Создание декоративных форм сосны обыкновенной при озеленении урбанизированной среды

The features of creating decorative forms from Scots pine trees are considered. It has been established that, as a result of mechanical damage (death of an apical bud or an apical shoot) and subsequent regeneration processes in pine trunks, two main directions of post-traumatic deformations of young pine trunks stand out - violation of monopodial branching and occurrence of multi-stemming. In the case of the death of an apical bud or apical shoot, in early spring, the growth of shoots from whorl buds is activated and their vertical reorientation occurs. After a short period of relative multi - stemming, one of the shoots from whorl buds takes the place of the central shoot. Formation of multi-stemming occurs in the case of the death of an apical shoot, mainly in late spring-summer period. There is also an increased growth of shoots from whorl buds and their vertical reorientation. All shoots formed from whorl buds retain their vertical orientation in the future with subsequent formation of several separate stems. It is shown that the processes of mechanical damage-regeneration are also reflected in the condition of trunk wood in the places of damage. In trunk areas where mechanical damage and subsequent regeneration took place, a noticeable increase in the basic density of wood is observed - by 15-20% in case of shoot replacement and by 25-45% in case of multi-stemming. The content of late wood also increases - by 10-30% in case of shoot replacement and by 15-35% in case of multi-stemming. It is recommended, to create decorative forms, to select pine trees no older than 8-10 years old, with an average growth rate in height. Decorative forms of Scots pine require annual adjustments.

Keywords: Scots pine, trunk deformation, creation of decorative forms.

Основная часть

Озеленение современных российских городов и других населенных пунктов - это задача, требующая разнообразного подхода. В том числе это касается и увеличения разнообразия древесных пород, представленных в решениях ландшафтного строительства. При решении этих задач необходимо ориентироваться на введение в ландшафтную архитектуру древесных пород, являющихся аборигенными для конкретных природно-климатических условий [1; 2]. Одной из таких древесных пород для условий Урала, несомненно, является сосна обыкновенная (PirnssylvestrisL.), на наш взгляд, недостаточно представленная в условиях городской среды.

Сосна обыкновенная характеризуется способностью произрастать и формировать устойчивые и продуктивные насаждения в различных экологических условиях [3; 4]. Для нее характерны значительная экологическая пластичность по отношению к влажности почвы, значительный диапазон между оптимальными и летальными температурами, в пределах которого дерево способно восстанавливаться после термического повреждения [5; 6].

Известно, что сосна обыкновенная довольно часто встречается в условиях городов и населенных пунктов в виде отдельно стоящих деревьев или группы деревьев, оставшихся после вырубки насаждений при подготовке территории под строительство или появившихся как естественное возобновление от имеющихся насаждений лесопарковой зоны. Зачастую такие деревья, особенно в условиях урбанизированных территорий, в силу определенных причин, имеют малоэстетичный вид (искривленные стволы, толстые ветви, неравномерно развитую крону и т.д.) [7], хотя и значительные размеры по высоте. С другой стороны, имеется возможность использовать в озеленении городов специально культивируемые декоративные формы деревьев сосны, отобранные в результате длительной селекционной работы. В тоже время использование таких деревьев достаточно ограничено в силу их высокой стоимости и небольшого количества предлагаемых образцов. Как вариант создания декоративных форм сосны обыкновенной является использование форм, появившихся в результате спонтанных соматических мутаций [8-10], но этот способ является довольно трудоемким и имеет ограниченные возможности. Кроме того, как было установлено ранее, возможно формирование своеобразных форм сосны за счет применения при выращивании в питомниках посадочного материала химических препаратов с мутагенными свойствами [11]. Однако нельзя не признать, что этот способ является крайне опасным и неэкологичным.

В свою очередь, как показали наши многолетние исследования [12], имеются существенные возможности формирования декоративных форм сосны из обычных деревьев как искусственного, так и естественного происхождения.

Возможным решением этой задачи является применение методов механического воздействия. Подобный подход учитывает то обстоятельство, что в молодом возрасте деревья сосны обладают высокой регенерационной способностью по воссозданию нарушенных структур с соответствующей затратой энергии и питательных веществ при повреждении надземной части [13-16].

Цель исследований заключалась в установлении особенностей формирования декоративных форм сосны обыкновенной путем механического воздействия без применения химических стимуляторов.

Материалы и методы исследований

Возможность формирования декоративных форм сосны определялась на основе исследований характеристик посттравматических морфологических деформаций стволов, проведенных в период с 1991 по 2021 гг. в естественных и искусственных сосновых молодняках Среднего Урала [12]. Характеристики посттравматических деформаций стволов устанавливались в сравнении с определением сосны, как дерева одноствольного, с ритмичным нарастанием моноподиального ствола [17; 18].

Для изучения характеристик древесины было отобрано более 250 модельных деревьев сосны обыкновенной в молодняках искусственного и естественного происхождения. Образцы древесины отбирались на отметках 0,1, 0,2. 0,9 высоты ствола. Для определения базисной плотности древесины применялись как метод выталкивающей силы, так и метод максимальной влажности [19; 20]. Макроскопические измерения образцов древесины проводились с помощью бинокулярного микроскопа МБС-10.

