Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна академія наук України

Національний ботанічний сад ім. М.М. Гришка

УДК 522.4:582.6/.9 (477.85)

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

Еколого-біологічні основи інтродукції покритонасінних деревних рослин атлантично-північноамериканської флористичної області у північній Буковині

03.00.05 - ботаніка

Літвіненко Світлана Григорівна

Київ 2000

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Ефективне використання рослинних ресурсів земної кулі є одним з актуальних завдань, що стоять перед людством. Важливу роль у розв'язанні цієї проблеми відіграє інтродукція рослин, яка дозволяє використовувати господарсько цінні види не лише на їх батьківщині, а й поза її межами.

Велике значення для збагачення дендрофлори Північної Буковини має інтродукція деревних рослин з Атлантично-Північноамериканської флористичної області, у зв'язку з подібністю кліматичних умов. Серед них багато цінних плодових, лікарських, технічних, медоносних, лісомеліоративних та декоративних рослин. Однак, лише деякі господарсько цінні види північноамериканської дендрофлори знайшли використання в культурі у Північній Буковині. Широкому розповсюдженню нових видів північноамериканських інтродуцентів у Північній Буковині перешкоджає відсутність достатніх знань про еколого-біологічні особливості, адаптаційні здатності та ефективні способи розмноження.

Мета і завдання досліджень

Мета наших досліджень - аналіз досвіду інтродукції покритонасінних деревних рослин Атлантично-Північноамериканської флористичної області в умовах Північної Буковини; виявлення їх адаптаційних здатностей на основі вивчення еколого-біологічних особливостей; інтродукція нових видів; відбір найперспективніших видів та форм; прогноз успішності інтродукції; розробка рекомендацій по використанню перспективних видів і форм в озелененні населених пунктів Північної Буковини.

Відповідно до мети поставлено такі завдання:

вивчити систематичний склад, поширення і стан північноамериканських інтродуцентів у Північній Буковині;

дослідити еколого-біологічні особливості рослин (сезонний ритм розвитку, динаміку росту річних пагонів, хід органотворчих процесів у бруньках відновлення, характер генеративного розвитку, життєздатність пилку, період спокою, зимостійкість, якість насіння, стійкість до атмосферного забруднення) в умовах Північної Буковини та виявити критичні періоди в річному циклі їх розвитку;

дати прогноз успішності інтродукції деяких видів за допомогою математичного моделювання їх адаптаційних здатностей;

розробити ефективні способи розмноження i рекомендації по використанню перспективних видів та форм в озелененні.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше у Північній Буковині вивчено сезонний ритм розвитку, цвітіння і плодоношення, хід органотворчих процесів у бруньках відновлення, зимостійкість покритонасінних деревних інтродуцентів Атлантично-Північноамериканської флористичної області та на основі цього виявлено види, перспективні для використання в озелененні населених пунктів і лісомеліорації досліджуваного регіону. Встановлено критичні періоди в річному циклі розвитку та причини слабкого плодоношення північноамериканських рослин в умовах Північної Буковини.

Виділено види північноамериканських інтродуцентів за їх перспективністю. Проведена первинна оцінка життєздатності і перспективності інтродукції у Північній Буковині вперше інтродукованих нами 17 видів північноамериканських рослин.

Розроблена первинна агротехніка насіннєвого розмноження 40 видів господарсько цінних північноамериканських деревних рослин.

Побудовано математичні моделі потенційних адаптаційних здатностей 4 видів північноамериканських рослин з метою прогнозу їх інтродукції в помірній зоні Євроазіатського континенту.

Практичне значення та використання роботи. Розроблено практичні рекомендації по використанню в озелененні та захисному лісорозведенні видів, перспективних в умовах Північної Буковини. Саджанці 10 видів північноамериканських інтродуцентів передано для озеленення територій загальноосвітніх шкіл, ліцею № 2 та у Центральний парк культури і відпочинку ім. Т.Г.Шевченка м. Чернівці.

На основі побудованих математичних моделей адаптаційних здатностей 4 видів інтродуцентів складені схематичні карти можливої їх інтродукції на території помірної зони Євразії.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана на кафедрі ботаніки та охорони природи Чернівецького державного університету ім. Ю.Федьковича згідно з планом науково-дослідної роботи кафедри по темі "Раціональне використання, охорона і збагачення флори судинних рослин Північної Буковини" (номер державної реєстрації 01910034101).

Особистий внесок здобувача. Особистий внесок автора полягає у виконанні експериментальної частини роботи, підборі та обробці літературних відомостей, в аналізі та узагальненні результатів; статистичній обробці матеріалу; апробації отриманих результатів і підготовці наукових праць до друку. Обговорення результатів досліджень проведено спільно з науковим керівником.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертаційної роботи викладено в доповідях на науковій конференції “Охорона, вивчення та збагачення рослинних ресурсів Буковини” (Чернівці, 1997); конференції молодих вчених-ботаніків “Актуальні питання ботаніки та екології” (Херсон, 1998); науково-практичній конференції “Збереження флористичного різноманіття Карпатського регіону” (Синевир, 1998); регіональній науково-практичній конференції “Теоретичні та практичні аспекти інтродукції рослин на заході України” (Львів, 1998); міжнародній науковій конференції “Роль ботанічних садів у збереженні рослинного різноманіття” (Київ, 1999); міжнародній науковій конференції “Проблемы дендрологии и ландшафтной архитектуры” (Ялта, 1999).

