ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
УКРАЇНСЬКИЙ ОРДЕНА „ЗНАК ПОШАНИ”
НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ ІНСТИТУТ ЛІСОВОГО ГОСПОДАРСТВА
ТА АГРОЛІСОМЕЛІОРАЦІЇ ім. Г.М.ВИСОЦЬКОГО
МАРЧУК ОЛЬГА ОЛЕКСІЇВНА
УДК 630.17.631.529.930.25
БІОРІЗНОМАНІТТЯ ДЕРЕВНИХ ВИДІВ У ДЕНДРАРІЯХ І ПАРКАХ ХАРКІВЩИНИ ТА ПЕРСПЕКТИВИ ЇХ ВИКОРИСТАННЯ
В ЛІСОВОМУ ГОСПОДАРСТВІ Й ОЗЕЛЕНЕННІ
06.03.01 – лісові культури та фітомеліорація
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата сільськогосподарських наук
Харків – 2006
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Українському ордена “Знак Пошани” науково-дослідному інституті лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М.Висоцького Державного комітету лісового господарства України та Національної академії наук України
Науковий керівник: | кандидат біологічних наук
Волосянчук Роман Тарасович, Український ордена “Знак Пошани” науково-дослідний інститут лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М.Висоцького, завідувач лабораторії селекції
Офіційні опоненти: | доктор сільськогосподарських наук
Левон Федір Михайлович, Національний ботанічний сад ім. М.М. Гришка, провідний науковий співробітник відділу дендрології та паркознавства;
кандидат сільськогосподарських наук,
Гладун Григорій Борисович, Український ордена “Знак Пошани” науково-дослідний інститут лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М.Висоцького, в.о. завідувача лабораторії лісових культур і агролісомеліорації
Провідна установа: | Національний лісотехнічний університет України Міністерства освіти і науки України, кафедра лісових культур і селекції, м. Львів
Захист відбудеться “_16_” березня 2006 р. о _10_ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 64.828.01 в Українському ордена “Знак Пошани” науково-дослідному інституті лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М.Висоцькoго за адресою: 61024, м. Харків, вул. Пушкінська, 86.
З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Українського ордена “Знак Пошани” науково-дослідного інституту лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М.Висоцького за адресою: 61024, м. Харків, вул. Пушкінська, 86.
Автореферат розіслано “____” лютого 2006 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Лось С.А.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Інтродукція рослин – один із шляхів підвищення продуктивності лісів, підсилення їх захисної ролі, покращення ландшафтно-декоративних властивостей, збагачення ресурсів рослинного фонду країни з метою кращого задоволення зростаючих соціальних потреб. У той же час в Україні більш-менш інтенсивно в культурі використовуються лише трохи більше 10% від числа всіх інтродукованих видів. Решта залишається незадіяною, хоча вони – цінний генофонд для подальшої селекційної роботи. Введення іншорайонних видів деревних рослин у лісові, захисні та паркові насадження повинно базуватися на достатньо надійних експериментальних дослідженнях, а також відповідності біологічних властивостей екзотів природним умовам району їх культивування. На Харківщині існує значна кількість об’єктів культивованої дендрофлори, але систематичного вивчення біорізноманіття, зосередженого в них, та узагальнення результатів інтродукції нових видів практично не провадилося. Все це обумовлює актуальність проведених досліджень, спрямованих на вивчення сучасного складу дендрофлори парків Харківської області, відбір з їх складу та детальне дослідження малорозповсюджених, але перспективних видів інтродуцентів.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Роботу виконано в Українському науково-дослідному інституті лісового господарства і агролісомеліорації ім. Г.М.Висоцького. Дослідження за темою дисертації є частиною державних тем, замовником яких був Державний комітет лісового господарства України: №12 "Вдосконалити методи та способи збереження і відтворення генетичного потенціалу лісових порід на основі селекції, генетики, цитології та міклоклонування" (№ держреєстрації 0100U001025), №5 „Вдосконалити систему збереження і невиснажливого використання генетичного різноманіття лісових порід“ (№ держреєстрації 0104U005469), та госпдоговірної теми №64 “Підбір перспективних інтродуцентів у дендропарках та інших осередках культурної арборифлори Лівобережного Лісостепу для впровадження у лісові та зелені насадження Полтавської області”, замовником якої було Полтавське обласне управління лісового господарства.
Мета і завдання досліджень. Мета роботи – на основі вивчення біорізноманіття, зосередженого в дендропарках та інших осередках культивованої дендрофлори Харківської області, та дослідження в них росту, стану, репродуктивних і декоративних властивостей малорозповсюджених інтродуцентів-екзотів визначити найперспективніші види для впровадження у лісове господарство, захисне лісорозведення та озеленення регіону.
Завдання :
- на основі вивчення архівних даних, лісовпорядкувальної документації та літературних джерел відібрати в межах регіону цінні дослідні об’єкти (дендрологічні парки, дендрарії, парки-пам’ятки, тощо), в яких зберігаються значні колекції інтродукованих видів деревних рослин;
- визначити видовий склад відібраних об’єктів;
- вивчити таксаційні, біоекологічні, декоративні характеристики представлених видів, дати оцінку їх стану;
- відібрати кращі за комплексом ознак, особливо цінні перспективні види та форми інтродуцентів для впровадження у регіоні;
- розробити адаптовану методику збереження і розмноження горобини домашньої (Sorbus domestica L.) в культурі in vitro;
- розробити рекомендації щодо впровадження в лісове господарство, захисне лісорозведення й озеленення найбільш продуктивних і стійких видів та форм деревних інтродуцентів.
Об’єкт досліджень – біорізноманіття деревних та чагарникових рослин, їх інтродукція й акліматизація.
