SEASONAL DEVELOPMENT OF THE COLLECTION OF Pinaceae Lindl OF THE DENDROLOGICAL GARDEN NAMED AFTER I. I. STRATONOVICH

На июнь 2023 г. семейство Pinaceae Lindl насчитывают 11 родов и не менее 309 видов

Количество перспективных древесных пород для практического использования в озеленении городских территории может быть расширено за счёт инорайонных древесных растений. Интродукция декоративных и хозяйственно-ценных видов является одним из основных методов повышения биологического разнообразия дендрофлоры, что в большей степени зависит от результатов научно-исследовательской работы дендрологических и ботанических садов

На Европейском Севере одним из центров интродукции с 1934 года является Дендрологический сад им. И. М. Стратоновича г. Архангельска. С основания сада ведётся научно-исследовательская работа с инорайоными лиственными и хвойными видами. На сегодняшний день сотрудниками сада исследованы 106 видов семейства Pinaceae Lindl. из которых: 13 видов рода Abies Mill., 3 вида рода Cedrus Trew, 19 видов рода Larix Mill., 20 видов рода Picea A.Dietr., 44 видов рода Pinus L., 5 видов рода Pseudotsuga Carrière и 2 вида Tsuga (Endl.) Carrière. На 2023 г. в коллекцию семейства Pinaceae Lindl включено девять существующих на территории дендросада видов: пихта сибирская, лиственница Гмелина, лиственница Кемпфера, лиственница Сукачёва, ель обыкновенная, ель колючая ф. голубая, сосна кедровая европейская, сосна кедровая сибирская и сосна обыкновенная.

Для определения устойчивости и акклиматизации древесных растений в условиях интродукции важны особенности протекания их сезонного развития

К настоящему времени накоплен значительный материал по изучению сезонного развития (фенологические наблюдения, продолжительность и интенсивность роста побегов) видов семейства Pinaceae Lindl. в различных регионах нашей страны и за рубежом (А. А. Молчанов В.В. Смирнова (1967); В.А. Елагина, В.Г. Луканина (1972); И.Т. Кищенко (1985); А.И. Григорьев (1985,1988,2003); И.В. Бабарыкина, А.И. Григорьева (2006); В.А. Брынцев, А. Заре (2007), Rossi Sergio (2009); Л. В. Зарубина, Р. С. Хамитов (2021); Н.А. Демидова, Т.М. Дуркина, Л.Г. Гоголева, Н.Н. Васильева и др.

В связи с этим сезонное развитие видов семейства Pinaceae Lindl в суровых условиях Крайнего Севера требует детального изучения, так как новые актуальные сведения являются важным условием для организации рационального использования биологических возможностей в повышении производительности и устойчивости городских зелёных насаждений. Изучение динамики протекания фенологических фаз и роста побегов хвойных пород позволяет провести диагностику устойчивости к температурному режиму и промышленному загрязнению, а также в целом установить перспективность хозяйственного использования изучаемых пород в ландшафтном строительстве и озеленении городов

Цель исследования – изучение сезонного развития видов семейства Pinaceae Lindl., коллекции дендрологического сада им. И. М. Стратоновича г. Архангельска и выявление особенностей динамики сезонного роста побегов.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1) проведение измерений биометрических показателей изучаемых видов на момент 2023 г.;

2) анализ динамики протекания фенофаз видов семейства Pinaceae Lindl. в период с 2010 по 2023 гг. и составление фенологического календаря;

3) установление средних многолетних дат сезонного развития исследуемых видов в вегетационный период с 2010–2023 гг.;

4) установление основных характеристик сезонного роста побегов сосновых за 2023 г;

5) анализ среднесуточного и общего прироста побегов и выявление динамики их развития в вегетационный период 2023 г.

Дендрологический сад им. И. М. Стратоновича расположенный в г. Архангельске является одним из старейших интродукционных пунктов на Севере (64033| с. ш. и 40032| в. д.)

На территории дендросада нами были проведены фенологические наблюдения за всеми существующими видами коллекции сосновых в период с 2020 по 2023 гг. по общепринятым методикам Н. Е Булыгина (1979), П. М. Малаховца и В. А. Тисовой (1999), используемых в ботанических садах по всей России

Проведены измерения биометрических показателей и анализ архивных данных наблюдаемых коллекционных видов семейства Pinaceae Lindl, произрастающих в условиях Дендрологического сада им. И.М. Стратоновича на 2023 г. (табл. 1).

В ходе исследования было установлено, что на данный момент на территории Дендросада коллекция семейства Pinaceae Lindl включает 4 рода и 9 видов, пять из которых интродуценты: лиственница Гмелина, лиственница Кемпфера, ель колючая ф. голубая, сосна кедровая европейская и сосна кедровая сибирская. В наибольшем количестве преобладают рода Larix Mill и Pinus L Средний возраст деревьев превышает 60 лет. Все виды семейства сосновые находятся в хорошем состоянии и достигли репродуктивного возраста.