Дисертація апробована на спільному засіданні кафедри ботаніки та охорони природи, ботанічного саду і Чернівецького відділення Українського ботанічного товариства (2000 р.) та науковому засіданні відділу дендрології і паркознавства Національного ботанічного саду ім. М.М.Гришка (2000 р.).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 7 статей, 7 тез доповідей та 1 депонована стаття.

Структура та об'єм роботи. Дисертація складається зі вступу, 5 розділів, висновків, практичних рекомендацій, списку використаної літератури та 9 додатків. Робота викладена на 282 сторінках друкованого тексту, ілюстрована 44 таблицями та 7 рисунками. Додатки містяться на 66 сторінках. Бібліографія включає 418 літературних джерел, з яких іноземних - 46.

Зміст роботи

Розділ І. Умови інтродукції і стан деревних рослин Атлантично-Північноамериканської флористичної області у Північній Буковині

Природні умови Атлантично-Північноамериканської флористичної області та Північної Буковини. Проведено порівняльний аналіз географічного положення, особливостей рельєфу, грунтових та кліматичних умов Атлантично-Північноамериканської флористичної області і Північної Буковини; відмічено фактори, що сприяють інтродукції північноамериканських деревних рослин за межами їх природного ареалу.

Історичні аспекти інтродукції деревних рослин Північної Америки. Наведено історичні дані про розповсюдження північноамериканських деревних рослин (Астров, 1976; Головкин, 1981; Липа, 1961; Die K.K.Franz-Josefs Universitat, 1900; Herbich, 1859; Kerner, 1976; Knapp, 1872 та ін.). Наголошується, що збільшення видового складу інтродукованих північноамериканських рослин та розширення інтродукційних ареалів свідчать про їх перспективність.

Систематичний склад і стан деревних інтродуцентів Атлантично-Північноамериканської флористичної області. На 1.01.1999 р., в культурі у Північній Буковині відомо 177 видів і форм покритонасінних деревних рослин з Атлантично-Північноамериканської флористичної області, які відносяться до 64 родів 32 родин. При підведенні підсумків інтродукції виявлено, що широкого використання в озелененні набули лише 33 види (18,6 %); 48 таксонів (27,1 %) - зрідка трапляються в зелених насадженнях, решта - відомі лише в ботанічному саду Чернівецького держуніверситету або дендрарії Сторожинецького лісового технікуму. 65,5 % північноамериканських деревних рослин в наших умовах є зимостійкими; рясним плодоношенням відзначаються 62 види; цвітуть, але не плодоносять, - 14.

Розділ ІІ. Об'єкти та методи досліджень

Об'єкти досліджень - 97 видів, 3 форми покритонасінних деревних інтродуцентів з Атлантично-Північноамериканської флористичної області, які відносяться до 45 родів 24 родин (табл. 1). Назви таксонів прийняті за зведеннями "Деревья и кустарники СССР" (1954-1962) та С.К.Черепановим (1981).

Сезонний ритм розвитку вивчали за "Методикой фенологических наблюдений в ботанических садах СССР" (1975), розвиток сходів - за методикою І.П.Петрової (1973). Зимостійкість визначали візуально за 7-бальною шкалою (Лапин, Сиднева, 1973). При аналізі характеру ростових процесів річних пагонів користувались методичними вказівками Г.В.Кулікова та М.Г.Гельберга (1974). Органотворчі процеси досліджували згідно Ф.М.Куперман (1973) з деякими змінами і уточненнями (Термена, Бацура, Виклюк, Горук, 1984).

Таблиця 1. Систематичний склад досліджуваних інтродуцентів Атлантично-Північноамериканської флористичної області

Критичні періоди в річному циклі розвитку деревних інтродуцентів встановлювали за Б.К.Терменою (1980, 1989). Рясність цвітіння, зав'язування плодів і плодоношення оцінювали візуально за 6-бальною шкалою А.А.Корчагіна (1960), декоративність рослин під час цвітіння - за шкалою Г.Є.Мисника (1976). Життєздатність пилку визначали шляхом пророщування у висячій краплі на середовищі з 5-25 % сахарози і 1 % розчину агар-агару (Голубинский, 1974). Для характеристики насіннєвої продуктивності інтродуцентів використана шкала, запропонована Б.К.Терменою (1990). При вивченні періоду зимового спокою рослин використовували методичні вказівки К.А.Ахматова (1968), А.Я.Перк і Л.Халлоп (1964).

Оцінку стійкості північноамериканських рослин до атмосферного забруднення проводили на основі вивчення анатомо-морфологічних змін у будові листка (Гетко, 1989; Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям, 1988; Красинский, 1950). Анатомічну будову листка вивчали за загальноприйнятою методикою (Прозина, 1960) на тимчасових препаратах, використовуючи мікроскоп “Біолам С-11” та мікрометричну насадку.

