Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

FEATURES OF WATER REGIME CLIMATIC ECOTYPES OF PINE IN GEOGRAPHICAL CULTURES VOLGOGRAD REGION

Morozova E.V. 1 Iozus A.P. 1
1 Kamyshin technological institute (branch) of Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Professional Education “Volgograd State Technical University”
One of the most important indicators of determining the stability climatic ecotypes to drought and other unfavorable factors in the geographical cultures of the Volgograd region are indicators of water regime, which include water-holding capacity (dehydration) and transpiration rate of conifer needle. Climatypes from different forest vegetation zones in geographical cultures of arid region outside of the area of natural distribution to differ from each other in water-holding capacity, transpiration rate and water content in conifer needles. It is noted that all climatypes have indicators water regime are closely related to soil moisture during the study period. Representatives of steppe zone of Volgograd (Kamyshinsky) and Rostov (Veshensky) climatypes had the best indicators of the water regime in comparison with other representatives of forest vegetation area. They also had better growth, condition and safekeeping.
water regime
Scots pine
transpiration
water-holding capacity
climatype
geographical culture
Водный режим во многом определяет устойчивость климатических экотипов к засухе и другим неблагоприятным воздействиям среды. Важнейшими характеристиками водного режима являются оводненность, водоудерживающая способность и интенсивность транспирации [1, 2, 4, 5]. Установлено, что устойчивость растений к засухе характеризуется водным режимом в критических условиях, т.е. в период засухи [3, 4].

Цель исследования – выявить особенности водного режима хвои климатипов сосны обыкновенной вне ареала их естественного произрастания в условиях сухой степи Нижнего Поволжья и выделить наиболее перспективные климатипы для дальнейшего культивирования в регионе.

Результаты исследования и их обсуждение

В географических культурах сосны аридного региона вне ареала естественного распространения подобные исследования проводились впервые. Ряд авторов предлагают использовать устойчивость к обезвоживанию и низкую интенсивность транспирации в качестве критерия отбора на устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды. Эти показатели зависят от возраста растений, сезона года, влажности почвы. Поэтому изучение водного режима хвои приобретают особый интерес и актуальность в суровых условиях произрастания, где наиболее заметно проявляются адаптационные свойства климатипов. А также позволяет проследить характер изменения этих свойств и уровень проявления признаков климатипов в новых условиях произрастания.

Поэтому исследование водоудерживающей способности и интенсивности транспирации проводилось в наиболее засушливые летние месяцы – июле и августе 1999–2000 гг.

Лето 1999 г. было засушливым. Изучение водного режима проводили в середине июля и середине августа. В оба эти срока стояла сухая, жаркая погода, долго не было дождей. Влажность почвы была самой низкой за период исследований. В летний период 2000 г. влажность почвы была самой высокой за период изучения (Таблица 1).

Таблица 1

Влажность почвы в географических культурах сосны Камышинского лесхоза 1999–2000 гг.

Глубина взятия образца, см

Влажность, %

10.07.1999

14.08.1999

30.07.2000

10

0,86

1,03

5,50

20

4,20

2,30

6,90

30

3,90

2,80

6,12

40

5,10

4,70

5,90

50

5,60

6,04

6,31

60

7,83

6,20

7,90

75

13,10

3,13

6,10

100

3,60

2,96

7,20

125

3,20

2,90

10,60

150

6,50

4,20

13,60

Оводненность хвои в географических культурах камышинского лесхоза изменялась в течение вегетационного периода, так в 1999 году при снижении влажности почвы в августе снижалась и оводненность. Оводненность хвои у всех климатипов в августе была значительно ниже, чем в июле (таблица 2).

Таблица 2

Оводненность некоторых климатических экотипов в географических культурах Камышинского лесхоза, %

Область, лесхоз

Время наблюдений

12.07.1999

14.08.1999

31.07.2000

Ростовская, Вешенский

57,9

52,3

59,9

Волгоградская, Камышинский

62,5

53,0

57,8

Азербайджан, Ленкоранский

63,7

55,8

58,9

Новосибирская, Сузунский

62,6

52,1

59,4

Воронежская, Хреновской

64,0

50,0

58,7

Донецкая, Донецкий

64,3

51,0

56,7

При этом содержание влаги в хвое колебалось от 50 % до 64,3 %. Изменчивость оводненности хвои в зависимости от внешних факторов и географического происхождения не позволяет сделать достоверные выводы о преимуществе тех или иных климатипов, ограничивает сравнимость результатов. Что не позволяет применять зависимости, установленные для одних регионов, при анализе климатипов, произрастающих в других условиях. На оводненность хвои значительное влияние предположительно оказывают генетические особенности и связанное с ними морфо-анатомическое строение хвои [4, 5].