Особенности протекания сезонного развития древесных растений в условиях интродукции дают представление об устойчивости. От изменчивости или стабильности наступления и продолжительности фенофаз зависит успешность акклиматизации вида за пределами ареала

На основе многолетних фенологических наблюдений (2010–2023 гг.) нами составлен фенологический календарь сезонного развития видов семейства Pinaceae Lindl коллекции дендросада им. И. М. Стратоновича (рис. 1). Календарь отражает средние показатели на основе всех проанализированных фаз сезонного развития для каждого исследуемого вида.

Рисунок 1 - Фенологический календарь сезонного развития видов семейства Pinaceae Lindl

DOI:10.23649/JAE.2024.44.1.2

Средние многолетние даты сезонного развития видов семейства Pinaceae Lindl в вегетационный период с 2010–2023 гг. представлены в таблице 2. За начало вегетации принято набухание почек, а за конец вегетации листопад.

В процессе изменения ритма развития сосновых к климатическому ритму Севера изменяются как сроки наступления, так и продолжительность фенофаз. В условиях Архангельска сроки начала сезонного развития связаны со среднесуточной температурой выше +5оС (конец апреля) и безморозным периодом, в течение которого среднесуточная температура не опускается ниже 0оС

Начало вегетационного периода характеризуется набуханием почек. У пихты сибирской данная фенофаза в среднем начинается 4 мая. Среди лиственниц и елей раньше других начинают вегетировать местные виды и чуть позже интродуценты. У сосен раньше всего вегетационный период наступает у сосны кедровой сибирской (20 апреля), затем у сосны обыкновенной и сосны кедровой европейской.

В среднем пыление у всех видов в саду непродолжительно (2 балла): пихты 10-12 дней, лиственницы, ели и сосны 5–10 дней в отмеченный на фенологическом календаре промежуток. Сроки пыления и даты изменяются год от года. Как правило они во многом зависят от метеорологических условий района исследования. В фазу пыления в условиях г. Архангельска также чуть раньше вступают местные виды.

Среди рассматриваемых представителей сосновых в фазу семеношения вступают все виды кроме ели колючей ф. голубой, не дававшей плоды с 2017 года. Оценка семеношения проводилась с учётом таких показателей, как изменение окраски плодов, первые зрелые плоды и их массовое созревание. Лиственница Сукачёва, лиственница Кемпфера и ель обыкновенная характеризуются средним семеношением в 3-4 балла. Пихта сибирская, лиственница Гмелина, сосна кедровая европейская, сосна кедровая сибирская и сосна обыкновенная плохим семеношением в 1-3 балла. Ель колючая ф. голубая очень плохим в 0-1 балл с интервалом 1-4 года.

Конец вегетационного периода заканчивается одновременным листопадом всех видов лиственниц (для остальных частичным пожелтением и опаданием старой хвои) вплоть до первого снега.

Продолжительность вегетационного периода в среднем для пихты сибирской равняется 168 дней, для лиственниц – 186–198 дней, для елей – 176–177 дней, для сосен – 176–179 дней. Все изученные нами виды успевают проходить полный, непрерывный цикл сезонного развития.

По результатам наблюдений в период 2010–2023 гг. все виды семейства Pinaceae Lindl характеризуются высоким показателем зимостойкости – I–II балла, что указывает на их высокий уровень адаптации к местным условиям (табл. 3).

На зимостойкость растений в значительной мере влияет период роста побегов и формирования хвои. Продолжительность роста побегов особенно важно определять при изучении интродуцентов. Прирост побегов зависит от географического происхождения, возраста растения, погодных условий вегетационного периода, а также приёмов агротехники

По результатам статистической обработки в условиях г. Архангельска на территории Дендрологического сада им. И. М. Стратоновича к промежуточному началу и позднему окончанию роста побегов относятся виды: ель обыкновенная, ель колючая ф. голубая, сосна кедровая европейская, сосна кедровая сибирская, сосна обыкновенная. А виды пихта сибирская, лиственница Гмелина, лиственница Кемпфера и лиственница Сукачёва относятся к поздним группам начала и окончания роста побегов. Представители сосновых пихта сибирская, сосна кедровая европейская, сосна кедровая сибирская и сосна обыкновенная относятся к группе древесных растений с коротким периодом роста побегов. К группе с промежуточным периодом роста побегов принадлежат виды: лиственница Гмелина, лиственница Кемпфера, лиственница Сукачёва, ель обыкновенная, ель колючая ф. голубая. Динамику средней величины суточного прироста побегов исследуемых видов за 2023 год можно наглядно проследить по полученным статистическим данным представленным в таблице 5 и на рисунке 2.

Рисунок 2 - Динамика суточного прироста побегов исследуемых видов семейства Pinaceae Lindl дендросада в вегетационный период 2023 г

DOI:10.23649/JAE.2024.44.1.7

Виды лиственница Гмелина, сосна кедровая сибирская, сосна кедровая европейская относятся к группе с низким уровнем среднесуточного прироста побегов, а сосна обыкновенная, лиственница Сукачёва, ель обыкновенная, пихта сибирская. Лиственница Кемпфера, ель колючая ф. голубая к группе с промежуточным уровнем среднесуточного прироста побегов.