Результаты и их обсуждение

Нами предлагаются следующие основные принципы и подходы для формирования декоративных форм сосны обыкновенной:

1. По результатам массового изучения молодых деревьев сосны в насаждениях естественного и искусственного происхождения выделены два основных направления посттравматических деформаций ствола молодых деревьев сосны, возникающих после механического повреждения - нарушение моноподиального ветвления и возникновение многоствольности. Оба вида деформаций возникают в результате гибели верхушечной почки или верхушечного побега до последующих процессов регенерации.

В случае гибели верхушечной почки или верхушечного побега, в основном в ранневесенний период, происходит активизация роста побегов из почек мутовки текущего года с усилением их вертикальной ориентации (рис. 1), образуя своего рода временную многоствольность.

В течение последующих 1-3 лет в результате регенерационных процессов модификации ствола могут происходить по двум основным направлениям. По первому, один из побегов, сформировавшихся из почек мутовки, занимает центральное положение и замещает верхушечный побег. Остальные побеги, постепенно изменяя вертикальную ориентацию на выраженную горизонтальную, формируют мутовку неправильной формы, что приводит к устранению временной многоствольности. На стволе дерева в области, где произошло механическое повреждение с последующей регенерацией, хорошо заметен изгиб. Со временем этот изгиб ствола постепенно нивелируется.

По второму направлению, в случае гибели верхушечного побега, преимущественно в поздневе - сенний-летний период, также происходит усиленный рост побегов из почек мутовки и их вертикальная переориентация. Однако в этом случае не происходит замещение верхушечного побега побегом из почек мутовки. Все побеги, сформировавшиеся из почек мутовки, сохраняют вертикальную ориентацию. В дальнейшем формируется несколько отдельных стволиков. Стволики, чаще всего в количестве двух, намного реже трех. Отдельные стволики могут иметь или примерно одинаковые размеры или, чаще всего выделяется один более крупный, а остальные значительно уступают по размерам.

Рис. 1. Рост побегов из почек мутовки после гибели верхушечной почки (a) и формирование замещающего верхушечного побега и мутовки неправильной формы (b)

Как показали наши наблюдения, наиболее устойчивой модификацией многоствольности является та, которая сформировалась в нижней части стола. Для деревьев, у которых многоствольность сформировалась выше основания ствола, например, на его середине, она является временно устойчивой. Далее, в течение 3-5 лет после формирования многоствольности начинают происходить дополнительные процессы деформации. Один из стволиков, самый крупный, сохраняет свою вертикальную ориентацию, а остальные постепенно, с разной скоростью, отклоняются в горизонтальном направлении (рис. 2).

Рис. 2. Отклонение стволиков в горизонтальном направлении

Следует отметить, что установленные деформации могут встречаться неоднократно и на одном и том же стволе в различных комбинациях. Это зависит от частоты и глубины повреждений ствола. Подобное сочетание деформаций дает значительную возможность для формирования разнообразных декоративных форм деревьев сосны.

Таким образом, проведенные нами исследования показали, что при формировании декоративных форм у молодых деревьев сосны необходимо учитывать очень важный аспект - процесс регенерации обусловливает постепенное восстановление одноствольности с последующим ростом центрального побега в высоту. При формировании декоративных форм требуется ежегодная корректи-ровка роста центрального побега путем его полного или частичного удаления. Однако формирование декоративных форм сосны не может ограничиваться только контролем за центральным побегом. Вследствие удаления центрального побега, боковые ветви и дополнительные стволики получают конкурентные преимущества и могут усиливать свой рост. Кроме того, ветви могут изменять пространственную ориентацию. Таким образом, требуется ежегодный контроль не только за ростом центрального побега, но и всех остальных дополнительных побегов и ветвей. Соответственно, при отборе для формирования декоративных форм нежелательно отбирать самые крупные, быстрорастущие молодые деревья. Также нежелательно отбирать отстающие в росте деревья. При отборе, на наш взгляд, следует ориентироваться на деревья средние по размерам и темпам роста в высоту, у которых также отмечаются наиболее высокие физико-механические свойства древесины [21; 22].

При формировании декоративных форм из молодых деревьев сосны обыкновенной также необходимоучитывать, что реакция дерева на повреждение во многом зависит от глубины и серьезности повреждений [5]. Процесс заживления выражается в затягивании ран благодаря образованию каллуса и формированию нового камбия посредством превращения каллуса в новые камбиальные клетки. Общий объем каллуса зависит от размеров раны. Камбий, в свою очередь, продуцирует толстостенные клетки ксилемы и лучей. Наиболее успешное заживление ран после повреждения наблюдается у здоровых молодых деревьев.

Проведенный анализ показал, что у деревьев без повреждений изменение базисной плотности древесины по стволу носит равномерный характер, плавно снижаясь от основания к вершинке, что подтверждается имеющимися литературными данными [23-25]. У деревьев, имевших механические повреждения, такого плавного изменения не наблюдается. В тех областях ствола, где имело место механическое повреждение и последующая регенерация, наблюдается заметное увеличение плотности древесины. Примеры изменения базисной плотности приведены на рис. 3.

Рис. 3. Изменение базисной плотности древесины по стволу дерева (А - дерево без повреждений, B - дерево с заменой побега, C - дерево с многоствольностью (крупным значками указаны места повреждений)

декоративный сосна дерево

Изменение базисной плотности и содержания поздней древесины у деревьев с механическими повреждениями ствола