Біологічні особливості північноамериканських шпилькових у зв’язку з їх культурою в лісостепу України

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна Академія наук України

Центральний ботанічний сад ім. М.М. Гришка

УДК 634.017:712.4

Біологічні особливості північноамериканських шпилькових у зв'язку з їх культурою в лісостепу України

03.00.05 - ботаніка

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Маринич Ігор Степанович

Київ 1999

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Центральному ботанічному саду ім.М.М.Гришка

Національної Академі. Наук України

Захист відбудеться "25" червня 1999 року о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої радіи К 26.215.01 при Центральному ботанічному саду ім.М.М.Гришка НАН України (252014,Київ-14,вул.Тімірязевська,1)

З дисертацією можна ознайомитись в науковій бібліотеці Центрального Ботанічного саду ім.М.М.Гришка НАН України (252014, Київ-14,вул.Тімірязевська,1)

Автореферат розісланий 17 травня 1999 року

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради кандидат біологічних наук Г.М.Музичук

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність.

Асортимент хвойних, який використовується в Лісостепу України, потребує покращення. В цьому плані значний інтерес викликають шпилькові з Північної Америки, більшість яких мають високу стійкість, здатність зберігати високі декоративні, санітарно-гігієнічні і естетичні властивості при інтродукції. Більшість видів і форм північноамериканських шпилькових, які інтродуковані в ботанічних садах, дендропарках, дендраріях, старовинних парках, в озелененні населених пунктів майже не трапляються, хоча окремі з них, такі як туя західна, ялина колюча, сосна Веймутова досить поширені в Україні.

Проведені рядом вчених дослідження (Липа, 1939, 1952, 1962; Каплуненко 1962, 1968; Кохно і ін. 1972, 1975; Матяш 1984; Кузнецов і ін., 1985; Пушкар, 1986; Логинов, 1988; Кохно, Курдюк, 1994) дозволили виявити таксономічний склад хвойних в Україні, провести попередню оцінку життєздатності окремих видів, проаналізувати особливості їх використання в садово-парковому будівництві. Однак залишаються не вивченими особливості росту і розвитку, насіннєношення і розмноження в умовах культури, вікова та кількісна структури в насадженнях Лісостепу України, місцезнаходження окремих екземплярів видів північноамериканських шпилькових.

Виявлення за підсумками випробовування найбільш корисних, перспективних видів і форм північноамериканських шпилькових з метою широкого залучення їх в культуру має практичне значення для садово-паркового будівництва в Лісостепу України.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Автор дисертації брав участь у виконанні таких тем:

- Вивчення внутрівидової різноманітності деревних інтродуцентів з метою добору найцінніших форм для культури в Україні (№ держреєстрації 01900004996);

- Наукові основи вивчення, збереження і формування генофонду культурної дендрофлори в колекційних та паркових насадженнях Полісся та Лісостепу України (№ держреєстрації 0195У002739).

Вибраний напрямок досліджень повністю відповідає роботам ЦБС ім. М.М. Гришка НАН України з основної проблеми - “Інтродукція та акліматизація рослин” в плані вивчення їх біології, видового та внутрівидового різноманіття, використання цінних декоративних властивостей деревних та чагарникових рослин при озелененні.

Мета і завдання дослідження.

Метою роботи є вивчення біоекологічних особливостей, формової різноманітності інтродукованих в Лісостепу України північноамериканських шпилькових, особливостей їх розмноження в умовах культури і на цій основі вибір оптимального асортименту рослин з опрацюванням способів їх ландшафтного використання. Завданням досліджень передбачалось визначення таксономічного складу, вікової і кількісної структури, біометричних показників північноамериканських шпилькових, вивчення їх фенології, ритму та динаміки росту і розвитку, а також стійкості в умовах Лісостепу України, виявлення особливостей пилування і насіннєношення; удосконалення способів насіннєвого і вегетативного розмноження; аналіз досвіду і опрацювання раціональних методів ландшафтного використання досліджуваних видів у даному регіоні.

Наукова новизна одержаних результатів.

Вперше в умовах Лісостепу України детально досліджено поширення усіх північноамериканських шпилькових на видовому і внутрівидовому рівнях в культурі. Виявлено таксономічний склад, вікову і кількісну структури, біоекологічні особливості при інтродукції. Встановлено залежність врожайності насіння від кліматичних умов і кількості особин. Удосконалено способи їх насіннєвого і вегетативного розмноження. Розроблено композиції з участю північноамериканських шпилькових на основі їх оптимального асортименту.

На захист винесено:

Ботаніко-географічний та таксономічний аналіз північноамерикан-ських шпилькових.

Аналіз біологічних особливостей шпилькових Північної Америки в зв'язку з їх інтродукцією в Лісостепу України.

Перспективи збагачення та добір асортименту північноамерикан-ських шпилькових для озеленення.

Практичне значення одержаних результатів.

В результаті досліджень виявлено найперспективніші види і форми північноамериканських шпилькових, які доцільно використовувати в асортименті рослин для озеленення населених місць Лісостепу України. Запропоновані принципи та способи створення декоративних насаджень з участю північноамериканських хвойних можуть бути використані при проектуванні озеленення населених місць Лісостепу України. Удосконалені способи їх насіннєвого і вегетативного розмноження дозволять збільшити вихід посадкового матеріалу для закладення маточників у декоративних розсадниках Лісостепу України. Запропоновано рекомендації з використання окремих видів та форм в народному господарстві.

Особистий внесок здобувача.

У дисертаційній роботі викладено результати досліджень, проведених на матеріалах зібраних під час власних експедиційних поїздок по Україні, а також роботи в лабораторії.