При вегетативному розмноженні інтродуцентів керувались методичними порадами Р.Х.Турецької (1961, 1968). Статистичну обробку даних проводили за Г.М.Зайцевим (1974, 1981, 1984, 1990), оцінку перспективності деревних рослин у Північній Буковині - за П.І.Лапіним та С.В.Сідневою (1973). При математичному моделюванні і складанні схематичних карт можливої інтродукції застосовані методичні розробки Б.К.Термени (1982).

інтродуцент флора математичне моделювання

Розділ ІІІ. Еколого-біологічні особливості деревних інтродуцентів

3.1. Феноспектральний аналіз ритму розвитку. За строками початку і закінчення вегетації, досліджувані інтродуценти поділені на 9 фенологічних груп. Більшість інтродуцентів віднесені до групи з раннім початком вегетації. Раннє закінчення вегетації властиве 14 видам, пізнє - 36. Показано, що ритм розвитку більшості (95 %) видів, незважаючи на їх різне походження, узгоджується з клімаритмікою Північної Буковини.

3.2. Сезонний ріст пагонів. Тривалість ростових процесів досліджуваних видів коливається в межах 26,0±3,4 - 110,5±6,9 діб. Максимальний річний приріст характерний для найменш зимостійких рослин. Найінтенсивніший ріст відбувається у першу половину ростового періоду (коефіцієнту форми росту пагонів K (Куліков, Гельберг, 1974) K<2). Відмічена залежність зимостійкості північноамериканських інтродуцентів від тривалості ростових процесів.

3.3. Органогенез генеративних пагонів. Нами досліджено органогенез генеративних пагонів у бруньках відновлення 44 видів інтродуцентів. В залежності від строків закладання генеративних органів у бруньках відновлення, досліджувані види поділені на три групи (табл. 2). За період спостережень в розвитку генеративних органів північноамериканських рослин значних аномалій не виявлено.

Таблиця 2. Хід органотворчих процесів у бруньках відновлення деяких північноамериканських деревних інтродуцентів в умовах Північної Буковини (1994-1999 рр.)

3.4. Біологія цвітіння і плодоношення

3.4.1. Особливості цвітіння. Початок цвітіння більшості досліджуваних рослин в умовах Північної Буковини визначається величиною середньодобової температури (r = -0,93±0,18…-0,99±0,09) та дефіцитом вологості повітря (r = -0,78±0,37…-0,98±0,13) у префлоральний період. Закінчення цвітіння переважної більшості інтродуцентів спостерігали в період з 13.IV по 28.VIII.

Тривалість цвітіння досліджуваних інтродуцентів в наших умовах коливається в межах 5 (Fraxinus americana L., Liquidambar styraciflua L.) - 64 (Hydrangea arborescens 'Sterilis' Torr. et Gray) діб, і залежить від температури (r=-0,92±0,23…-0,99±0,06) та дефіциту вологості повітря (r =-0,75±0,33…-0,89±0,22) в період цвітіння рослин.

3.4.2. Життєздатність пилку. Найнижча життєздатність пилку за роки спостережень виявлена у Halesia carolina L. (16,80 % пророслих пилкових зерен в оптимальному середовищі), Acer negundo 'Californicum' Booth. (19,72 %), Celtis occidentalis L. (11,69 %) та ін. Однак 34 види (Liriodendron tulipifera L., види родів Aesculus L., Amelanchier Medic., Amorpha L., Crataegus L., Philadelphus L., Physocarpus Maxim., Viburnum L. та ін.) характеризуються високою (50,28 - 87,64%) життєздатністю пилку. Аналіз життєздатності пилку північноамериканських інтродуцентів у зв'язку з метеофакторами в період мікро- макроспорогенезу показав, що з підвищенням середньодобової температури та зниженням дефіциту вологості повітря життєздатність пилку зростає.

3.4.3. Динаміка плодоношення. В умовах Північної Буковини плодоношення спостерігали у 72 видів північноамериканських інтродуцентів. З них 45,8 % рослин плодоносять рясно (показник відносної насіннєвої продуктивності (Термена, 1990) K>1,2); однак 31,9 % рослин відрізняються слабким плодоношенням (K<0,5). Факторами, що суттєво впливають на закладання генеративних органів у бруньках відновлення досліджуваних північноамериканських інтродуцентів, а отже, і на рясність плодоношення, є середньодобова температура і дефіцит вологості повітря.

3.4.4. Якість насіння. Порівняльний аналіз морфометричних показників і якості насіння інтродуцентів з літературними даними свідчить про відсутність значних відхилень у його розвитку в умовах нашого регіону. Повнозернистість насіння досліджуваних видів коливається від 2,4-19,0 % (Toxicodendron radicans (L.) Ktze, Liriodendron tulipifera, Crataegus fretalis Sarg., C. holmesiana Ashe., C. macracantha Lodd., C. pedicellata Sarg.) до 82,3-99,2 % (Cornus drummondii Coop., Gleditsia triacanthos, Ptelea trifoliata L., Quercus rubra, види родів Amorpha, Betula L., Physocarpus, Viburnum). Якість насіння більшості рослин знаходиться в прямій залежності від життєздатності їх пилку (r =0,90±0,25…0,99±0,03).

