Содержание к диссертации
Введение
Глава I. обзор литературы 5-15
Глава 2 . Прииродно-климатические условия полуострова Мангышлак 16-22
2.1. Климат 16
2.2. Геология, рельеф,гидрология . 17
2.3. Почвы 19
2.4. Растительность . 21
Глава 3. Объекты и методика исследований. 23-28
Глава 4. Состояние яблоневых насаждений Мангшілака , ;. 29-37
Глава 5 . Зколого-биологическая характеристика интродувдрованных яблонь 38-131
5.1 . Состав и формирование коллекции . 38
5.2. Рост интродоцентов 46
5.3. Фенология 62
5.4. Корневая система. , . 75
5.5. Элементы водного режима и жаростойкость яблонь, 115
5.6. Перспективы семенного размножения яблонь на Мангышлаке 125
Обсуждение результатов исследования 132-139
Выводы 140-142
Литература... І, 143-155
Приложение 156-170
Введение к работе
Полуостров Мангышлак представляет собой крайне аридный регион Казахской ССР с весьма специфическими условиями. Здесь в последние два десятилетия возникли крупные промышленные центры, населенные пункты. Создание зеленых массивов является в этих условиях важной социально-экологической проблемой. Зеленые насаждения не только способствуют смягчению климата, но и выполняют существенную санитарно-гигиеническую роль (Полтавская,1976), Мангышлакским экспериментальным ботаническим садом АН КазССР проводится большая работа по интродукции декоративных древесно-кустарниковых и цветочных растений, однако в ассортименте зеленых насаждений должны занять определенное место и дикие плодовые растения, которые могут придать зеленому наряду своеобразный колорит (Славкина, 1976). Среди привлекавшихся для испытания плодовых растений несомненный научный и практический интерес представляют яблони. Имеется целый ряд довольно наро- и засухоустойчивых и чрезвычайно декоративных видов. Кроме того, некоторые из них могут быть использованы в качестве подоойиего материала.
о Развитие плодводства на полуострове Мангышлак, где нет поверхностных речных стоков для орошения, проблема весьма трудная, по развитие оазисного садоводства во многих хозяйствах вполне возможно. Небольшие яблоневые сады (имеющиеся преимущественно в горной части полуострова), подтверждают возможность успешной интродукции яблонь на Мангышлак. В настоящее время в совхозах области закладываются новые плодовые сады, в пригородных зонах создаются садоводческие товарищества (160 га осваивается под дачные участки в пригороде Шевченко). Однако работа по завозу посадочного материала, выращиванию и содержанию садов ведется стихийно. Поэтому отбор наиболее устойчивых видов, форм и сортов для включения в ассортимент зеленых насаждений имеет научное и практическое значение. В связи с этим нами с 1975 года проводится работа как по изучению состояния имевдихся яблоневых насаждений, так и по интродукцш яблонь на Мангышлак.
Целью исследования является изучение представителей рода Malus Mill. , Ентродуцированных на Мангышлак, отбор наиболее устойчивых в местных условиях видов и разновидностей, разработка приемов их выращивания.
Проводилось изучение биоэкологических особенностей интродуцированных яблонь, в частности, морфологии всходов, роста и развития, семенного размножения. Изучались водный режим и жаростойкость, а также распространение корневых систем яблонь в засоленном почвогрунте.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Обоснование возможности культуры представителей рода Malus Hill. в условиях Мангышлака.
2. Разработка приемов выращивания перспективных в местных условиях видов и разновидностей.
Геология, рельеф,гидрология .
На территории Мангышлака ввделяются следующие геоморфологические районы; горный Мангышлак, включающий хребты Кара-таучик, Восточный и Западный Каратау, куэстовые гряды Южного и Северного Актау; Восточный Мангышлак, охватывающий зону обращенного рельефа юго-восточного продолжения Каратауской мезоантиклинали; Южный Мангышлак, включающий плато равнинно 18 го Мангышлака, Кендырли Каясанское плато» а также полуостров Тюб-Караган; Северо-Мангышакская низменность; полуостров Зузачи.
