Экологические факторы среды и семенная продуктивность

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Возрастное и виталитетное состояние видов адвентивной древесной флоры
в насаждениях вдоль трассы Махачкала – Манас
Вид
Gleditsia triacanthos L.
Ulmus pumila L.
Ulmus minor Mill
Robinia pseudoacacia L.
Ailanthus altissima (Mill.) Swingle
v
–
6 (1)
5 (1)
7 (1)
20 (1)
Индекс возрастного состояния, %; виталитет, балл.
g1
g2
g3
ss
12 (1)
75 (1)
13 (1)
–
–
45,5 (1)
31,5 (2)
9 (2)
–
53,8 (1)
27,2 (2)
8 (2)
5 (1)
39 (1)
30 (2)
10 (2)
18 (1)
38 (1)
12 (1)
7 (2)
s
–
8 (3)
6 (3)
9 (3)
5 (3)
Примечание: v – виргинильное возрастное состояние; g1 – молодое генеративное состояние; g2 – зрелое генеративное состояние; g3 – позднее генеративное состояние; ss – субсенильное состояние; s – сенильное состояние.
В скобках приведены данные по виталитету
Литература
и общего информационного банка. Изучение
динамики адвентивной флоры целесообразно
проводить в рамках мониторинговых исследований биоразнообразия, которые предполагают
многолетний анализ данных. Идея мониторинга
адвентивной флоры высказана давно, однако её
реализация начата значительно позднее. Высокая динамичность адвентивного компонента, не
всегда чёткая обособленность от местной флоры,
тесное взаимодействие с природной и культурной
флорами региона требуют разработки специального подхода к мониторинговым исследованиям.
Данная работа даёт основу для разработки программы по ведению мониторинга адвентивной
древесной флоры Республики Дагестан.
1. Бурда Р.И. Антропогенная трансформация флоры. Киев:
Наукова думка, 1991. 168 с.
2. Нотов А.А., Хорун Л.В. О проблеме изучения генезиса адвентивного компонента флор // Адвентивная и синантропная
флора России и стран ближнего зарубежья: состояние и
перспективы: матер. III Междунар. науч. конф. (Ижевск,
19–22 сент. 2006 г.). Ижевск, 2006. С. 74–75.
3. Гельтман Д.В. Понятие «инвазивный вид» и необходимость
изучения этого явления // Проблемы изучения адвентивной и
синантропной флоры в регионах СНГ: матер. науч. конф. / под
ред. В.С. Новикова, А.В. Щербакова. М.; Тула, 2003. С. 35–36.
4. Вьюкова Н.А. Адвентивная флора Липецкой и сопредельных
областей: автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 1985.
5. Чичёв А.В. Адвентивная флора железных дорог Московской
области: автореф. дис. … канд. биол. наук. М, 1985.
6. Гроссгейм А.А. Анализ флоры Кавказа // Труды ботанического
института АН Азербайджанской ССР. 1936. Ч. 1. С. 19–31.
7. Kornas J. Geograficzno-historyczna klasyfikacja roslin synantropijnych
// Mater. Zakl. Fitosocjol. Stosowanej U. W. 1968. № 25. S. 33–41.
8. Schroeder F.G. Zur Klassifizierung der Anthropohoren //
Vegetatio. B. 16. 1969. № 5–6. S. 225–238.
Экологические факторы среды и семенная
продуктивность кустарниковых пород
Г.А. Панина, к.б.н., В. Ф. Абаимов, д.с.-х.н., профессор,
Оренбургский ГАУ
Оценка семенной продуктивности древеснокустарниковых пород является важнейшим элементом в характеристике аборигенных и интродуцированных древесных пород, поскольку через
семенной материал происходит естественное и
искусственное возобновление видов растений.
В связи с этим изучение условий формирования
семян является весьма актуальным. Работу проводили в 2006–2012 гг. в южных районах Оренбургской области, где имеются значительные площади, занятые кустарниковой растительностью.
Цель работы – оценка условий формирования
и урожайности семян (плодов) кустарниковых
пород.
В задачу исследований входило: изучение
комплекса факторов природной среды и влияние
их на формирование семенного материала, его
величину с оценкой результатов регрессионным
многофакторным анализом.
Известно, что у большинства видов древесных
и кустарниковых пород генеративные почки
закладываются в год, предшествующий цветению [1, 2]. Кроме генетической периодичности
на величину урожая плодов и семян оказывает
влияние ещё и комплекс природных факторов,
существующий на момент закладки цветочных
почек и во время цветения растений [3].