Предмет досліджень – малорозповсюджені інтродуковані деревні види дендраріїв і парків Харківщини, їх таксономічний склад, біо-екологічні, декоративні особливості та їх стан .
Методи досліджень – в основу роботи покладено методи порівняльної екології. Інвентаризацію складу колекцій деревних рослин із визначенням видової належності проведено за загальноприйнятими методиками. Перспективність видів визначалася через порівняння показників росту, стану, якості стовбурів і декоративності інтродуцентів з біологічно близькими аборигенними видами на базі загальноприйнятих та модифікованих нами шкал. Методику збереження в культурі in vitro адаптовано на основі класичних протоколів. Отримані дані оброблено за загальноприйнятими методами варіаційної статистики.
Наукова новизна результатів досліджень. Уперше за останні 30 років здійснено комплексне обстеження 3 дендропарків та 2 парків-пам’яток Харківської області, проаналізовано і узагальнено результати більше, ніж 100-річного вирощування в них інтродукованих деревних видів. Визначено видовий склад дендрофлори обстежених об’єктів. Модифіковано і вперше застосовано методику комплексної оцінки успішності інтродукції й акліматизації нових видів з урахуван-ням кінцевої мети їх використання. Вперше в Харківській області застосовано методику оцінки декоративних особливостей деревних видів. Уперше в Україні адаптовано і застосовано методику збереження Sorbus domestica в культурі in vitro.
Практичне значення отриманих результатів. За результатами інвентаризації для досліджень відібрано 57 видів малопоширених у регіоні інтродуцентів. За результатами комплексної оцінки відібраних видів рекомендовано цільовий асортимент перспективних видів для подальшого використання у лісовому господарстві, захисному лісорозведенні та озелененні регіону. Розроблено адапто-ваний протокол збереження і розмноження Sorbus domestica в культурі in vitro.
Особистий внесок здобувача полягає у визначенні напряму досліджень, постановці завдань і розробці програми і методики робіт; проведенні аналізу лісовпорядкувальних, літературних і архівних даних; безпосередній участі в усіх польових і лабораторних роботах; статистичному аналізі одержаних результатів і формулюванні висновків та рекомендацій виробництву.
Апробація результатів досліджень. Основні положення дисертаційної роботи апробовано на міжнародних і національних конференціях: “Лісова наука – лісове господарство: стан та перспективи” (Харків, 2003); “Лісовідновлення і лісорозведення в Україні: сучасний стан, проблеми та перспективи” (Київ, 2004); “Ліс, наука, суспільство”, (Харків, 2005).
Публікації. Основні положення дисертації висвітлено у 5 друкованих роботах, з них 4 статті – у фахових виданнях.
Обсяг і структура дисертації. Дисертація складається зі вступу, 7 розділів, висновків, рекомендацій, переліку використаних джерел (173 найменуваня, з яких 31 – латиницею) та 5 додатків. Основний текст дисертації, викладений в рукописі на 143 сторінках комп’ютерного тексту, містить 32 таблиці та 12 рисунків.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
ТЕОРЕТИЧНІ ТА ПРАКТИЧНІ АСПЕКТИ
ІНТРОДУКЦІЇ ЛІСОВИХ ДЕРЕВНИХ РОСЛИН
На кінець ХХ століття генофонд інтродукованих рослин в Україні нараховував понад 3 тис. видів, форм і культиварів дерев, кущів та ліан, що у 6 разів більше кількості видів природної дендрофлори (Кохно, 1999). Все це дендрологічне багатство зосереджене у 25 ботанічних садах, 10 дендропарках та більше, ніж 50 парках-пам’ятках, а також у дендраріях різних установ (Кузнєцов, 1994). В основу цього підходу до збереження біорізноманіття рослин покладено принцип комплексної охорони генофонду дикорослої і культурної флори поза межами природного зростання видів – ex situ (Криницький, 1999; Черевченко, 1999).
Теоретичним узагальненням в області інтродукції рослин присвячено роботи багатьох авторів (Бекетов, 1886; Воєйков, 1908; Малеев, 1933; Вульф, 1944; Культіасов, 1953; Русанов, 1954; Гурський, 1957; Шликов, 1963; Базілевська, 1964; Соколов, 1969; Маурінь, 1970; Лапін 1971; Лапін, 1978; Липа, 1980; Некрасов, 1980; Гродзинський, 1984; Кохно, 1994, тощо). Однак в них переважно розглядаються прогнозування можливостей інтродукції рослин лише на рівні роду, виду або створення колекцій інтродуцентів. Не вирішено і низку прикладних аспектів цієї проблеми (Логгінов, 1988).
Першим етапом інтродукції рослин є їх попереднє випробування в ботанічних садах і дендрологічних парках. Другий етап інтродукції деревних порід – випробування видів, форм та екотипів, які добре зарекомендували себе в попередніх випробуваннях, у дослідних та дослідно-виробничих культурах (Божок, Божок, 1999; Виклюк, Сидорович, Гаранович, 1999; Івченко та ін., 1999; Лучник, Семенюк, 1999; Олійник, Шляхта, 1999; Шукель, 1999)
Накопичено значний досвід лісокультурного використання інтродуцентів, що знайшло відображення в багатьох роботах (Болотов, 1766; Сіверс, 1903; Висоцький, 1907; Арцибашев, 1925; Георгієвський, 1927; Керн, 1934; Несторович, 1950; Щєпотьєв, 1953; Гіргідов, 1955; Гурський, 1957; Шкутько 1970; Лапін, 1971; Лапін, 1978; Редько, 1981; Смаглюк, 1981; Калуцький, 1982; Ільїн, 1983; Логгінов, 1983; Патлай, 1985; Лось, 1999; Мусієнко, 1999). У лісових насадженнях України за цей час апробовано близько 200 видів деревних і чагарникових інтродуцентів, із них 58 видів успішно ростуть у лісових культурах (Калініченко, 1997). Але ще багато питань щодо лісівничого використання екзотів чекають вирішення.