Несмотря на различие геологического строения, почвооб-разующие породы имеют общие черты: засоленность, высокую карбонатность, гипоонооность и наличие остатков морокой фауны (Боровский и др., 1974). Мангышлак отличается безводностью. Здесь нет поверхностных источников воды, за исключением некоторых малодебитных родников, которые выклиниваются у подножия Кзратау. К поверхностным источникам горного Мангышлака модно отнести так е воды временных стоков, возникающих после кратковременных ливневых осадков. Грунтовые воды со свободной поверхностью зеркала на равнинах с близким залеганием сарматских известняков полностью отсутствуют. Они встречаются в . приморской полосе на участках морского пляжа, в сазовой полосе предгорьев, в некоторых замкнутых впадинах. Все эти воды солоноватые и соленые. Только в эоловых песчаных мае-. сивах, благодаря благоприятным условиям инфильтрапнн атмосферных осадков и конденсапии водяных паров из воздуха, в песке сформировались линзы относительно пресных вод,
В последние годы было открыто несколько месторождений пресных и слабосолоноватых подземных вод: Саускан, Туесу, Куйлыс и другие. Количество утвержденных эксплуатационных запасов подземных вод с минерализапией до 3 г/л составляет 145 тыелл3 в сутки или более 50 млн.м3 в год (Есполов, 1976). Вое же в настоящее время используемые запасы подземной воды не удовлетворяют потребности населения, не говоря уже о поливном земледелии. 2.3. Почвы
Мангышлак расположен на стыке двух почвенных подзон -бурых и серо-бурых почв. Северная и северо-западная часть полуострова относится к бурой подзоне северных пустынь, а . южная із юго-восточная - к серо-бурой подзоне южных пустынь. Средш зональных почв, как это свойственно пустыням, много н солончаков, солоыов и массивов бугристых песков. Б предгорной полосе мелкими пятнами на выходах родниковых вод встречаются луговые солончаковые и солончаковатые сазовые почвы. В обеих подзонах, в щюсадочных понижениях, которые получают дополнительную влагу, развиваются лугово-бурые или лугово-Серо-бурые почвы. Имеются пятна такыров, особенно на юге полуострова. Все зональные почвы Мангышлака имеют ярко выраженные признаки пустынного почвообразования. Это наличие пористой корки, уплотненного оглеенно-го горизонта, малая мощность почвенных горизонтов, небольшое содержание перегноя, светлая окраска, пожелтение и ожелезненность, общая слабая выветрелость почв, низкое содержание коллоидного ила, вследствие всего этого низкая емкость поглощения (Боровский, Джамалбеков, 1976). Но вместе с тем зональные почвыполуострова характеризуются некоторыми Пронинойальными спеиифическими показателями, имеющими важное мелиоративное значение. Они отличаются почти повсеместным близким подстилаииегл (с глубины 0,5 - I м) плотных сарматских известняков. Им свойственна также повсеместная засоленность. Почвы Мангышлака высоко-карбонатны, сильно загипсованы. Высокое содержание водно-растворимых солей, карбонатов и гипса характерно также для всей грунтовой толщи. Выделяются следующие роды зональных почв (Боровский и др., 1974).
Бурые: солончаковатые, солониеватые, солониевато-солон-чаковые, сазово-солончаковые. Лугово-бурые: солончаковатые, солонневатые, солонпевато-солончаковые, сазовые солончаковые. Серо-бурые, подзоны южной пустыни: серо-бурые солончако-ватые» серо-бурые солонпеватые, серо-бурые солониевато-солон- . чэковатые, серо-бурые корково-солончаковые, серо-бурые эродированные» серо-бурые малоразвитые. Почвы стаиионара Мангышлакского експериментального ботанического сада АН КазССР,. іще проводилась работа по привлечению и изучению дикорастущих: яблонь, относятся к бурым солон-чаковатым. По механическому составу это легкие и средние суглинки. Почвообразующая порода - сарматский.известняк, залегает неравномерно - от 1,5 до 5-6 м и глубже. Почва бедна важными для растений питательными веществами - азотом и фосфором. Гумуса в верхних: горизонтах содержится около 1% Отношение углерода к общему азоту составляет 8. Соотношение меаду гуминовшли и фульвокислотами меньше единшш (Боровский и др., 1974).
Бурые солончаковатые почвы обладают относительно развитым профилем: мощность гумусовых горизонтов составляет 25-30 см. Описываемые почвы вскипают с поверхности, выделения карбонатов в виде белесоватых пятен заметны в низшей части гумусового горизонта. Однако встречаются почвы со слабо выраженными карбонатными горизонтами. Максимум карбонатов может находиться в различных частях профиля. Реакция почвенного раствора щелочная и меняется до сильнощелочной. На глубине 60-70 см резко увеличивается содержание гипса. Количество воднорастворшлых солей в гумусовом горизонте невелико. Больше всего их обнаруживается в гипсоносном горизонте на глубине 60-100 см Почвы эти по степени засоления солончако-ватые и глубокосолончаковатые, по типу засоления - сульфатные и хлоридно-сульфатные. Для предупреждения процессов вторичного засоления при орошений на опытной территории построен горизонтальный дренаж.
