Растительные ресурсы, 2022, T. 58, № 4, стр. 366-375

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Объектом исследования являлись четыре образца саженцев J. regia, отобранных в 2019 г. по итогам первичных интродукционных испытаний в Среднем Предуралье, проведенных в городе Ижевске и Каракулинском административном районе Удмуртской Республики. Семенной материал был получен в 2011 г. весной из Ботанического сада Самарского ГУ и посеян на территории Отдела интродукции и акклиматизации растений УдмФИЦ УрО РАН, г. Ижевск. В 2013 г. 3 саженца J. regia были высажены на постоянное место на территории Отдела интродукции и акклиматизации растений г. Ижевск и 1 саженец – в Каракулинском административном районе Удмуртской Республики. Характеристика объектов исследования представлена в табл. 1.

Город Ижевск расположен в Среднем Предуралье, климат территории умеренно-континентальный с продолжительной многоснежной зимой, теплым летом и хорошо выраженными переходными сезонами (весной и осенью). Январь является самым холодным месяцем в году. В 1978 г. 31 декабря был отмечен абсолютный минимум –47.5 °С. Ижевск находится в зоне достаточного увлажнения. Ограничивающим фактором интродукции теплолюбивых культур в Среднем Предуралье до недавнего времени являлись поздние весенние заморозки. В последние годы на фоне глобального потепления интенсивность возвратных весенних заморозков снизилась [14, 15].

Метеорологические показатели вегетационных сезонов в период наблюдений (2019–2021 гг.) в г. Ижевске представлены в табл. 2. Активной температурой для развития большинства древесных растений умеренной зоны считается 10 °C и выше. При температуре выше 25 °C у растений усиливается транспирация, а недостаточное увлажнение может вызвать нарушение водного баланса [16]. В июне 2019 г. на фоне дефицита осадков в 15 случаях ночные температуры были ниже 10 °C, дневные температуры в 9 случаях поднимались выше 25 °C. Июль был более теплым. Ночные температуры только в 6 случаях опускались ниже 10 °C, дневные в 7 случаях были выше 25 °C. Осадков выпало больше нормы – 125%. В августе в 16 случаях ночная температура фиксировалась ниже 10 °C, днем всего в 4 случаях поднималась выше 25 °C. Осадков выпало в два раза больше нормы – 203% (табл. 2).

Июнь 2020 г. характеризовался дефицитом осадков и был относительно прохладным. Дневные температуры выше 25° С отмечены всего в 4 случаях. Ночные температуры опускались ниже 10 °С в 17 случаях. Июль был теплым и отличался хорошей влагообеспеченностью. В 24 случаях была зафиксирована дневная температура выше 25 °C, и всего в 2 случаях ночью температура опускалась ниже 10 °C. В августе среднемесячная температура соответствовала норме, но отмечался дефицит влаги (табл. 2). Вторая декада августа была прохладной, температура не поднималась выше 20 °C. Ночные температуры, не превышали 10 °С.

Май 2021 г. был аномально жарким. Отклонение от нормы составило +4.6 °C, при этом количество осадков составило всего 47% от нормы. С 9 по 20 мая был засушливый период с аномальными, для этого времени, дневными температурами в пределах 25–32 °C. Во второй половине июня дневные температуры находились в пределах 25–34 °C на фоне дефицита осадков (50%). Ночные температуры ниже 10 °C были зафиксированы в 10 случаях. В июле высокие дневные температуры в пределах 25–33 °C были зафиксированы в 22 случаях, но осадков выпало больше нормы – 119% (табл. 2). В августе 2021 г. высокие дневные температуры в пределах 25–33 °C наблюдались в 20 случаях, количество осадков составило 75% от нормы. Ночные температуры ниже 10 °C отмечены в 7 случаях [17].