Объекты, методы и результаты исследований.
Наблюдения, проведённые в 2006–2012 гг., за
интенсивностью образования цветочных почек, температурным и влажностным режимами
в период цветения показали на определённую
связь между обилием цветения, плодоношением и условиями в период формирования
и функционирования генеративных органов.
Благоприятная синоптическая ситуация, обеспечивающая приток ассимилянтов к местам
формирования цветочных почек, приводит к
возникновению их в большем количестве на
побегах и наоборот.
Н.Д. Нестерович и Н.Е. Булыгин считают, что
для нормального заложения цветочных почек
наиболее подходит сухая, с повышенной температурной и низкой относительной влажностью
воздуха погода, хорошая освещённость [2, 4].
186
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
1. Характеристика параметров формирования урожая
Год
Обилие
цветения,
балл
2006
2007
2008
2009
2010
2011
–
3
5
4
4
5
2006
2007
2008
2009
2010
2011
–
3
5
4
5
5
2006
2007
2008
2009
2010
2011
–
4
5
4
5
5
2006
2007
2008
2009
2010
2011
–
3
4
4
5
5
Среднесуточная t °С
воздуха в период
заложения почек
Влажность
воздуха в период
заложения почек, %
Среднесуточный
дефицит влажности
воздуха, мбр
Вишня степная (969 г/НСР0,5 = 21,5 г)
2
62
18,5
8
56
22,1
8
62
20,0
11
60
21,4
17
52
23,7
15
56
22,8
Барбарис обыкновенный (328 г/НСР0,5 = 22,1 г)
4
58
19,3
9
55
22,0
11
61
21,0
10
61
21,2
14
54
23,5
16
55
22,6
Калина красная (1672 г/НСР0,5 = 114,0 г)
9
49
18,7
13
57
21,9
14
60
21,1
12
62
22,4
17
55
23,9
18
52
22,8
Жимолость татарская (464 г/НСР0,5 = 25,9 г)
10
54
19,1
8
61
22,7
10
59
22,3
13
60
23,2
15
57
23,6
15
58
22,5
Такой же тип погодных условий наиболее благоприятен и на этапах опыления и оплодотворения.
В таблице 1 показана зависимость величины
урожайности кустарников от погодных условий на момент формирования цветочных почек
и на период цветения и семенная продуктивность.
Обильность цветения у видов кустарников,
по Каперу [5], по годам укладывается в 3–5
баллов. Наименее благоприятным годом по
этому показателю был 2007 г., что можно объяснить отрицательным сочетанием природных
факторов предшествующего, 2006 г. (пониженные
температуры на момент заложения цветочных
почек, низкая относительная влажность воздуха) и относительно низкими температурами
в период цветения.
Для выявления зависимостей урожайности
от экологических факторов среды был проведён регрессионный многофакторный анализ с
использованием программы Stat graphik. Были
получены уравнения регрессии, показавшие
чёткое влияние на урожайность трёх главных
факторов среды – влажности воздуха на момент
заложения почек, среднесуточной температуры
в период заложения почек и среднесуточной
температуры в период цветения при коэффици-
Среднесуточная t °C
в период цветения
15,4
18,3
15,9
16,3
16,5
16,2
14,7
15,2
17,8
16,4
18,1
17,9
15,9
18,3
17,0
16,8
22,7
21,5
14,9
18,7
16,3
17,2
16,2
18,0
ентах детерминации у Cerasus fruticosa в 51,91 до
95,06 и 98,17 соответственно у Lonicera tatarica
и Berberis vulgaris.
Зависимость урожайности от комплекса
факторов среды:
вишня степная
U = -1617,02+274,718 · log
(Vi) + 48661,3 · 1Ts2 +420,294 · log (Tv),
R 2 = 51,9112;
барбарис обыкновенный
U = 4268,38 – 468,218 · log(Vi) –
147342 · 1Ts^2 – 497,546 · log (Tv),
R 2 = 98,1701;
калина красная
U = 12406,2 – 1569 · log (Vi) –
– 52821 · 1Ts^2 – 1364,03 · log (Tv),
R 2 = 76,712;
жимолость татарская
U = 22929,4 – 4574,73 · log(Vi) –
– 166478 · 1Ts^2 – 1038,74 · log (Tv);
R 2 = 95,0631;
где U – урожайность, г/куст;
Vi – влажность воздуха, % в период заложения цветочных почек;
Ts – среднесуточная температура воздуха в
период цветения;
Tv – среднесуточная температура воздуха в
период заложения почек.
