Морозостійкість рослин культиварів Acer platanoides L. У насадженнях м. Києва з різним ступенем антропогенної трансформації

Міські зелені насадження - функціонально важливий і незамінний компонент міського середовища, що забезпечує вирішення низки екологічних, санітарних, рекреаційних, містобудівних та інших завдань життєзабезпечення міста [1]. Відповідно, декоративність і функціональна повноцінність міських зелених насаджень - один з ключових параметрів стану міста [2].

Клен гостролистий може бути віднесений до найбільш розповсюджених та ефектних деревних видів у парках, садах та скверах [3]. Надзвичайно декоративний упродовж всього вегетаційного періоду: навесні (в період квітування) - жовто-зеленим тлом, влітку - красивою щільною кроною, темно-зеленим орнаментальним листям, восени - помаранчево-жовтим та золотистим листям [4]. Велике декоративне значення мають штучно отримані культивари клена гостролистого, які відрізняються від виду архітектонікою крони, різноманітним забарвленням і конфігурацією листя та ін. [5, 6] Усі культивари клена гостролистого мають велике значення для підсилення декоративності насаджень міста. Наразі у світі відомо більше 150 культиварів виду, які набули великої популярності в озелененні міст як Європи, так і Америки, у той час як в зелених насадженнях м. Києва трапляються лише рослини 5 культиварів [7].

Необхідною умовою успішного росту рослин культиварів клена гостролистого у міських умовах є їхня реакція на фактори зимового періоду, які викликають відповідні фізіологічні типи пошкоджень - вимерзання, висушування, сонячні опіки та ін. Пристосування деревних рослин до комплексу несприятливих умов перезимівлі - зимостійкість, визначається, переважно, морозостійкістю, тобто здатністю витримувати низькі температури без очевидних пошкоджень [8]. Зимо- та морозостійкість рослин виду Acer platanoides L. та деяких його культиварів в природних умовах висвітлена в роботах М. А Кохна [9], А. Д. Букштинова [10], Н. І. Аксьонової [6] та В. Ф. Собченка [11, 12], а в міських умовах це питання вивчено недостатньо.

Мета дослідження - розроблення рекомендацій щодо подальшого використання в міських насадженнях найстійкіших культиварів виду A. platanoides із врахуванням їхньої морозостійкості в екотопах міста, різних за рівнем трансформації.

Матеріали і методи дослідження. Дослідними об'єктами були рослини виду та 5 культиварів клена гостролистого - A. p. `Globosum', A. p. `Crimson King', A. p. `Drummondii', A. p. `Schwedlerii' та A. p. `Rehenbachii'. Зразки однорічних приростів відбирали у трьох еколого-фітоценотичних поясах (ЕФП) комплексної зони м. Києва: парках (ЕФП «П»), скверах (ЕФП «С») і насадженнях міських площ та вулиць щільної міської забудови (ЕФП «В»), які відрізняються умовами місцезростання [13]. Здерев'янілі пагони заготовляли у третій декаді лютого у період вимушеного спокою рослин. За контроль слугували пагони, які піддавалися дії низьких температур у наближених до природних умовах (штучно створеному фітоценозі). Згідно з даними метеостанції Інституту садівництва НААН України, найнижчі температури у м. Києві взимку 2013-2014 рр. сягали -25 °С. В умовах лабораторії було штучно задано ще 2 температури - -30 і -35 °С.

Потенційну морозостійкість визначали методом прямого лабораторного проморожування однорічних пагонів з подальшим аналізом рівня ушкодження тканин із застосуванням анатомо-мікроскопічної оцінки [14, 15].

Проморожування проводили у лабораторії фізіології Інституту садівництва НААН України в холодильній камері «Frigera». Інтенсивність побуріння окремих тканин оцінювали за 6-бальною шкалою М. О. Соловйової [14] у модифікації В. В. Грохольського та О. І. Китаєва [15].

Результати дослідження та їх обговорення. Аналіз експериментальних даних свідчить, що для всіх дослідних об'єктів, за винятком A. p. `Schwedlerii', зі зміною ЕФП змінюється стійкість рослин до низьких температур. Хоча потрібно відмітити, що за контрольної температури подібна тенденція не спостерігається. Пошкодження однорічних приростів рослин культиварів A. platanoides за дії температури -25 °С (без штучного проморожування) коливається від 18,3 % (A. p. `Reitenbachii'; ЕФП «П») до 24,4 % (A. p. `Drummondii'; ЕФП «В»), що не є критичним для рослин (рис. 1). Для виду A. platanoides обмороження пагонів, відібраних у різних ЕФП, майже однакове (21,2-21,4 %), у той час як у культиварів спостерігаються незначні відмінності. Наприклад, пошкодження пагонів A. p. `Reitenbachii', відібраних у ЕФП «П», складає 18,3 %, у ЕФП «В» - 23,0 % (рис. 1).