Морозостойкость саженцев определялась согласно программе и методике сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур [18]. Давалась оценка общей степени подмерзания в баллах. Ежегодно проводились фенологические наблюдения и учет показателей роста и развития растений. В ходе исследований анализировались морфологические признаки полученных плодов (масса плода, поперечный диаметр плода). Количественные данные были обработаны статистическими методами.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Для получения хорошего урожая J. regia необходимо тепло и достаточное увлажнение. Годы исследования (2019–2021 гг.) отличались по погодным характеристикам вегетационных периодов (табл. 2). Летний период 2019 г. был прохладным, характеризовался хорошей влагообеспеченностью. Летний период 2020 г. отличался прохладным и сухим июнем, аномально жарким и влажным июлем, прохладным и сухим августом. В вегетационный период 2021 г. с мая по август наблюдались периоды (от 20 до 28 дней) с высокими дневными температурами, составлявшими 25–33 °C; в мае, июне и августе отмечался дефицит влаги [17]. Условия вегетационного периода 2021 г. можно назвать аномальными для произрастания растений в Среднем Предуралье. Возвратных заморозков в конце мая не зафиксировано.

В Воронежской области накоплен некоторый положительный опыт по интродукции J. regia. А.В. Славский [19] отмечает, что для достижения приемлемой зимостойкости J. regia, сумма активных температур должна постоянно превышать 3000 °C. Это не только с большой вероятностью избавит от повреждений весенними и осенними заморозками, но и позволит растениям полноценно подготовиться к зимним условиям, накопив необходимое количество питательных веществ.

Сотрудниками Удмуртского государственного университета А.В. Шумихиной и В.С. Мараткановой выяснено, что период со среднесуточными температурами воздуха выше 0 °C в г. Ижевск возрос от 205 дней в середине прошлого столетия до 218 дней в XXI столетии. Средняя сумма активных температур каждого последующего десятилетия, начиная с 1970-х гг., выше значения предыдущего десятилетия. В период с 2011 по 2018 г. ее средняя величина достигла максимума – 2276 °C [20].

Зима 2020–2021 гг. в районе исследований была хорошей проверкой на морозоустойчивость отобранных образцов J. regia. Температура в ночное время опускалась ниже –30 °C. Самым холодным осенне-зимне-весенним периодом был период 2020–2021 гг. Сумма отрицательных температур достигла 1511.1 °C. Самым холодным месяцем в 2021 г. был февраль: в 12 случаях температура была в пределах от –25 до –30 °C. Самая низкая температура зафиксирована 23 февраля – –32.7 °C. Сумма отрицательных температур в феврале достигла 464.8 °C. Самым теплым осенне-зимне-весенним периодом был период 2019–2020 гг. с суммой отрицательных температур 643.6 °C. Февраль 2019 г. был значительно теплее, чем в 2021 г.: сумма отрицательных температур составила 155 °C [17].

Исследуемые особи скороплодной формы J. regia, произрастающие на территории Отдела интродукции и акклиматизации растений УдмФИЦ УрО РАН, в сезон 2020–2021 гг. перезимовали без повреждений. Суммарный балл степени подмерзания с 2014 по 2021 гг. представлен в табл. 3. По полученным данным можно отметить более высокую морозостойкость образцов № 2 и 3.

Высокое качество орехов и ядра является важнейшим качеством сорта. Плоды J. regia массой 12–14 г считаются крупными, 9–11 г – средними [22]. В 2015 г. у образца J. regia № 1 наблюдалось первое цветение. Плод не образовался. У образца № 2 первое цветение наблюдалось в 2017 г. Завязалось три плода. До стадии созревания дошел только один плод, который был снят 10 октября. В 2019 г. плодоношение отмечено у образца № 2 (20 плодов). Самый крупный орех в 2019 г. в условиях Среднего Предуралья у J. regia образца № 2 весил 10.23 г. К среднему размеру отнесено 4 (20%) из 20 полученных плодов. Средняя масса полученных плодов составила 7.06 ± 0.33 г. Коэффициент изменчивости по массе С = 20.1% говорит о возможностях селекционного улучшения [13]. В 2020 г. плодоношение наблюдалось у всех 4-х образцов: у трех образцов произрастающих на территории Отдела интродукции и акклиматизации растений УдмФИЦ УрО РАН г. Ижевск и образца № 4, произрастающего в Южном агроклиматическом районе УР.

