Evaluation of woody plants of Juniperus L. for urban greening in sparsely wooded regions

Abstract

Мониторинговые исследования за растительными объектами позволяют получить массив данных по особенностям роста, фенологии, развитию генеративных органов, характеру плодоношения, качеству семян, устойчивости к стресс-факторам, т.е. по показателям, которые находятся в функциональной зависимости между собой и позволяют судить о степени экологической пластичности растений. Для обоснования перспективности видов рода Juniperus, дальнейшего прогнозирования уровня адаптивности видов за пределами естественного ареала необходима достоверная и актуальная информация об успешности адаптации интродуцентов в условиях урбанизированных территорий малолесных регионов. Цель исследований – обоснование перспективности использования видов рода Juniperus на основе изучения их биологического потенциала в условиях интродукции. Объектами исследований являлись виды рода Juniperus: J. virginiana L., J. sabina L., J. communis L. и их формы, интродуцированные в дендрологических коллекциях Волгоградской области: ФНЦ агроэкологии РАН, кадастр №34:34:000000:122, 34:34:060061:10 и Нижневолжской станции по селекции древесных пород, № 34:36:0000:14:0178. Обследование проводилось маршрутным методом. Изучение сезонных ритмов развития интродуцентов проводилось методом фенологических наблюдений. Характеристика декоративности, роста и развития трех видов Juniperus L. (J. sabina L., J. virginiana L., J. communis L.) в условиях каштановых почв Волгоградской области, оценка репродуктивной способности, особенности размножения различных видов в культуре выявлялись по методикам ФНЦ агроэкологии РАН. Для определения характера плодоношения объектов исследования использовался метод определения массы 1000 семян, взвешивание проводили на весах марки «MASSA-K». Для математической обработки данных использовали стандартные алгоритмы: средняя арифметическая с абсолютной и относительной ошибками; коэффициент вариации для оценки особенностей репродуктивных процессов; достоверность различий между отдельными показателями. Приведена характеристика декоративности, роста и развития трех видов Juniperus L. (J. sabina L., J. virginiana L., J. communis L.) в условиях каштановых почв Волгоградской области. Дана оценка репродуктивной способности, выявлены особенности размножения различных видов в культуре. По комплексу изученных количественных показателей семенного материала установлено, что семена можжевельника виргинского (Juniperus virginiana L.) (10 г) меньше по массе семян обыкновенного практически в полтора раза; масса семян можжевельника казацкого (Juniperus sabina L.) (24 г) больше по массе семян можжевельника обыкновенного в полтора раза и почти в два с половиной раза больше можжевельника виргинского в сравнении с нормативными данными по можжевельнику обыкновенному (масса 1000 шт. которых составила 16 г). Изучение характера плодоношения можжевельника виргинского (J. virginiana) показало, что в 10,0 граммах шишкоягод содержится в среднем 156 ягод и 270 шт семян, выход чистых семян – 15,84 % от массы плодов. В 10,0 граммах шишкоягод можжевельника казацкого (J. sabina) содержится в среднем 86 ягод и 170 шт семян, выход чистых семян – 20,09 % от массы плодов. Установлено, что для озеленения урбанизированных территорий Волгоградской области Juniperus virginiana рекомендуется использовать в аллейных насаждениях, в чистых группах и в качестве второго яруса в насаждениях Betula, Robinia, Pseudotsuga, Larix. Juniperus sabina наиболее ценен для декорирования и укрепления склонов. В садах и парках общего пользования его применение ограничивается, а при озеленении детских учреждений исключается (хвоя и плоды ядовиты). В Волгоградской области Juniperus communis и его формы могут быть использованы на бедных песчаных почвах в групповых посадках, на опушках и в формованных живых изгородях. Пирамидальные формы пригодны на партерах, карликовые – для оформления каменистых участков. Форма с золотистой окраской в небольших группах на газоне. Monitoring studies of plant objects provide an array of data on the characteristics of growth, phenology, the development of generative organs, the specifics of fruiting, seed quality, and resistance to stress factors, i.e. indicators that are in a functional relationship with each other and allow estimating the degree of environmental plasticity of plants. To justify the prospects of species of the Juniperus genus, forecast the adaptability level of species outside the natural range, reliable and relevant information on the success of adaptation of introduced plants in urbanized areas of sparsely wooded regions is necessary. The purpose of the research is to justify the prospects of using species of the Juniperus genus based on the study of their biological potential under the conditions of introduction. The objects of research were species of the Juniperus genus: J. virginiana L., J. sabina L., J. communis L. and their forms introduced in dendrological collections of the Volgograd Region: Federal Research Center of Agroecology of the Russian Academy of Sciences, Cadastre No. 34:34:000000:122, 34:34:060061:10 and the Lower Volga tree breeding station, No. 34:36 0000:14:0178. The survey was conducted by the route method. The seasonal development rhythms of introduced plants were studied by the method of phenological observations. The characteristics of decorativeness, growth, and development of three species of Juniperus L. (J. sabina L., J. virginiana L., J. communis L.) in chestnut soils of the Volgograd Region, the assessment of reproductive ability, and the reproduction specifics of various cultivated species culture were revealed according to the methods of the Federal Scientific Center of Agroecology of the Russian Academy of Sciences. To determine the fruiting specifics of the study objects, the method of determining the mass of 1000 seeds was used; weighing was performed using a MASSA-K brand balance. For mathematical data processing, standard algorithms were used: the arithmetic mean with absolute and relative errors; the coefficient of variation to assess the characteristics of reproductive processes; the significance of differences between individual indicators. The characteristics of decorativeness, growth, and development of three species of Juniperus L. (J. sabina L., J. virginiana L., J. communis L.) in chestnut soils of the Volgograd Region are described. An assessment of reproductive ability is given, the features of reproduction of various cultivate species are revealed. According to the complex of the studied quantitative indicators of the seed material, it was found that the weight of seeds of Virginian juniper (Juniperus virginiana L.) (10 g) was almost half of the weight of common juniper seeds; the weight of the seeds of savin juniper (Juniperus sabina L.) (24 g) exceeded the weight of the seeds of common juniper by 1.5 times and that of Virginian juniper – by 2.5 times, in comparison with the standard data for common juniper (weight of 1000 pcs. – 16 g). A study of the fruiting specifics of Virginian juniper (J. virginiana) showed that 10.0 grams of conifer berries contained an average of 156 berries and 270 seeds, the yield of pure seeds was 15.84% of the fruit weight; 10.0 grams of cone berry of savin juniper (J. sabina) contained an average of 86 berries and 170 seeds, the yield of pure seeds was 20.09% of the fruit weight. It has been established that for landscaping the urban areas of the Volgograd Region, Juniperus virginiana is recommended to be used in alley stands, in clean groups, and as a second tier in the stands of Betula, Robinia, Pseudotsuga, Larix. Juniperus sabina is most valuable for decorating and strengthening slopes. In gardens and public parks, its use is limited, and when planting children's institutions, it is excluded (needles and fruits are poisonous). In the Volgograd Region, Juniperus communis and its forms can be used on poor sandy soils in group plantings, at the edges, and in molded hedges. Pyramidal forms are suitable in the level spaces, dwarf forms – for the design of rocky areas. The form with a golden color can be used in small groups on lawns.