3.5. Зимостійкість. Багаторічні візуальні спостереження показали, що 68 видів досліджуваних північноамериканських деревних рослин в умовах Північної Буковини є зимостійкими. Найменш зимостійкими в наших умовах виявились досліджувані види роду Amorpha. Спостерігається тенденція до збільшення кількості зимостійких видів серед рослин, віднесених до феногруп з ранніми та середніми строками закінчення вегетації, раннім закінченням росту річних пагонів та швидким їх здерев'янінням, а також серед представників Лаврентійського лісу та видів, природний ареал яких простягається від південно-східної частини Лаврентійського до центральної частини Аппалачьского лісу.

3.6. Період спокою. На основі дослідження періоду спокою 61 виду північноамериканських інтродуцентів встановлено, що більшість рослин входять у стан спокою в серпні-першій декаді вересня, і лише 13 видів (21,3%) - на початку жовтня, а Hamamelis virginiana L. - в кінці жовтня-на початку листопаду.

Закінчення періоду органічного спокою у 23 % досліджуваних рослин спостерігали в кінці листопаду-на початку грудня, у 32,8 % рослин - в другій декаді грудня-другій декаді січня, у 26,2 % - в другій декаді січня-третій декаді лютого. Органічний спокій Сarya ovata (Mill.) K. Koch., Cladrastis lutea C.Koch., Hamamelis virginiana L., Liriodendron tulipifera L., Quercus rubra закінчується на початку березня. Встановлена деяка залежність зимостійкості досліджуваних інтродуцентів від закінчення їх органічного спокою.

3.7. Критичні періоди в річному циклі розвитку. Виявлено, що кліматичні умови Північної Буковини у критичні періоди відповідають вимогам більшості видів, свідченням чого є їх успішна акліматизація. Однак, невідповідність кліматичних умов Північної Буковини в період мікро- макроспорогенезу вимогам 19 видів є, на нашу думку, причиною низької життєздатності їх пилку. Період вимушеного спокою виявився критичним для 11 видів рослин, які входять у нього з першої половини грудня, та для рослин із нестійким спокоєм. Для 3 видів інтродуцентів критичним є також осінній період вегетації.

3.8. Стійкість до атмосферного забруднення. Дослідження анатомо-морфологічної будови листків 14 видів інтродуцентів показали, що під впливом атмосферного забруднення відбувається посилення ксероморфних рис у будові листка, яке проявляється у потовщенні верхнього епідермісу і стовпчастого мезофілу (у Cornus drummondii, Crataegus rotundifolia, Frangula caroliniana, Ptelea trifoliata, Gymnocladus dioicus (L.) C. Koch., Physocarpus opulifolius, Rhus typhina), зменшенні загальної товщини листка, збільшенні кількості продихів на одиницю листкової поверхні та зменшенні довжини продихових щілин. У 11 видів спостерігали також зменшення площі листкової пластинки в умовах атмосферного забруднення. На основі аналізу досліджуваних параметрів, виділено стійкі до атмосферного забруднення види інтродуцентів.

В умовах атмосферного забруднення у досліджуваних рослин також помітно знижувалась життєздатність пилку, а у Parthenocissus quinquefolia i Robinia pseudoacacia зменшувалась швидкість його проростання на поживному середовищі.

3.9. Шкідники та хвороби. Більшість північноамериканських інтродуцентів в наших умовах не уражуються шкідниками. Однак Amelanchier spicata (Lam.) C.Koch., Berberis canadensis, Tilia americana L., Mahonia aquifolium Nutt., види родів Betula, Crataegus L., Lonicera L. в тій чи іншій мірі уражуються різними видами комах. На листках Acer negundo виявлено мозаїку (збудники - гриби Uncinula necator DC., U. aceris (DC.) Sacc.), буру плямистість (збудник - Phyllosticta aceris Sacc.), септоріоз (збудник - Septoria negundidis Ell. et Ev.), на листках Robinia pseudoacacia - плямистість (збудник - Diplodia profusa D.N., Septoria robiniae Desm.), на листках Mahonia aquifolium - іржу (збудник - гриб Cumminsiella sanguinea (Peck.) Arthur.). Омелою (Viscum album L.) уражується Crataegus arnoldiana Sarg. Деревина Quercus rubra уражується дубовою губкою Daedalea quercina Fr. Проте, ураження не носять масового характеру і не знижують загальної декоративності та ростових процесів інтродуцентів.

Розділ IV. Адаптаційні здатності перспективних видів деревних інтродуцентів

4.1. Аналіз досвіду інтродукції в помірній зоні Євразії. На основі аналізу літературних джерел виявлено види, стійкі у різних зонах Євроазіатського континенту. Культурний ареал ряду досліджуваних північноамериканських інтродуцентів досить широкий, що дає підставу твердити про їх високу екологічну пластичність.