Апробація результатів дисертації

Основні положення роботи викладені на міжнародних конференціях молодих вчених “Проблемы дендрологии, садоводства и цветоводства” за 1994-1995рр., на сесії Ради Ботанічних садів України “Ботанические сады-центры сохранения биологического разнообразия мировой флоры” 1995р., на Першому міжнародному семінарі “Проблеми ландшафтної архітектури, урбоекології та озеленення населених місць” 1997р., на засіданнях Вченої ради та відділу дендрології і паркознавства ЦБС НАН України, кафедри дендрології і ландшафтної архітектури НАУ за 1993-1997рр.

Дисертація заслухана і рекомендована до захисту рішенням засідання віддділу дендрології і паркознавства ЦБС НАН України, Вченою радою ЦБС НАН України.

Публікації.

Основні положення дисертації викладено у п'яти опублікованих статтях в збірниках праць, у чотирьох-матеріалах і тезах конференцій та двох поданих до друку статтях.

2. Структура та об'єм дисертації

Робота структурно складається з вступу, шести розділів, висновків, списку використаних джерел та 3 додатків. Дисертація викладена на 181 сторінках, містить 36 таблиць та 28 рисунків. Список використаних джерел складається із 176 назв. Додатки - із двох таблиць (12 сторінок) та 12 рисунків.

Розділ 1. Програма, об'єкти і методика досліджень

Об'єктами досліджень були насадження ботанічних садів, дендропарків, старовинних парків, дендраріїв, насаджень міського озеленення (парки, сквери, сади, бульвари, майдани, алейні і вуличні посадки) в зоні Лісостепу України - всього близько 100 об'єктів в 18 географічних пунктах.

Об'єкти досліджували за програмою, якою передбачалося уточнення видового складу, вивчення фенології, ритму, динаміки росту і розвитку, вікової та кількісної структури, формової різноманітності, а також стійкості північноамериканських шпилькових, опрацювання прийомів композиції деревних рослин та ефективних засобів насіннєвого і вегетативного розмноження.

Таксономічний склад насаджень вивчали шляхом маршрутного обстеження насаджень.

Для визначення видів та декоративних форм використовували академічне видання “Деревья и кустарники СССР” (т.1, 1949) з урахуванням робіт С.К. Черепанова (1995), G. Krussmann (1979), О.Л. Липи, І.С. Івченко, Т.А. Решетняк (1993).

Ступінь зимостійкості оцінювали за 5-бальною шкалою обмерзання М.К. Вехова (1957), посухостійкість - за 6-бальною шкалою С.С. П'ятницького (1961), ступінь пилування і насіннєношення - за 6-бальною шкалою В.Г. Каппера в модифікації О.А. Калиниченко (1970). Виповненість насіння - методом його розрізування, середній приріст у висоту - за загальноприйнятим в лісовій таксації методом. Спостереження за проходженням фенологічних фаз проводили за методикою Головного ботанічного саду АН СРСР (1975). Оцінку успішності інтродукції деревних рослин проведено за методикою П.І. Лапина і С.В. Сиднєвої (1973).

Декоративну характеристику асортименту шпилькових в насадженнях Лісостепу України вивчали за методикою І.В. Тарана і О.Г. Агапової (1981).

Ландшафтно-естетичний аналіз окремих пейзажних груп з метою визначення найвдаліших композицій проведено за 3-бальною системою Київського НДІП містобудівництва (1974).

Насіннєве і вегетативне розмноження інтродуцентів вивчали шляхом закладки польових і лабораторних дослідів. При цьому визначали енергію проростання та схожість насіння і вкорінення живців. При вегетативному розмноженні використали досвід робіт В.Г. Рубаник (1977), З.Я. Іванової (1982), М.В. Шкутко (1988).

Статистичну обробку проведено за програмами Ю.І. Іванова, О.М. Погорелюка (1990).

Розділ 2. Ботаніко-географічний аналіз північноамериканських шпилькових

Порівняльний аналіз кліматичних умов Північної Америки та Лісостепу України

Зроблено порівняльну характеристику кліматичних умов Лісостепу України і районів природного поширення північноамериканських шпилькових.

Цей аналіз даних клімату регіонів інтродукції і природних ареалів інтродуцентів дає можливість наближено підібрати аналоги Лісостепу України, прогнозувати успішність інтродукції і оцінити особливості процесу акліматизації інтродуцентів у нових умовах зростання.

Аналіз таксономічного складу дендрофлори північно-американських шпилькових в природних умовах

Генофонд дендрофлори Північної Америки знаходиться в межах чотирьох флористичних областей: Мадреанської, Циркумбореальної, Атлантично-Північно-Американської, Північно-Західно-Американської. Тут зростають представники родів Abies Hill. (ялиця) - 15 видів, Larix Mill. (модрина) -3, Picea Dietr. (ялина) -8, Pinus L. (сосна)- 74, Pseudotsuga Carr. (псевдотсуга) - 6, Tsuga Carr. (тсуга) - 4, Libocedrus Endl. (калоцедрус) -1, Cupressus L. (кипарис) -12, Chamaecyparis Spach. (кипарисовик) -3, Juniperus L.(яловець) - 22, Thuja Tourn. (туя) - 2, Sequoia Endl. (секвойя)-1, Sequoiadendron Buchholz. (секвойядендрон) -1, Taxodium Rich. (болотний кипарис) -2, Taxus L. (тис) -4, Torreya Arn. (торрея)- 2, всього 160 видів, які належать до 3 порядків та 4 родин.

