Интродуценты широко используются при озеленении не только в европейской части России, но и в условиях сибирского резко континентального климата [1–4]. Исследование возможностей роста и развития интродуцентов в этих условиях особенно актуально в связи с относительной бедностью видового состава местной древесной растительности [1–3]. Некоторые виды рода Quercus, такие как дуб монгольский (Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb) и дуб черешчатый (Q. Robur L.), довольно успешно произрастают в условиях Новосибирска, Иркутска и достигают плодоношения [1, 3–5]. Как указывают исследователи, представители рода Quercus страдают от морозов, имеют относительно невысокую приживаемость, замедленный рост и развитие [6–8]. Однако для условий севера Иркутской области исследование состояния представителей рода Quercus не проводились.

Цель исследования: оценка состояния представителей рода дуб (Quercus) различных лет посадки и различных способов посадки с использованием морфометрических и биоиндикационных методов на территории дендрария Братского государственного университета.

Материалы и методы исследования

Исследования проводились в 2015–2019 гг. Всего обследовано 78 саженцев и сеянцев представителей рода Quercus. По общепринятым методикам определялась приживаемость сеянцев и саженцев [1, 2]. Рассчитаны морфометрические показатели (диаметр стволика у основания корневой шейки (см), высота (в см), диаметр кроны (см), верхушечный и боковой прирост). Диаметр стволиков измерялся электронным штангенциркулем у шейки корня. Высота саженцев определялась мерным шестом. В 2019 г. проведена оценка жизненного состояния саженцев методами биоиндикации с определением показателей флуктуирующей асимметрии и площади листовой пластинки по методике В.М. Захарова [9].

Для представителей рода дуб экспресс-оценка развития проводилась по следующим параметрам, указанным на рис. 1.

Рис. 1. Схема морфологических признаков для оценки стабильности развития листьев рода Quercus: 1 – расстояние между окончаниями второй и третьей лопасти; 2 – угол между рахисом и первой латеральной жилкой; 3 – длина жилки первой лопасти; 4 – расстояние между основаниями первых двух жилок

Показатель асимметрии указывает на нестабильность развития растений [9]. При балльной оценке использовалась таблица соответствия баллов качества среды значениям коэффициентов асимметрии [9].

Объектом исследования являются посадки рода Quercus в условиях дендрария Братского государственного университета. Братск относится к территориям, приравненным к районам Крайнего Севера. Среднегодовое количество осадков – около 370 мм в год. Холодный период длится в среднем шесть месяцев (со второй декады октября до третьей декады апреля). Среднемноголетняя продолжительность безморозного периода в центральной части города составляет 94 дня. Первые заморозки отмечены 8 сентября, последние – 5 июня. Среднемесячная температура самого холодного месяца – января – составляет –22,6 °С (абсолютный минимум в этом месяце зарегистрирован –57 °С), самый теплый месяц – июль – имеет среднемноголетнюю температуру +18,2 °С (абсолютный максимум зарегистрирован +37 °С). Среднегодовая температура воздуха по многолетним данным составляет –2,2 °С. В последнее время наблюдается повышение среднегодовой температуры воздуха примерно на 1,0 °С.

На территории дендрария произрастают дубы различного происхождения и различных видов. Видовой состав представлен дубом черешчатым (Quercus robur L.), дубом монгольским (Quercus mongolica Fisch.ex Ledeb.) и дубом красным (Quercus rubra L.). Больше всего по численности приходится на посадки дуба черешчатого, который выращен из желудей дуба, посаженного в поселке Куйтун Иркутской области и находящегося в стадии плодоношения. Часть саженцев дуба черешчатого выращены из желудей местного дуба на дачном участке в районе Братска. Часть посадок создана из желудей местного происхождения, выращенных в камере искусственного климата MKF-240. Дуб монгольский в основном представлен саженцами, которые были закуплены в декоративном питомнике города Иркутска, и саженцами из желудей, полученных из Хабаровского края. В процессе доставки желуди проросли и были высажены осенью, т.е. период прорастания желудей был нарушен. Однако всходы сохранились и в настоящее время произрастают на территории дендрария; ведется учет их состояния и прироста.