Методи збереження та розмноження рослин in vitro допомагають вирішити низку проблем, пов’язаних з малою кількістю або труднощами природного відновлення цінного чи унікального матеріалу. Ріст експлантів у культурі часто залежить від сезону, коли було зібрано донорський матеріал (Benson, 1990; Bonga, Pond, 1990). Має значення також вік маточної рослини: старий матеріал є найскладнішим для введення в культуру in vitro (Калинин и др., 1980; Edvin, George, 1996). Багато дослідників однією з переваг мікроклонального розмноження вважають здатність до реювенілізації матеріалу в культурі in vitro (Brand, Lineberg, 1992, 1992a; Ewald, Kretzschmar, 1996; Ewald et al., 2005). Велике значення має також морфологічне джерело експланта (Kretzschmar, 1993; Kretzschmar, Ewald, 1994; Chalupa, 2002; Haapala, 2004; Ewald et al., 2005).
МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ
Натурним обстеженням дендропарків передувала робота з літературою, архівними та лісовпорядними матеріалами. Якщо за цими даними дослідний об’єкт видавався вартим уваги, планувалися його натурні обстеження. Під час обстеження об’єктів здійснювалася інвентаризація наявності та видової належності рослин, визначення їх стану. При вивченні видового складу увага приділялася розповсюдженості виду в культурі (за межами об’єктів). Тип лісорослинних умов визначали за Алєксєєвим-Погребняком (1953, 1955).
Для подальших досліджень підбиралися лише мало розповсюджені у культурфітоценозах види. Аборигенні види використовувалися як контроль. Для кожного дерева визначали загальноприйняті таксаційно-біометричні показники та показники адаптації виду в нових умовах (Методика сортовипробування лісових деревних рослин в Україні, 1997). Для оцінки зимостійкості використано шкалу Є.Л.Вольфа, деталізовану М.К.Вєховим та доповнену О.В.Лукіним (1977). Посухостійкість оцінювалася за шкалою С.С.П’ятницького (1961). Оцінку репродуктивної сфери інтродуцентів здійснено за О.В.Лукіним (1977), оцінку наявності самосіву – за методикою С.Н.Осавлюк (2004), загального стану дерев – за “Методикою сортовипробування...” (1997). Для характеристики декоративних ознак використано методику О.Г. Хороших та О.В. Хороших (1999).
Для узагальнення використано інтегральну числову оцінку (акліматизаційне число) перспективності вивчених інтродуцентів за методикою М.А.Кохна (1982) з нашими доповненнями, яке розраховується за формулою:
А = 2*Р+5*Гр+10*Зм+3*Пс+5*Ст,
де Р – показник росту, Гр – показник репродуктивного розвитку, Зм – показник зимостійкості, Пс – показник посухостійкості, Ст – показник загального стану, помножені на відповідні коефіцієнти вагомості ознаки.
При розробці адаптованого протоколу для мікроклонального розмноження Sorbus domestica за основу частково використовувати методику, запропоновану Халупою для S. aucuparia (2001). Як базове середовище використовували MS з повною концентрацією мікро- і макросолей та вітамінів. До базового середовища додавали різні концентрації гормонів кінетинового та ауксинового типів і, в деяких випадках, L-глютамін та гідролізат казеїну. Використовували фенологічно різний матеріал, відібраний протягом різних пір року.
Математико-статистичну обробку отриманих даних проведено за загальноприйнятими методиками (Доспехов, 1985) з використанням прикладного програмного пакету MS Excel.
ПРИРОДО-КЛІМАТИЧНІ УМОВИ РЕГІОНУ ДОСЛІДЖЕНЬ І ХАРАКТЕРИСТИКА ОБСТЕЖЕНИХ ОБ’ЄКТІВ
Представлено опис кліматичних умов Харківщини, фізико-географічних областей, їх підзон, провінцій та фізико-географічних районів. Описано природні умови, лісорослинні зони та інтродукційні райони Харківської області
Розглядається коротка природно-історична характеристика об’єктів, яка здійснена за даними архівних пошуків. Виявилося, що дендропарки, які створені у ХХ столітті, мають досить вірогідні архівні дані. Разом із тим об’єкти, створені у ХІХ ст., такими даними забезпечені недостатньо (табл. 1).
Для проведення детальних досліджень відібрано 5 об’єктів, які мають у складі достатньо значні ділянки насаджень лісового типу і переважно безпосередньо прилягають до лісових масивів. Подано характеристику грунтово-кліматичних умов кожного із об’єктів, історію створення, виявлену інформацію про джерела залучення садивного матеріалу і динаміку видового складу. На рис. 1 показано схематичне розташування досліджених об’єктів у межах Харківської області.
ВИДОВЕ РІЗНОМАНІТТЯ ІНТРОДУКОВАНОЇ ДЕНДРОФЛОРИ
У ДЕНДРОПАРКАХ ТА ПАРКАХ-ПАМ’ЯТКАХ ХАРКІВСЬКОЇ ОБЛАСТІ
Програмою робіт передбачалася інвентаризація насаджень у 3 дендропарках і 2 парках-пам’ятках Харківської області та відбір з їх складу малорозповсюджених видів інтродуцентів (потенційних дендрологічних ресурсів – табл. 1). Інвентаризація
Таблиця 1
Динаміка таксономічного складу та кількість перспективних малорозповсюджених видів у досліджених об'єктах культурної арборифлори Харківської обл.