Розділ 3. Підсумки інтродукції північноамериканських шпилькових в Лісостепу України

Історія інтродукції

Проведений аналіз систематичного складу і часу інтродукції північноамериканських шпилькових в Лісостепу України засвідчив про те, що почалась їх інтродукція в першій половині XIX ст. Перші повідомлення про це є в працях П.С.Роговича (1869), І.Ф.Шмальгаузена (1886), І.К. Пачоського (1897) та ін. Наукове дослідження екзотів в Лісостепу України розпочалось в XIX ст. в зв'язку з організацією ботанічних садів при учбових закладах. Зазначається, що переважна більшість шпилькових з Північної Америки інтродукована в Україні протягом XIX -XX ст. головним чином із Західної Європи.

Таксономічний склад

Встановлено, що в Лісостепу України зростає 44 види та 120 форм північноамериканських шпилькових, з яких у міських насадженнях зустрічається від 1 до 10 видів та від 3 до 13 форм. Вони належать до 4 родин та 12 родів. З метою виявлення джерел інтродукції проведено аналіз походження видів за флористичними областями. Найбільше значення як джерела інтродукції північноамериканських шпилькових становлять види, які походять з Північно-Західно-Американської флористичної області (26 видів-59,1%), Атлантично-Північно-Американської (10 видів-22,7%), Циркумбореальної (7 видів-15,9%), Мадреанської (1 вид-2,3%). Зазначається, що більшість шпилькових Північно-Західно-Американської флористичної області (Abies concolor Lindl.еt Gord., Picea pungens Engelm., Picea engelmannii Engelm., Pseudotsuga menziesii Franco, Chamaecyparis lawsoniana Parl., Thuja plicata D.Don) відзначаються великим формовим різноманіттям і стійкістю до несприятливих умов навколишнього середовища. Значний інтерес становлять види з Антлантично-Північно-Американської області (Tsuga canadensis Carr., Pinus resinosa Ait., Аbies fraseri Poir., Juniperus virginiana L., Thuja occidentalis L., Taxodium distichum Rich.).

Обстеження насаджень ботанічних садів, дендропарків, старовинних парків, дендраріїв Лісостепу України показало, що домінантами серед видів є Abies Hill. - ялиця одноколірна, ялиця бальзамічна; Picea Dietr. - ялина колюча і її форми (`Argentea', `Glauca', `Coerulea', `Viridis'), ялина сиза і її форма `Coerulea'; Pinus L.-сосна Веймутова, сосна Банкса; Pseudotsuga Carr.-псевдотсуга Мензіса; Tsuga Carr.-тсуга канадська; Chamaecyparis Spach.-кипарисовик Лавсона; Juniperus L.-яловець віргінський, Thuja Tourn.-туя західна та її форми (`Pyramidalis','Columna','Fastigiata','Globosa'), туя складчаста, або велетенська.

Часто трапляються сосна жовта, сосна гнучка, псевдотсуга Мензіса і її форми (`Glauca','Viridis'), туя західна і її форми (`Filiformis','Ericoides').

Поодиноко і невеликими групами - решта видів і форм.

Найбільша кількість таксонів (північноамериканських хвойних) є в ЦБС ім.М.М.Гришка НАН України(32 види і 64 форми), ботанічному саду ім.О.В.Фоміна Національного університету ім.Т.Шевченка(25 видів і 43 форми) (табл 3.1).

Обстеження міських зелених насаджень Лісостепу України, де є північноамериканські шпилькові, засвідчило, що домінантами є ялина колюча (Picea pungens Engelm.) і її форми (`Argentea', 'Glauca', 'Viridis'), туя західна (Thuja occidentalis L.) і її форми (`Pyramidalis', 'Columna', 'Ericoіdes', 'Globosa'). Часто зустрічаються сосна Веймутова (Pinus strobus L.), сосна Банкса (Pinus banksiana Lamb.). Поодиноко, невеликими групами - ялина сиза (Picea glauca Voss.), кипарисовик Лавсона (Chаmaecyparis lawsoniana Parl.), псевдотсуга Мензіса (Pseudotsuga menziesii Franco), яловець віргінський (Juniperus virginiana L.), ялиця одноколірна (Abies concolor Lindl.et Gord).

Таблиця 3.1 Кількість видів та форм північноамериканських шпилькових у насадженнях Лісостепу України

Назва об'єктів	Загальна кількість таксонів	Кількість
		видів	форм
Центральний ботанічний сад ім. М.М.Гришка НАН України	96	32	64
Ботанічний сад ім.О.В.Фоміна Національного університету ім.Т.Шевченко	68	25	43
Ботанічний сад НАУ	35	19	16
Ботанічний сад Львівського державного університету ім.І.Франка	67	21	46
Ботанічний сад Харківського аграрного університету	35	19	16
Ботанічний сад Подолії(Вінниця)	25	13	12
Дендрологічний парк “Тростянець”	56	25	31
Дендрологічний парк “Олександрія”	23	13	10
Парки, сквери, бульвари, майдани, вуличні і алейні посадки
Києва	15	9	6
Львова	19	9	10
Вінниці	10	4	6
Луцька	12	5	7
Черкас	10	5	5

таксономічний шпильковий лісостеп

Найбільша кількість таксонів хвойних в парках, скверах, на бульварах, вулицях і майданах зустрічається у Львові (9 видів і 10 форм), Києві (6 видів і 9 форм) тощо.

3.3.Вікова та кількісна структури насаджень північно-американських шпилькових

Під час досліджень була проаналізована вікова і кількісна структури насаджень шпилькових (ялина колюча і її форми, ялина сиза і її форми, туя західна і її форми, псевдотсуга Мензіса і її форми, яловець віргінський, ялиця одноколірна, сосна Веймутова, тсуга канадська) в насадженнях Лісостепу України.

