Влияние погодных условий на плодоношение ежевики сизой в пойменных лесах степного Придонья

информ. : электрон. сетевой журн. – 2020. – № 1. – С. 76–84. URL:

С тепное Придонье – это степная часть бассейна Дона, территориально приуроченная к среднему течению реки. Северная граница региона совпадает с границей лесостепи и степи, южная проходит по линии от Матвеева Кургана, через Семикаракорск, Константиновск, плотину Цимлянского водохранилища, Котель-никово в Волгоградской обл., Октябрьска до границы с Республикой Калмыкией [1].

Пойменные леса в лесостепной зоне играют очень важную роль: с одной стороны, они выполняют защитные функции, а с другой, – являются источником древесины и недревесных лесных ресурсов, включающих пищевые, лекарственные, медоносные, технические и др. хозяйственные группы растений [2].

В настоящее время в Российской Федерации наиболее изучены и широко используются «северные» ягодные растения семейства брусничных: брусника, черника, голубика и клюква [3–5]. Среди ягодных культур южных регионов нашей страны наиболее перспективной, с точки зрения изучения и хозяйственного использования, является ежевика сизая ( Rubus caesius ). Она отличается высокими экологической пластичностью и способностью к вегетативному размножению, а также стабильной, по сравнению, например, с малиной, урожайностью [6].

Урожайность и качество плодов, рост и развитие ежевики зависят не только от морфологии вида, но и от погодно-климатических условий, к которым она довольно требовательна. Климат оказывает большое влияние на динамику продуктивности растений. Экстремальные погодные условия, как правило, резко снижают урожайность ягодников [7].

Так, неблагоприятными факторами для произрастания ежевики являются отрицательные значения температуры зимой (морозы повреждают преимущественно ее надземную часть) и засуха, особенно длительная, в сочетании с воздействием высоких температур, а также суховеи.

Именно такие экстремальные погодные условия, особенно летом, характерны для

Шолоховского района Ростовской обл., где проводились экспериментальные исследования.

Умеренно-континентальный климат на территории Шолоховского района формируется под влиянием восточно-европейских континентальных воздушных масс зимой и атлантических и сухих юго-восточных тропических воздушных масс летом. Зима – обычно пасмурная, ветреная и сырая. Часто сильные морозы чередуются с оттепелями. Средняя температура января, самого холодного месяца, – от -5,3 до -9 °C. В отдельные годы во время длительных оттепелей снежный покров сходит с середины зимы, но затем может опять появиться. Лето ветреное, сухое и жаркое. Средняя температура июля +22…+24 °C. Относительная влажность воздуха в теплый период не превышает 60–62%, снижаясь в мае–июле ¹ . При сравнительно малом годовом количестве атмосферных осадков район нередко подвергается весенним и летним суховеям юго-восточного направления. Ежегодно с апреля по сентябрь наблюдается 45–55 засушливых суток ¹ .

Цель работы – проанализировать особенности плодоношения дикорастущих ягодников ежевики сизой ( Rubus caesius ) в зависимости от погодных условий вегетационного периода.

Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:

• 1.    Изучить показатели урожайности ежевики сизой в доминирующих группах типов леса за 5-летний период наблюдений (2012–2014, 2017–2018 гг.);

• 2.    Проанализировать особенности погодных условий исследуемых вегетационных периодов (апрель–сентябрь);

• 3.    Определить характер зависимости урожайности ежевики сизой от показателей температуры и количества осадков по месяцам вегетационного периода.

Объекты и методика исследования

Исследования проводили в течение 5-ти лет (2012–2014, 2017–2018 гг.) на территории

Шолоховского территориального лесничества Ростовской обл. в наиболее благоприятных для произрастания ежевики сизой группах типов леса: ветляниках (Вт.пр.) и чернотополевниках прирусловых (Чт.пр.), дубняках среднепойменных (Дср.п.) [1]. Возраст обследованных насаждений колеблется от 60 до 70 лет, густота древостоев варьирует в диапазоне 3 200–3 500 шт./ га, относительная полнота – 0,6–0,8, класс бонитета – III–IV, запас древесины – 100–150 м ³ /га.

Для изучения зависимости роста и плодоношения ежевики сизой от погодных условий на предварительном этапе работ по материалам лесоустройства Вешенского участкового лесничества были подобраны 3 лесотаксационных выдела, расположенные в наиболее типичных для произрастания ежевики сизой группах типов леса. Обследования проводили в соответствии с Руководством по учету и оценке второстепенных лесных ресурсов и продуктов побочного лесопользования [8]. Ежегодно в течение 5-ти лет в каждом выделе закладывали прямоугольные пробные площади (не менее 0,2 га), на которых равномерно через 5–20 м размещали учетные площадки размером 1 х 1 м. На каждой ПП закладывали по 20 учетных площадок, на которых подсчитывали количество ягодников и отбирали по 10 образцов ягод. Затем в камеральных условиях вычисляли проективное покрытие и урожайность ягодников ежевики сизой на каждой пробной площади, определяли среднюю массу ягод.

