Восточноазиатские виды Spiraea L. и Cotoneaster Medik. на европейском Северо-Востоке (Республика Коми)

Род Cotoneaster Medik. подсемейства Maloideae Weber объединяет от 60 до 70 видов [5, 12], листопадных, полувечнозеленых или вечнозеленых, густоветвистых кустарников. Ареал представителей рода находится в Евразии, в основном в пределах Голарктической ботанико-географической области, и лишь на юге заходит в Палеотропическую. Во флоре Республики Коми встречаются Cotoneaster melanocarpus Lodd. (кизильник черноплодный) и C. uniflorus Bunge. (к. одноцветковый) [14]. Впервые название Cotoneaster было применено Каспаром Баухиным в 1623 г. [4]. С тех пор систематика рода в связи с открытием новых видов менялась, уточнялась. Так, в 1893 г. Э. Кене на основе различий цветков делит род Cotoneaster на две секции: Orthopetalum Koehne и Chaenopetalum Koehne. Затем в 1939 г. А.И. Пояркова для «Флоры СССР» объединяет близкие виды кизильников в ряды. Основополагающие изменения в систематику рода внес Г. Клотц, для устранения существующей путаницы он разделил род Cotoneaster на 2 подрода, 5 секций и 36 серий [4]. Изучением рода многие исследователи занимались и в связи с их практической значимостью. Кизильники весьма декоративны и широко используются в озеленении городов европейской части России, однако, в озеленительной практике районов Республики Коми они отсутствуют.

Цель работы: дать биоморфологическую характеристику растений Spiraea и Cotoneaster восточноазиатской флоры на основе изучения ритмов сезонного развития, зимостойкости, цветения и плодоношения при культивировании на европейском Северо-Востоке и выявить перспективные виды для зеленого строительства.

Материал и методы. Исследования проводили в дендрарии Ботанического сада Института биологии Коми НЦ УрО РАН, расположенном в среднетаежной подзоне Республики Коми. Ботанический сад Института биологии расположен в 8 км от г. Сыктывкар, вблизи с. Выльгорт Сыктывдинско-го района (61,6° с.ш., 50,8° в.д.). Наблюдения проводились в 2013-2016 гг.

Многолетняя среднегодовая температура на широте г. Сыктывкара равна 1°С. Продолжительность холодного периода с отрицательными температурами составляет 170-180 дней. Период с температурами -10°С и ниже длится около 100 дней. Устойчивый снежный покров устанавливается в первой декаде ноября и максимальной высоты достигает в марте (60-70 см). Безморозный период с температурами воздуха выше 0°С (весна, лето, осень) равен в среднем 180-190 дней. Средняя температура самого теплого месяца (июль) составляет 16-17С, самого холодного месяца (январь) -15С, а абсолютный минимум равен -51°С. Начало вегетационного периода (среднесуточная температура выше +5°С) отмечается в последней декаде апреля, его продолжительность составляет 150 дней, сумма суточных температур за этот период равна 1800°С. Продолжительность периода активной вегетации со среднесуточными температурами +10°С равна 90-110 дням, сумма суточных температур за этот период – 1450°С. Сумма осадков, выпадающих за год в районе Ботанического сада, составляет 500-600 мм, из которых 300-350 мм выпадает в теплый период. Почвы на территории сада по физико-химическому составу относятся к старопойменным, слабо- и среднеокультуренным, хорошо обеспеченным подвижными формами фосфора и калия [2].

Объектами исследований послужили растения пяти видов рода Spiraea L. и семи сортов Spiraea japonica L и восьми видов рода Cotoneaster Medik. Род Spiraea разделен на три секции: секция Chamaedrion Ser., с простыми или сложными зонтиковидными или щитковидными соцветиями; секция Calospira C. Koch., у которой все соцветия представляют собой сложные щитки или щитковидные метелки; секция Spiraria Ser. – имеет метельчатые соцветия [5]. Описания видов Spiraea в тексте приведены по секциям, в пределах секции – латинские названия даны по алфавиту.