В результаті аналізу вікової структури хвойних встановлено, що в ботанічних садах, дендропарках, дендраріях та міському озелененні переважають насадження у віці від 10 до 60 років. Майже в усіх вікових групах провідне місце займає Picea pungens і її форми `Argentea', `Glauca', `Viridis', `Coerulea' (від 10 до 60 років), Picea glauca і її форма `Coerulea' (від 15 до 60 років), Pinus strobus (від 15 до 160 років), Pseudotsuga menziesiі і її форми `Glauca', `Viridis', `Glauca Pendula' (від 15 до 110 років), туя західна і її форми `Pyramidalis', `Columna', `Ericoides', `Globosa' (від 20 до 130 років), Juniperus virginiana(від 15 до 90 років), Abies concolor(від 30 до 110 років), Tsuga canadensis (від 40 до 100 років), Chamae-cyparis lawsoniana (від 5 до 50 років), Thuja plicata і її форма `Aureo-Variegata' (від 30 до 120 років).

В старовинних парках Лісостепу України при формуванні пейзажів чільне місце займає Pinus strobus, Pseudotsuga menzіesii i її форма `Glauca', Рicea pungens і її форма `Argentea', Juniperus virginiana, Thuja occidentalis і її форми `Pyramidalis', `Columna', Picea glauca тощо.

3.4. Аналіз перспективності використання

В результаті аналізу перспективності північноамериканських шпилькових за методикою П.І.Лапина, С.В.Сіднєвої(1973) встановлено, що 14 видів відноситься до повністю перспективних, 19 видів - до перспективних, 7 видів - до менш перспективних, 4 види - до малоперспективних.

Викладені результати обстежень декоративних насаджень з участю північноамериканських хвойних в Лісостепу України. Наведено короткі відомості найважливіших питань їх сучасного стану, поширення в Лісостепу України.

Розділ 4. Ріст та розвиток шпилькових Північної Америки в умовах Лісостепу України

Особливості росту і розвитку

Строки вегетації рослин залежать, насамперед, від видової належності і погодних умов. Початок росту пагонів у видів родини Соснових спостерігається в квітні-травні при середньодобовій температурі +9,8-13,20С. При несприятливих зимово-весняних умовах початок вегетації може зміщуватися на 15-21 день. Інтенсивний ріст пагонів розпочинається в червні при середньодобовій температурі 18,5-22,60С. Найбільший середньорічний (до 50 см) і добовий (1,6 см) приріст у висоту в місцевих умовах встановлено у псевдотсуги Мензіса, найменший середньорічний (до 5 см) і добовий (до 0,3 см) - у сосни остистої. В окремі роки у деяких видів сосни, тсуги, ялини, ялиці відмічено повторний приріст пагонів.

Початок росту пагонів у видів родини Кипарисових відмічається у квітні - на початку травня при середньодобовій температурі +7,5-9,30С. Коливання в строках початку росту пагонів складає 4-23 дні. Інтенсивний ріст пагонів спостерігається в кінці липня - на початку серпня при середньодобовій температурі 17,8 -24,50С. Найбільший середньорічний (до 23 см) і добовий (до 0,4 см) приріст у висоту виявлено у кипарисовика Лавсона, найменший середньорічний (до 1,4 см) і добовий (до 0.2 см) - у яловця горизонтального.

Характер і тривалість росту пагонів характерні для кожного виду, які сформувались в процесі філогенезу в певних умовах середовища. Серед видів родини Соснових у місцевих умовах найтривалішим ростом відзначається тсуга канадська-1055 днів, найменшим - ялина Енгельмана-464 днів. Решта видів за тривалістю росту займає проміжне положення.

Серед видів родини Кипарисових найтриваліший ріст відмічено у туї складчастої - 1246 днів, найменший - у яловця віргінського - 1135 днів.

В місцевих умовах до видів, які інтенсивно ростуть належать ялиця одноколірна, ялиця Лоуа, псевдотсуга Мензіса, ялина сітхинська, ялина колюча, сосна Веймутова, сосна жовта, сосна гнучка. Сосна жорстка, сосна скручена, сосна остиста, сосна Банкса, яловець горизонтальний ростуть повільно. Як правило, енергія росту шпилькових з віком значно збільшується (за винятком сосни остистої, сосни скрученої, сосни Банкса, ялівців тощо). Одним із факторів, що обмежує ріст пагонів у екзотів, є холодна, безсніжна, з частими відлигами зима. Більш чутливі - ялина сітхинська, ялиця велична, сосна їстівна, кипарисовик туєподібний тощо. Стійкі - сосна скручена, сосна Веймутова, сосна Банкса, ялина колюча, ялина сиза, ялина Енгельмана, туя західна, яловець горизонтальний та ін.

Особливості пилування і насіннєношення

В умовах Лісостепу України у північноамериканських шпилькових відмічено ранній вступ в пору насіннєношення; сосна скручена, сосна жорстка, ялина сиза, ялина чорна, туя західна, туя складчаста плодоносять з 5-10 років. Сосна гнучка, сосна Веймутова, псевдотсуга Мензіса, кипарисовик Лавсона, кипарисовик нутканський, яловець віргінський, яловець скельний, яловець західний плодоносять з 10-15 років. Решта видів розпочинають репродукувати після 20 років, а ялина колюча, ялина Енгельмана, ялиця одноколірна, ялиця велична, тсуга канадська - з 25-35 років.

В роботі наведено аналіз пилування та насіннєношення 27 видів за період 1994-1996 рр. Встановлено, що всі види повністю закінчують цикл сезонного розвитку.

