Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Эколого-биологические особенности некоторых видов деревьев семейства бобовых в условиях Каршинского оазиса

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Эколого-биологические особенности некоторых видов деревьев семейства бобовых в условиях Каршинского оазиса"

министерство высшего и среднего специального образования республики узбекистан

ташкентский государственный

УНИВЕРСИТЕТ им. М. УЛУГБЕКА

На правах рукописи УДК 58+577.4. (575.192)

ХАЙИТОВ ИЛХОМ ЮЛДАШЕВИЧ

ЭКОЛОГО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ ДЕРЕВЬЕВ СЕМЕЙСТВА БОБОВЫХ В УСЛОВИЯХ КАРШИНСКОГО ОАЗИСА

03.00. Ш-Экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ташкент - 1998

■"(¡и ,

Работа выполнена на кафедре ботаники Каршинского Государственной) Университета.

, Научный руководитель:

- - •->

доктор биологичесКих.'Иаук, профессор Т.И. Славкина

Официальные оппоненты: .

■7

доктор биологических наук, профессор Н, Норбаев

кандидат биологических наук Л.Н. Алексеева

Ведущее учреждение:

Институт лесного хозяйства Республики Узбекистан

Защита диссертации-состоится « » л¿¿¿х^А^с 1998 г. в !Р ч. на заседании Специализированного Совета

Д.067.02 08 при бнолого-почвенном факультете ТашГУ им. М. Улугбека

(/00095, Ташкент, ТашГУ, биолого-почвенный факультет).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Ташгосуниверситета (г. Ташкент, Вузгородок, 4)

Автореферат разослан « д1998 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета доктор сельскохозяйсвенных наук, профессор

Х.Х. Турсунов

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы: Оптимизация окружающей, среды средствами озеленения-одна из важнейших научных,' социальных и экономических задач современности. Состояние окружающей среды требует перехода к интенсивным методам предотвращения загрязнения атмосферы и почвы, в частности, к разработке биологических методов их очистки. Зеленые насаждения, особенно древесные, являются одним из биологических средств защиты. Это мощная бесперебойно.действующая очистительная система с газопоглотительными и пылезащитными функциями в сочетании с обогащением среды кислородом.и фитонцидами.

Изучение разнообразия биолого-экологических возможностей древесных растений в резко континентальном аридном климате Кар-шинского оазиса с целью обогащения озеленительного и лесоводс-твенного ассортимента дает возможность грамотно на научной основе создавать благоприятные для челопека условия обитания, помогать решению обеспечения народного хозяйства древесиной и лекарственными препаратами, так необходимыми в настоящее время Республике Узбекистан. Бобовые деревья: акацйя белая, гледичия трехколючко-вая, софора японская,альбицкя ленкоранская и багряшик канадский, применяющиеся иногда в озеленении г.Карши, - весьма ценные растения для озеленения и лесного хозяйства Каршинского оазиса. Необходимость их изучения определяете» недостаточностью исследований биолого-экологических особенностей этих видов в конкретных условиях среды, а также тенденцией постоянного возрастания действия антропогенных факторов на древесине растения в Карпинском оазисе.

Цель и задачи исследований. Йель исследований - сравнительное изучение'влияния антропогенного фактора (загрязнение воздуха газами, пылью, уплотнение почвы) на биолого-зиологические особенности 5 видов бобовых растений, исследование их санитарно-гигиенических свойств в условиях Каршинского оазиса.

В задачи исследований входило: 1). Выявить виды бобовых древесных растений, используемых в озеленении, их возраст, количество, основные таксационные показатели, эстетическое", и санитарное состояние, условия произрастания и историю интродукции в Карпинский оазис. 2).Изучить экологическую обстановку Каршинского оазиса и выделить опшлые участки, разные по экологии с участием 13-15' летних бобовых растений. 3). Провести сравнительное изучение ритма сезонного развития, роста, цветения и плодоношения 5 видов бо-

бовых растений в различиных условиях среды. 4). Выявить влияние загрязнения среды токсикантами на генеративные органы и посевные качества семян. 5). Провести ачатомо-морфологическое исследование листьев гледичии трехколючковсй, произрастающей в разных условиях среды. 6). Выяснить отношение изучаемых видов бобовых к основным факторам внешней среды: высокой и низкой температуре, свету, 1 --?сти воздуха и почвы, ее уплотнению, загрязнению среды ток-о-.-. .-¡тами и пылью. 7). Изучить жаростойкость и водный режим у б видов бобовых растений в течение летнего периода в разных условиях среды. 8). Провести исследования некоторых санитарно-гигиенических особенностей (пылеулавливающую и антимикробную) у видов бобовых в течение вегетационного периода. 9). Разработать: а) шкалу декоративности, устойчивости и санитарнс-гигиенической значимости изученных видов: б) предложения производству по сбору, посеву семян, уходу за сеянцами и взрослыми растениями в условиях Каршинского оазиса.