Виды описаны по образцам, вступившим в фазу генеративного развития. Исследование вегетационного периода проводилось по методике, предложенной в ГБС РАН [10]. Началом вегетации считалась дата распускания почек, окончанием – дата массового листопада. При изучении ритмов сезонного развития у растений был использован метод распределения видов на феногруппы в зависимости от сроков начала и окончания роста побегов [8]. Исследования проводили в течение вегетационных периодов 2013-2016 гг. Приведены средние даты за период наблюдений. Зимостойкость определена по 7-балльной шкале, разработанной в ГБС РАН: I – растения не обмерзают; II – обмерзает не более 50% длины однолетних побегов; III – обмерзает от 50 до 100% длины однолетних побегов; IV – обмерзают более старые побеги; V – обмерзает надземная часть до снегового покрова; VI – обмерзает вся надземная часть; VII – растения вымерзают целиком

[6]. Динамику роста побегов изучали по методике А.А. Молчанова и В.В. Смирнова [11].

Результаты и обсуждение.

Род Spiraea L. Центр видового многообразия рода Spiraea расположен в Юго-Восточной Азии, а видов секции Spiraria Ser. – в Северной Америке [3]. В настоящее время в коллекции рода Spiraea ботанического сада Института биологии преобладают виды азиатского распространения (Сибирь, Дальний Восток, Центральная и Восточная Азия) – 15 видов. Анализ географических ареалов видов проведен нами по сводке «Деревья и кустарники СССР» [5]. Отдельной группой представлены межвидовые гибриды, в анализ не включены культивары – сорта S. × bumalda Burv. и S. japonica L. Из 15 азиатских видов на данный момент в коллекции культивируется пять видов флоры Восточной Азии, включающей Китай, Корею и Японию. Большую часть этих видов представляют растения из секции Calospira C. Koch. Виды секции Calospira имеют более широкий ареал по сравнению с видами двух других секций – ЮгоВосточная Азия (большинство видов), Северная Америка, Аляска, Дальний Восток России, Сибирь, Юго-Восточная Европа (отдельные виды) [3]. Считается, что районы Китая и Японии малоперспективны в качестве доноров растений, так как представители восточноазиатской флоры отличаются пониженной зимостойкостью в условиях Севера. Тем не менее, среди растений, имеющих жизненную форму кустарника, в коллекции дендрария выявлены виды, часто подмерзающие, но обладающие высокой побеговосстановительной способностью, что позволяет им успешно произрастать в новых природно-климатических условиях [9]. К таковым видам относятся и представители рода Spiraea .

Нами по делектусам получены семена восточноазиатского вида S. trichocarpa двух образцов – из Ботанического сада-института УрО РАН, г. Екатеринбург, и дендрологического сада Северного научно-исследовательского института лесного хозяйства, г. Архангельск. Семена высеяны весной 2015 г. в условиях теплицы, летом 2015 г. сеянцы рассажены на грядках питомника. Наблюдения за растениями продолжаются. Отметим, что произрастающие на данный момент в дендроколлекции виды Spiraea относятся к секции Calospira C. Koch. Это кустарники, цветущие в начале и середине лета. Цветки белые или розовые, собранные в сложные соцветия – щитковидные метелки, ширина которых превосходит длину. Соцветия развиваются из почек двулетних побегов и расположены на концах коротких боковых веточек или на удлиненных побегах данного года, отходящих от старых ветвей, либо от основания куста [5]. Цветочные почки закладываются на побегах текущего года, поэтому обмерзание побегов не влияет на цветение и плодоношение этих растений [13], в отличие от растений секции Chamaedrion Ser., с соцветиями, развивающимися из почек двухлетних побегов, которые не цветут в случае сильного зимнего обмерзания. Результаты изучения ритмов сезонного развития и зимостойкости в новых условиях приведены в табл. 1.