Рис. 1 Пошкодження пагонів Acer platanoides та його культиварів за температури -25 °С

Для більшості культиварів зниження температури до -30 °С призводить до пошкодження від 30 до 45 % тканин пагону та суттєвого впливу низьких температур на рослини, які ростуть у ЕФП «В» та у деяких випадках і на рослини, які зростають в умовах ЕФП «С» (рис. 2). Досить наочно ця тенденція спостерігається на прикладі культивару A. p. `Globosum', пагони якого пошкоджуються на 29,6 % в умовах ЕФП «П» (зразки відібрані у парку ім. Т. Г. Шевченка), на 39,8 % в умовах ЕФП «С» (зразки відібрані у сквері ім. М. Заньковецької) та на 53,6 % в умовах ЕФП «В» (зразки відібрані у насадженнях вздовж просп. Голосіївського). На нашу думку, така суттєва різниця (на 24 %) між пошкодженнями пагонів рослин, що зростають у парку та вздовж автомагістралі, спричинена високими концентраціями полютантів і значним антропогенним впливом на вуличні насадження. Для культиварів A. p. `Drummondii', A. p. `Crimson King' та A. p. `Reitenbachii' різниця між ушкодженням пагонів, відібраних у ЕФП «П» та ЕФП «В», відповідно склала 14,4, 14,1 та 12,5 %. Не спостерігається значної різниці ушкодження пагонів, відібраних із різних ЕФП, для рослин виду A. platanoides, які коливаються від 32,2 до 33,5 %, та рослин культивару A. p. `Schwedlerii' (пошкодження склало 33,0-33,9 %) (рис. 2), що варто враховувати під час добору рослин для висадки у найнапруженіших умовах міста (вулиці, площі, дорожні розв'язки).

Рис. 2 Пошкодження пагонів Acer platanoides та його культиварів за температури -30 °С

Після проморожування пагонів за температури -35 °С пошкодження їхніх тканин суттєво зростає і становить в межах 42-64 % (за винятком ушкодження пагонів рослин культивару A. p. `Reitenbachii' із ЕФП «П», яке складає всього 31,7 %) (рис. 3). Як помітно на рис. 3, різниця між пошкодженням пагонів рослин у ЕФП «П» та у ЕФП «В» суттєва і коливається в межах 10,6-19,8 %. Єдиним виключенням у wmjve випадку є культивар A. p. `Schwedlerii', пошкодження пагонів якого в усіх ЕФП складає 44,9-46,3 %.

Важливо відмітити, що коливання між пошкодженнями пагонів різних дослідних об'єктів в умовах ЕФП «П» досить незначне і ушкодження тканин знаходиться в межах 42,1-44,9 % (за виключенням культивару A. p. `Reitenbachii'), у той час як в умовах ЕФП «В» ці показники коливаються від 46,3 (A. p. `Schwedlerii') до 63,8 % (A. platanoides).

Відповідно до отриманих результатів, досліджені рослини можна розташувати у послідовний ряд морозостійкості (від найстійкішого, за температури проморожування -35 °С) в умовах ЕФП «П»: A. p. `Rekenbachii' > A. p. `Globosum' > A. p. `Crimson King' > A. p. `Drummondii' > A. platanoides > A. p. `Schwedlerii' та в умовах ЕФП «В»: A. p. `Schwedlerii' > A. p. `Rekenbachii' > A. p. `Crimson King' > A. p. `Globosum' > A. p. `Drummondii' > A. platanoides.

Рис. 3 Пошкодження пагонів Acer platanoides та його культиварів за температури -35 °С

Дослідження анатомічних зрізів проморожених пагонів показало, що найчутливішими до дії від'ємних температур є верхівка пагону та брунька, що може бути пов'язано з активізацією ростових процесів. Середина пагонів пошкоджується значно менше (рис. 4).

У більшості рослин найчутливішіми до дії холоду є бруньки. Так, у рослин A. platanoides, A. p. `Drummondii' та A. p. `Crimson King' в ЕФП «В» за дії температури -35 °С вони зазнають пошкоджень у межах 70,0-73,3 %. У рослин A. p. `Globosum', A. p. `Schwedlerii' та A. p. `Rerienbachn' найбільше ушкоджується апікальна частина пагону (65,7-75 %) (рис. 5, 6). Найменш чутливою до дії низьких температур є середня частина пагону в розрізі через міжвузля. Пошкодження тканин у цій частині пагону за температури -35 °С в умовах ЕФП «В» коливається від 30,7 % у A. p. ^ейепЬасЫй до 52,9 % у A. platanoides. У всіх дослідних об'єктів відсоток пошкодження пагонів у середній частині через бруньку майже не перебільшує відповідні показники в середній частині через міжвузля і коливається в межах від 33,3 % (A. p. ^ейепЬасЫй) до 59,6 % (A. platanoides) (рис. 4).