MONITORING OF GROWTH AND CONDITION OF FRAXINUS EXCELSIOR AND FRAXINUS LANCEOLATA IN THE CONDITIONS OF THE SARATOV VOLGA REGION (ON THE EXAMPLE OF THE SPECIAL PROTECTED NATURAL AREA 'ARBORETUM RESEARCH INSTITUTE OF AGRICULTURE OF THE SOUTH-EAST')
MONITORING OF GROWTH AND CONDITION OF FRAXINUS EXCELSIOR AND FRAXINUS LANCEOLATA IN THE CONDITIONS OF THE SARATOV VOLGA REGION (ON THE EXAMPLE OF THE SPECIAL PROTECTED NATURAL AREA 'ARBORETUM RESEARCH INSTITUTE OF AGRICULTURE OF THE SOUTH-EAST')
Abstract
The article presents the results of long-term studies of two species of the genus Fraxinus L.: F. excelsior L. and F. lanceolata Borkh. recommended for use in the Saratov Volga region. Monitoring was carried out in the arboretum of the Federal Agrarian Scientific Centre of South-East, located within the city limits of Saratov. The studied species grow in biogroups under identical conditions and are characterised by good growth and condition. The research was carried out according to the methods generally accepted in botanical and forestry institutions. Some methods were modified by us based on the results of long-term studies and taking into account climatic conditions of the region. In the course of work the biometric indices of plants were measured, rhythms of seasonal and ontogenetic growth and development were examined, complex assessment of introduction resistance and integral evaluation of viability and prospects of plants in new conditions were carried out. The results of introduction of the studied species were summarised. The prospects of species use in artificial plantations of the Saratov Volga region were determined. The results of the research can serve as a scientific basis for the development of the assortment of economically valuable adapted introduced species for use in artificial plantations of different purposes and replenishment of the gene pool of dendroflora of the region.
1. Введение
Климатические условия Саратовского Поволжья, характеризующиеся континентальностью, засушливостью, довольно морозными зимами и большой изменчивостью по годам, ограничивают ассортимент аборигенной древесно-кустарниковой растительности. Для увеличения биоразнообразия можно привлекать в различные типы зеленых насаждений, интродуцированные виды, чьи биологические и экологические особенности, соответствуют условиям новой среды. Успешность интродукции позволяют оценить многолетние комплексные мониторинговые исследования.
В лесостепной и степной зонах Поволжья старейшим интродукционным центром является дендрарий Федерального аграрного научного центра Юго-Востока, расположенный в черте города Саратова.
Род Fraxinus L. содержит около 65 видов, растущих в умеренных широтах Северного полушария. На территории нашей страны естественно произрастают 11 и интродуцировано 13 видов
, , , . В ботанических коллекциях России насчитывается 40 наименований рода . В пределах Саратовской области естественно произрастает только ясень обыкновенный (F. excelsior L.). В соответствии с древокультурным районированием, основанным на климатических, геоботанических и лесоводственно-дендрологических исследованиях, А.И. Колесников предлагает использовать для нашего региона 2 вида ясеня — F. excelsior L. и F. lanceolata Borkh. .В дендрарии, впервые в Саратовском Поволжье, проводятся мониторинговые наблюдения по изучению роста и состояния растений. В дендрарии интродукцией ясеней занимаются с 1949 года. Было испытано 29 образцов 17 видов из 16 географических пунктов
, .Целью данной работы было проведение мониторинга и подведение итогов адаптации, двух представителей рода Fraxinus, рекомендованных для использования в условиях Саратова и отличающихся в условиях дендрария хорошим ростом и состоянием.
2. Объекты и методы исследования
Дендрарий НИИСХ Юго-Востока расположен в черте г. Саратова. Объектами изучения служили 2 вида рода Fraxinus L., семейства Oleaceae Lindl., произрастающие в коллекции дендрария: F. excelsior и F. lanceolata. Морфологические особенности растений, область распространения, биометрические показатели, экологические требования в естественных условиях приведены по литературным источникам
, , .Ясень обыкновенный распространен в лесной и лесостепной зонах европейской части России, в Крыму, на Кавказе, в Европе и Малой Азии, является важной лесообразующей породой. Аборигенный вид зоны, широко используется в лесных культурах и агролесомелиоративных насаждениях, входит в основной ассортимент для использования в озеленительных насаждениях. Растет очень быстро, светолюбив, зимостоек, засухоустойчив, к почвам весьма требователен, недостаточно дымо- и газоустойчив.
Ясень зеленый естественно произрастает в лиственных лесах Северной Америки. Широко введен в культуру, используется в лесоразведении и озеленении лесостепной и степной зон России. Характеризуется быстрым ростом. Светолюбив, морозостоек, засухоустойчив, сравнительно нетребователен к богатству и влажности почвы. Вынослив в неблагоприятных городских условиях.
Изучение роста и состояния растений проводили по общепринятым методикам и инструктивным указаниям, разработанным для учреждений ботанического и лесохозяйственного профиля, а также методикам модифицированным нами с учетом региональных условий на основании многолетних данных.
