ADAPTIVE CAPACITY OF INTRODUCENTS IN BLACK SOIL REGION TO GLOBAL WARMING

Баранова Т.В.¹, Воронин А.А.², Кузнецов Б.И.³

¹Кандидат биологических наук, научный сотрудник; ²кандидат сельскохозяйственных наук, директор Ботанического сада; ³научный сотрудник, Воронежский государственный Университет

АДАПТАЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ИНТРОДУЦЕНТОВ В ЦЕНТРАЛЬНОМ ЧЕРНОЗЕМЬЕ К ГЛОБАЛЬНОМУ ПОТЕПЛЕНИЮ

Аннотация

Изучены фенологические характеристики однолетних растений в Центральном Черноземье как наиболее чувствительные. Выявлено увеличение продолжительности цветения в связи с более ранним его началом и более поздним окончанием у засухоустойчивых растений, и сокращение его продолжительности из-за недостатка влаги у незасухоустойчивых.

Ключевые слова: фенологические характеристики, интродуценты, продолжительность цветения, сумма эффективных температур

Baranova N.V., Voronin A.A., Kuznetsov B.I.

^`1Candidate of Biological Sciences, Scientific collaborator; ²Candidate of Agricultural Sciences, Director of Botanical Garden; ³Scientific collaborator, Voronezh State University

ADAPTIVE CAPACITY OF INTRODUCENTS IN BLACK SOIL REGION TO GLOBAL WARMING

Abstract

The study was made about phenological characteristics of summer species as more sensitive in Black Soil Region. It has been shown an increase in the duration of flowering due to its earlier start and later at the end of the drought-tolerant plants, and the reduction of its duration due to lack of moisture of the undrought-tolerant same.

Keywords: phonological characteristics, introducents, duration of flowering, sum of effective temperatures

Большинство однолетних декоративных растений является интродуцентами в условиях Центрального Черноземья, поэтому они приспосабливаются к непривычным условиям существования. В последние годы отмечается тенденция к глобальному потеплению и иссушению климата [1, 2], что особенно сильно отражается на слабо адаптированных организмах. Интродуценты в большей степени подвержены внешнему воздействию, чем аборигены. Границы нормы реакции определены генотипом, поэтому в новых климатических условиях организм не может выйти за эти рамки, его адаптация происходит только в пределах нормы реакции. Поскольку фазы вегетации, цветения, плодоношения могут существенно изменяться у интродуцентов в новом для них районе, имеющих иные почвенные и климатические условия, большое значение имеют фенологические наблюдения. Глобальные изменения климата отражаются на таких чувствительных показателях растений, как фенологические. Поэтому достаточно актуально исследование поведения интродуцентов в условиях потепления климата, что важно при их дальнейшем использовании в озеленении на изучаемой территории.

В 2007 году многие однолетники: доротеантус (Dorotheanthus), лаватера трехмесячная (Lavatera trimestris L.), львиный зев (Antirrhinum majus L.), петуния гибридная (Petunia hybrida Vilm.), астра китайская (Callistephus chinensis (L.) Ness), некоторые сорта календулы лекарственной (Calendula officinalis L.), бархатцев отклоненных (Tagetes patula L.) в условиях Центрального Черноземья зацветали на 10-20 дней ранее, чем в 2006 году, а продолжительность цветения сокращалась на 8–16 дней (особенно у различных сортов астры китайской, доротеантуса) при посеве в одинаковые сроки. Анализ фенонаблюдений показал ускорение наступления фазы цветения и увеличение ее продолжительности в связи с большей суммой эффективных температур в мае-июне в 2007 г. по сравнению с 2006. Но у некоторых растений (долгоцветов) агератума мексиканского львиного зева, сальвии блестящей в 2007 г. при более раннем начале, цветение продолжалось до заморозков, поэтому увеличилась общая продолжительность этой фазы. Перечисленные растения–долгоцветы достаточно засухоустойчивы, конец и продолжительность их цветения в большей степени определяется не режимом влажности, а временем наступления первых осенних заморозков, поэтому   удлинился период их цветения.