В 2015 г. на территории университета были высажены первые саженцы дуба монгольского из декоративного питомника Иркутска. Всего высажено 3 саженца, сохранилось 2, приживаемость составила 66,6 %. В 2016 г. произведены посадки дуба черешчатого: 1 саженец (приживаемость 100 %) и 12 штук желудями, из которых сохранились 4 (приживаемость 33,3 %). В 2017 г. высажены 2 саженца дуба черешчатого, приживаемость составила 100 %. В 2018 г. произведены посадки дуба черешчатого, монгольского и красного путем посадки желудей. Всего высажены 56 желудей, сохранились 40 растений, приживаемость составила 71,4 %; в том числе были высажены 10 желудей дуба красного, привезенных из европейской части РФ, которые также выращены в условиях Братского государственного университета. В 2019 г. произведены посадки саженцев дуба черешчатого в количестве 5 штук, приживаемость составила 100 %. Следует отметить, что посадочный материал высаживался на территории университета, плодородный грунт добавлялся только при посадке, так как на территории встречается большое количество строительного мусора. На рис. 2, 3, 4 представлены фото сеянцев и саженцев трех видов дуба.

Рис. 4. Сеянец дуба красного (Quercus rubra L.) в 2019 г.

Основная задача исследования – это сравнение состояния разнообразных по происхождению дубов.

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты измерения морфометрических показателей представлены в табл. 1. Обобщенные результаты исследований прироста растений представлены в табл. 2.

На основании данных табл. 3 заметны различия по площади листовых пластинок исследованных саженцев и сеянцев. Наибольшую площадь листовой пластинки имеют саженцы дуба монгольского, средняя площадь листовой пластины составляет 95,69 см2; даже у сеянцев, выращенных из желудей, площадь листовой пластины довольно значительная (12,57 см2), на втором месте по размеру листовой пластинки располагаются саженцы и сеянцы дуба черешчатого. Саженцы имеют среднюю площадь листовой пластины от 14,26 до 16,90 см2, у сеянцев дуба черешчатого площадь листовых пластин составляет от 10,90 до 14,01 см2. Наименьшую площадь имеют листья дуба красного – 6,25 см2. В результате были получены баллы флуктуирующей асимметрии, характеризующие состояние листьев представителей рода Quercus (табл. 4).

Баллы были интерпретированы как условия для развития растений: 1 – отличные условия для произрастания; 2 – хорошие условия для произрастания («норма»); 3 – относительно хорошие условия для произрастания (требуются мероприятия по улучшению условий произрастания); 4 – удовлетворительно (необходим комплекс мероприятий по улучшению условий произрастания); 5 – неудовлетворительно (критическое состояние), требуются срочные меры для повышения устойчивости растений.

Из табл. 4 видно, что наибольшая стабильность развития (балл 4) отмечается у сеянцев дуба черешчатого 2016 г. посадки и дуба красного 2018 г. посадки, все остальные растения характеризуются нестабильным развитием, что можно объяснить суровыми климатическими условиями и низким плодородием почвы.

Выводы

По полученным результатам можно сделать следующие выводы:

– морфометрические показатели сеянцев и саженцев представителей рода Quercus свидетельствуют о том, что в раннем возрасте дубы дают минимальный прирост по диаметру, верхушечному и боковым приростам, что соответствует биологическим особенностям роста и развития представителей рода Quercus [1, 2, 4, 5];

– в последующие годы прирост увеличивается на 30 % и более, при этом саженцы дают большие значения прироста по сравнению с сеянцами того же вида;

– наибольшую площадь листовой пластинки имеют саженцы дуба монгольского, средняя площадь листовой пластины составляет 95,69 см2, на втором месте по размеру листовой пластинки находятся саженцы и сеянцы дуба черешчатого, наименьшую площадь имеют листья дуба красного – 6,25 см2;

– в результате замеров листьев были получены баллы флуктуирующей асимметрии, характеризующие состояние листьев представителей рода Quercus. Значение флуктуирующей асимметрии, показывающее нестабильность развития исследуемых видов интродуцентов в условиях дендрария Братского государственного университета, свидетельствует о неблагоприятных условиях для развития саженцев и сеянцев рода дуб. К ним относятся суровые климатические условия, низкое качество почвы, высокая рекреационная нагрузка на территории дендрария, что требует проведения дополнительных агротехнических мероприятий для повышения стабильности развития рода дуб в условиях Братска. К ним следует отнести внесение плодородного нейтрального грунта и комплексных удобрений, укрытие молодых сеянцев на зиму, что позволит улучшить общее состояние представителей рода дуб в условиях дендрария на севере Иркутской области.