• Агрономия
• Научные исследования

18.05.2023

Влияние температурного фактора на прохождение фенофаз сортов Clematis L

Особо ценными при использовании в озеленении являются красивоцветущие растения, к числу которых относятся представители рода Clematis L. Быстрый рост, высокая декоративность в период цветения и плодоношения, экологическая пластичность, устойчивость к неблагоприятным факторам внешней среды дают неограниченные возможности специалистам садово-паркового строительства.

Несмотря на большую популярность, клематис является малораспространенной культурой не только на Ставрополье, но и в других регионах России, хотя заслуживает более широкого распространения. Это объясняется недостаточностью информации о биоразнообразии вьющихся растений, малой изученностью биоэкологических особенностей и декоративных качеств в различных регионах интродукции. Большое значение при изучении биологических особенностей клематиса уделяется исследованию цветения, поскольку цветение является одним из важных показателей декоративности растений. Сроки и продолжительность цветения декоративных растений являются основными критериями для использования их в целях озеленения. При научно обоснованном подборе сортов можно добиться непрерывного цветения в течение всего вегетационного периода. Работы в данном направлении проводятся в ботанических садах Ялты, Уфы, Екатеринбурга и др.

В задачу наших исследований входило определение влияния температурного фактора на установление сроков начала цветения сортов клематиса, культивируемых в Ставропольском ботаническом саду, в связи с перспективами их использования на Ставрополье.

Материалы и методы исследования

Исследования проводились в 2018–2022 гг. на территории Ставропольского ботанического сада. Климат Ставропольского края умеренно континентальный, безморозный период в среднем составляет 190 дней. Самый холодный месяц — январь (-4,5 °С), самый теплый — июль (21,9 °С). Сумма активных температур выше +10 °С — 3200–3400. Продолжительность вегетационного периода в среднем 195 дней.

В качестве объектов изучения отобраны 20 сортов клематиса коллекции Ставропольского ботанического сада из двух садовых групп — Integrifolia и Jackmanii. Изучение биологии цветения выполнено согласно «Методике фенологических наблюдений в ботанических садах СССР». Обработка результатов фенологических наблюдений проведена по методике Г.Н. Зайцева. Расчет температурных условий вегетационного периода произведен по данным метеопоста № 1 Ставропольского ботанического сада.

Результаты и обсуждение

Для изучения ритмов цветения клематиса отобраны сорта двух садовых групп, различающиеся по срокам цветения. В группе Жакмана 13 сортов (Andre Leroy, Birjuzinka, Hagley Hybrid, Joan Picton, Jubilejnyj-70,KosmitcheskajaMelodija,Lunnyj Svet, Luther Burbank, Metamorphoza, Mephistophel, Negritjanka, Romantica, Victoria). Представители этой группы сильнорослые лианы до 3–4 м высотой. Даты наступления цветения сортов (в разные годы) отмечены в III декаде июня — I декаде июля. В группе Интегрифолия исследовано 7 сортов (Aljonushka, Anastasija Anisimova,Juuli,Kozetta,PamjatSerdtsa, Sinij Dozhdj, Sizaja Ptitza). Сорта данной группы, находящиеся в изучении, — плетистые полукустарники с побегами высотой от 1,5 до 2 м. Цветение их проходит в более ранние сроки, в I–II декаде июня (Фото 1-4).

Известно, что декоративные качества растений зависят не только от свойств самих растений, но и от климатических условий, в которых проходит их развитие. Наступление фенофаз связано с количеством тепла, получаемого растением в предшествующий фазе период, или от суммы температур выше определенного предела, накопившихся за межфазный период. При анализе погодных условий вегетационного периода в 2018–2022 гг. выявлено, что даты наступления фенологических фаз начала вегетации и цветения в разные годы непостоянны, но последовательность их сохраняется.

Последовательность и продолжительность всех этапов в развитии растений следуют определенному ритму, которым управляет внутренняя система саморегулирования, прежде всего ферментная, воспринимающая сигналы закономерно меняющейся внешней среды (температуры воздуха, режима влажности и др.). Начало вегетации у исследуемых сортов двух групп наступает одновременно, но отличается по годам. В отдельные годы смещение даты начала вегетации доходит до 26 дней. Самая ранняя вегетация отмечена в 2020 г. (10 марта), а самая поздняя — в 2022-м (4 апреля). Переход среднесуточной температуры через +5 ºС в 2020 г. отмечен 7 марта, в 2022-м — 2 апреля.

Фенологические ритмы растений изменяются в зависимости от температуры каждого конкретного года и климатического ритма. Подекадный анализ среднесуточной температуры воздуха показал, что для наступления цветения необходима определенная сумма накопленных положительных температур за межфазный период от начала вегетации до начала цветения (рис. 1).

