Іщук Біоекологічні особливості північноамериканських видів роду Juglans L. та перспективи їх використання у правобережному Лісостепу України

Краткое содержание

Розділ 1. Загальна характеристика північноамериканських видів роду Juglans L. У розділі подається аналіз результатів досліджень вітчизняних і зарубіжних авторів з питань систематики, філогенезу, історії та поширення видів роду Juglans в минулі геологічні епохи, подано межі їх природних ареалів.

За системою А.Л. Тахтаджяна (1966) рід Juglans належить до родини Juglandaceae A. Rich. ex Kunth., порядку Juglandales Engl., підкласу Hamamelididae, класу Magnoliоpsіda, відділу Magnoliоphyta. J. nigra вперше описаний видатним систематиком Карлом Ліннеєм у 1737 р., а J. cinerea у 1759 р. (Linnaei С., 1737, 1759), решта північноамериканських видів описані в ХІХ ст. Більшість дослідників (Соколов С.Я., 1949; Кохно М.А., 2002; Senata W., Dolatowski J., 2000; Нізіль С.Л., 2000) у роді Juglans виділяють 10 видів, поширених у помірно теплих, субтропічних і тропічних областях Євразії (J. regia, J. mandshurica, J. cordiformis, J. sieboldiana) і Північної Америки (J. nigra, J. cinerea, J. rupestris, J. major, J. califo ica, J. hindsii).

Численні викопні рештки свідчать, що рід Juglans відомий з верхньої крейди, а кількість видів та їх ареали змінювались у минулі геологічні епохи (Nagel K., 1914; Смольянінова Л.А., 1936; Вульф Е.В., 1944; Горбунов М.Г., 1956; Красилов В.А., 1989). Найвищого розквіту представники роду Juglans досягли в еоценовому, олігоценовому і міоценовому віці.

Розділ 2. Історія інтродукції північноамериканських видів роду Juglans  L. та їх поширення в Україні. За літературними даними J. nigra і J. cinerea інтродуковані в Україну на початку ХІХ ст. J. nigra інтродукований у 1809 р. Основ’янським акліматизаційним садом, де й тепер знаходяться найстаріші 200-річні дерева цього виду до 28 м заввишки (Барбарич А. І., 1952). J. cinerea відомий з 1816 року і вперше був інтродукований у Кременецькому ботанічному саду на Тернопільщині із насіння отриманого із Латвії, де на той час вже росли репродуктивні дерева цього виду (Гришко-Богменко Б.К., 1969). Вони пройшли тривалий період акліматизації і широко представлені у дендрологічних колекціях, лісових культурах і вуличних насадженнях усіх природних зон України. J. rupestris, J. major, J califo ica і J. hindsii інтродуковані в Україну в 30-х роках минулого століття у Нікітський ботанічний сад і тепер зрідка зустрічаються у дендрологічних колекціях Східної, Центральної та Південної України (Нізіль С.Л., 2000). Період акліматизації цих видів триває і досі. Найстаріші дерева J. nigra є в ботанічному саду ім. О.В. Фоміна в м. Києві (1854 р.), у дендрарії НЛТУ України у м. Львові та в Краснокутському дендропарку на Харківщині.

Розділ 3. Порівняльна характеристика природних умов, об’єкти та методи досліджень. Клімат Правобережного Лісостепу України характеризується як помірно-континентальний із середньою річною температурою повітря 7,0–7,7ºС. Абсолютний мінімум температури повітря досягає –34–38º і навіть нижче. Абсолютний максимум +36–39º припадає на липень-серпень. Сума позитивних температур за вегетаційний період з температурою вище +10º дорівнює 2550–2900º. Середня тривалість безморозного періоду 159–171 день. Сума річних опадів складає 490–550 мм, а середня багаторічна кількість опадів 553,9 мм. Ґрунтовий покрив Правобережного Лісостепу України представлений опідзоленими чорноземами та сірими лісовими ґрунтами (Калачиков О.Т., 1955). Аналіз кліматограм районів природного поширення північноамериканських видів роду Juglans (Сан-Франциско, Пасадена, Сан-Дієго, Чикаго) і району інтродукції (Україна, Умань) за Г. Вальтером (1974) свідчить, що район інтродукції – Правобережний Лісостеп України – за характером опадів має певну схожість з кліматом Північної Америки, хоча за абсолютними величинами є значна різниця. У цих районах більша частина опадів випадає в теплий період року. Простір кліматограм, обмежений кривими опадів температур, показує, що для всіх територій не характерна наявність посушливого періоду. Криві річного ходу температур також мають деяку схожість, хоч за показником середньої річної температури, середньої добової мінімальної температури району значно відрізняються. Для всіх районів характерна наявність деякого періоду із середньодобовим мінімумом температур нижче нуля. Витримування горіхами, особливо J. rupestris, J. califo ica, J. major і J. hindsii, таких температур без пошкоджень у природних умовах вказує на їх досить широкий біологічний потенціал морозостійкості, яка сформувалась у процесі еволюції видів, і можливість успішної інтродукції в наших умовах.