Об’єкт досліджень | Кількість видів
на час закладання | під час проміжної інвентаризації | у 2003–2005 рр. | у т.ч. перспек-тивних
Дендропарк УкрНДІЛГА (УД) | 120
(1949 р.) | близько 400
(1984 р.) | 270 | 33
Валківський дендропарк (ВД) | 800
(1939 р.) | _ | 184 | 23
Кременецький дендропарк (КД)– |
(1965р.) | 220
(1995 р.) | 178 | 23
Парк „Шарівський„ (ШП)– |
(80-ті рр.
ХІХ ст.) | 120
(70-ті рр.
ХХ ст.) | 81 | 5
Парк „Наталіївський„ (НП) – |
(90-ті рр.
ХІХ ст.) | 100
(70-ті рр. ХХ ст.) | 73 | 5
· Об’єкти:
парки-пам’ятки:
1- Наталіївський;
2- Шарівський;
дендропарки:
3- Валківський;
4- УкрНДІЛГА;
5- „Кременець”.
Межа між Лісостепом і Степом
Рис. 1 Карта-схема розташування досліджених об’єктів Харківської обл.
у розрізі природо-кліматичних зон
колекції рослин дендропарку УкрНДІЛГА показала, що ньому налічується 264 таксони деревних рослин, представлених 209 видами, 18 формами і 37 гібридами та мутантами, які належать до 84 родів з 32 родин. З них 49 – аборигенних видів та 160 – інтродукованих. Найбільш численними є родини Pinaceae Lindl. (21 вид, 25 гібридів, 1 форма), Rosaceae Juss. (49 видів і 2 форми), Fagaceae Dumort (14 видів, 11 гібридів та 1 форма). Зі всієї колекції 63 таксони (24%) – малопоширені в Харківській області (екзоти). З них для детальніших досліджень відібрано 33 види.
За результатами інвентаризації у Валківському дендропарку виявлено близько 184 видів (176 видів і 8 форм) із 25 родин 67 родів, у т.ч. 57 аборигенних видів і 119 – інтродукованих. Серед визначених рослин найбільш широко представлені родини Rosaceae – 60 видів, Aceraceae Juss. та Oleaceae Lindl.– по 11, Caprifoliaceae Juss. та Berberidaceae Torr. Et Gray – по 10 видів, Salicaceae Mirb. – 9 видів, Pinaceae – 8. Із загальної кількості видів 23 таксони, тобто 12,5%, є екзотами, які й було відібрано для більш детальних досліджень (табл. 1).
У насадженнях дендропарку Кременець ростуть 178 таксонів деревних рослин, представлених 163 видами та 15 формами, що належать до 31 родини і 80 родів, з яких 37 аборигенних видів і 126 – інтродукованих. Найбільшою кількістю таксонів представлені: Rosaceae – 47, Pinaceae – 15, Oleaceae – 10 таксонів. 43 таксони (24,2%) є екзотами, з яких 23 відібрано для детальніших досліджень (табл. 1).
У парку-пам’яці „Шарівський” виявлено 81 таксон дерев та чагарників (78 видів і 3 форми) із 25 родин і 51 роду. З них 42 аборигенних види та 36 – інтродукованих, в тому числі 13 екзотів (16,0%). У систематичному плані в колекції переважають представники родин: Rosaceae – 11 видів, Pinaceae – 9 видів. 5 видів відібрано для детальніших досліджень (табл. 1).
У парку-пам’ятці „Наталіївський” налічується 73 таксони (69 видів і 4 форми) з 20 родини і 42 родів. З визначених видів 32 види – представники аборигенної рослинності та 37 – інтродуценти, з яких 7 видів (9,5%) є екзотами. Найповніше представлені родини: Pinaceae – 9 видів, Rosaceae – 16 видів, Tiliaceae Juss. – 7 видів. Для подальших досліджень відібрано 5 видів екзотів (табл. 1).
Перелік відібраних найбільш перспективних видів і форм у розрізі обстежених об’єктів подано в табл. 2. Представлено дані щодо ареалу, походження садивного або насіннєвого матеріалу, кількості екземплярів окремих видів у тому чи іншому осередку культивування. У систематичному плані відібрані глицеві інтродуценти представлені 17 видами з 2-х родин (Cupressaceae і Pinaceae) та 6 родів; листяні, відповідно – 40 видами з 12 родин (Aceraceae, Simaroubaceae, Rosaceae, Betulaceae, Bignoniaceae, Caesalpinia Fabaceae, Fagaceae, Moraceae, Oleaceae, Sapindaceae, Tiliaceae ) та 18 родів.
