Интродукция павловнии войлочной (Paulownia tomentosa Steud.)и перспективность ее использованияв условиях г. Ставрополя
В современном парковом озеленении особую востребованность имеют виды древесных растений, обладающие свойством экстремально быстрого накопления биомассы. Одним из таких растений является павловния.
Павловния (Paulownia Siebold & Zucc.) — это род древесных растений семейства павловниевых (Paulowniaceae Nakai). Ранее, до проведения молекулярно-генетических исследований, систематики относили павловнию к семействам норичниковых (Scrophulariaceae Juss.) и бигониевых (Bigoniaceae Juss.). Согласно современной классификации в роде Paulownia насчитывается семь видов: Paulownia catalpifolia T. Gong ex D.Y. Hong, P. elongata S.Y. Hu, P. fargesii Franch., P. fortunei (Seem.) Hemsl., P. kawakamii T.Ito, P. taiwaniana T.W. Hu & H.J. Chang, P. tomentosa Steud., природный ареал которых находится в различных областях Китая. Последний из перечисленных видов —павловния войлочная (P. tomentosa) — это быстрорастущее и декоративное дерево высотой до 20 м, дающее легкую непрочную древесину и способное укреплять пологие влажные склоны.
Павловния войлочная натурализовалась в регионах соответствующего климата в ряде стран и является наиболее распространенной в культуре по сравнению с другими видами рода. В соответствии с международной базой мирового растительного разнообразия культурный ареал павловнии войлочной на карте занимает многие регионы с теплым умеренным и субтропическим климатом. Как декоративное растение она широко представлена в Китае, Южной Корее, Японии, Австралии, Европе, Закавказье, Передней и Средней Азии. В Японии это дерево выращивается для получения технического масла из его семян, для производства бумаги и мелких поделок — шкатулок и др. В Северной Америке павловния войлочная была интродуцирована в 1834 году. В США ареал распространения этого интродуцента — в основном южные штаты, рассеянно представлен на широте г. Бостона (зона зимостойкости USDA 6, изредка 5b). В настоящее время на юге США павловния является инвазивным видом.
В России павловния войлочная выращивается в южных регионах: на Черноморском побережье (в том числе в Крыму), отмечены местонахождения в Майкопе, Краснодарском крае. Есть сведения о произрастании этой культуры в городах Ессентуки, Кисловодск, Нальчик. В условиях Москвы павловния обмерзает, поэтому может расти в виде полукустарника. В Ставропольском крае павловнию начали интродуцировать, вероятно, в 30-х годах XX в. в Перкальском арборетуме на склоне горы Машук близ города Пятигорска. Согласно сообщению научного сотрудника Ставропольского ботанического сада М.А. Кольцовой, павловния там росла в форме крупного порослевого кустарника, часто обмерзала, цвела не ежегодно, сохранилась до 1970-х годов, погибла по случайным причинам.
Возможности интродукции и натурализации древесных растений не безграничны, поэтому при рассмотрении степени сходства или различий природно-климатических и исторических условий естественных ареалов и предполагаемых районов интродукции следует иметь в виду особенности самих растений. В связи с этим при оценке климатических условий необходимо учитывать все наиболее существенные характеристики — сезонный ритм погодных условий, экстремальные значения температуры, а также количество, продолжительность и распределение тепла и влаги в течение вегетационного периода, продолжительность периода морозов, условия освещения и другие показатели.
В последние годы ряд коммерческих организаций активно предлагает приобретать павловнию как перспективное хозяйственно ценное и декоративное древесное растение. В связи со сведениями о зимостойкости павловнии войлочной (до -27 ºС) значительно возрос интерес к данной древесной культуре среди предпринимателей, озеленителей, садоводов-любителей.
Цель данной работы — изучение адаптивных возможностей павловнии войлочной в условиях климата г. Ставрополя и перспектив ее дальнейшего использования в хозяйственных целях и озеленении региона.
Материалы и методы исследования
Объектом исследования являлись растения коллекции Ставропольского ботанического сада им. В.В. Скрипчинского (далее — СБС). Для обзора истории интродукции павловнии использовались архивные данные и отчетная документация. Биометрические промеры растений выполнялись по Н.П. Анучину (1982 г.). Высоту растений измеряли высотомером SUUNTO PM-5 (Finland). Для проверки лабораторной всхожести павловнии семена помещались на фильтровальную бумагу в чашки Петри. Бумага на дне и крышке увлажнялась кипяченой водой по мере высыхания. Проращивание проводилось при естественном освещении при температуре 20–23 °С. Интегральная оценка перспективности интродукции растений павловнии выполнялась по шкале П.И. Лапина и С.В. Сидневой (1973 г.), измененной и дополненной М.А. Кольцовой (1983 г.) с уменьшением суммы баллов зимостойкости до 15 и введением показателя засухоустойчивости с семью степенями проявления действия засухи с максимальной суммой баллов — 10. Оборудование и растения генетической коллекции, использованные в работе, входят в перечень научного оборудования Центра коллективного пользования (ЦКП) СБС.