Таблица 1. Распределение восточноазиатских видов Spiraea по ритмам сезонного развития при интродукции на европейском Северо-Востоке

Название растения (вид, сорт)	Период вегетации, даты	Феногруппа	Зимостойкость, баллы
S. fritschiana	10.05-01.10	РР	I
S. japonica	12.05-10.10	РП	I-II
S. j. Alpina	12.05-12.10	РП	II
S. j. Golden Princess	10.05-15.10	РП	II-III
S. j. Japanese Dwarf	12.05-12.10	РП	II
S. j. Little Princess	12.05-15.10	РП	II-III
S. j. Macrophylla	20.05-не за-фикс. *	ПП	IV-V
S. j. Plena	12.05-12.10	РП	II
S. j. Ruberrima	12.05-10.10	РП	II-III
S. longigemmis	10.05-15.10	РП	I-II
S. miyabei	12.05-15.10	РП	III
S. nipponica var. tosaensis	15.05-15.10	РП	II-III

Примечание: РР – виды, рано начинающие и рано заканчивающие вегетацию; РП – виды, рано начинающие и поздно заканчивающие вегетацию; ПП – виды с поздним началом и поздним окончанием вегетации [8]. *-листопад у S. japonica Macrophylla не зафиксирован, в каждом вегетационном периоде растения к зимнему сезону остаются с листьями

В группу РР – с ранними началом и окончанием вегетации, по нашим наблюдениям, можно отнести лишь один вид – S. fritschiana , который имеет высший балл зимостойкости; период его вегетации 140 дней. В группу РП – с ранним началом и поздним окончанием вегетации вошли S. longigemmis , S. miyabei , S. nipponica var. tosaensis с баллами зимостойкости от I до III, период вегетации этих видов 150 и более дней. Побеги этих растений заканчивают свой рост в середине августа, их верхняя часть остается не одревесневшей, поэтому обмерзает в зимний период. Однако в течение летнего периода наблюдается быстрый рост новых побегов, а также поросли от основания куста. Зимостойкость растений остальных таксонов составляет от I балла у видового образца S. japonica до III баллов у сортов (табл. 1), после обмерзания растения быстро отрастают и ежегодно цветут. Исключением являются растения сорта Macrophylla, у которых ежегодно обмерзают выше линии снегового покрова не только молодые, но и более старые побеги. Как правило, растения этого сорта образуют побеги возобновления в середине июня, их рост завершается только к концу августа. Ежегодный прирост составляет от 80 до 100 см, но побеги остаются зелеными и не одревесневшими, что и приводит к зимнему обмерзанию. Данный сорт относится к группе ПП – с поздним началом и окончанием вегетации, поэтому нами он отнесен к неперспективным для дальнейшей интродукции.

Плодоношение интродуцентов – один из важнейших показателей их адаптации к новым условиям. Успех интродукции в значительной мере зависит от нормального цветения и плодоношения в конкретных условиях произрастания. Регулярное цветение отмечено у всех изученных образцов, кроме растений вида S. nipponica var. tosaensis и S. japonica Macrophylla, цветение у них зафиксировано только в сезон 2015 г., что, вероятно, связано с низкой зимостойкостью. В последней декаде июня цветут растения S. fritschiana, S. longigemmis и S. miyabei, период цветения 2-3 недели, цветки белые в щитковидных соцветиях (рис. 1). С середины июля до конца августа цветут растения S. japonica и ее сорта, с цветками от розовой до малиновой окраски. Это растения с наиболее высокими декоративными качествами: различной формой и размерами листьев и кустов, продолжительным цветением, разнообразной окраской цветков, что имеет большое значение в декоративном садоводстве. Окраска цветков варьирует от светло-розовой у растений сорта Golden Princess до темно-малиновой у растений сорта Ruberrima. Растения сорта Plena характеризуются наиболее длительным периодом цветения и ценными декоративными качествами благодаря махровым цветкам (двойному кругу лепестков) розово-сиреневого оттенка, с размером цветков от 0,5 до 0,7 см и соцветий от 5 до10 см в диаметре (рис. 2).

Рис. 1. Соцветие Spiraea longigemmis

У растений S. fritschiana семян завязывается мало, что отмечается и другими исследователями [3]. Ежегодное плодоношение с формированием достаточного количества фертильных семян отмечается у S. japonica , S. longigemmis и S. miyabei . Сорта

S. japonica образуют мало семян, но для их успешного размножения целесообразнее применять методы вегетативного размножения путем черенкования или деления кустов. Вегетативное размножение ценных сортов позволяет получить растения с определенными декоративными качествами: формой кроны, окраской, формой листьев и т.п., которые при семенном размножении могут быть утеряны.