Научная новизна. Впервые проведено комплексное сравнительное изучение биолого-экологических особенностей 5 видов бобовых древесных растений, выявлены пути их адаптации к воздействию почвен-но-климатических условий Каршинского оазиса и антропогенному фактору (загазованность и запыленность воздуха). Установлено, что под влиянием загрязнения среды токсшсантами и пылью сокращаются периоды цветения и созревания бобов, снижаются: количество соцветий, цветков и бобов, посевные качества семян, годичные приросты сеянцев и взрослых деревьев, уменьшается период роста, ускоряется листопад, нарушают я некоторые элементы водного режима структыры листьев. Эти изменения биологических особенностей имеют важное приспособительное значение в выживании видов бобовых древесных растет.ий в специфических условиях Каршинского оазиса. Выявлены санитарно-гигиенические свойства: пылезащитные и антимикробные по отнок,шию к стафилокогасу золотистому, гашечной палочке и микрофлоре ьоздуха.

Основные-положения, выносимые на защиту: 1. Загрязнение среды токсикантами сокращает периоды роста побегов, ' цветения и-созревания бобов, снижает количество генеративных органов, посевные качества семян, годичные приросты у изучаемых видов бобовых деревья», ускоряет листопад, изменяет некоторые элементы водного режима, вызывает изменения в структуреев дистьи. Эти изменения

имеют важные приспособительное, значение в выживании растений в разных условиях Каршинского оазиса. 2. Виды бобовых растений обладают санитарно-гигиеническими свойствами: пылеулавливающей способностью и высокими антимикробными качествами по отношению к стафилококку золотистому, кишечной палочке и микрофлоре воздуха.

Практическая ценность работы: Выявлены наиболее ценные в декоративном, санитарно-гигиеническом и хозяйственном отношениях виды бобовых древесных растений с целью применения их в озеленении и лесном хозяйстве юга Узбекистана. Разработаны: икала декоративности, устойчивости и санитарно-гигиенической значимости изученных видов; предложения производству по срокам сбора и посеву семян, зыращиванию сеянцев, уходу за ними и за посадками в Каршинском оазисе.

Результаты исследований и предложения производству дают возможность не только повысить декоративную и санитарно-гигиеническую значимость озеленения Каршинского оазиса, но и увеличить эффективность и жизнеспособность зеленых насаждений.

Апробация работы и публикацииi' Основные положения диссертации доложены: на ученом совете факультета естествознания Каршинского Госуниверситета; на расширенных заседаниях лабораторий экологии и физиологии растений Института ботаники АН РУз, лаборатории промышленной ботаники ботанического сада им.Ф.Н.Русанова АН РУз, кафедры экологии ТатГУ им М.Улугбека.

Основные положения диссертации опубликованы в 4-х научных работах. Предложения производству переданы для использования Карпинскому горзеленхозу.

Структура и объем работы. Общий объем диссертации 166 стр. включая 28 таблиц и 21 рисунок. Работа состоит из введения, 8 глав, выводов и предложений производству. Список использованной литературы включает 105 наименований, в том числе 7 иностранных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Краткий обзор литературы,

Большинтво ученых считает, что из-за недостаточно полной очистки среды технологическими способами, доочистка ее долкна вестись биологическими методами, то есть использованием растений

- б -

как биофильтров. Однако, -загрязнение среды может отрицательно сказаться на их жизнедеятельности. В научных работах по этому вопросу (Кулагин,1974; Николаевский,1979; Гудериан.1979; Сергей-чик,1884; Андерсон и др. 1988; Гетко,1989 и др; Dudder,Ting,1970; Mudd, Kozlowskl,1975; Llttl«, Witten, 1978 к др.), выполненных в вонах умеренного климата, освещены разнообразные аспекты антропо-1 ' -«"о влияния на растения, рекомендуются ассортименты для озе-яля различных объектов. Однако, о бобовых древесных растениях в них почти ке упоминается. В исследованиях, проведенных в Узбекистане л Казахстане (Файзулдаев,1961; Арифханов,?979; Шумае-ва,1986; Сстрикова и др., 1982;Яги, 1988; Сайдаминов и др., 1990; Закиров и др. 1890; Норбаев, 1976, Нечаев и др. 1991,1993; Кайи-мов.1093; Рахимов и др.1994; Эркебаев,1994 и др.),нет сведений по выявлению санитарно-гигиенических свойства, а также комплексного влияния антропогенных факторов (загрязнение среды токсикантами, пылыо, уплотнение почвы и т.д.) на биолого-экологические особенности бобовых древесных растений, не выяснены пути их адаптации к этим условиям и резкоконтинентальному аридному климату Карпинского оазиса.