4.2. Прогноз успішності інтродукції. З використанням діалогової системи, розробленої в Інституті кібернетики ім. М.В.Глушкова (м.Київ), побудовано математичні моделі адаптаційних здатностей 4 видів інтродуцентів, різних за своїми еколого біологічними особливостями. На основі побудованих моделей складено схематичні карти можливої інтродукції рослин за категоріями їх перспективності на території помірної зони Євразії.

4.3. Первинне випробування та оцінка перспективності північноамериканських інтродуцентів. Первинна оцінка перспективності інтродукованих нами 17 видів показала, що цілком перспективними у молодому віці виявились 14 видів рослин. З них зимостійкими є лише 3 види, у решти - підмерзають однорічні пагони до 50% їх приросту. До менш перспективних віднесена Diervilla rivularis Gatt.; до малоперспективних - Desmodium canadense (L.) DC., D. illinoense A.Gray, які в молодому віці обмерзають до кореневої шийки. Точнішу оцінку перспективності нових видів інтродуцентів можна зробити тільки при досягненні ними репродуктивного віку. Однак досить високі показники життєздатності й перспективності більшості вперше інтродукованих рослин у молодому віці дозволяють припускати можливість їх використання у Північній Буковині.

Розділ V. Ефективні способи розмноження та використання у культурі

5.1. Насіннєве розмноження. Насіння більшості досліджуваних видів характеризується тривалим ендогенним періодом спокою, тому найсприятливішими строками для висіву його є осінь. Навесні краще висівати насіння видів, що не потребує стратифікації (Spiraea sp., Physocarpus sp., Philadelphus sp., Calycanthus sp.), а також насіння видів родів Amorpha, Desmodium Desv. після попереднього замочування у воді на протязі однієї доби.

Виявлено, що в перший рік життя сіянці Berberis canadensis, Catalpa bignonioides, Frangula caroliniana, Gleditsia aquatica Marsh., Malus angustifolia, Ptelea trifoliata, Quercus imbricaria Muench. не встигали вчасно закінчити вегетацію; пагони визрівали не повністю, що було причиною обмерзання рослин. З віком зимостійкість цих рослин підвищувалась. Більшість сіянців північноамериканських інтродуцентів виявились в наших умовах середньо- та швидкоростучими.

5.2. Вегетативне розмноження. Встановлено, що оптимальними строками для літнього живцювання досліджуваних видів є перша декада червня. Високою здатністю до вкорінення характеризуються Cornus drummondii, Philadelphus inodorus, Physocarpus intermedia, Spiraea alba. При живцюванні Ribes aureum Pursh. краще використовувати індолілмасляну кислоту (на порошковій основі - тальку) в концентрації 5 мг/г, при живцюванні Halesia carolina, Elaeagnus commutata Bernh., Shepherdia argentea (Pursh.) Nutt., Viburnum cassinoides L. - індолілмасляну кислоту в концентрації 10 мг/г, а для Hamamelis virginiana L. - індолілмасляну кислоту в концентрації 20 мг/г.

5.3. Використання в культурі. На основі вивчення еколого-біологічних особливостей перспективних видів і форм північноамериканських деревних інтродуцентів, аналізу літературних джерел (Гродзинский, 1973; Колесников, 1974; Кохно, 1988; Рубцов, 1977 та ін.), запропоновано асортимент рослин із використанням їх у різних типах посадок.

висновки

1. За своїми грунтово-кліматичними умовами Північна Буковина є сприятливим районом для інтродукції деревних рослин з Атлантично-Північноамериканської флористичної області. Основними факторами, що обмежують інтродукцію цих рослин, є температура та, у деякій мірі, вологість повітря.

2. Ритм розвитку більшості інтродукованих деревних рослин Атлантично-Північноамериканської флористичної області узгоджується з клімаритмікою Північної Буковини. Кращими адаптаційними здатностями характеризуються деревні рослини, віднесені до феногруп з ранніми та середніми строками закінчення вегетації, раннім та середнім закінченням росту пагонів, а також рослини з тривалим періодом органічного спокою. Однак в кожній із виділених груп знаходяться більш і менш стійкі види, отже, чіткої залежності стійкості інтродуцентів від особливостей ритму розвитку, характеру ростових процесів і тривалості періоду органічного спокою не встановлено. Тому ці показники можуть мати лише орієнтовне значення при дослідженні адаптаційних здатностей деревних рослин.

Значних аномалій у розвитку бруньок відновлення досліджуваних видів за період спостережень не виявлено, що підтверджується успішним проходженням етапів генеративного розвитку та високою життєздатністю пилку більшості рослин. В залежності від строків закладання генеративних органів у бруньках відновлення, досліджувані інтродуценти поділено на три групи. До першої групи віднесено види, генеративні органи яких закладаються навесні в рік цвітіння, до другої - рослини, генеративні органи яких закладаються влітку в рік перед цвітінням. Третя група представлена однодомними рослинами з одностатевими квітками. Лімітуючими факторами в процесі органогенезу генеративних пагонів північноамериканських інтродуцентів у Північній Буковині є середньодобова температура і вологість повітря.