Морфология плодов представлена в табл. 4. Наилучшие морфологические показатели отмечены у образца № 4. Средняя масса плодов – 6.33 ± 0.68 г. В Центральном агроклиматическом районе УР (Ижевск) самые крупные плоды отмечены у образца № 2, средняя масса которых составила 5.53 ± 0.41 г. У образца № 1 и 3 первый год плодоношения. Средняя масса плодов у образца № 3 составила 5.22 ± 0.11 г. У образца № 1 отмечено гроздевое плодоношение. Средняя масса плодов – 3.83 ± 0.29 г.

В 2021 г. урожай орехов в количестве 24 штук был получен только от формы № 2.

Начало цветения женских цветков зафиксировано у всех трех образцов J. regia 21 мая. Цветение мужских сережек зафиксировано у образцов №№ 1 и 2 – 17 мая, а у образца № 3 – 15 мая. У J. regia образца 1 и 3 все цветки опали, у образца № 2 опали частично, в основном с верхней части. На нижних и на средних ветках завязались плоды. Можно предположить, что опадение женских цветков произошло из-за аномально-жаркого периода в середине мая с дефицитом влагообеспечения. Для хорошего развития J. regia необходимо тепло и достаточное увлажнение. С 9 по 20 мая был засушливый период с аномальными, для этого времени в Среднем Предуралье, дневными температурами в пределах 25–32 °C. Осадки выпали 21 мая. В 20 случаях дневные температуры мая поднимались выше 20 °C. В течение месяца было всего 11 дней с осадками в сумме 21 мм, это всего 47% от нормы.

В табл. 5 представлены данные морфологии полученных плодов J. regia в 2021 г. Полученная средняя масса J. regia формы № 2 (4.98 ± 0.19 г) ниже полученных в 2019 и 2020 гг.

В табл. 6 дается сравнительная характеристика средней массы J. regia сортообразца № 2 в период 2019–2021 гг. По полученным данным видно, что наибольшие средние данные морфологических признаков получены в 2019 г. Более всего различается масса орехов. В 2019 г. был зафиксирован самый крупный полученный орех от формы № 2 массой 10.22 г. В 2020 г. было получено всего 7 орехов, средняя масса которых меньше, чем в 2019 г. на 1.53 г. Наименьшие показатели морфологических признаков зафиксированы в 2021 г.

Важным качеством для теплолюбивых культур в средней полосе России является короткий вегетационный период. Было проведено сравнение фенологии исследуемых образцов № 1, 2, 3 J. regia произрастающих на территории УдмФИЦ УрО РАН, г. Ижевск с фенологическими наблюдениями за J. regia в Воронежской области [21].

Распускание почек у всех исследуемых нами образцов J. regia в 2019–2021 гг. отмечено в период с 8 по 9 мая, в 2021 г. 4 мая. Эти сроки не отличаются по срокам распускания почек J. regia в Воронежской области. Отличие наблюдается по осенним фазам. Начало пожелтения J. regia у образцов № 1, 2, 3 отмечено с 21 по 25 сентября, а по Воронежской области начало пожелтения листвы отмечается на две недели раньше 4 сентября. Начало листопада у исследуемых нами образцов J. regia в условиях Среднего Предуралья зафиксировано 2–4 октября. В условиях Воронежской области начало листопада отмечалось почти на три недели раньше с 13 сентября, конец листопада – с 27 сентября по 4 октября. У исследуемых образцов J. regia в условиях Среднего Предуралья конец листопада наблюдался с 4 по 18 октября.