У видів родини Соснових пилування розпочинається в травні, інколи зміщується на кінець травня - початок червня. В суху, теплу погоду закінчується швидше, в прохолодну і вологу затягується або переривається дощами. Триває пилування 5-12 днів. Найбільш рясно цвітуть ялиця одноколірна, ялина колюча, ялина сиза, псевдотсуга Мензіса, сосна Веймутова - 2-5 балів, в міських насадженнях - 1-2 бали. Ялиця бальзамічна, ялини сітхинська та чорна, сосни жорстка, гнучка та остиста цвітуть слабко - 1-3 бали.

У видів родини Кипарисових пилування розпочинається в квітні - на початку травня. Пилування зміщується залежно від несприятливих погодних умов на 5-16 днів. Триває пилування 6-10 днів. Найбільш рясно цвітуть кипарисовик Лавсона, туї західна та складчаста, ялівці віргінський та скельний - 2-5 балів. Рідко цвітуть яловець горизонтальний, кипарисовик нутканський - 1-2 бали.

При вступі в генеративну фазу багато видів родини Pinaceae в перші роки утворюють невелику кількість шишок(3-7 шт.) з партеноспермічним насінням. Так, у Abies balsamea Mill. перше утворення мегастробілів спостерігається у віці 22 років, мікростробілів не було. Тому все насіння пусте. Мікростробіли з'явилися лише через 3 роки. Утворення тільки жіночих генеративних органів відмічено і у інших видів ялиці, а також у ялин чорної, сітхинської та Енгельмана, тсуги канадської, сосен жовтої орегонської та гнучкої. Мікростробіли утворюються, але в невеликій кількості (менше 20%). Вони представлені поодиноко і не мають можливості перехресного запилення. Насіння у названих видів пусте або слабко виповнене (3-9%). Екземпляри, які зростають в куртині - ялина колюча і її форми, ялина сиза, ялиця одноколірна, сосна Веймутова, псевдотсуга Мензіса утворюють виповнене насіння(до 50-70%) за винятком сосен скрученої, жорсткої та Банкса, у яких насіння слабко виповнене.

Для видів родини Cupressaceae характерне утворення мікро- і мегастробілів з 5 - 15 років. Репродукують щорічно, але рясні врожаї насіння настають через 1 - 2 роки. Щорічно утворюється велика кількість пилку. Мікростробіли рівномірно розміщуються по всій поверхні крони і кількісно(більше 60%) переважають мегастробіли. Пилок дозріває швидко, швидкість його дозрівання залежить від погодних умов. Вихід насіння у ялівців знаходиться у межах 30-50%. Кипарисовики не завжди утворюють якісне насіння, хоча пилку достатньо і збігаються фази дозрівання мікро- і мегастробілів. Вихід насіння у кипарисовика нутканського коливається від 15 до 20 %, у кипарисовика Лавсона - 35-55 %.

Однак схожість насіння у кипарисовиків невелика, що пов'язано не тільки з новими умовами середовища, але й генетичними особливостями насіння. Це підтверджують дані про низьку якість насіння кипарисовиків в межах природного ареалу. Особини, які зростають поодиноко, не мають можливості перехресного запилення, утворюють слабко виповнене(2-7%) насіння.

4.3. Тривалість вегетаційного періоду

За нашими спостереженнями, вегетаційний період у північно-американських шпилькових триває від 109 до 177 днів, з них на ріст пагонів у довжину приходиться від 42 до 130 днів. Найбільш тривалий час ростуть пагони у туї складчастої 126-130 днів, найкоротший період росту у ялини Енгельмана - 42-49 днів. Тривалість росту пагонів решти видів становить 43-127 днів. Ріст пагонів у сосен розпочинається майже одночасно з бубнявінням бруньок або на 1-3 дні пізніше - в першій-другій декадах квітня, у ялівців ріст пагонів розпочинається через 2-6 днів після цвітіння - в другій-третій декадах квітня. Результати наших спостережень показують, що ріст річних пагонів у зимостійких видів розпочинається раніше, а інтенсивність його на початку росту вища, ніж в кінці вегетаційного періоду. Так, псевдотсуга Мензіса розпочинає рости раніше менш зимостійких - в першій декаді травня. За величиною річного приросту вона переважає більшість досліджених видів. Її середньорічний приріст у окремих середньовікових рослин досягає 60 см.

Найповільніше росте сосна остиста, вона досягає лише 1,75 м заввишки у віці 60 років. В умовах природного ареалу має максимально 10-15 м заввишки. Слабко ростуть також сосни остиста, жорстка, скручена, яловець горизонтальний.

Таким чином, можна константувати, що більшість досліджених північноамериканських видів шпилькових в умовах інтродукції ростуть успішно. Це свідчить про те, що ці види придатні для широкого культивування в Лісостепу України.

Розділ 5. Способи розмноження та впровадження в культуру перспективних видів

Насіннєве розмноження

Нами проводились дослідження з визначення періоду насіннєвого спокою деяких північноамериканських хвойних в умовах Києва. Вивчали енергію проростання, лабораторну і грунтову схожість, способи зберігання і стратифікації насіння, строки посіву.

Із 44 північноамериканських видів в умовах Лісостепу України 27 видів репродукують. Життєздатне, виповнене насіння (на 50-70%) утворюють Abies concolor і її форма `Violacea', Abies lowiana, Picea glauca і її форма `Coerulea'; Picea pungens `Argentea', `Glauca', `Viridis'; Pseudotsuga menziesii i її форми `Glauca', 'Viridis'; Pinus strobus, Thuja occidentalis і її форми `Pyramidalis', `Columna', `Lutea', `Aurea'; Thuja plicata і її форми `Zebrina', `Aureo-Variegata'; Juniperus virginiana, Juniperus scopulorum.