В 2008 г. в связи с более жесткими погодными условиями (засухой и высокой температурой), с одной стороны, отмечалось сокращение продолжительности цветения по сравнению с 2007 г. у доротеантуса, лобелии эринус, агератума мексиканского, петунии гибридной, сальвии блестящей (Salvia splendens Ker Gawl.) до 30 дней;  мирабилис (Mirabilis jalapa L.), разных сортов циннии изящной (Zinnia  elegans  Jacq), бархатцев до 20 дней; некоторых сортов календулы лекарственной, амаранта гангского до 10 дней. С другой стороны, наблюдалось увеличение продолжительности цветения у культур, размножающихся самосевом: мака снотворного, эшшольции калифорнийской, никандры физалисовидной, силены на 30 дней; мачка желтого на 14 дней; амаранта метельчатого на 20 дней; а также высеянных в открытый грунт видов: амаранта гибридного на 9 дней; амаранта трехцветнаго на 11 дней; разных сортов бархатцев на 7-10 дней; астры китайской на 7-20 дней. Цветение растений, выросших из самосева в 2008 г. началось на 14-20 дней ранее, чем в 2007 г. и на столько же раньше, чем у высеянных в открытый грунт. Растения из самосева не претерпевают пересадку, которая может задерживать начало цветения, поэтому их развитие определяется только погодными условиями. Они обладают наибольшей интродукционной устойчивостью. В 2008 г осадки выпадали в основном в марте-мае, а затем в июле и сентябре, т.е. в более благоприятное время для развития растений, чем в 2007 (когда влажным был только июнь). Однако достаточный запас почвенной влаги (в весенний период), своевременный полив и осадки, приходящиеся на фазы бутонизации и начала цветения в 2007 г., позволили нормально развиваться растениям и зацвести в обычные сроки (календула лекарственная, цинния изящная, петуния гибридная) или немного ранее (лобелия эринус, сальвия блестящая, бархатцы отклоненные). В 2008 г. июнь был сухой и жаркий, что неодинаково повлияло на  начало цветения у различных видов. У тех растений, которые к этому времени уже достигли бутонизации высокая температура ускорила цветение, как у культур размноженных самосевом (мака снотворного, эшшольции калифорнийской, никандры физалисовидной, силены, мачка желтого, амаранта метельчатого, сортов календулы лекарственной «Каблуна», «Зеленое сердце»), так и у выращенных через рассаду (бархатцев отклоненных и прямостоячих, астры китайской, лобелии эринус).  Поэтому ускорение начала цветения  в 2008 г., с одной стороны, может быть связано с погодными условиями, а с другой стороны  - с адаптацией к высокой температуре и низкой влажности в Центральном Черноземье тех растений, которые формировали семена в данной зоне в засушливом  2007. Задержка начала цветения в 2008 г. отмечалась у доротеантуса маргаритковидного, агератума мексиканского, сальвии блестящей, амаранта гантского, мирабилис ялапа, львиного зева, посеянных в одинаковые сроки в 2007-2008. Более поздние сроки достижения необходимой суммы эффективных температур в 2009 г., чем в 2007-2008 гг. и недостаток влаги в апреле (во время посева и ранней высадки в грунт) способствовал еще большей задержке цветения, чем в 2008 г. у агератума мексиканского львиного зева, сальвии блестящей, петунии гибридной, лобелии черешковой. В 2009 г. наиболее сильно изменились сроки цветения у доротеантуса, астры китайской, календулы лекарственной, лаватеры трехмесячной.

Таким образом, отмечается ускорение наступления фазы цветения (по сравнению с 2006 г) у однолетников, размножаемых безрассадным способом на 1-2 недели и самосевом - на 2-3 недели, что определяется более ранним достижением необходимой суммы эффективных температур в 2007-2008 гг., большей интродукционной устойчивостью и приспособленностью к условиям окружающей среды. Данные растения не претерпевают пересадку, которая может задерживать начало цветения, их развитие определяется только погодными условиями (необходимой суммой эффективных температур и влажностью). В условиях Центрального Черноземья самосевом размножаются представители семейств Asteraceae (Callistephus chinensis (L.) Ness., Calendula officinalis L.), Amaranthaceae (Amaranthus paniculatus L., Celosia argentea L.), Papaveraceae (Papaver somniferum L., Glaucium flavum Crantz, Eschscholzia californica L.). Данная группа растений холодостойка и заморозкоустойчива. Их фенологические характеристики напрямую отражают ежегодные климатические колебания. Цветение однолетников, размножаемых рассадным способом, иногда задерживается в связи со стрессом, который испытывают растения из-за пересадки и перемен погоды. В условиях глобального потепления у засухоустойчивых растений отмечается увеличение продолжительности цветения в связи с более ранним его началом и более поздним окончанием (при наступлении осенних заморозков), а у незасухоустойчивых - сокращение его продолжительности из-за недостатка влаги в весеннее-летний период.