Дослідження північноамериканських видів роду Juglans проводилися протягом 2005–2008 рр. стаціонарно – на дослідних ділянках Уманського державного аграрного університету, у Синицькому та Монастирищенському лісництвах ДП «Уманське лісове господарство», у Моївському лісництві ДП «Могилів-Подільське лісове господарство» та у вуличних насадженнях м. Умані і шляхом експедицій у ботанічні сади, дендрологічні парки, декоративні міські і сільські насадження, а також у колекціях ботанічних садів та дендропарків України. В результаті досліджень обстежено 163 дерева північноамериканських видів роду Juglans у садах, парках, скверах, вуличних насадженнях і закладено 37 пробних площ у Моївському, Монастирищенському, Синицькому та Юрківському лісництвах ДП «Могилів-Подільське лісове господарство» та ДП «Уманське лісове господарство».

Під час польових досліджень вивчалися місцезростання J. nigra, J. cinerea, J. rupestris, J. major, J. califo ica, J. hindsii, оцінювали їх загальний стан, таксаційні дані, ураження грибковими хворобами, пошкодження шкідниками, візуально оцінювали зимо- та посухостійкість, ступінь квітування та плодоношення, декоративність, природне відновлення і способи створення лісових культур. Пробні площі закладали у відповідності до методичних вказівок щодо вивчення лісових культур (Гордієнко М.І. та ін., 2000) та за загальноприйнятою у лісовій таксації методикою (Анучин Н.П., 1982). Обстеження міських насаджень горіхів здійснювали за методикою О.К. Дорошенка (1985). При стаціонарних дослідженнях оцінювали особливості квітування, фертильність та будову пилкових зерен, плодоношення, посухо-, зимо- та морозостійкість, ефективні способи розмноження у культурі. Сезонний розвиток північноамериканських видів роду Juglans вивчали за методикою Ради ботанічних садів (1975). Спостереження за сходами та початковими стадіями онтогенезу проводили за методикою Л.С. Плотникової (1973), а будову і розвиток кореневої системи – за методикою В.А. Колесникова (1972). Ступінь зимостійкості видів роду Juglans оцінювали за 8-бальною шкалою С.Я. Соколова (1957), а морозостійкість – методом прямого проморожування пагонів за методикою М.А. Соловйової (1982), Д.В. Потаніна та ін. (2005). Посухостійкість визначали візуально за 6-бальною шкалою С.С. П’ятницького (1961). Ступінь жаростійкості листків визначали за методикою Ф.Ф. Мацка (1936) і А.Х. Ахматова (1966). Суму ефективних температур (вище +5°С) для проходження всіх фаз вегетації проводили за методикою Ю.І. Чиркова (1986). Бал квітування і плодоношення визначали за 6-бальною шкалою Б.І. Іваненка (1962). Строки проходження глибокого та вимушеного спокою визначали за методикою Я.С. Несторова, В.А. Тихонова (1972). Фертильність пилкових зерен визначали за методикою З.П. Паушевої (1980). Польові досліди з вивчення насіннєвого розмноження закладали згідно з методичними вказівками по насінництву інтродуцентів (1980). Приріст дерев вимірювали за методикою А.А. Молчанова, В.В. Смирнова (1967). Оцінку декоративності горіхів під час сезонного розвитку оцінювали за методикою Н.В. Котєлової, О.Н. Виноградової (1974). Оцінку успішності інтродукції проводили за методикою П.І. Лапіна, С.В. Сиднєвої (1973), М.А. Кохна (1983). Життєвість дерев горіха оцінювали за методикою В.П. Ісікова (1999). Ураження дерев грибковими хворобами визначали за визначником І.І. Журавльової, Т.Н. Селіванової, Н.А. Черемісінової (1979), а шкідниками за визначником В.І. Гусєва (1984). Математичну обробку даних проводили за методикою В.Ф. Мосейченка (1992).

Розділ 4. Ріст, розвиток та стійкість до абіотичних і біотичних чинників північноамериканських видів роду Juglans L. в умовах Правобережного Лісостепу України.

Ріст і розвиток. В умовах Умані фенологію розвитку вегетативних органів ми спостерігали у J. nigra, J. cinerea,  J. rupestris, J. hindsii, J. major і J. califo ica. В цьому регіоні найпершими пробуджуються J. cinerea, J. rupestris, J. major, ще пізніше J. nigra, J. califo ica, J. hindsii. У J. nigra, J. rupestris, J. major, J. califo ica, J. hindsii значно пізніше повністю дерев’яніють пагони, тому вони частіше підмерзають. У наших умовах цикл розвитку зміщений в бік літньо-осіннього періоду.

У наших дослідженнях підтвердились дані Б.К. Гришка-Богменка (1969) щодо спокою у J. nigra, який пробуджується пізніше J. cinerea. Проте J. rupestris, J. major J. califo ica і J. hindsii мають ще більш тривалий період спокою, який триває до кінця січня – початку лютого і лише потім вступають у вимушений спокій. Найшвидше виходить із стану спокою J. cinerea, його спокій не глибокий і може бути порушений частими зимовими відлигами.