187
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
2. Семенная продуктивность кустарниковых пород (г на 1 куст)
Вид кустарника
Год
2006
2007
2008
2009
2010
*Барбарис обыкновенный
210
350
290
380
410
Спирея городчатая
20
29
35
34
37,5
Рябинник рябинолистный
60
62
60
73
77
56,0
61
57
69
73
32
54
61
50
68
*Боярышник кр.-красный
1350
1480
1400
1520
1960
*Кизильник блестящий
240
320
360
380
470
*Ирга круглолистная
290
368
335
394
460
*Вишня степная
940
975
951
964
1015
Слива колючая
250
425
335
490
520
*Калина красная
1590
1680
1540
1600
1870
*Жимолость татарская
380
420
400
500
620
Пузыреплодник калинолистный
Роза коричная
Средний
урожай
НСР0,95
328,0
22,1
31,0
2,10
66,0
3,74
63,1
1,90
53
3,97
1542
75,90
354
24,70
380
13,20
969
21,50
404
17,56
1672
114,03
464
25,90
Примечание: * – плоды; остальные виды – семена
3. Характеристика кустарников по урожайности, качеству плодов и семян
Вид кустарника
Возраст
растения,
лет
Урожай
Масса
плодов
1000 шт.
с одного
плодов, г
растения, г
Выход
семян из
плодов, %
328,0
10
Барбарис обыкновенный
10
12
31,0
12
Спирея городчатая
6
0,4
66,0
12
Рябинник рябинолистный
12
0,6
63,4
10
Пузыреплодник калинолистный
15
1,3
53,0
14
Роза коричная
10
43,0
1542,0
18
Боярышник кроваво-красный
11,5
66,0
15
Кизильник блестящий
18,0
55,0
354,0
12
Ирга круглолистная
3,5
29,0
380,0
12
Вишня степная
14,5
102,0
596,0
16
Слива колючая
12,0
215,0
604
17
Калина красная
9,0
47
1672
16
Жимолость татарская
4,0
18
324
Примечание: * – всхожесть, жизнеспособность определены по ГОСТ [6]
В таблице 2 приведены данные по урожайности кустарниковых пород по годам (2006–2010 гг.).
Высокорослые кустарники за счёт крупности
плодов значительно, в 5–10 раз, превосходят по
урожайности кустарники средне- и низкорослые,
хотя по количеству цветочных почек, обильности
цветения особых отличий установить не удалось.
Урожайность кустарников по годам варьирует
в широких пределах. Это можно объяснить различием в сочетании экологических факторов, их
напряжённости в ключевые моменты формирования генеративной сферы растений, условиями
экотопа и генетикой видов. Из рассматриваемых
Число
семян
в плоде,
шт.
1–2
1
1
1
3–5
4–5
3
2
1
1
1
4-5
Масса
1000 шт.,
семян, г
(большая –
меньшая)
8,8–7,5
0,1–0,05
0,11–0,07
0,9–0,6
14–12
27–21
22–20
7,5–5,5
125–96
316–210
29–23
3,5–1,6
*Всхожесть,
жизнеспособность, %
89
77
78
75
84
64
52
58
85
82
86
92
в работе видов кустарников наиболее стабильными по урожайности оказались Viburnum opulus,
Lonicera tatarica, Cerasus fruticosa –аборигенные
виды и Amelanchier ovalis – интродуценты. Наибольшая вариабельность урожая характерна для
Crataegus sanguinea, Prunus spinosa и Rosa majalis
(табл. 3).
Виды кустарников имеют различную характеристику плодов и семян, в том числе по массе
1000 шт., от 0,1–0,4 – у Spireae crenata L., Sorbaria
sorbifolia до 215–316 г у Prunus spinosa L., выходу
семян из плода – от 4% у Lonicera tatarica до
18% у Cotoneaster lucidus. Показатели всхожести,
188
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
2. Нестерович Н.Д. Плодоношение интродуцированных древесных растений в БССР. Мисник: Изд-во АН БССР, 1955.
320 с.
3. Редько Г.И. Исследования по лесовосстановлению. СПб.,
1997.