Репродукують, але утворюють партеноспермічне насіння Pinus sabiniana, Picea mariana, Picea sitchensis. Вони утворюють незначну кількість чоловічих колосків і не мають можливості перехресного запилення, у них помічено самозапилення або вільне запилення.

В результаті дослідів встановлено, що у насіння Pinus strobus, Pinus rigida, Abies concolor проявляється найвища енергія проростання. Після зберігання насіння в кімнатних умовах в скляному посуді протягом 18 місяців енергія проростання і лабораторна схожість помітно зменшується. У насіння Thuja occidentalis висока схожість зберігається і після тривалішого зберігання(53%). Насіння більшості досліджених нами видів північноамериканських хвойних втрачають схожість через 2-4 роки.

5.2. Вегетативне розмноження

Проведено дослідження з вегетативного розмноження північно-американських шпилькових. Через відсутність повноцінного насіння місцевої репродукції деяких видів виникає потреба замовляти його за ділектусами із інших регіонів. Невелика кількість і низька грунтова схожість насіння призвели до необхідності використання можливості вегетативного розмноження: живцюванням, щепленням.

Таблиця 5.1 Результати вкорінення живців деяких видів та форм північноамериканських шпилькових (Центральний ботанічний сад НАН України, Київ)

Вид, форма	Вік материнської рослини	Дата	Вкоріненість, %	Масовевкорінення, днів
		живцювання	появи коренів
Pseudotsuga menziesii Franco	20	12.05	16.07	47,62,9	65
Picea pungens `Glauca'	35	12.05	4.09	34,83,6	145
Picea glauca `Conica'	35	12.05	7.08	61,72,3	87
Picea glauca `Albertiana'	50	12.05	15.08	33,53,1	95
Chamaecyparis lawsoniana Parl.	45	12.05	19.07	22,82,5	68
Chamaecyparis lawsoniana `Ellwoodii'	15	12.05	21.07	28,02,3	70
Chamaecyparis nootkatensis Spach.	50	12.05	23.07	16,33,4	72
Thuja occidentalis L.	45	12.05	18.07	61,52,0	67
Thuja occidentalis `Ericoides'	40	12.05	7.07	82,01,7	56
Thuja occidentalis `Globosa Nana'	35	12.05	21.07	33,01,9	70
Thuja occidentalis `Lutea'	40	12.05	9.07	51,02,7	58
Thuja occidentalis `Columna'	40	12.05	18.07	58,03,2	67
Thuja occidentalis `Spiralis'	40	12.05	20.07	52,02,1	69
Thuja occidentalis `Lutescens'	40	12.05	11.07	56,73,1	60
Thuja plicata D.Don	50	12.05	16.07	62,01,9	65
Thuja plicata `Zebrina'	50	12.05	10.12	60,91,5	59

Досвід вегетативного розмноження шляхом щеплення в ЦБС НАН України вперше був здійснений І.І.Гордієнко (1964), пізніше В.Б.Логиновим (1970). Була зроблена спроба взаємної трансплантації ряду видів сосен і ялин, в тому числі з Північної Америки: сосни остистої, ялин Енгельмана, сітхинської та чорної. В результаті з'ясувався взаємний вплив підщепи і прищепи: прискорений розвиток щеплених особин на сильнорослих підщепах і навпаки - уповільнений ріст та розвиток швидкорослих видів на слабкорослих підщепах. На початку 80-х років було успішно проведено щеплення псевдотсуги Мензіса (Матяш,1984). В умовах Лісостепу України досвід вегетативного розмноження деяких північноамериканських видів шляхом живцювання був здійснений М.О.Птіциним (1961) - ялини колючої; З.Я.Івановою (1982) - туї західної і її форм, туї гігантської, яловця віргінського тощо.

Автором з 1994 року проводились досліди з розмноження північноамериканських шпилькових шляхом живцювання. Регенеративну здатність живців вивчали у 5 видів і 11 форм, які відносяться до двох родин і 4 родів (табл. 5.1).

Під час дослідів визначали термін живцювання, вплив віку маточних рослин, склад субстрату і стимуляторів росту на вкорінення живців. За результатами дослідів встановлено, що оптимальним терміном живцювання є весняний - від бубнявіння до розпускання бруньок. Вік маточних рослин впливає на розмноження стеблевими живцями. Природно кращу регенеративну здатність мають молоді рослини, в порівнянні з середньовіковими - вища на 15-20%. Склад субстрату має помітний вплив на розмноження стеблевими живцями: кращі результати отримали при використанні промитого річкового піску шаром товщиною 4 см. При використанні гетероауксину (0,01%), марганцевокислого калію (0,01%) з додаванням меду (0,8-1,0%) спостерігалось підвищення вкорінення живців на 10-20 %.

Дані таблиці свідчать про відносну успішність розмноження північноамериканських шпилькових при дотриманні вказаних умов розмноження.

Основні принципи і способи побудови композицій за участю шпилькових

Викладені основні принципи добору шпилькових при створенні садово-паркових композицій. Звернено увагу на недоліки при створенні рослинних угрупувань з участю північноамериканських шпилькових.

На основі літературних джерел (Вольф, 1915; Черкасов, 1976; Рубцов, 1977; Абрамашвілі, 1956; Стойчев, 1962; Палентреєр, 1968; Боговая, 1971, 1977; Творогова, Москальова, 1971; Лунц, 1974; Северин, 1975; Тюльпанов, 1975; Машинський, Зологіна, 1978; Жирнов, Мітягина, 1978; Родічкін, 1981; Кучерявий, 1981; Таран, Агапова, 1987) та власних досліджень узагальнено принципи класифікації шпилькових.