Растительность
По составу растительности территория Мангышлака относится к пустынной зоне формациями. По направлению с севера на юг наблкщается смена ассоциаций от злаково полынных К полынно-бигаргуНОВЫМ Б бигср-гуново-тетыровым (Агеева, 1955, 1974) Растительный покров . имеет изрежешшй и низкий травостой, особенно в южной части. Проективное покрытие составляет в среднем 20-40 . Игле ют с я площади, лишенные высшей растительности (такыры). На легких почвах бурой подзоны изредка встречается степная растительность (ковыль, еркек). На песчаных массивах местами расположены заросли саксаульников. В горной части Мангышлака, где имеются благоприятные условия, встречаются терн, боярышник и относительно мезофильные виды травянистых растений,
Б пелом флористический состав беден. Н.Т.Агеева (1974) насчитывает на территории Казахстанского Устюрта и Мангышлака 419 видов из 209 родов и 45 семейств, на территории Мангышлака - 203 вида. Доминирующие семейства - маревые ( Chenopodiaceae Less. ), сложноцветные ( Compositae P. F, Gmel. ), злаковые ( Graminea Juss- ) И бобовые ( Ье grnninosae Juss. у. Обильно представлены ксерофиты, мезофиты приурочены в основном к межгорным долинам. Преобладают травянистые многолетники (36,5$) и длительно вегетируюшие однолетники (24,8$). Эфемеры и эфемероиды составляют 15% видов. Имеются кустарники (IXf7 ) и полукустарники (8f8$), которые образуют в основном маревые (солянки) и сложноцветные (полынь). Древесные виды составляют 2Д$.
Среди древесных и кустарниковых растений наиболее широко расцространеш виды из родов з ребенщик ( Tamarix ъ. ), саксаул (Haioxyion Bge. )f нузгун( Calligonum ь. ), курчавка ( Atrophazis і- ), эфедра (Ephedra L. )f встречаются песчаная акация ( Ammodendron Pisch- ), карагана ( Cara-gana bam- ), жостер ( Hhaumus L. ), боярышник (Crataegus am-bigua C,A,Mey- )e
Обзор почвенно-климатических условий и растительности полуострова дает цредставление о трудностях, возникакших при интродукции древесных растенийОбъектами исследования являлись интродуцированные в период с 1974 по 1982 гг. на стационаре Мангышлакского экспериментального ботанического сада АН КаэССР 27 видов и разновидностей яблонь» а также яблоневые насаждения» заложенные в некоторых совхозах области в 1959-63 гг. Яблоневые насаждения расположены в горной и припесчаной части полуострова (в районе поселков Куйбышево» Шаир, їущибек» Уштагану. Они были обследованы в 1975-1976 гг., а также в 1979 году. При обследовании насавдений мы придерживались "Методических указаний по закладке опытов с плодов о-ягодными культурами и виноградом в Казахской ССР" (1961) При этом выявлялось состояние растений в насаждениях, условия, их произрастания» породно-сортовой состав. Проводилась глазомерная разбивка деревьев на дтруппы по силе развития» давалась характеристика кадцой из этих группы по окружности или диаметру штамба» ширине и высоте кроны (от -до). Кроме того, давалась характеристика вегетативного прироста текущего года с разбивкой его на 3 группы: с сильным приростом (свыше 40 см), со средним приростом (от 20 до 40 стл) и со слабым приростом побегов (меньше 20 см); Ширину кроны измеряли в двух перпендикулярных направлениях. Измерение диаметра или окружности штамба проводили на середине высоты штамба меаду уровнем почвы и основанием первой ветви. Описание почвы в местах произрастания яблоневых насаждений взято из монографии "Почвы полуострова Мангышлак" (Боровский» и др., 1974).
Испытание дикорастущих яблонь проводилось на территории стационара Мангышлакокого экспериментального ботанического сада АН КазССР. Объектами исследования явились 27 видов и разновидностей, привлеченных путем посева семян, полученных по делекту-сам из ботанических садов Советского Союза, а такке завозом живых растений (1-2-х -летних сеянцев)» Для .уточнения видовой принадлежности пользовались имешимися в литературе ключами и монографическими описаниями рода (Юзепчук, 1939; Федоров, Иолетико, 1954; Славкина, 1965; Нестеров, 1977),
Посев семян проводился в осенне-зимний период (в октябре-январе) в предварительно подготовленную почву (перекопка с внесением органических удобрений - 30-50 т/га) в склон борозды на глубину 1,0 - 1,5 см» Цщцы прикрывались навозом и опилками, так как снеговой покров в течение зимы практически отсутствует, а температура воздуха может опускаться до - 20 и ниже. Весной гряды необходимо разутеплять и подправлять. С появлением всходов (в середине апреля) проводили полив дождеванием, с середины мая по сентябрь - напуском по бороздам, во второй половине октября - одноразовый обильный влагозарядковый полив. Для полива применялась опресненная морская вода (минерализация 1,2 - 1,3 г/л), поливная норма составляла 350 - 400 м3/га. В течение лета проводилось также пропалывание сорняков, мульчирование, рыхление почвы.