Поэтому актуальность приобретает изучение таких показателей водного режима, как водоудерживающая способность и интенсивность транспирации.

По водоудерживающей способности в оба срока изучения закономерности прослеживались примерно одни и те же: лучшей водоудерживающей способностью отличались Ростовский и Камышинский климатипы из степной зоны. Более интенсивно терял влагу Новосибирский климатип. Остальные климатические экотипы по водоудерживающей способности довольно близки между собой (рисунок 1).

В июле 1999 г. (Таблица 3) по интенсивности транспирации были отмечены следующие особенности: Ростовский климатип в 8 часов имел самую низкую интенсивность транспирации, потом она возрастала  до 18 часов и в 18 часов имела самое большое значение (234 мг/г/час), однако, в целом интенсивность транспирации этого климатипа была значительно ниже, чем у других.

 

Рис.1. Водоудерживающая способность климатических экотипов в географических культурах Камышинского лесхоза

Таблица 3

Интенсивность транспирации некоторых климатических экотипов в засушливые периоды  (мг/г/час)

Область, лесхоз

Время наблюдений, часы

Среднее за день

8

10

12

14

16

18

12.07.1999

Ростовская, Вешенский

158

161

179

219

225

234

196

Волгоградская, Камышинский

220

222

298

341

254

270

267

Азербайджан, Ленкоранский

134

243

244

220

231

245

219

Новосибирская, Сузунский

168

317

435

381

302

372

329

Воронежская, Хреновской

214

224

444

329

296

313

303

Донецкая, Донецкий

217

247

262

385

227

245

263

НСР05

54

51

70

61

49

57

 

Относительная влажность, %

57

45

44

44

38

39

44

Температура воздуха, 0С

27

29

32

33

33

32

31

14.08.1999

Ростовская, Вешенский

182

205

227

260

218

234

221

Волгоградская,

Камышинский

206

219

259

297

253

260

249

Азербайджан, Ленкоранский

165

189

223

254

211

220

210

Новосибирская, Сузунский

190

253

289

440

271

256

283

Воронежская, Хреновской

172

234

283

269

242

243

241

Донецкая, Донецкий

181

212

249

243

224

231

223

НСР05

45

49

64

55

48

62

 

Относительная влажность, %

61

54

41

39

32

31

43

Температура воздуха, 0С

24

28

33

34

33

33

30

Ленкоранский климатип из Азербайджана имел пик транспирации в 10 часов, потом к 14 часам интенсивность транспирации несколько снизилась, а к 18 часам опять возросла. Камышинский климатип в 8 и в 10 часов имел одинаковую интенсивность транспирации, потом она возросла, и пик (341мг/г/час) наступил в 14 часов, к 16 часам транспирация снизилась до 254 мг/г/час, а к 18 часам немного возросла. У Донецкого климатипа интенсивность транспирации постепенно нарастала, и пик 385мг/г/час был в 14 часов, затем снизилась к 16 часам до 227мг/г/час и к 18 часам опять возрастала. Больше всех транспирировал Новосибирский климатип в 12 часов почти 435мг/г/час, затем интенсивность транспирации снижалась к 16 часам, оставаясь достаточно высокой 300 мг/г/час, а потом опять возросла к 18 часам.

Воронежский климатип, хотя и имел довольно высокий пик в 12 часов – 444мг/г/час, транспирировал в целом меньше Новосибирского. В августе климатипы по интенсивности транспирации были более близкими между собой, чем в июле, по-прежнему больше всех транспирировал Новосибирский климатип, меньше Ленкоранский и Ростовский. Камышинский занимал промежуточное положение. В 12 часов имел пик Камышинский, Воронежский и Донецкий климатипы, в 14 часов – Новосибирский, Ленкоранский и Ростовский. 

Выводы

Таким образом, в географических культурах сосны в аридном регионе вне ареала их естественного распространения климатипы из разных лесорастительных зон отличаются между собой по основным показателям водного режима: оводненности хвои, водоудерживающей способности и интенсивности транспирации. Водоудерживающая способность и интенсивность транспирации являются важными показателями адаптационных свойств климатических экотипов сосны обыкновенной в экстремальных лесорастительных условиях сухой степи.

В целом же климатипы, у которых лучше показатели водного режима, отличаются и лучшим ростом и состоянием. Так, например, Ростовский, Камышинский климатипы превосходят по росту в высоту Новосибирский, отличаясь при этом высокой сохранностью.


Рецензенты:

Васильев Ю.И., д.с.-х.н., профессор, главный научный сотрудник Всероссийского НИИ агролесомелиорации Российской академии наук, г. Волгоград;

Рулев А.С., д.с.-х.н., заместитель директора по науке Всероссийского НИИ агролесомелиорации Российской академии наук, г. Волгоград.