Начало пыления в условиях Среднего Предуралья и Воронежской области отмечено почти в одно, и тоже время – 17–18 мая. Начало развития женских цветков по Ижевску отмечалось 19–22 мая, а окончание – с 31 мая по 8 июня. По Воронежской области начало развития женских почек на две недели раньше – 15–17 мая. Вегетационный период исследуемых образцов J. regia по данным наблюдений 2019–2021 гг. в условиях Среднего Предуралья в связи с более поздним листопадом по сравнению с фенологией по Воронежской области продолжительней более чем на две недели и составляет 158–162 дня. У J. regia образца № 2 вегетационный период короче на три дня по сравнению с образцами №№ 1 и 3. Продолжительность вегетационного периода зависит от погодных условий – главным образом от даты наступления осенних заморозков. Исследуемые образцы J. regia проходят все фазы развития в условиях Среднего Предуралья.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При интродукции в условиях Среднего Предуралья сортообразцов Juglans regia L. в период 2019–2021 гг. наблюдались периоды с разными погодными характеристиками, не всегда комфортными для развития растений. Вегетационный период 2021 г. можно назвать аномальным по условиям из-за высоких дневных температур в пределах 25–33 °C (от 20 до 28 дней за месяц) с мая по август и дефицита влаги в мае, июне и августе. В зимний период 2020–2021 гг. сумма отрицательных температур достигла 1511.1 °C, превышая более чем в два раза суммы отрицательных температур зимнего периода 2019–2020 гг. В феврале 2021 г. в 12 случаях была зафиксирована температура в пределах от –25.1 до –32 °C. Все исследуемые образцы J. regia перенесли эти морозы без поражений. Наиболее комфортным для развития исследуемых сортообразцов J. regia был вегетативный период 2019 г. Он характеризовался прохладным летом с хорошим влагообеспечением [17].

В 2019 г. был получен самый крупный орех массой 10.23 г. У 4-х из 20 полученных плодов (20%) размер был средним, большинство плодов отнесены к категории мелких. В 2020 г. все плоды были отнесены к группе мелких. Наилучшие морфологические показатели плодов отмечены у образца № 4, произрастающего в Южном агроклиматическом регионе Удмуртии. Средняя масса плодов составила 6.33 ± 0.68 г (табл. 3). В Центральном агроклиматическом районе УР (г. Ижевск) самые крупные плоды J. regia отмечены у образца № 2, средняя масса которых составила 5.53 ± 0.41 г. Качество полученных плодов в 2020 г. было ниже, чем в 2019 г. Можно предположить, что на качество плодов отрицательно повлиял интенсивный рост побегов (до 1 м) в июле месяце, после прохладного и сухого июня. В 2021 г. урожай орехов в количестве 24 штук был получен только от образца № 2. Средняя масса полученных орехов составляла 4.98 ± 0.19 г. На ухудшение качества урожая орехов повлияли аномально жаркие условия вегетационного периода 2021 г.

По результатам исследований 2019–2021 гг. выделен сортообразец № 2, плодоносивший каждый год и имеющий наилучшие морфологические данные плодов J. regia скороплодной формы (средняя масса плодов 7.06 ± 0.33 г). Коэффициент изменчивости по массе (19–20%) говорит о возможностях селекционного улучшения. Отмечено, что положительно на качество урожая в 2019 г. повлияло хорошее влагообеспечение в вегетационный период, хотя среднесуточная температура в июне, июле и августе была ниже нормы на 1–2 °C.

Фенологические наблюдения показали, что образцы, отобранные по итогам первичной интродукции J. regia в условиях Среднего Предуралья проходят все фазы развития. Начало осеннего расцвечивания листьев у J. regia зафиксировано с 15 по 25 сентября, начало листопада – со 2 по 7 октября, конец листопада – с 13 по 18 октября.

В процессе исследования выявлен самый перспективный сортообразец J. regia (№ 2), который плодоносил при любых погодных условиях и имел наилучшие показатели полученного урожая. В целом, J. regia является перспективным видом для интродукционной работы, может быть использован для расширения ассортимента орехоплодных культур в любительском плодоводстве, а также для озеленения садов и парков городов Среднего Предуралья и сопредельных регионов.