Цвітіння спостерігали у 85 % досліджуваних інтродуцентів. Рясним цвітінням відзначились 17 видів. Тривалість цвітіння досліджуваних рослин залежить від температури і вологості повітря.

В умовах Північної Буковини плодоносять і утворюють високоякісне насіння 72 види досліджуваних інтродуцентів. З них рясним плодоношенням відзначаються 45,8%; слабо плодоносять 31,9%. Рясність плодоношення та якість насіння більшості рослин залежать від метеорологічних показників в періоди закладання генеративних органів та мікро- і макроспорогенезу, а також від життєздатності пилку.

Адаптаційні здатності досліджуваних видів в значній мірі визначаються критичними періодами в річному циклі їх розвитку: мікро- і макроспорогенезу, періодом вимушеного спокою та осіннім періодом вегетації. Умови тепло- і вологозабезпеченості в період мікроспорогенезу не повністю відповідають вимогам 19 видів; температурні умови під час осіннього періоду вегетації несприятливі для Symphoricarpos orbiculatus, Catalpa speciosa, видів роду Amorpha; для 11 видів інтродуцентів несприятливими виявились кліматичні умови під час вимушеного спокою.

Важливим показником стійкості північноамериканських інтродуцентів до атмосферного забруднення є посилення ксероморфних рис у будові листка, яке проявлялось у збільшенні товщини верхнього епідермісу, стовпчастої паренхіми та зміні співвідношення стовпчастої і губчастої паренхіми, а також збільшенні кількості продихів на одиницю площі листкової поверхні, зменшенні площі листкової пластинки у досліджуваних рослин під впливом фітотоксикантів. Забруднення повітря токсичними речовинами спричинювало зниження життєздатності пилку досліджуваних рослин та зменшення швидкості його проростання у деяких видів.

Більшість північноамериканських інтродуцентів в умовах Північної Буковини виявились стійкими до шкідників та хвороб. Найбільше вражаються шкідниками Amelanchier spicata (Lam.) C.Koch., Berberis canadensis Mill., Tilia americana, види родів Betula, Crataegus, Lonicera. Проте пошкодження рослин не носять масового характеру і значно не впливають на генеративний розвиток, ростові процеси і декоративність.

Первинна оцінка життєздатності і перспективності вперше інтродукованих нами північноамериканських інтродуцентів показала, що у Північній Буковині є сприятливі умови для впровадження цих рослин у культуру.

10. Побудовані математичні моделі адаптаційних здатностей і схематичні карти можливої інтродукції 4 видів північноамериканських деревних рослин можуть бути використані для прогнозування успішності інтродукції з метою розширення їх культурних ареалів.

практичні рекомендації

Інтродуковані у Північній Буковині перспективні види та форми північноамериканських інтродуцентів рекомендуємо використовувати:

а) як лікарські - Amelanchier spicata (Lam.) C.Koch., Aronia melanocarpa (Michx.) Elliot., Crataegus arnoldiana Sarg., C. rotundifolia Ashe., Hamamelis virginiana L., Shepherdia argentea (Pursh.) Nutt.;

б) у садово-паркових композиціях солітерами або групами - Acer rubrum L., Aesculus octandra Marsh., A. parviflora Walt., Amelanchier spicata, Berberis canadensis Mill., Calycanthus floridus L., Crataegus arnoldiana, C. punctata `Aurea' Sarg., Elaeagnus commutata Bernh., Halesia carolina L., Hamamelis virginiana L. та ін.;

в) для рядових та алейних посадок - Acer saccharinum L., Catalpa bignonioides Walt., Sorbus decora C. Schneid.;

У забруднених частинах міст можуть бути використані газо- і димостійкі Acer saccharinum, Aronia melanocarpa, Cornus drummondii Coop., Crataegus rotundifolia, Elaeagnus commutata, Frangula caroliniana, Gymnocladus dioicus (L.) C. Koch., Physocarpus opulifolius Maxim., Ptelea trifoliata, Rhus typhina L., Ribes aureum Pursh.

г) для лісомеліоративних насаджень - Celtis occidentalis L., Elaeagnus commutata, Fraxinus lanceolata, Rhus typhina, Ribes aureum, Zanthoxylum americanum Mill., види роду Amorpha L.

Більшість досліджуваних інтродуцентів в умовах Північної Буковини можна розмножувати насіннєвим шляхом. Elaeagnus commutata, Hamamelis virginiana, Ribes aureum, Halesia carolina, види родів Cornus L., Philadelphus L., Physocarpus Maxim., Spiraea L., Viburnum L. краще розмножувати зеленими живцями.

Розроблені нами математичні моделі адаптаційних здатностей 4 видів північноамериканських інтродуцентів рекомендується використовувати ботанічним садам, дендраріям та іншим науковим і виробничим організаціям ботанічного профілю для прогнозування життєздатності і перспективності цих рослин в тих регіонах, де вони ще не випробувані.