4. Булыгин Н.Е. Плодоношение деревьев и кустарников в
районе Ленинграда // География плодоношения лесных
древесных пород, кустарников и ягодников. М.: Изд. МОИП,
1964. С. 51–53.
5. Капер А.Г. Лесосеменное дело. Л.: Гослестехиздат, 1936.
250 с.
6. ГОСТ 13056.8-97. Семена деревьев и кустарников. Методы
определения доброкачественности. Минск: Изд-во стандартов, 1997. 12 с.
жизнеспособности относительно стабильны
и достаточно высокие – на уровне 75–92% у
основной массы видов. Более низкие показатели
характерны для интродуцентов Cotoneaster lucidus
и Amelanchier ovalis, тем не менее они укладываются в требования ГОСТ для семян первого
и второго классов качества [6].
Литература
1. Мауринь А.М. Семеношение древесных экзотов в Латвийской ССР. Рига: «Звайгзне», 1967.
Морфологические различия климатипов
сосны обыкновенной в географических
культурах Самарской области
Г.Т. Бастаева, к.с.-х.н., А.Ю. Скрыльникова, аспирантка,
Д.Ю. Мячина, аспирантка, Оренбургский ГАУ
Одним из важных показателей жизнеспособности и потенциальных возможностей лесных
насаждений является развитие и функциональное
состояние ассимиляционного аппарата деревьев.
Известно, что с качеством и количеством хвои
связаны фотосинтез, транспирация, продуцирование кислорода, биогенетические процессы
древостоев, их продуктивность и производительность.
Л.Ф. Правдин и Н.А. Бабич отмечали значительную изменчивость длины и ширины
хвои сосны в пределах кроны одного дерева и
установили, что средняя длина хвои является
важным диагностическим признаком вида сосны, который передаётся по наследству и сохраняется при перенесении его в другой физикогеографический район [1, 2].
Наши исследования изменчивости морфологических признаков сосны обыкновенной относятся к внутривидовому изучению морфологии
хвои, так как это один из самых чувствительных
органов, реагирующий на условия окружающей
среды.
Объекты и методы. Объектами исследований
явились пять климатипов сосны обыкновенной,
произрастающих на территории Красноярского
участкового лесничества Самарской области.
Для изучения морфологических признаков
хвои на исследуемом блоке климатипов проводили сбор веток со средних модельных деревьев.
У собранных образцов были измерены длина и
ширина хвои и посчитаны основные статистические показатели (табл. 1, 2). Хвою собирали
с середины осевого побега южной и северной
экспозиции (климатипы Донецкой, Омской
областей и Латвийской ССР), только с южной
экспозиции (климатип Удмуртской АССР) и
только с северной (климатип Воронежской области). Время сбора хвои – 15 мая.
У 100 хвоинок из каждого образца измеряли
длину с точностью до 1 мм. Длину хвои измеряли
миллиметровой линейкой, ширину – с помощью
микроскопа.
Результаты исследований. Анализируя данные
таблицы 1, можно сделать вывод о том, что с
южной стороны кроны хвоя длиннее и шире,
чем с северной, так как теневая хвоя меньше
световой [1].
По данным проведённых измерений, средняя
длина хвои варьирует от 4,7 до 6,6 см, а ширина – от 1,02 до 1,39 мм (табл. 2).
Максимальная средняя длина и ширина хвои
соответствует климатипу Славянского лесозаготовителя Донецкой области, наименьшая –
Воронежскому лесхозу Воронежской области,
т.е. длина хвои сосны уменьшается в широтном
направлении с юга на север, что подтверждается
многими научными исследованиями [3].
Коэффициент индивидуальной изменчивости
длины хвои сосны обыкновенной у изученных
климатипов варьирует от 10 до 16%, что по шкале
С.А. Мамаева [4] соответствует низкому и среднему уровню. Коэффициент индивидуальной изменчивости ширины хвои сосны обыкновенной
изменяется от 4 до 13% – это очень низкий и
низкий уровень. Географическая изменчивость
характеризуется низким уровнем.
Сравнительный анализ по длине хвои выявил
существенные различия между большинством
климатипов. И только между климатипом Донецкой области и климатипом Латвийской ССР
различие не достоверно (tф = 1,27 < tst = 1,65,
при Р = 0,05).
Сравнительный анализ по ширине хвои
также выявил существенные различия между
189