. Состав и формирование коллекции
Наблюдения за ростом и развитием сеянпев яблони различных видов проводились в течение 1976-1982 годов. В таблипе 9 приведены даты наступления фаз развития однолетних сеянпев по годам. Всходы появлялись с II по 22 апреля, развертывание семядолей наблюдалось 18-26 апреля, появление настоящих листьев отмечалось с 24 апреля по 6 мая, изменение окраски семядолей - в середине, мая, отмирание семядолей - в конпе мая -начале июня. Виды разного географического проиоховдения почти не отличались по срокам появления всходов и наступления последующих фаз развития. Несколько более ранним появлением всходов и наступлением последующих фаз отличалась яблоня ягодная (раз-нипа составляла 2-5 дней). Более значительные расхождения выявляются мевду сроками наступления фаз однолетних оеянпев по годам. Разнипа в сроках зависит от времени посева и погодных условий.Различные сроки посева (в октябре, ноябре, декабре) влияют на время появления всходов в пределах 4-7 дней. Так, при посеве в ноябре всходы яблони пурпуровой появлялись апреля, при лосеве в декабре и январе - 22 апреля. Семена яблони вишнеплодной при посеве в ноябре всходили II апреля, при посеве в декабре - 18 апреля.
Разнила в сроках появления всходов по годам зависела также от температуры воздуха І-П декады апреля. В первой декаде. апреля 1977 года средняя температура воздуха.достигала 12,1, максимальная - 22, минимальная - 6 (табл.П.І), в этих.условиях всхода появились II апреля. В 1976 году соответствующие-температуры составляли в первой декаде апреля 9,9, 18 и 2, во второй декаде повысились до 10,9 и 21С и всходы появились 18 апреля. Сравнение средних и максимальных температур в различные годы в те сроки, когда появлялись всходы, дает следующие результаты (табл.10).
Появление всходов в 1976-1977 годах происходило при средне-декадной температуре 12,1 - 12,8, появление первой пары настоящих листьев при температуре 14,1 - 15,5. А в 1976-1379 годах появление всходов и первой пары настоящих листьев происходило при температуре, близкой к ПаС,-причем даты появления первой пары листьев смешаются к концу апреля, когда . температура повышается до 13,1 - 16,6 (в первой декаде мая). В 1980 году даты появления всходов смещаются на конеп второй-начало третьей декады апреля, когда средняя температура воздуха повышается с 8,6 до 14. Таким образом, всходы яблонь появляются при средней декадной температуре воздуха не ниже II - 12. Изменениями температуры воздуха в первой - третьей декаде апреля объясняются в основном различия в сроках появления всходов яблони по годам.
Для прохождения последующих фаз развития яблонь также требуется определенная температура воздуха, которая должна быть не нижа + II0 (среднедекадная). В 1981 году (см.табл.9) наблюдалось раннее появление всходов, что связано с высокой температурой воздуха в конне марта - начала-апреля, фаза по явления настоящих листьев наступала, однако, 24 т 26 апреля, т.е. примерно в те же ороки, что и в другие годы. Сроки наступления фаз изменения окраоки и отмирания семядолей проходят в мае, в условиях постоянно высокой температуры воздуха, и недостаток тепла не может влиять на даты наступлениях этих фаз развития сеянпев.
Рост однолетних.сеянпев продолжается с мая по август (иногда по сентябрь). В среднем период их роста составляет 120-130 дней. Интенсивность роста в отдельные периоды и годы различна и зависит (при одинаковых условиях выращивания) от. ввдовой принадлежности и температуры воздуха. В 1977 году годичный прирост сеянпев был выше, чем в 1979 году, когда максимальная температура воздуха в третьей декаде июня и І-П декаде июля была на 3-5 выше, достигая 38-39 (рис.1). При повышенной температуре воздуха рост замедлялся или прекращался. В более жестких условиях 1979 года лучшим ростом отличались -среднеазиатские виды (яблоня Недзвеикого и я.Сиверса), а также китайокий вид (я.замечательная). В благоприятном для роста и развития сеянпев 1977 году оуммарный прирост в конце вегетации составлял 69-79 ом, средний суточный прироот в периоды интенсивного роота - 1,4-2,1 см. Наблвдалось ветвление на первом году жизни 3-х японских видов, а также яблони ягодной и я.восточной (сибирский и кавказский виды) через 80-98 дней пооле появления всходов. В 1979 году ветвления однолетних сеянпев не наблюдалось. Ветвление сеянпев в условиях Мангышлака
Корневая система.