Із 57 відібраних видів на обстежених об’єктах за географічним походженням переважають рослини Північної Америки – 21 вид (8 глицевих і 13 листяних); 14 видів представляють Кавказько-Кримського регіон (1 глицевий і 13 листяних);
Таблиця 2
Потенційні дендрологічні ресурси обстежених дендропарків
і парків-пам’яток Харківщини
№ | Вид | Об’єкти | № | Вид | Об’єкти
УД | КД | ВД | ШП | НП | УД | КД | ВД | ШП | НП
а) GYMNOSPERMAE
1 | Abies alba | + | 10 | Picea obovata | +
2 | A. concolor | + | + | + | 11 | Pinus sibirica | +
3 | Chamaecuparis picifera | + | 12 | P. Jeffreyi | +
4 | Larix dahurica | + | 13 | P. Murreana | +
5 | L. Sukaczewii | + | 14 | P.ponderosa | + | +
6 | L. leptolepis | + | + | 15 | P.pallasiana | + | + | + | +
7 | Picea alba | + | + | 16 | P.strobus | + | + | + | +
8 | P. asperata | + | 17 | Pseudotsuga taxifolia. | +
9 | P. koraiensis | + | 18 | P. glauca | + | +
б) ANGIOSPERMAE
1 | Acer ibericum | + | 21 | F. silvatica | +
2 | A. laetum | + | 22 | Fraxinus rhynchophylla. | +
3 | A. monspessulanum | + | + | 23 | F. siriaca | +
4 | A. pseudoplatanus | + | + | + | 24 | Gymnocladus dioicus | + | +
5 | A. rubrum | + | 25 | Maclura pomifera | +
6 | A. Trautvetteri | + | + | 26 | Padus Maackii | +
7 | Аilanthus altissima | + | 27 | Pyrus elaeagnifolia | +
8 | Аrmeniaca mandshurica | + | 28 | Quercus castaneaifolia | +
9 | Betula Ermani | + | 29 | Q. Hartwissiana. | +
10 | B. dahurica. | + | 30 | Q. macrocarpa. | + | + | +
11 | B. japonica. | + | + | 31 | Q. macranthera. | + | +
12 | B. lutea | + | 32 | Q. palustris. | + | +
13 | B. papyrifera | + | + | 33 | Sophora japonica. | + | +
14 | Carpinus betulus | + | + | + | 34 | Sorbus aria. | +
15 | Catalpa bignonioides | + | 35 | S. domestica | +
16 | Cercis сanadens. | + | 36 | S. torminalis. | + | + | +
17 | Cladrastis lutea | + | + | 37 | Tilia americana. | + | +
18 | Corylus colurna | + | + | 38 | T. Michauxii | +
19 | Fagus orientalis | + | 39 | Xanthoceras sorbifolium | +
20 | F. taurica. | +
7 видів репрезентують Далекий Схід (2 глицевих і 5 листяних); по 6 видів – Європу та Японо-Китайський регіон (1 глицевий і 5 листяних та 3 глицевих і 3 листяних відповідно); 3 види – це рослини, що походять з Сибіру (всі – глицеві).
ЛІСІВНИЧІ ТА БІОЕКОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ
ДОСЛІДЖЕНИХ ІНТРОДУЦЕНТІВ
Кінцева мета інтродукційних робіт в лісовому, захисному та садово-парковому господарстві – вирощування високопродуктивних, стійких та високодекоративних насаджень. Серед обстежених є як види, що належать до дерев І величини за ростом і можуть використовуватися в лісових культурах як головні лісотвірні породи, так і види, що належать до дерев ІІ та ІІІ величини і можуть використовуватися як супутні породи для змішаних посадок, захисного лісорозведення й озеленення. Для видів ІІ-ІІІ груп показники росту та якості стовбурів не настільки важливі, як для видів І групи. На рис. 2 показано інтродуценти першої групи, представлені достатньою кількістю екземплярів, що істотно перевищують аборигенні види за діаметром і висотою. Ще 5 видів істотно перевищують контроль за висотою, але відстають за діаметром. Окрім цього, для видів, представлених поодинокими екземплярами чи невеликими (до 5 екземплярів) куртинами, порівняння з контролем провадилося за відносним перевищенням біометричних показників.
Оцінку якості стовбурів проведено головним чином для інтродуцентів першої групи росту. Узагальнені результати оцінки представлено в табл. 3.
З показників стійкості вивчалися зимостійкість та посухостійкість, тобто ті властивості, які можуть обмежити вияв потенційних біологічних можливостей виду при інтродукції. В умовах лісостепової частини області (УД, ВД, ШП, НП) цілком стійкими є: Abies alba, A. concolor, Larix leptolepis, Picea koraiensis, Pinus murrayana, P. pallasiana, P. ponderosa, P.strobus, Acer ibericum, A. monspessulanum, A. pseudoplatanus, A. rubrum, A. trautvetteri, Armeniaca mandshurica, Betula dahurica, B. ermanii, B. japonica, B. lutea, B. papyrifera, Carpinus betulus, Corulus colurna, Fagus silvatica, F. taurica, Fraxinus siriaca, Picea alba, Pseudotsuga glauca, Pyrus elaeagrifolia, Quercus castaneaifolia, Q. hartwissiana, Q. macranthera, Q. macrocarpa, Q. palustris, Sorbus domestica, S. torminalis, Sophora japonica, Tilia americana. Знижену стійкість за одним із показників мають такі види: за зимостійкістю – Catalpa bignonioides, Fagus taurica, Fraxinus siriaca, F. rhynchophylla, Gymnocladus dioicus, Quercus hartwissiana, Sophora japonica; за посухостійкістю – Picea alba, Pinus jeffreyi; P. sibirica, Pseudotsuga taxifolia, Fagus orientalis, Cladrastis lutea, Sorbus aria. Дещо знижену стійкість за двома показниками має Chamaecuparis picifera, суттєво знижена стійкість за двома показниками в Асer laetum.
У посушливих умовах степової зони (КД) цілком стійкими є: Larix dahurica, Larix sukaczewii, Pinus strobus, P. pallasiana; Acer monspessulanum, A. pseudoplatanus, Betula japonica, Carpinus betulus, Сercis canadensis, Corylus colurna, Gymnocladus dioicus, Maclura pomifera, Quercus macrocarpa, Sorbus torminalis, Sophora japonicа.
Рис. 2. Інтродуценти, що істотно (t0,05) перевищують аборигенні види
за діаметром і висотою
Нестійкою за зимостійкістю є Picea asperata; за посухостійкістю – Ailanthus altissima, Catalpa bignonioides, Cladrastis lutea, Sorbus aria, Tilia heterophylla f. michauxii, Xanthoceras sorbifolia.