Ставропольский ботанический сад находится на западной окраине г. Ставрополя в верхней части Ставропольской возвышенности. Климат в целом можно охарактеризовать как умеренно континентальный полусухой с неустойчивым увлажнением. Гидротермический коэффициент Г.Т. Селянинова равен 1,1–1,3. Осадков — 500–600 мм в год, из них в период активной вегетации выпадает 350–400 мм. По данным наблюдений метеостанции Ставрополь, зима умеренно мягкая, средняя месячная температура января -3,5–4,5 ºС, абсолютно минимальная — -32,0 ºС. Высота снежного покрова 10–12 см. Продолжительность безморозного периода 180–190 дней. Средняя месячная температура июля +20–22 ºС, максимальная — +40–42 ºС. В период последних двух десятилетий отмечается заметное повышение средней температуры зимнего и летнего периода. Средние месячные температуры июля и августа за 2001–2020 гг. составили +23,2 ºС. Значительная часть территории Ставропольского ботанического сада занята черноземами, подстилающей породой почв являются континентальные глины мощностью 1–8 м, залегающие на поверхности плиты известняка-ракушечника.
Наблюдения за вегетативным и генеративным развитием павловнии войлочной велись с начала интродукции (с 1984 г.) в течение 39 лет. Опыт по вегетативному размножению был поставлен в 1989 г., проверка лабораторной всхожести семян и интегральная оценка перспективности вида проводились в 2016 г. Современная оценка состояния растений в группах, биометрические промеры — в 2021–2023 гг.
Результаты и обсуждение
Попытка интродуцировать павловнию войлочную в Ставропольском ботаническом саду предпринималась первым куратором коллекции покрытосеменных древесных растений М.А. Кольцовой еще в 1970-х гг. Однако официальной датой начала интродукции следует считать 1984 г. В результате посева семян из нескольких интродукционных центров проросли только два географических образца (табл. 1), что связано с быстрой потерей всхожести семян этого вида и формированием некачественных семян в неблагоприятных погодных условиях.
В настоящее время на территории СБС произрастают несколько групп взрослых экземпляров павловнии различного происхождения. Часть из них высажены на территории дендрария на защищенных (табл. 1, п. 1) и открытых участках (п. 2–4), на центральной территории сада (п. 5–6) и в теннике (п. 7), а также молодые посадки в экспозиционных группах (п. 8–9). Описание биометрических параметров деревьев в вышеуказанных группах представлены в таблице 1.
Согласно проведенным наблюдениям за ростом и развитием павловнии войлочной, в условиях СБС она представляет собой дерево второй и третьей величины, зачастую многоствольное (рис. 1) или порослевый кустарник.
Высота взрослых деревьев составляет от 4,3 до 9,0 м. Диаметр ствола варьирует от 2,7 до 19,5 см. Кора тонкая, светлая, серовато-коричневая, у возрастных деревьев снизу трещиноватая, молодые побеги внутри полые. Прирост годичных побегов достигает 120 см. Листья крупные, светло-зеленые, опушенные, цельные (или трехлопастные) длиной 15–20 см, на порослевых побегах — до 50 см, распускаются в мае, опадают при первых заморозках в октябре-ноябре.
Цветочные почки начинают формироваться в конце лета, и к сентябрю формируется обособленное соцветие длиной до 15 см. Цветение наступает в мае-июне следующего года после перезимовки. Цветки сиреневые с колокольчатым венчиком, собраны в метелки до 25 см длиной. Первое цветение павловнии в СБС было отмечено 09.06.2009 у образца из г. Кан, растущего в защищенном месте, в возрасте 25 лет (рис. 2). Второе цветение у этого дерева наступило 03.06.2011. В 2013 году, в возрасте 29 лет, отмечено цветение (11 мая) и плодоношение всех образцов.
Семена павловнии войлочной мелкие, собраны в сухие коробочки, созревают в сентябре. После рассеивания семян пустые коробочки зачастую остаются на деревьях в течение следующего года (рис. 3).
Размеры растений и их географическое происхождение не влияют на срок наступления плодоношения при выращивании на открытых местах. В 2016 году была проверена лабораторная всхожесть семян павловнии. Через два месяца после сбора семян в ноябре и хранении при 20 °С всхожесть составила 10%.