Список праць, опублікованих за темою дисертації

1. Термена Б.К., Литвиненко С.Г. Особенности органогенеза генеративных побегов североамериканских древесных растений на Буковине // Известия высших уч. заведений. Лесной журнал. - Архангельск: АГТУ, 1998. - № 4. - С. 24-28.

2. Литвиненко С.Г. Древесные интродуценты Атлантическо-Североамериканской флористической области на Северной Буковине // Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. - Ялта, 1999. - Вып. 81. - С. 77-80.

3. Літвіненко С.Г., Термена Б.К. Сезонний ріст пагонів деревних інтродуцентів Атлантично-Північноамериканської флористичної області на Північній Буковині // Науковий вісник Чернівецького університету: Збірник наук. праць. - Вип. 17: Біологія.-Чернівці: ЧДУ, 1997.-С. 95-99.

4. Літвіненко С.Г. Зимостійкість деревних інтродуцентів Атлантично-Північноамериканської флористичної області на Північній Буковині // Науковий вісник Чернівецького університету: Збірник наук. праць.-Вип. 38: Біологія.-Чернівці: ЧДУ, 1998. - С. 193-196.

5. Літвіненко С.Г., Термена Б.К. Особливості цвітіння деревних рослин Атлантично-Північноамериканської флористичної області у зв'язку з інтродукцією на Північну Буковину // Інтродукція та збереження рослинного різноманіття: Вісник Київського ун-ту ім. Т.Г.Шевчен-ка. - Вип. 1. - К.: "Київ. ун-т", 1999. - С. 73-74.

6. Літвіненко С.Г. Біоекологічні основи інтродукції деревних рослин Атлантично-Північноамериканської флористичної області на Північній Буковині // Дослідження, охорона та збагачення біорізноманіття: Науковий вісник УкрДЛТУ. - Львів, 1999. - Вип. 9.9. - С. 61-66.

7. Літвіненко С.Г. Північноамериканські деревні інтродуценти в зеленому будівництві Північної Буковини // Зелена Буковина. - № 3-4, 1997; 1, 1998. - C. 43-44.

8. Термена Б.К., Задорожный В.Т., Литвиненко С.Г. Особенности ритма развития древесных растений Атлантическо-Североамериканской флористической области на Северной Буковине // Деп. в ГНТБ Украины 10.05.1995 N 1045. - Черновцы, ЧГУ, 1995. - 23 с.

9. Термена Б.К., Літвіненко С.Г. Північноамериканські деревні інтродуценти в парках Північної Буковини//Тези доп. II Міжнар. симпозіуму, присвяч. 200-річчю дендрологічного парку "Софіївка" "Старовинні парки і проблеми їх збереження".-Умань, 1996.-С.145.

10. Термена Б.К., Літвіненко С.Г. Особливості реакції деревних рослин на забруднення атмосфери викидами автотранспорту // Тези доп. міжнар. конф. "Питання біоіндикації і екології".-Запоріжжя, 1998.-С. 120.

11. Литвиненко С.Г., Термена Б.К. Опыт интродукции древесных растений Атлантическо-Североамериканской флористической области в ботаническом саду Черновицкого госуниверситета // Тез. докл. междунар. конф., посвящ. 90-летию со дня рождения члена-корр. РАН П.И.Лапина "Проблемы дендрологии на рубеже XXI века". - Москва, 1999. - С. 197-198.

12. Літвіненко С.Г. Особливості анатомо-морфологічної будови листків деревних інтродуцентів Атлантично-Північноамериканської флористичної області в умовах атмосферного забруднення // Тези доп. наук. конф., присвяч. 120-річчю ботан. саду "Охорона, вивчення та збагачення рослинних ресурсів Буковини".-Чернівці: "Рута", 1997. - С. 37-40.

13. Літвіненко С.Г. Зимовий спокій деревних рослин Атлантично-Північноамериканської флористичної області на Північній Буковині // Матеріали конф. молодих вчених-ботаніків "Актуальні питання ботаніки та екології". - Херсон, 1998. - С. 99-100.

14. Термена Б.К., Літвіненко С.Г. Шляхи оптимізації ландшафтів Північної Буковини з участю деревних інтродуцентів Атлантично-Північноамериканської флористичної області // Мат-ли наук.-практ. конф. "Збереження флористичного різноманіття Карпатського регіону". - Синевир, 1998. - С. 153-155.

15. Літвіненко С.Г. Особливості генеративного розвитку деревних рослин Атлантично-Північноамериканської флористичної області в умовах атмосферного забруднення // Мат-ли конф. молодих вчених-ботаніків України "Актуальні питання ботаніки та екології".-Ніжин, 1999. - С. 77-78.

Анотації

Літвіненко С.Г. Еколого-біологічні основи інтродукції покритонасінних деревних рослин Атлантично-Північноамериканської флористичної області у Північній Буковині. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.05 - ботаніка. Національний ботанічний сад ім. М.М.Гришка НАН України, Київ, 2000.