За репродуктивним розвитком інтродуценти розподілено на: а) види, що мають розвинуту репродуктивну сферу – переважна більшість обстежених видів; б) види, що не мають розвинутої репродуктивної сфери за віком. В основному це молоді рослини “нової” частини УД: Abies concolor, Pinus jeffreyi, P. sibirica, Fagus taurica, F. silvatica, F. orientalis, Quercus castaneaifolia, Q. macrantherа; в) види, що не плодоносять внаслідок пошкодження генеративних бруньок несприятливими кліматичними умовами: Асer laetum; г) перехреснозапильні види, представлені одним екземпляром: Quercus palustris.
Природне поновлення інтродуцентів спостерігається у дендропарку УкрНДІЛГА (Betula japonica, B. papyrifera, Quercus hartwissiana, Acer trautvetteri, Cladrastis lutea, Sorbus torminalis, Tilia americana), Валківському дендропарку (Abies alba, Picea obovata, Acer pseudoplatanus, A. trautvetteri, Armeniaca mandshurica, Betula lutea, Carpinus betulus, Fraxinus siriaca, Sorbus torminalis), Кременецькому дендропарку (Pinus strobus, P. pallasiana, Acer monspessulanum, A. pseudoplatanus, Betula japonica, Сercis canadensis, Cladrastis lutea, Corylus colurna, Quercus macrocarpa, Sophora japonica, Tilia Michauxii, Xanthoceras sorbifolia) і Шарівському парку (Abies concolor і Pseudotsuga glauca). У Кременецькому дендропарку Ailanthus altissima і Gymnocladus dioicus розмножуються вегетативно.
Таблиця 3.
Якість стовбурів перспективних для лісового господарства інтродуцентів (бали)
Види | Об’єкти
УД | КД | ВД | ШП | НП
Pseudotsuga taxifolia | 1,7––––
P. glauca––– | 1,9–
Pinus sibirica. | 1,0––––
P. jeffreyi–––––
P. murreana | 2,0-–––
P. ponderosa–– | 1,2––
P. pallasiana– | 1,9 | 1,2 | 1,4 | 2,3
P. strobus– | 1,9 | 2,4 | 1,1 | 1,6
P. sylvestris (К) | 1,0 | 1,9 | 1,5––
Abies concolor–––– | 2,3
Picea canadensis–––– | 2,0
Tilia americana–––– | 2,0
Picea abies (К)–––– | 2,0
Betula japonica– | 1,6–––
Picea obovata–– | 2,4––
Sorbus torminalis | 2,7– | 1,6––
Carpinus betulus– | 1,9 | 2,0––
Qercus macrocarpa | 1,0 | 2,2 | 1,4––
Q. hartwissiana | 2,5––––
Acer trautvetteri | 2,2– | 1,5––
A. rubrum | 1,0––––
A. pseudoplatanus | 3,0 | 2,7 | 1,6––
Corylus colurna | 1,2 | 1,6–––
Tilia plat. f.Michauxii– | 1,9–––
Quercus robur (К) | 2,8 | 2,1 | 1,0 | 1,2–
Показник загального стану дерев відображає їх життєвість і стійкість проти несприятливих біотичних і абіотичних факторів. У лісостеповій зоні у дендропарку УкрНДІЛГА на темно-сірих лісових ґрунтах відмінний стан мають інтродуценти: Quercus palustris, Tilia americana, Betula papyrifera та B. japonica, Corylus colurna, Acer ibericum, із глицевих – Pinus ponderosa, Abies concolor. Добрий стан мають з листяних – Acer monspessulanum, A. rubrum, Carpinus betulus, Quercus macrocarpa, з глицевих – Pseudotsuga taxifolia, Larix leptolepis, Pinus strobus, Picea coraiensis та P. canadensis. Задовільний стан мають Fagus taurica, F. orientalis, Acer pseudoplatanus, незадовільний – Асer laetum. У Валківському дендропарку на чорноземних ґрунтах добрий стан мають Abies alba, Betula ermanii, B. luteа, B. papyrifera, Sorbus torminalis, Fraxinus siriaca. Решта видів мають гірші показники. У Шарівському парку відмінний стан на темно-сірих та сірих лісових грунтах мають Pseudotsuga glauca, Pinus strobus та P. pallasiana. Незадовільний стан – у Quercus palustris внаслідок захаращеності об’єкту. У Наталіївському парку на дернових розвинутих піщаних ґрунтах добрий стан мають Tilia americana, Picea alba і Pinus strobus. Задовільний стан має P. pallasiana, незадовільний - Abies concolor.
У Степовій зоні (КД) на малорозвинутих чорноземах стан інтродуцентів гірший, ніж у Лісостепу. Відмінний стан тут мають лише Larix dahurica і L. sukaczewii. Добрий стан мають Pinus pallasiana, P. strobus і Picea asperata, а із листяних видів – Corylus colurna, Quercus macrocarpa, Acer monspessulanum, Betula japonica та Maclura pomifera. Решта видів мають задовільний стан.
Комплексну оцінку успішності інтродукції і акліматизації досліджених інтродуцентів було зроблено в інтегральному показнику модифікованого акліматизаційного числа (табл. 4). На підставі проведеного аналізу можна стверджувати, що на Харківщині повністю акліматизовані (комплексна оцінка 125–101 бал) такі інтродуценти: у лісостеповій зоні – Abies alba, A.concolor, Larix leptolepis, Picea canadensis, P. coraiensis, P. obovata, Pinus Murrayana, P.pallasiana, P. ponderosa, P. strobus, Pseudotsuga glauca, Acer rubrum, A. trautvetteri, Armeniaca mandshurica, Betula dahurica, B. Ermanii, B. Japonica, B.lutea, B. papyrifera, Carpinus betulus, Cladrastis lutea, Corylus colurna, Fraxinus siriaca, Gymnocladus dioicus, Quercus Hartwissiana, Q. macrocarpa, Sorbus aria, S. domestica, S. torminalis, Tilia americana; у степовій зоні – Larix dahurica, L. sukaczewii, Picea asperata, Pinus pallasiana, P. strobus, Acer monspessulanum, Betula japonica, Cladrastis lutea, Corulus colurna, Maclura pomifera, Sorbus aria, Tilia heteropylla f. Michauxii, Xanthoceras sorbifolia. Ці види стійкі в даних кліматичних умовах, плодоносять і дають нормально розвинуте насіння. Їх можна використовувати для створення різноцільових культур, у захисному лісорозведенні.