В 2018 году был найден один самосев высотой 0,8 м под крупным кустом лещины в 30 м от наиболее высокого (9 м) дерева из г. Кан, растущего в защищенном месте. Помимо семенного размножения, для павловнии отмечено и вегетативное. При пересадке молодых растений из школы на четвертый год выяснилось, что павловния может размножаться корнеотпрысками, число которых достигает более 10 на 1 м2 после дискования участка. Корнеотпрыски образовывались из спящих почек на корнях, за вегетационный период вырастали до 0,7 м, но одревесневали только у оснований побегов.
В июле 1989 г. проводилось размножение павловнии полуодревесневшими черенками в укрытии из полиэтиленовой пленки в субстрате из карьерного песка. Возраст маточных растений — 5 лет. Листовые пластинки на черенках обрезались наполовину. Полив производился из ручного опрыскивателя. Черенки высаживались по схеме 5 х 15 см. Укореняемость составила 80%.
Согласно проведенной многолетней оценке развития павловнии в СБС можно отметить, что в дендрарии лучше росли и развивались растения, высаженные на участки, содержавшиеся под паром. Растения, высаженные на защищенных и открытых участках, имеют максимальную высоту (от 6,5 до 9 м). Несмотря на это, для них периодически отмечаются обмерзание молодых побегов, морозобоины на стволах (рис. 4), цветение и плодоношение не ежегодное.
Молодые растения, высаженные на маломощных каменистых почвах, при недостатке влаги и без укрытия на зиму ежегодно обмерзают до уровня почвы. На защищенном участке с регулярным поливом и зимним укрытием саженцы павловнии ко второму году имеют высоту до 2,5 м и диаметр одревесневших побегов до 5 см (рис. 5).
Интегральная оценка перспективности интродукции, проведенная в 2016 году, показала, что павловния войлочная в природных условиях СБС относится ко II группе перспективности — менее перспективным видам. Однако способность отрастать после обмерзания, легкость размножения корнеотпрысками и высокая декоративность (крупные листья на порослевых побегах, ароматные цветки) позволяют применять это растение в таких элементах садовой архитектуры, как солитеры и небольшие группы.
Показатели, полученные в СБС, и сведения, имеющиеся на данный момент в научной литературе, позволяют дать сравнительную характеристику адаптивных возможностей павловнии войлочной в некоторых местах интродукции на территории России и ближнего зарубежья и на родине (в Китае) (табл. 2).
Согласно данным, представленным для сравнения в таблице 2, павловния войлочная может выращиваться в условиях г. Ставрополя, однако ее параметры (высота и диаметр ствола) значительно отстают от таковых в зоне естественного распространения и в более южных регионах.
Выводы.
Павловния войлочная выращивается на территории СБС в течение почти 40 лет. За этот период удалось выявить ряд факторов, ограничивающих ее развитие в условиях климата г. Ставрополя.
Так как павловния войлочная относится к видам теплого умеренного климата и отчасти субтропического, то в местных условиях входит в феногруппу поздно начинающих и заканчивающих вегетацию. Обычно обмерзает треть длины годичного побега, изредка бывают морозобоины ствола. Частота обмерзания бутонов снижается из-за потепления климата. Даже в форме высокого кустарника павловния декоративна своими крупными листьями и пригодна для выращивания на биомассу в энергетических культурах в поймах южных рек, потому что, в отличие от ивовых, не повреждается вредителями и болезнями.
Учитывая все перечисленные факторы и согласно проведенной интегральной оценке, павловния войлочная относится к группе менее перспективных видов в условиях г. Ставрополя. При выращивании павловнии сеянцами следует обеспечивать им зимнее укрытие, а в летний период — достаточное увлажнение и притенение, в дальнейшем высаживать в защищенных от ветра местах со средним или высоким увлажнением, но не заболоченных и не засоленных. Для озеленения павловнию войлочную можно применять в таких элементах садовой архитектуры, как солитеры и небольшие группы.
Об авторах
Владимир Иванович Кожевников; кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, директор филиала «Ставропольский ботанический сад им. В.В. Скрипчинского»
bot.sad@fnac.center; https://orcid.org/0009-0002-9924-2538
Александр Федорович Кольцов; старший научный сотрудник
koalfed@ya.ru
Евгения Николаевна Грищенко; кандидат биологических наук, старший научный сотрудник
en.gri@bk.ru; https://orcid.org/0000-0002-9541-1106
Наталья Викторовна Щегринец; кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
aster22@list.ru; https://orcid.org/0009-0004-8343-7423
Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр, ул. Никонова, 49, Михайловск, Ставропольский край, 356241, Россия
58.006:674.031.951.625
DOI: 10.32634/0869-8155-2024-382-5-102-107
Сельское хозяйство, ветеринария, зоотехния, агрономия, агроинженерия, пищевые технологии