Динамику величины общего прироста исследуемых видов за 2023 год можно наглядно проследить по полученным статистическим данным представленным в таблице 6 и на рисунке 3.

Среднюю величину общего прироста побегов за 2023 год можно детально проследить по полученным статистическим данным ниже (табл. 6).

Рисунок 3 - Динамика общего прироста побегов исследуемых видов семейства Pinaceae Lindl дендросада в вегетационный период 2023 г

DOI:10.23649/JAE.2024.44.1.9

Виды пихта сибирская, сосна кедровая европейская, сосна кедровая сибирская и лиственница Гмелина относятся к группе с низким уровнем общего прироста побегов, а к группе с промежуточным уровнем общего прироста: ель обыкновенная, ель колючая ф. голубая, сосна обыкновенная, лиственница Сукачёва и лиственница Кемпфера.

Начало роста побегов видов семейства Pinaceae Lindl отмечено с повышением среднесуточной температурой воздуха выше +5-8оС. Вопрос влияния климатических факторов (суммы эффективных температур, среднесуточной температуры воздуха, относительной влажности воздуха, среднесуточного количества осадков) на сезонное развитие видов семейства Pinaceae Lindl требует отдельного, специального исследования.

Результаты наших исследований, следующие:

1. Все изученные нами виды начиная с фенологической фазы «набухания почек» и заканчивая «массовым листопадом (частичным пожелтение и опаданием старой хвои)» проходят полный, непрерывный цикл сезонного развития.

2. В процессе изменения ритма развития видов семейства Pinaceae Lindl к климатическому ритму Севера год от года изменяются как сроки наступления, так и продолжительность фенофаз. Раньше других начинают вегетировать местные виды: пихта сибирская, лиственница Сукачёва, ель обыкновенная. Чуть позже интродуценты: лиственница Гмелина, лиственница Кемпфера, ель колючая ф. голубая. У сосен раньше всего вегетационный период наступает у сосны кедровой сибирской, затем у сосны обыкновенной и сосны кедровой европейской.

3. Все виды семейства Pinaceae Lindl характеризуются наивысшим показателем зимостойкости – I–II балла.

4. Самыми ранними сроками роста побегов отличаются виды: сосна кедровая сибирская (21 ± 1 апреля); сосна обыкновенная (25 ± 2 апреля); сосна кедровая европейская (25 ± 4 апреля); ель обыкновенная (27 ± 3 апреля) и ель колючая ф. голубая (28 ± 2 апреля). Рост побегов у них в вегетационный период 2023 года начался в III декаде апреля. Самыми поздними сроками роста побегов отличаются виды: пихта сибирская (14 ± 2 мая); лиственница Сукачёва (19 ± 6 мая); лиственница Кемпфера (20 ± 5 мая) и лиственница Гмелина (21 ± 4 мая). Рост их побегов начинается почти на 20–30 дней позже.

5. Наиболее короткий период роста побегов у пихты сибирской (47 ± 3) и сосны обыкновенной (48 ± 2), а наиболее растянутый у ели обыкновенной (62 ± 3) и ели колючей ф. голубой.

6. Самый минимальный среднесуточный прирост в вегетационный период 2023 г. наблюдался у лиственницы Гмелина (0,18 ± 0,002); сосны кедровой сибирской (0,18 ± 0,002) и сосны кедровой европейской (0,19 ± 0,002). Максимальный среднесуточный прирост отмечен у сосны обыкновенной (0,25 ± 0,002).

7. Самый минимальный общий прирост в вегетационный период 2023 г. наблюдался у пихты сибирской (9,49 ± 0,189) а максимальный у ели обыкновенной (12,97 ± 0,159).

8. Наибольшее увеличение линейных значений у большинства видов отмечено в период с 13 мая по 30 мая – ель обыкновенная и ель колючая ф. голубая, сосна кедровая европейская, сосна кедровая сибирская и сосна обыкновенная за исключением пихты сибирской, лиственницы Кемпфера, лиственницы Сукачёва у которых максимальные значения прироста зарегистрированы позже в период с 25 мая по 11 июня. У лиственницы Гмелина активный прирост наблюдается позже всех с 6 по 23 июня. С середины июня снижаются значения увеличения линейных размеров побегов и начинается процесс их одревеснения. К середине июля у побегов исследуемых видов заканчиваются ростовые процессы и продолжается процесс одревеснения. Таким образом местные и интродуцируемые растения успевают подготовиться к зимнему периоду.

9. За сравнительно многолетний срок (1934–2023 гг.) изучения видов семейства Pinaceae Lindl в дендросаде им. И. М. Стратоновича выявлены довольно устойчивые виды, которые мы можем рекомендовать для зеленого строительства северных городов с тщательным подбором места посадки и последующим регулярным послепосадочным уходом: лиственницу Сукачёва, сосну обыкновенную, ель колючую ф. голубую, лиственницу Кемпфера, лиственницу Гмелина.