Рис. 2. Соцветие Spiraea japonica Plena

Род Cotoneaster Medik.

Cotoneaster dammeri (кизильник Даммера) – вечнозеленый почвопокровный кустарник до 0,2 м высотой, с полегающими по всей длине ветвями. Родина данного вида – юго-восточный Китай. На территории дендрария начало распускания листьев отмечено в середине мая. Листья жесткие, плотные, продолговато-эллиптической формы, сверху темнозеленые с блеском, снизу светло-зеленые, гладкие. Растение бутонизирует с середины июня, массовое цветение отмечено в середине июля. Цветки мелкие, белые (рис. 3). Завязывание плодов начинается в середине июля, а их массовое созревание – в первой декаде августа. Плоды почти округлые, 5-6 мм длиной, 5-6 мм в диаметре, вначале зеленые, зрелые ярко-красные, с четырьмя-пятью семенами. Зимостойкость растения оценивается в I балл. За многолетние наблюдения не отмечено подмерзания растений.

Рис. 3. Цветение Cotoneaster dammeri

Cotoneaster horizontalis (к. горизонтальный) – листопадный, полувечнозеленый низкий кустарник, менее 0,5 м высотой, со свисающими ветвями. Родина – Центральный Китай [7]. Листья узкоэллиптические, на верхушке тупые или с маленьким шипиком, сверху темно-зеленые, снизу – светлозеленые, распускаются в условиях Ботанического сада в середине третьей декады мая. Бутонизация растения отмечается с середины июня до начала июля. Появление единичных цветков наблюдалось в начале второй декады июня, а их массовое цветение – в конце июля (рис. 4). Завязывание плодов происходит в начале июля, а массовое созревание в первых числах августа. Плоды овальной формы, 5-6 мм длиной, 4-5 мм в диаметре, вначале светлозеленые, позже красного цвета, с двумя-тремя косточками. Зимостойкость растения равна II баллам. Некоторые однолетние побеги обмерзают не более чем на 50% своей длины.

Рис. 4. Цветение Cotoneaster horizontalis

Cotoneaster melanocarpus (к. черноплодный) – пряморастущий, листопадный кустарник, высотой до 2 м [7]. C. melanocarpus – евроазиатский вид. Встречается в лесах Республики Коми, в культурных посадках не отмечен. В условиях коллекции Ботанического сада кустарник достигает высоты 1,8 м и диаметра куста 2,5 м, крона рыхлая, ветки раскидистые. Разворачивание листьев отмечено в середине третьей декады мая. Листья широко-яйцевидные, сверху зеленые, снизу беловато-войлочные, красивые, осеннюю окраску приобретают в первой декаде сентября. В третьей декаде мая начинается бутонизация, которая растянута до конца июня. Единичное цветение наступает в начале июня, а массовое – в начале третьей декады июня. Цветки розовые, мелкие, по 5-12 шт. в пазушных кистях. Завязывание плодов отмечается 28 июня – 1 июля, массовое созревание – в конце августа, плоды почти шаровидные, 7-8 мм длиной, 6-7 мм в диаметре, вначале светло-зеленые, зрелые – черные, матовые, с тремя-четырьмя косточками. Вид зимостоек, не требователен к плодородию почвы, не повреждается вредителями и болезнями.

Cotoneaster ascendens (к. приподнимающийся) – листопадный кустарник, 0,5 м высотой, с горизонтально направленными ветвями, но приподнимающимися в основании куста. Родина – югозападный Китай. Разворачивание листьев отмечено в середине третьей декады мая. Листопад – в начале первой декады октября. Листья продолговатоэллиптической формы, с узко-клиновидным основанием и заостренной верхушкой, сверху зеленые блестящие, снизу светло-зеленые. Начало роста побегов – в конце мая, окончание – в конце третьей декады сентября. Растение морозостойкое, зимостойкость оценивается в I-II балла.