Для оценки погодных условий вегетационного периода исследуемых лет были использованы данные архивов ближайшей к району исследования метеорологической станции, расположенной в станице Казанской Верхнедонского района Ростовской обл.

Статистическую обработку данных проводили в соответствии с общепринятыми методами с использованием пакета программ «Exel».

Результаты и обсуждение

В результате 5-летних исследований установлено, что максимальная урожайность ежевики сизой в насаждениях всех рассматриваемых групп типов пойменных лесов отмечалась в 2018 г. (табл. 1). При этом в дубняках среднепойменных и чернотополевниках прирусловых эти значения очень близки (1 624 кг/га и 1 603 кг/га соответственно), а в ветляниках прирусловых – в 2,1 раза ниже (754 кг/га).

Наименьшая урожайность ягодников ежевики зарегистрирована в 2012 г. Следует отметить, что в ветляниках прирусловых показатели урожайности в 2,7 и 3,2 раза ниже, чем в дубняках среднепойменных и чернотополевниках прирусловых соответственно.

Подробно охарактеризуем главные показатели погодных условий по годам наблюдений. Вегетационный период 2012 г. был наиболее жарким и сухим за все годы проведения исследований: среднемесячная температура составила 19,9 °С, что на 1,4 °С выше среднего многолетнего значения (табл. 2). Количество

Таблица 1. Урожайность ежевики сизой в пойменных насаждениях доминирующих групп типов леса, кг/га

Год Ветляники прирусловые Дубняки среднепойменные Чернотополевники прирусловые 2012 418±19,3 1 127±46,1 1 317±41,3 2013 516±31,4 1 354±51,3 1 404±52,3 2014 618±23,4 1 311±31,4 1 421±51,8 2017 736±34,8 1 294±41,1 1 497±59,4 2018 754±31,6 1 624±51,2 1 603±61,8 Среднее многолетнее 608,4±28,4 1 342±43,6 1 448±53,1 выпавших осадков было наименьшим за годы наблюдений – всего 55% среднего многолетнего значения.

В 2013 г. сумма осадков и среднемесячная температура вегетационного периода соответствовали среднемноголетним показателям. На протяжении вегетационного периода отмечались незначительные колебания температурных показателей по месяцам. Выпадение осадков носило неравномерный характер: в апреле их сумма составила всего 24% среднего многолетнего значения, в августе – 43%, а в сентябре превысила этот показатель на 265%.

В 2014 г. среднее значение температуры воздуха за вегетационный период было очень близко к среднемноголетнему. Однако в мае наблюдалось превышение данного показателя на 3,1 °С, а в сентябре было прохладнее на 2,2 °С. Количество осадков вегетационного периода составило всего 58% среднемноголетнего значения. При этом наименьшая сумма осадков отмечена в сентябре – всего 12 мм при среднемноголетнем показателе 40 мм.

Среднее значение температуры воздуха за вегетационный период 2017 г. было ниже среднемноголетнего на 1,2 °С. При этом во все месяцы, кроме августа, показатели температуры немного ниже среднего многолетнего значения. Количество осадков, выпавших за вегетационный период 2017 г., незначительно превышает среднемноголетнее значение (на 3 мм). При этом большая часть осадков (72%) приходится на первые 3 месяца.

Вегетационный период 2018 г. отличался значительным количеством осадков, превышающим среднее многолетнее значение на 157 мм. При этом в апреле выпало всего 44% осадков, а в период с мая по июль отмечены превышения средних многолетних показателей: в июне – в 0,3 раза, в мае – почти в 2 раза, а в августе – в 3,5 раза. При этом среднее значение температуры воздуха близко к среднемноголетней как по месяцам, так и в среднем за вегетационный период.

Для определения наличия либо отсутствия связи урожайности ежевики сизой с количеством выпавших осадков и среднемесячной температурой воздуха нами был проведен корреляционный анализ указанных показателей в исследуемых группах типов леса. Полученные результаты отражены в табл. 3.

Данные корреляционного анализа свидетельствуют о высокой зависимости урожайности ежевики сизой от количества осадков практически во все месяцы вегетационного периода, кроме сентября и апреля. Влияние среднемесячной температуры воздуха велико лишь в апреле и июне, в остальные месяцы оно незначительно или намного ниже среднего.

Таблица 2. Сумма осадков и среднемесячные температуры за вегетационный период¹

Месяц	Сумма осадков, мм					Ср. мн., мм*	Среднемесячное значение температуры воздуха, °С					Ср. мн., °С **
	2012	2013	2014	2017	2018		2012	2013	2014	2017	2018
Апрель	23	13	28	74	24	55	14,1	11,1	9,7	9,1	9,8	10,6
Май	25	36	29	82	99	53	19,1	21,1	19,7	14,5	18,8	16,6
Июнь	29	66	36	75	77	60	22,8	21,7	19,6	19,1	21,0	21,0
Июль	69	66	59	47	205	60	24,1	21,9	22,5	22,1	23,4	23,4
Август	24	22	21	28	35	51	22,8	21,8	23,3	23,1	21,8	22,6
Сентябрь	4	106	12	16	36	40	16,4	13,3	14,5	16,1	17,3	16,7
За вегетационный период	174	309	185	322	476	319	19,9	18,5	18,2	17,3	18,7	18,5

*Среднее многолетнее значение суммы осадков (2005–2018 гг.).