Раскопки корней проводились на территории стационара Мангышлакского экспериментального ботанического сада. Опытные участки расположены на бурой солончаковатой почве, по механическому составу легко- и среднесуглинистой. Плита известняков залегает ниже 5-6 метров и не оказывает влияния на рост корней яблони. Для более конкретного .представления о распределении солей в почве на опытной площадке, в непосредственной близости от объектов, были взяты образин почвы и проведен анализ водной вытяжки (см.методику).Корневая система однолетних яблонь.
Почвенный разрез № I (табл.16). На этом участке изучалась корневая система однолетних сеянпев яблони обильнопвету-щей, я.Шейдеккера, я.пурпуровой.Распределение солей по почвенному профилю неравномерное. Максимум содержания солей приходится на нижние горизонты (80-100 см). Степень засоления в верхних горизонтах (0-30 см) слабая (по плотному остатку 0,4-0,5$). Средний горизонт (40-60 см) не засолен (0,1-0,2$). Нижние горизонты (80-100 см) сильно засолены (1,1$). Тип засоления - гидрокарбонатно-суль-фатный-магниево-калызиевый (преобладает MgCHCOO2 ). В нижних горизонтах увеличивается содержание гипса ( Caso. ), вызывающее уплотнение почвы. Содержание токсичных для растений солей находится в верхних горизонтах почвы в допустимых концентрациях.
Яблоня обильнопветущая. Высота оеяниа - 31 см, диаметр корневой шейки - 44 мм. Стержневой корень до глубины 4 см прямой, затем раздваивается ц делая несколько ступенчатых изгибов, продолжает рост.вертикально вниз, проникая в почву на глубину 35 см и 40 см. На всем протяжении от стержневого, корня отходит довольно много боковых корней первого порядка. Наиболее сильного развития достигают базальные боковые корни первого порядка. Самые длинные отходят от стержневого корня под утлом 45 косо вниз, а затем принимают горизонтальное . направление. Длина базальних боковых корней равна 19-28 см.
Боковые корни первого порядка, отходящие от главного корня на глубине 9-Ю см и ниже, более короткие. Боковые корни первого порядка покрыты боковыми, корнями второго порядка длиной 2-5 см. Ветвление идет до образования боковых корней третьего-чатвертого порядка. Длина боковых.корней.третьего порядка -2-5 мм. Диаметр корневой системы - 49 см.
В пелом корневая оистема однолетней яблони обильнопвету-щей полураокидистая, имеет ниоходяший характер ветвления, максимальная глубина проникновения в почвогрувт - 40 ом, диаметр корневой системы т 49 ом, степень ветвления до 3-4 пор.
Яблоня Шейдеккера. Высота сеянпа 47 см, диаметр корневой шейки - 44 мм, ветвление в первый год отсутствует. Корневая система стержневая, слабоветвящаяся. Главный корень, несколько изгибаясь у поверхности почвы, распространяется затем верти- -кально вниз до глубины 5 см, после чего, ступенчато изгибаясь, проникает вглубь почвогрунта на 38 см.
От базальной части отходят два крупных боковых корня первого порядка, которые распространяются вначале в горизонтальном направлении, а затем, ступенчато изгибаясь, направляются косо вниз на максимальную глубину до 27 см. В средней части корня ветвление редкое, корни тонкие и короткие. На глубине 22-24 см ветвление усиливается, несколько мощных боковых корней отходят под прямым углом и распространяются горизонтально на протяжении от двух до 12 см, затем, ступенчато изгибаясь, устремляются вниз. Ветвление на воем протяжений боковых корней редкое, усиливается на окончаниях корней. Степень ветвления довольно высокая, до образования корней 4-5 порядка. На конпах стержневого и боковых корней образуются рыхлые мочки. Имеются-короткие и тонкие придаточные корни, которые растут в непосред 80 ственной близости от поверхности почвы строго горизонтально. Длина их не более 12 см, Ветвятся до образования боковых ответвлений 4-го порядка.
В пелом корневая система полураскидистая, слабоветвящая-ся, проникает на глубину 38 см, диаметр ее - 58 см. Интенсивность ветвления корней на всем их протяжении редкая, усиливается на окончаниях как боковых, так и придаточных корней, образуя рыхлую мочку.