Cotoneaster allochrous (к. инакоцветный) – прямостоячий, листопадный кустарник, естественно произрастающий на Тянь-Шане, где достигает 4 м высоты. В новых условиях произрастания к седьмому году жизни – куст высотой 1,3 м, с листьями 3,5-5 см длиной и 3-3,5 см шириной.

Cotoneaster bullatus (к. пузырчатый) – листопадный кустарник от 2 до 4 м высоты. Родина – юго-западный Китай и Тибет. В культуре произрастает в Санкт-Петербурге, Воронеже, Минске, Киеве, Ташкенте и Тарту [6]. Шесть растений седьмого года жизни достигли высоты от 0,9 до 1,7 м. Листья крупные – 10-12 см длиной, 4-6 см шириной, продолговато-яйцевидные, широко-клиновидные у основания и заостренные на верхушке; темнозеленые сверху, снизу светлее. Зимостойкость растений низкая (II-III балла), отмечено ежегодное их подмерзание.

Cotoneaster roseus (к. розовый) – высокодекоративный, листопадный кустарник или небольшое деревце, высотой до 3,5 м. Родина – Гималаи и Афганистан. В условиях интродукции высота растения составила 1,1 м. Листья продолговато-эллиптические, с широко-клиновидным основанием и заостренной верхушкой, сверху зеленые с металлическим блеском, снизу серовато-зеленые, 4-5 см длиной, 2-2,5 см шириной. Зимостойкость растений оценивается в II-III балла, замечено полное обмерзание однолетних побегов.

Cotoneaster amoenus (к. прелестный) – невысокий полувечнозеленый или вечнозеленый кустарник. Естественно произрастает в Китае. К концу 2016 г. растения имели высоту от 0,5 до 0,9 м. Листья не плотные, округло-яйцевидные, закругленные у основания, заостренные на верхушке, темнозеленые со слабым блеском, длиной 3 см и шириной 2,2 см. Зимостойкость равна III-IV баллам, обмерзают как однолетние, так и многолетние побеги.

Выводы: в результате многолетних исследований выявлены биологические особенности роста, развития и зимостойкости восточноазиатских видов родов Spiraea L. и Cotoneaster Medik., интродуцированных в среднетаежную подзону Республики Коми. Отмечено, что при культивировании в новых экологических условиях не все интродуценты одинаково хорошо адаптируются. При культивировании в среднетаежной подзоне растения восточноазиатских видов Spiraea L. характеризуются средней зимостойкостью. Благодаря высокой побегообразующей способности в течение вегетационного периода растения быстро восстанавливаются после зимнего обмерзания и регулярно цветут. Наиболее перспективными для интродукции на Севере являются растения Spiraea fritschiana; S. japonica, S. longigemmis, S. miyabei являются достаточно перспективными видами. Растения S. nipponica var. tosaensis требуют дальнейшего испытания в условиях культуры с целью изучения прежде всего декоративных качеств. Для целей декоративного растениеводства наиболее ценными являются Spiraea japonica и ее сорта. Благодаря высокодекоративным качествам – разнообразию размеров и окраске листьев и цветков, высоте кустов, продолжительности цветения, а также сравнительной устойчивости в культуре, растения Spiraea japonica можно рекомендовать для использования в зеленом строительстве северных городов.

Растения Cotoneaster melanocarpus, C. dammeri, C. horizontalis, C. ascendens проходят полный цикл развития, сохраняют жизненную форму присущую им в естественном ареале, имеют высокую зимостойкость, весьма декоративны и могут быть использованы в озеленительных посадках центральных и южных районов Республики Коми. На седьмом году жизни растения Cotoneaster amoenus, C. roseus, C. bullatus, C. allochrous еще не перешли в генеративный период и ежегодно подмерзают, однако, отрастают в следующем вегетационном сезоне; требуется дальнейшее их изучение.

Работа выполнена в рамках государственного задания по теме НИР «Некоторые аспекты репродуктивной биологии ресурсных видов растений в культуре на европейском Северо-Востоке России» (№115012860039).