**Среднее многолетнее значение температуры воздуха (2005–2018 гг.).

Таблица 3. Корреляционная связь урожайности ежевики сизой с количеством осадков и среднемесячными температурами за вегетационный период

Группа типов леса	Коэффициент корреляции
	Апрель		Май		Июнь		Июль		Август		Сентябрь
	мм	°С	мм	°С	мм	°С	мм	°С	мм	°С.	мм	°С
Вт.пр.	0,56	-0,89	0,88	-0,57	0,74	-0,76	0,46	-0,32	0,69	-0,03	-0,18	0,27
Чт.пр.	0,18	-0,76	0,86	-0,23	0,70	-0,49	0,76	-0,12	0,79	-0,33	-0,06	0,22
Дср.п.	0,50	-0,82	0,87	-0,55	0,63	-0,71	0,54	-0,14	0,74	-0,02	-0,32	0,40

Примечание: мм – количество осадков, °С – среднемесячная температура

Значения коэффициента корреляции (r) урожайности с температурой максимальны в апреле: r = -0,76…-0,89, а с количеством выпавших осадков – в мае: r = 0,86...0,88. При этом зависимость урожайности ежевики сизой от средних температурных показателей апреля является обратной, а от суммы осадков мая – прямой. Полагаем, что данный факт объясняется эколого-морфологическими особенностями ежевики сизой, вегетационный период которой приходится на первую половину апреля.

В это время очень важным фактором развития кустарника является отсутствие заморозков. При этом чрезмерно высокие температуры апреля могут привести к тому, что растение очень сильно «пойдет в рост», спровоцировав тем самым увеличение количества фитомассы, снижение образования числа плодовых почек и общей урожайности ягодника [7].

Сильное влияние количества осадков в мае можно объяснить тем фактом, что именно в этом месяце начинается подготовка растения к цветению: происходит активный рост побегов ежевики, набухание и развитие плодовых почек, что сказывается на урожайности ягодника в дальнейшем. Так, при недостаточном количестве влаги не все плодовые почки смогут развиться полноценно, чтобы в дальнейшем обеспечить обильное цветение ягодника.

Значения коэффициента детерминации R ² также свидетельствуют о существенной доле влияния на урожайность ежевики сизой температурных показателей апреля (R ² =0,58–0,80) и количества выпавших осадков мая (R ² =0,74–0,77) во всех исследуемых группах типов леса (табл. 4).

Для наглядной демонстрации полученных зависимостей нами были составлены уравнения регрессии и построены теоретические линии регрессии для исследуемых показателей (рис. 1, 2).

Полученные графики также подтверждают выводы о том, что во всех исследуемых группах типов леса с увеличением количества осадков, выпавших в мае, урожайность ежевики сизой возрастает, а при повышении средних температур воздуха в апреле снижается.

Таблица 4. Коэффициент детерминации урожайности ежевики сизой с количеством осадков и среднемесячными температурами за вегетационный период

Группа типов леса	Коэффициент детерминации по месяцам
	Апрель		Май		Июнь		Июль		Август		Сентябрь
	мм	°С	мм	°С	мм	°С	мм	°С	мм	°С	мм	°С
Вт.пр.	0,31	0,80	0,77	0,32	0,54	0,58	0,21	0,01	0,48	0,0	0,02	0,08
Чт.пр.	0,03	0,58	0,74	0,06	0,49	0,24	0,58	0,10	0,63	0,11	0,0	0,05
Дср.п.	0,25	0,68	0,75	0,30	0,40	0,50	0,30	0,02	0,55	0,0	0,07	0,16

Урожайность ежевики сизой, кг/га

Рис. 1. Характер зависимости урожайности ежевики

2S00

£

1 500

2012 2014 2017       2013 Годы и 2000

s 1500

$ 1000

1,4 ♦ ВЕТ ЛЯН ИКИ ПРИРУСЛОВЫЕ

■ ЧЕРНОТОПОЛЕВНИКИ ПРИРУСЛОВЫЕ

А ДУБНЯКИ СРЕДНЕПОЙМЕННЫЕ

Средняя температура воздуха в апреле по годам наблюдений, °C

Рис.2. Характер зависимости урожайности ежевики сизой от среднемесячной температуры воздуха в апреле

сизой от количества осадков в мае

* * *

В ходе проведенного исследования установлено, что погодные условия вегетационного периода являются одним из основных факторов формирования урожайности ежевики сизой в лесах степного Придонья.

Невысокие положительные температуры воздуха в апреле в сочетании со значительным количеством осадков в мае способствуют увеличению урожайности ягодников ежевики сизой.