При определении потребности разных сортов в тепле (на определенную фазу развития) можно сделать прогноз о сроках наступления данной фазы по заранее рассчитанным среднемноголетним суммам температур. На основании данных метеопоста № 1 Ставропольского ботанического сада произведен подсчет сумм среднесуточных температур — от начала вегетации до начала цветения.

При определении средних показателей фаз «начало вегетации» и «начало цветения» в разных группах использовались материалы фенологических наблюдений за пять лет исследования (2018–2020 гг.). Для сортов из двух представленных групп определена сумма среднесуточных температур выше +5 ºС, накопленных на дату наступления фазы цветения по годам исследований (табл. 1).

В 2020 году раннее начало вегетации обусловлено положительными температурами в феврале и марте. Среднесуточная температура февраля +3,9 °С (многолетняя -3 °С), марта +7,3 °С, (многолетняя +1,6 °С), максимальная температура достигала +21 °С. В 2022 году февраль был теплым, среднесуточная температура воздуха +4,5 °С, максимальные температуры месяца были положительные. В марте погодные условия изменились, среднесуточная температура воздуха понизилась до -0,1 °С, что ниже многолетних значений. В течение месяца наблюдались отрицательные минимальные температуры. Весенний переход через 0 °С отмечен 29 марта. В связи с тем, что накопление температур в разные годы проходит с разной интенсивностью, происходит сдвиг фаз вегетации и цветения на более ранние или поздние сроки.

Изучаемые сорта цветут на побегах текущего года. Фазы начала и окончания цветения являются индивидуальным признаком для каждого вида [13]. Цветение сортов группы Интегрифолия проходит в более ранние сроки (06.06–13.06), в отличие от сортов группы Жакмана (26.06–03.07). Разница между средними значениями самой ранней и самой поздней даты начала цветения внутри групп составила восемь дней. Самая ранняя дата начала цветения наблюдалась в 2018 г.: в группе Интегрифолия — 6 июня, у сортов группы Жакмана — 26 июня. Самая поздняя отмечена в 2022 г.: 13 июня в группе Интегрифолия, 3 июля в группе Жакмана.

Одним из основных критериев декоративных растений при использовании их в озеленении являются сроки начала цветения. Подсчет сумм среднесуточных температур выше +5 ºС, накопленных от начала вегетации на дату наступления фазы цветения, показал, что для сортов группы Интегрифолия сумма температур на начало цветения составила 943–989 ºС (среднее — 962 ºС), а группы Жакмана — 1406–1432 ºС (среднее — 1418 ºС). Раннее начало вегетации не всегда прогнозирует раннее начало цветения. Прохождение фенологических фаз того или иного вида во многом зависит от ритмики сезонного развития, возможности изменения феноритма в новых условиях существования.

Так, в условиях Ставропольской возвышенности в отдельные годы положительные температуры февраля сменяются низкими минусовыми температурами в марте. В таких условиях при рано проходящем переходе среднесуточных температур через +5 ºС, как в 2020 г. (07.03), наблюдается раннее начало вегетации (10.03). При позднем переходе в 2022 г. (31 марта) начало вегетации отмечено 4 апреля. Такие же явления наблюдаются и в межфазный период — от начала вегетации до начала цветения. При снижении температур в межфазный период накопление замедляется, начало цветения сдвигается на более поздние сроки (2022 г.). Исследование влияния температурного фактора на рост и развитие клематиса дает дополнительные возможности при прогнозировании наступления той или иной фазы в новых климатических условиях.

Выводы

Определено влияние температурного фактора на установление сроков начала цветения сортов клематиса, культивируемых в Ставропольском ботаническом саду, в связи с перспективами их использования на Ставрополье.

В результате многолетних фенологических наблюдений 20 сортов клематиса двух садовых групп установлено смещение фенологических фаз начала вегетации и цветения на более поздние или более ранние даты. Накопление температур в разные годы проходит с разной интенсивностью. Так, в группе Интегрифолия начало цветения в разные годы отмечено в I–II декаде июня, а сумма среднесуточных температур воздуха выше +5 ºС за межфазный период (от начала вегетации до начала цветения) составила от 943 ºС до 989 ºС. Сорта группы Жакмана начинают цветение в III декаде июня — I декаде июля при сумме накопленных среднесуточных температур выше +5 ºС 1406–1432 ºС. Полученные результаты позволяют сделать прогноз начала цветения сортов разных садовых групп для решения вопросов озеленения и селекции в конкретном регионе интродукции.

Об авторах

Любовь Петровна Чебанная, старший научный сотрудник, Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр, ул. Ленина, д. 478, Ставрополь, Российская Федерация

bot.sad@bk.ru

https://orcid.org/0000-0002-3612-3614

УДК 631.529:581.543:582.675.1:58.006       DOI: 10.32634/0869-8155-2023-368-3-105-108