На основі даних обстеження насаджень Лісостепу України запропоновано 12 композицій з участю північноамериканських шпилькових.

Розділ 6. Основні напрямки і перспективи збагачення декоративних насаджень з участю північноамериканських шпилькових

Обгрунтування добору основного і додаткового перспективного асортименту

Проведені дослідження насаджень ботанічних садів, дендропарків, дендраріїв, старовинних парків і міських насаджень, з врахуванням багаторічного досвіду використання шпилькових в озелененні населених місць України, дозволили рекомендувати для міських насаджень Лісостепу України і вважати перспективними 21 вид та 42 форми північно-американських шпилькових. Для розширення існуючого в Лісостепу України генофонду північноамериканських шпилькових необхідно особливу увагу звернути на поповнення формового різноманіття таких цінних видів як кипарисовик Лавсона (додатково понад 200 форм ), тсуга канадська (140), туя західна (74), сосна Веймутова (63), ялина колюча (51), яловець віргінський (41), псевдотсуга Мензіса (38), ялиця одноколірна (20), туя велетенська (17) тощо.

Для визначення критеріїв добору перспективного асортименту шпилькових використані такі показники, як успішність зростання в умовах Лісостепу, швидкість росту, зимостійкість, посухостійкість, світлови-багливість, довговічність, художньо-декоративні ознаки і можливість отримання посадкового матеріалу. Асортимент шпилькових деревних рослин(залежно від функціонального призначення) складається з основного і додаткового. Із рослин основного асортименту повинна формуватися переважна частина насаджень об'єкту і створюватись елементи композицій зелених насаджень. Види із додаткового асортименту повинні вносити різноманітність в посадки із основних видів і естетично посилювати композиції, які створюються. Вони повинні складати до 15% від загальної кількості посадок об'єкту озеленення.

Висновки

Попередні дослідження дозволили виявити таксономічний склад шпилькових(у тому числі північноамериканських) в Україні, провести попередню оцінку життєздатності окремих видів, проаналізувати особливості їх використання в садово-парковому будівництві. Залишаються не вивченими особливості росту і розвитку, вікова та кількісна структури, насіннєношення і розмноження північноамериканських шпилькових в Лісостепу України.

В результаті досліджень встановлено, що в Лісостепу України куль-тивується 44 види та 120 форм шпилькових з Північної Америки, які від-носяться до 4 родин і 12 родів. З них 42 види - дерева, 2 види - кущі. Най-більше видів та форм виявлено у насадженнях ЦБС НАН України (96), ботанічному саду ім.О.В.Фоміна (68). В міських насадженнях культивується від 1 до 10 видів і від 3 до 13 форм.

Перспективними для використання в садово-парковому будівництві є види Північно-Західно-Американської, Атлантично-Північно-Американської та Циркумбореальної флористичних областей. У насадженнях ботанічних садів, дендропарків, старовинних парків, дендраріїв і міських насадженнях вони складають 97,7% від загальної кількості видів північноамериканських шпилькових. Види з диз'юнктивними ареалами складають 25,0%.

Систематичний аналіз північноамериканських шпилькових показав, що найбільшою кількістю видів, які використовуються в усіх категоріях насаджень, представлені роди сосна (8), ялиця (8), ялина (7).

В насадженнях Лісостепу України зустрічаються цінні рідкісні інтродуценти - ялиці аризонська, чудова та велична, сосни остиста, Сабіна, жовта гірська та скручена тощо. Їх слід оберігати як вихідний генофонд культурної дендрофлори хвойних.

За віковою та кількісною структурою переважають насадження віком від 40 до 60 років. Вони становлять 64,2% від загальної кількості насаджень, рослини віком від 20 до 40 років становлять 25,5%, молоді - 10,1%, а 0,2% - старі (100 років і більше). Більшість рослин вступили в період насіннєношення.

Результати фенологічних спостережень за ростом і розвитком пів-нічноамериканських шпилькових в умовах Києва свідчать про здатність різних особин одного виду проходити однойменні фази сезонного розвитку в різні строки. Це забезпечує успішну акліматизацію інтродуцентів в нових умовах.

Тривалий період глибокого спокою північноамериканських шпилькових в значній мірі визначає їх відносно високу зимостійкість в умовах Лісостепу України. За ступенем зимостійкості вони розподіляються на такі групи: повністю зимостійкі - 38 видів, недостатньо зимостійкі - 6.

Виявлено особливості пилування і дозрівання пилку північно-американських шпилькових. Пилок багатьох видів дозріває залежно від погодних умов. Період з середньомісячною температурою 3,50С, який передує пилуванню, значно (до 16 днів) прискорює пилування і, навпаки, з середньомісячною температурою -3,00С - гальмує.

Визначена залежність урожайності і якості насіння від умов зростання, кількості особин, які спільно зростають. Життєздатне, виповнене насіння (50-70%) характерне для рослин, які разом зростають у групі, куртині, масиві і утворюють достатню кількість пилку, а саме Pseudotsuga menziesii, Abies concolor, Picea pungens, Picea glauca, Pinus strobus, Thuja occidentalis, Thuja plicata, Juniperus virginiana тощо.

На підставі літературних джерел, а також власних досліджень з насіннєвого і вегетативного розмноження, встановлено, що оптимальним строком живцювання є весняний (березень-квітень) період бубнявіння бруньок. Використання гетероауксину як стимулятора росту з додаванням марганцевокислого калію та меду відповідно концентрації 0,01% і 0,8%-1,0% підвищує вкорінення живців на 15-20%.