Добре акліматизованими (100–76 балів) є: у лісостеповій зоні – Abies concolor, Chamaecuparis picifera, Pinus jeffreyi, P. sibirica, Pseudotsuga taxifolia, Acer pseudoplatanus, А. trautvetteri, Carpinus betulus Fagus silvatica, Fraxinus rhynchophylla, Padus maackii, Sophora japonica; у степовій зоні – Acer pseudoplatanus, Ailanthus altissima, Catalpa bignonioides, Cercis canadensis, Gymnocladus dioicus, Carpinus betulus, Quercus macrocarpa, Sophora japonica. Незадовільно акліматизувався у лісостеповій зоні Асer laetum. Решту видів можна вважати задовільно акліматизованими.
ОЦІНКА ДЕКОРАТИВНИХ ОЗНАК ІНТРОДУЦЕНТІВ
Для використання в озелененні особливе значення мають декоративні властивості рослин, під якими розуміють комплекс характерних особливостей рослин: архітектоніку стовбура і гілок, щільність крони, мозаїку листя, цвітіння, плодоношення, тощо. Сукупність цих ознак створює декоративну цінність рослини. Зразок оцінки декоративності перспективних інтродуцентів подано в табл. 5.
Таблиця 4.
Зразок комплексної оцінки успішності інтродукції деревних екзотів у дендропарку УкрНДІЛГА
Вид |
Показники | Комп-лексна оцінка
ріст |
гене-ративний розвиток | зимо-стійкість | посухо- стійкість |
стан
Cladrastis lutea | 8 | 20 | 50 | 12 | 15 | 105
Sorbus aria | 8 | 20 | 50 | 12 | 15 | 105
S. torminalis | 10 | 20 | 50 | 15 | 15 | 110
Carpinus betulus | 8 | 20 | 50 | 12 | 20 | 110
Betula papyrifera | 10 | 25 | 50 | 15 | 25 | 125
Fagus taurica * | 6 | 0 | 50 | 15 | 15 | 86
F. silvatica * | 6 | 0 | 50 | 15 | 20 | 91
Acer laetum | 6 | 0 | 30 | 20 | 10 | 66
Примітка: * – не плодоносить у зв’язку з молодим віком
Таблиця 5
Зразок узагальненої оцінки декоративності перспективних інтродуцентів
Видова назва | Оцінка морфологічних ознак | Сума балів
архітектоніка крони | архітектоніка стовбура | оцінка листя | оцінка квітів | оцінка плодів
Cladrastis lutea | 3 | 8 | 6 | 6 | 2 | 25
Sorbus aria | 5 | 8 | 10 | 8 | 4 | 35
S. torminalis | 5 | 8 | 10 | 8 | 6 | 37
Асer laetum | 4 | 7 | 7 | 0 | 2 | 20
A. monspessulanum | 4 | 7 | 10 | 0 | 2 | 23
Pseudotsuga taxifolia | 5 | 7 | 12 | 6 | 6 | 37
Larix leptolepis | 6 | 7 | 12 | 6 | 4 | 35
Pinus sibirica * | 4 | 6 | 12 | 0 | 0 | 22
Примітка: * – не плодоносить у зв’язку з молодим віком
За результатами оцінки високодекоративними можна вважати такі види: у дендропарку УкрНДІЛГА – Sorbus aria, S. torminalis, Acer trautvetteri, Corylus colurna, Betula dahurica, B. japonica, B. papyrifera, B. japonica, Larix leptolepis, Pinus murrayana, Picea coraiensis; у дендропарку Кременець – Gymnocladus dioicus, Cladrastis lutea, Sorbus aria, Catalpa bignonioides, Acer monspessulanum, Xanthoceras sorbifolia, Corylus colurna, Sophora japonica, Сercis canadensis, Pinus strobus, P. pallasiana, Picea asperata; у Валківському дендропарку – Armeniaca mandshurica, Betula papyrifera, Gymnocladus dioicus, Sorbus torminalis, Sophora japonica, Padus maackii, Pinus ponderosa, P. pallasiana, Abies alba, Picea obovata; у Шарівському парку – Quercus palustris, Pinus strobus, P. pallasiana, Abies concolor; у Наталіївському парку – Tilia americana, Pinus strobus, P. pallasiana, Picea alba.
ЗБЕРЕЖЕННЯ ТА РОЗМНОЖЕННЯ SORBUS DOMESTICA
В УМОВАХ IN VITRO
Для введення в культуру використовували бруньки та пагони відібрані у різний час протягом року. Досліджували морфогенезну активність, можливість отримання стерильної культури та добре сформованих пагонів в умовах in vitro при використанні фенологічно різного матеріалу (табл. 6).
Для мультиплікації стерильного матеріалу в постійній культурі було випробувано 3 типи середовища:
1. MS з БАП;
2. MS з БАП+ІМК;
3. MS з БАП+ІМК та додаванням L-глютаміну і гідролізату казеїну.
Нормальний розвиток пагонів спостерігали тільки на першому середовищі. На середовищі з доданням ІМК бруньки починали розвиватися, але видовження пагона не відбувалося взагалі. На середовищі з додаванням L-глютаміну та гідролізату казеїну розвитку бруньок взагалі не спостерігали, але утворення калусної тканини відбувалося дуже активно. Тобто для розвитку стерильної культури найкращим виявилося базове середовище MS з додаванням низьких концентрацій БАП.
