglandaceae) в Главном ботаническом саду им. Н. В. Цицина РАН
Автор: Мухина Л.Н., Серая Л.Г., Каштанова О.А., Яценко И.О., Трусов Н.А., Соколова В.В., Мамонтов А.К., Политыко В.А.
Журнал: Лесохозяйственная информация @forestry-information
Рубрика: Лесные культуры
Статья в выпуске: 3, 2017 года.
Бесплатный доступ
Обследованы растения коллекций семейства Juglandaceae: род Juglans L. и род Carya Nutt., произрастающие в дендрарии и на территории отдела природной флоры ГБС РАН (Москва). Оценены состояние и морфометрические показатели растений разных видов. Выявлен видовой состав фитопатогенов и дендрофагов, другие ослабляющие факторы и их влияние на сохранность коллекций. Показаны перспективы выращивания Juglans nigra, J. ailanthifolia ssp. cordiformis, J. mandshurica, J. ailanthifolia и Carya cordiformis, C. laciniosa, C. ovata в средней полосе России. Рекомендованы мероприятия по улучшению состояния растений.
Семейство ореховые, род juglans, род carya, болезни деревьев, фитофаги
Короткий адрес: https://sciup.org/14336683
IDR: 14336683
Текст научной статьи 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.
Список литературы Состояние растений коллекции Juglans и Carya (семейство Juglandaceae) в Главном ботаническом саду им. Н. В. Цицина РАН
- Николаев, Е. А. Интродукция и селекция ореха грецкого в Воронежской области/Е. А. Николаев, В. А. Славский, В. В. Тищенко. -Воронеж, 2007. -149 с.
- Ровский, В. М. Грецкий орех и пекан/В. М. Ровский. -Ташкент, 1954. -76 с.
- Караев, И. Г. Орехоплодные Таджикистана/И. Г. Караев, А. А. Яров, Н.Г. Ширяева. -Сталинабад, 1958.
- Журавлев, И. И. Определитель грибных болезней деревьев и кустарников/И. И. Журавлев, Т. Н. Селиванова, Н. А. Черемисинов. -М., 1979. -247 с.
- Диагностические признаки основных вредителей и болезней древесных и кустарниковых видов растений, контроль их развития с использованием материалов мониторинга состояния зеленых насаждений города Москвы/Л. Н. Мухина, А. В. Егорова, Л. Г. Серая, О. Б. Ткаченко, Н. А. Авсиевич. -М., 2006. -356 с.
- Index Fugorum . -Режим доступа: http://www.indexfungorum.org
- Чумаевская, М. А. Методические указания по изоляции и идентификации фитопатогенных бактерий/М. А. Чумаевская, Е. В. Матвеева. -М., 1986. -40 с.
- Матвеева, Е. В. Бактериальные болезни томата и картофеля и меры борьбы с ними (методические рекомендации)/Е. В. Матвеева, Г. А. Быкова, А. М. Лазарев. -СПб., 1999. -30 с.
- Гусев, В. И. Определитель повреждений деревьев и кустарников/В. И. Гусев, М. Н. Римский-Корсаков. -М.-Л., 1951. -580 с.
- The Plant List . -Режим доступа: www.theplantlist.org