У ботанічних садах, дендропарках, старовинних парках, дендраріях і міських насадженнях переважають одна - три групи фізіономічних типів дерев, а саме - ялиновий, туйовий та ялицевий. Рідше зустрічаються насадження, де переважають 1-5 груп фізіономічних типів (додатково псевдотсуговий, сосновий).

Встановлено співвідношення композиційних елементів у паркових насадженнях з участю північноамериканських шпилькових: групи складають 68%, алеї - 1%, солітери - 29,8%. Переважають групи з низькими і середніми декоративними якостями (відповідно 32,8% і 42,9% від загальної кількості груп).

Дібрано і запропоновано для використання в озелененні Лісостепу України основний (12 видів та 22 форми) і додатковий (9 видів та 20 форм) асортименту північноамериканських шпилькових. Досвід успішної інтродукції північно - американських шпилькових свідчить про можливість значного розширення асортименту шпилькових за рахунок ще невипробуваних видів та декоративних форм хвойних Північної Америки.

Практичні рекомендації

На основі проведених нами досліджень можна запропонувати для випробування і використання в народному господарстві 21 вид та 42 форми північноамериканських шпилькових, в тому числі:

Для використання в садово-парковому будівництві

а) сучасні - Abies concolor, Abies lowiana, Picea glauca, Picea pungens, Picea engelmannii, Pseudotsuga menziesii, Thuja occidentalis, Thuja plicata, Juniperus virginiana, Chamaecyparis lawsoniana, Juniperus horizontalis;

б) перспективні - Pinus ponderosa, Pinus contorta, Pinus flexilis, Abies fraseri, Abies arizonica, Tsuga canadensis, Pinus murrayana, Pinus aristata, Chamaecyparis nootkatensis, Juniperus scopulorum;

в) не рекомендуємо до посадок - Pinus rigida, Pinus edulis, Pinus mon-ticola, Pinus banksiana, Picea mariana, Chamaecyparis thyoides.

Для випробування в лісових культурах Лісостепу України рекомендуємо Pinus ponderosa, Pinus contorta, Pinus murrayana, Pinus scopulorum, а також раніше випробувані Pseudotsuga menziesii, Pinus strobus як швидкорослі, які мають цінну деревину. Заслуговує випробування як горіхоносна Pinus flexilis.

При закладанні маточників в декоративних розсадниках для забезпечення перехресного запилення слід висаджувати рослини групами від 7 особин і більше.

Розмножувати північноамериканські шпилькові доцільно насінням -

Abies concolor, Picea pungens, Picea glauca, Pseudotsuga menziesii, Tsuga canadensis, Pinus strobus, Pinus ponderosa, Juniperus virginiana, Juniperus scopulorum, а також живцями форми Picea pungens, Picea glauca, Picea engelmannii, Pseudotsuga menziesii, Thuja occidentalis, Thuja plicata, Juniperus horizontalis, Chamaecyparis lawsoniana, Chamaecyparis nootkatensis. Решту видів та їх декоративних форм слід розмножувати щепленням.

За матеріалами дисертації опубліковано такі роботи

1. Кузнецов С.І., Маринич І.С., Миронова Г.О. Генофонд хвойних Північної Америки у зв'язку з їх використанням у культурфітоценозах України //Науковий вісник Укр.держ. лісотех. у-ту. - Львів: УкрДЛТУ, 1998.- Вип.9.2.- С. 55-58.

2. Маринич І.С. Ріст і розвиток шпилькових Північної Америки в умовах Лісостепу України // Науковий вісник Укр. держ. лісотех. у-ту.- Львів: УкрДЛТУ, 1998.- Вип.9.2.- С. 63-66.

3. Маринич І.С., Миронова Г.О., Черняк В.М. Підсумки інтродукції північноамериканських шпилькових в Лісостепу України // Наук. зап. Терноп. держ. пед. ун-ту ім. В. Гнатюка. Серія 4: Біологія.- Тернопіль, 1998. - №3.- С. 15-18.

4. Кузнецов С.І., Прутенська Н.Д., Горобець С.А., Дорошенко О.К., Маринич І.С. Стан та проблема збереження ялини колючої (Picea pungens Engelm.) в умовах м. Києва // Проблеми експериментальної ботаніки та екології рослин.-К.: Наукова думка, 1997.- Вип. 1.- С.234-238.

5. Маринич І.С. Північноамериканські хвойні в парках міста Києва // Проблеми ландшафтної архітектури, урбоекології та озеленення населених місць.-Львів, 1997.-С.208-210.

6. Маринич І.С., Миронова Г.О. Використання північноамериканських хвойних родини Pinaceae Lindl.в садово-парковому будівництві України // Проблеми ландшафтної архітектури, урбоекології та озеленення населених місць.-Львів, 1997.-С.210-212.

7. Маринич И.С. Хвойные Северной Америки в коллекциях ботанических садов г. Киева// Тез. Междунар. конф.мол.ученых “Проблемы дендрологии, садоводства и цветоводства”.-Ялта.-1994.-С.13-14.

8. Маринич И.С. Ель колючая (Picea pungens Engelm.) и перспективы обогащения её генофонда в Украине //Тез.докл.сессии Сов.ботан.садов Украины “Ботанические сады - центры сохранения биологического разнообразия мировой флоры.”-Ялта.-1995.-С.137.

9. Маринич І.С., Миронова Г.О. Дослідження насіннєношення і веге-тативного розмноження у роду Туя//Матеріали Міжнар.ювіл.конф. “Лісів-нича наука та освіта: стан та перспективи розвитку.”-Київ.-1997.-С.93-94.

Размещено на Allbest.ru