Матеріал добре адаптувався до культуральних умов, завдяки чому час, необхідний для отримання добре сформованих пагонів, у порівнянні з початком введення в культуру скоротився вдвічі – з 6-7 до 3-4 тижнів. Коефіцієнт мультиплікації коливається в межах 2,5-3.
Таблиця 6
Використання фенологічно різного матеріалу Sorbus domestica
для введення в культуру in vitro
Маточний матеріал | Стан експлантів
стерильних на 14-у добу, % | морфогенезна активність
(% від стерильних)
набухання / калюс на 14-у добу | формування пагона через 35 діб і >
а) зелені нездерев’янілі пагони | 81,6 | 40 | 37,5
б) літні пагони зі сформованими бруньками | 31,5 | 100 | 3
в) осінні пагони | 90,0 | 66,7 | 4
г) осінні пагони після холодової обробки | 93,9 | 61,3 | -
д) зимові бруньки | 68,4 | 64,5 | 27,8
ВИСНОВКИ
У роботі представлено результати вивчення сучасного складу дендрофлори парків Харківської області, відбору з їх складу та детального вивчення малорозповсюджених, але перспективних видів інтродуцентів.
1. У Харківській області існує низка дендрологічних закладів, в яких зосереджено значне видове різноманіття. Серед них було відібрано 3 дендрологіч-ні парки та 2 парки-пам’ятки загальнодержавного значення, де було обстежено біорізно-маніт-тя інтродукованої дендрофлори, з якого виділено і детально досліджено 57 потенційно перспективних видів.
2. Серед перспективних видів в умовах лісостепової зони за показниками росту в порівнянні з місцевими суттєво вирізняються: за висотою та діаметром – Pinus pallasiana, P. ponderosa, Quercus hartwissiana; за висотою – Acer trautvetteri, Betula lutea, B. papyrifera, Quercus macrocarpa, Sorbus torminalis. У посушливих умовах степової зони лише Betula japonicа та Corylus colurna суттєво перевищують контроль і за висотою, і за діаметром.
3. У лісостеповій зоні відмінною якістю стовбурів вирізняються 4 глицевих і 4 листяних досліджених інтродукованих види. Добру якість стовбурів мають 4 глицевих і 5 листяних видів. У степовій зоні видів зі стовбурами відмінної якості не виявлено. Доброю якістю стовбурів вирізняються 2 глицевих і 5 листяних видів.
4. У кліматичних умовах лісостепової частини регіону посухо- і зимостійкими є 12 глицевих і 29 листяних малорозповсюджених інтродукованих видів. Частково обмежену стійкість за одним із цих показників мають 5 глицевих і 7 листяних видів інтродуцентів. Нестійким в умовах лісостепової зони є Асer laetum.
У посушливих умовах степової зони стійкими є 4 глицевих і 11 листяних малорозповсюджених інтродукованих видів. Частково обмежену стійкість мають 1 глицевий і 6 листяних видів.
5. Нормальний репродуктивний розвиток мають більшість досліджених видів у всіх обстежених об’єктах. Не плодоносять за віком такі види в УД – Abies concolor, Pinus sibirica, Acer ibericum, Fagus orientalis, F. taurica, F. silvatica, Quercus castaneaifolia, Q. macrantherа, а також Q. palustris (УД і ШП) внаслідок відсутності запилювачів свого виду. Репродуктивний розвиток Асer laetum відсутній через пошкодження генеративних бруньок низькими зимовими температурами.
6. На обстежених об’єктах, за винятком Наталіївського парку, виявлено самосів 25 інтродукованих видів. Глицеві інтродуценти (Abies alba та Picea obovata) поновлюються малонадійним самосівом у Валківському дендропарку. Самосів листяних інтродуцентів не дуже численний, але надійний. Крім того, у Кременецькому дендропарку є види, які поновлюються вегетативно: Ailanthus altissima і Gymnocladus dioicus.
7. В обстежених об’єктах лісостепової зони відмінний стан мають 5 видів глицевих і 6 видів листяних інтродуцентів. Добрий стан мають 6 видів глицевих і 8 видів листяних. Незадовільний стан мають Abies concolor (НП) і Асer laetum (УД). У степовій зоні відмінний стан мають лише 2 види – Larix dahurica і L. sukaczewii. Добрий стан мають 3 глицевих і 5 листяних видів. Решта видів мають задовільний стан.
8. За комплексною оцінкою до повністю акліматизованих інтродуцентів належать: у лісостеповій зоні – 11 видів глицевих і 19 видів листяних; у степовій зоні – 11 листяних видів. Добре акліматизованими є: у лісостеповій зоні – 5 видів глицевих і 7 видів листяних; у степовій зоні – 8 листяних видів. Незадовільно акліматизувався у лісостеповій зоні Асer laetum. Решта видів акліматизувалися задовільно.
9. Високодекоративними є такі інтродуценти:
у лісостеповій зоні – Abies alba, A. concolor, Chamaecuparis picifera, Larix leptolepis, Picea alba, P. coraiensis, P. obovata, Pinus murrayana, P. pallasiana, P.ponderosa, P. strobus, Pseudotsuga taxifolia, Acer trautvetteri, Armeniaca mandshurica, Betula dahurica, B. japonica, B. papyrifera, Corylus colurna, Gymnocladus dioicus, Padus Maackii,Quercus palustris, Sophora japonica, Sorbus aria,