Биометрические измерения проводили в каждой таксономической группе, учитывали показатели каждого растения. Высоту растений, диаметр ствола и проекцию кроны измеряли инструментально. Жизнеспособность и перспективность растений определяли по семи биоэкологическим показателям по методике разработанной в ГБС РАН
, . Оценку проводили ежегодно в конце вегетации и весной следующего года, в течение пяти лет. Жаростойкость определяли по реакции листьев на воздействие водой различной температуры . Опыты проводили в течение пяти вегетационных периодов, три раза за сезон, в трехкратной повторности. Газоустойчивость изучали оценивая реакцию видов на воздействие растворов азотной (HNO3), соляной (HCl) и серной (H2SO4) кислот различной концентрации (1, 2, 3%) . Исследования проводили в течении пяти вегетационных сезонов, пробы брали ежемесячно с июня по сентябрь в трехкратной повторности. После лабораторных исследований жаростойкости и газоустойчивости проводили фотофиксацию площади некрозов и анализ их по шкале Арестовой . Обработку экспериментальных данных проводили методами математической статистики с применением пакетов программ MS Ехсе1.3. Основные результаты и их обсуждение
Таблица 1 - Биометрические показатели видов Fraxinus L.
Вид | Высота, м | Диметр у основания, см | Диметр таксационный, см | Проекция кроны, м |
F. lanceolata | 10,9 ± 0,88 | 18,6 ± 3,16 | 11,6 ± 1,68 | 3,5 / 2,5 |
F. excelsior | 10,7 ± 0,81 | 18,1 ± 3,06 | 10,8 ± 1,53 | 2,5 / 3,5 |
Примечание: средние значения
Биометрические показатели являются видовыми признаками растений, но зависят от условий произрастания и могут изменяться. Все растения в условиях дендрария сохраняют жизненную форму — растут в виде деревьев, достигают максимальных высоты 14,5 и 14,0 м и диаметра 38,5 и 38,0 см. (F. lanceolata и F. excelsior соответственно). Растения обоих видов имеют широкую, неравномерно развитую крону (табл. 1).
Для комплексной характеристики растений в новых экологических условиях нами использован метод интегральной оценки, позволяющий судить о перспективности растений в новых условиях на основании суммирования количественно выраженных значений. За время наблюдений у изученных растений побеги одревесневали полностью (20 баллов), повреждений морозом не отмечено (25 баллов). Все растения сохраняют форму роста (10 баллов), обладают высокой побегообразовательной способностью (5 баллов), имеют ежегодный прирост в высоту (5 баллов), цветут и плодоносят (25 баллов), имеют разновозрастный самосев (10 баллов). После завершения бальной оценки показателей жизнеспособности и определения группы перспективности установлено, что растения как F. lanceolata так и F. excelsior набирают 100 баллов и относятся к 1 наивысшей группе — вполне перспективных видов.
Жаростойкость — один из косвенных показателей засухоустойчивости, который свидетельствует о способности растений переносить высокие температуры воздуха и почвы. Для большинства растений умеренной зоны температура свыше 400С оказывается неблагоприятной и при длительном воздействии приводит растение к гибели. Пятилетние исследования показали, что жаростойкость не зависит от погодных условий года, но отмечается тенденция ее уменьшения в течение вегетации (то есть растения становятся более устойчивыми к концу вегетации). При 30 и 350С повреждение тканей отсутствует. При 400С появляются очень слабые повреждения, которые постепенно нарастают и при 600С зафиксированы очень сильные повреждения, листья погибают полностью.
В условиях крупного промышленного города растения должны быть устойчивы к вредному воздействию промышленных атмосферных загрязнений. Искусственное погружение листьев в слабые растворы кислот вызывает нарушения по внешним признакам идентичные тем, которые образуются от соответствующих газов. В результате проведенных опытов установлено, что устойчивость растений зависит от вида токсиканта и его концентрации. Выявлена зависимость величины повреждений от сроков проведения опытов. Наиболее сильные повреждения отмечены в середине вегетации, в июле. Более сильные повреждения вызывает НС1, по сравнению с H2SO4 и HNO3. С увеличением концентрации растворов площадь повреждений изменяется от очень слабой до средней. Во всех вариантах опыта F. lanceolata оказался более устойчивым чем F. excelsior.
4. Заключение
В целом, проведенные мониторинговые наблюдения и исследования позволили сделать вывод об успешной адаптации растений изученных видов в агроклиматических условиях Саратовского Поволжья. Растения сохраняют жизненную форму — растут в виде деревьев, цветут и плодоносят, образуют жизнеспособные семена. Жаростойки и газоустойчивы и по комплексной оценке относятся в 1 наивысшей группе перспективности. Подведение итогов интродукции позволяет рекомендовать F. excelsior и F. lanceolata для широкого внедрения во все виды защитных и озеленительных насаждений.