Дисертація присвячена дослідженню еколого-біологічних особливостей 97 видів і 3 форм покритонасінних деревних рослин з Атлантично-Північноамериканської флористичної області у Північній Буковині. Вивчено сезонний ритм розвитку, хід органотворчих процесів у бруньках відновлення, зимостійкість, цвітіння і плодоношення, стійкість до шкідників та хвороб північноамериканських інтродуцентів. Подана оцінка перспективності інтродукції досліджуваних видів у Північній Буковині та виділено найперспективніші серед них. Побудовано математичні моделі адаптаційних здатностей 4 видів північноамериканських інтродуцентів та схематичні карти їх можливої інтродукції в межах помірної зони Євразії. Розроблено рекомендації по використанню перспективних видів та форм північноамериканських інтродуцентів в лісомеліорації та озелененні населених пунктів Північної Буковини.

Ключові слова: покритонасінні деревні інтродуценти Атлантично-Північноамериканської флористичної області, ритм розвитку, зимостійкість, цвітіння, плодоношення, перспективність, математичне моделювання.

Литвиненко С.Г. Эколого-биологические основы интродукции покрытосеменных древесных растений Атлантическо-Североамериканской флористической области на Северной Буковине. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.05 - ботаника. Национальный ботанический сад им. Н.Н.Гришко НАН Украины, Киев, 2000.

Диссертация посвящена исследованию эколого-биологических особенностей 97 видов и 3 форм покрытосеменных древесных растений Атлантическо-Североамериканской флористической области в связи с их интродукцией на Северную Буковину. Установлено, что ритм развития большинства видов соответствует климаритмике Северной Буковины, о чем свидетельствуют своевременное окончание ими периода вегетации, роста и одревеснения побегов. Изучение ор-ганообразовательных процессов в побегах возобновления 44 видов североамериканских интродуцентов показало, что у большинства из них генеративные органы закладываются летом в год, предшествующий цветению. У 9 видов заложение генеративных органов происходит весной в год цветения. В отдельную группу выделены однодомные растения с однополыми цветками. Ежегодное интенсивное цветение отмечено у 17 видов. Установлена зависимость сроков начала и длительности цветения исследуемых растений от среднесуточной температуры и влажности воздуха. Большинство североамериканских интродуцентов продуцируют пыльцу высокой жизнеспособности. Показано, что жизнеспособность пыльцы зависит от среднесуточной температуры и влажности воздуха в период микроспорогенеза. Плодоношение наблюдали у 72 видов, из них обильным плодоношением отличались 48,5%. В условиях Северной Буковины вполне зимостойкими оказались 68 видов интродуцентов. Установлено, что критическими периодами в годичном цикле развития для исследуемых растений являются микро- макроспорогенез, осенний период вегетации и период вынужденного покоя. Изучены некоторые аспекты устойчивости североамериканских растений к атмосферному загрязнению, вредителям и болезням. Дана первичная оценка перспективности интродукции в наших условиях 17 впервые введенных в культуру видов североамериканских древесных растений. Пострoены математические модели адаптационных возможностей 4 видов интродуцентов и составлены схематические карты возможной их интродукции в пределах умеренной зоны Евразии. Разработаны агротехника семенного размножения и рекомендации по использованию перспективных в условиях Северной Буковины видов и форм североамериканских интродуцентов в разных типах посадок с учетом их отношения к освещенности, влажности и плодородию почвы, устойчивости к атмосферному загрязнению, вредителям и болезням.

Ключевые слова: покрытосеменные древесные интродуценты Атлантическо-Североамериканской флористической области, ритм развития, зимостойкость, цветение, плодоношение, перспективность, математическое моделирование.

Litvinenko S.G. Ecology-biological fundamentals of introduction of the angiospermous woody plants from the Atlantic-Northern-American floristic region in Northern Bucovyna. - Manuscript.

Dissertation for the degree of Candidate of Biological Sciences on the speciality 03.00.05 - botany. M.M.Gryshko National Botanical Garden, NAS of Ukraine, Kyiv, 2000.

The dissertation is devoted to research of ecological and biological pecularities of the 97 species and 3 forms of angiospermous woody plants from the Atlantic-Northern-American floristic region in Northern Bucovyna. The seasonal rhythm of development, organogenesis, winter hardiness, blossoming and fruit bearing, resistance to some diseases and pests of the northern-american introducents in conditions by Northern Bucovyna have been studied. The assessment of the investigation species viability and their introduction perspectivity have been made and most perspective species and forms have been revealed. The mathematical models of adaptative possibilities of 4 species of northern-american plants and schematic maps of its possible introduction in the moderate zone of Eurasia have been built. The recommendations on utilization of the perspective species and forms of northern-american woody introducents in gardening of the occupied items of Northern Bucovyna have been demonstrated.

Key words: angiospermous woody introducents from the Atlantic-Northern-American floristic region, rhythm of development, winter hardiness, blossoming, fruit bearing, perspectivity, mathematic modelling.

Размещено на Allbest.ru