Глава 2. Почвенно-1ЗДиматические условия Каршинского оазиса

Климат Каршинского оазиса резкоконтинентальный. Среднегодовая температура воздуха 14,8 минимальная - 27 °С, максимальная 47 °с. Безморозный период 209 дней. Средняя дата последнего весеннего заморозка 25.03, первого осеннего заморозка - 21.10. Среднегодовое количество осадков 226 мм.

Годы наблюдений (1994-199Q) отличались теплыми зимами. Температура не снижалась ниже - 9,6 °С (1996). Лето, как обычно, было продолжительным, жарким и сухим. 17 июля 1995 г. температура достигла макекмаяьной многолетней 47 °С. Наибольшее годовое количество осадков, превышающее многолетнее, наблюдалось в 1994 г. (253 мм), а наименьшее (159) - в 1996 г. Почвы-све'^лые сероземы (ороааемые и неорошаемые) и йустыно-песчаниые. Количество питательных веществ, особенно гумуса и азота, низкое. Запасы валового калия довольно высоки. Наиболее богаты макроэлементами светлые сероземы. Песчаные'"почвы, хотя и бесструктурные, обладают удовлетворительными и даже хорошими физическими свойствами, но требу-

- ? -

ют регулярных поливов.

Анализ почвенно-климатических показателей свидетельствует с довольно тяжелых условиях для роста и развития древесных растений, однако не исключает их применения в озеленении и лесном хозяйстве. Большое внимание следует уделять подбору ассортимента и разработке мсф ухода применительно к местным условиям.

Глава 3. Объекты и методика исследований

Объектами изучения являются 5 видов бобовых древесных растений, стречащиеся в озеленении Кариинского оазиса, представители различных географических зон: глодачия - Gleditsia triacanthos L., акация - Robinia pseudoacacia L., багрянник - Cercis canaden-sis L., софора - Sophora japónica L., и аньбиция - Albizia julib-rlssln Durazs. (ceM.Fabaceae).

Исследования по определению видового состава,деревьев их биолого-экологических особенностей, декоративных и санитарно-гигиенических качеств проводили в период с 1994 по 1967гг. включительно. Видовой состав изучали маршрутным методом: обследовали озеленение парков, скверов, магистральных дорог, улиц, промышленных зон, вокзалов и др. объекты, а также насаждения зеленхоза г.Кар-ши. Одновременно определяли: возраст, год посадки, состояние растений, их декоративность, агротехнический уход и проводили биометрические измерения.

На основании обследования и изучения экологической ситуации окружающей среды по материалам Кариинского зкологичегаюго центра в.различных условиях Кариинского оазиса выбрали 5 участков, разных по экологии ( табл. 1).

При выделении их учитывали наличие k13-15 летних деревьев изучаемых видов, источники загрязнения, удаленность их от посадок, число транспортных средств, проезжающих по дороге. На каждом участке наблюдения проводили на Ю модельных деревьях. В диссертации приведены характеристики выделенных участков.

Климатические и погодные условия описаны по материалам Уз-гидрометцентра и Карпинской авиаметеорологической' станции г- - Общая характеристика почв - по монографии М.У.Умарова (1975). Экологическая характеристика - по материалам Гос.Ком.Республики Узбекистан по охране природы (1093) и Кариинского экологического Центра (1994).

Фенологические наблюдения проьодили по методике Ботанического сада АН РУз им, Ф.Н.Русанова. По А.А.Корчагину (1960) подсчи-

ТаОлица 1.

Загрязненность среды на опытных участках (Данные Каршинского экологического центра, 1994)

| Номер I участка 1 .............■ ■ Местонахождение участка Всего выбросов, тонн 1 1 " пдв,* ТОНН г ..... .............1 Степень загряв-| нения ч|

I 1 гелеихоз .. фоновый 1,646 1,3 условно | чистая, |

) 2 » 1 1 хлопкоочис-тит.завод 134,714 40,209 очень | сильная (

I 1 3 1 1 } г.Карпш . ул.Узбекистанская 16,120 1.3 сильная |

* 1 4 » вокзал ж/д 45,714 5,00 сильная |

1 'б I 1 1 ( ...... Мубарек, газоперерабатывающий завод 111,695 55,868 . очень сильная | |

* ВДВ - Предельно допустимые выбросы.

тывалч количество соцветий, цветков и бобов на 1 п/м,10 модельных ветвей по (каждому виду.

Доброкачественность и жизнеспособность семян'- согласно требованиям ГОСТов 13056.7-68 и 13056.8-68. Отбор.семян для анализов - по методике М.К.Фирсоьой (1969). Грунтовую всхожесть определяли посеиом з грунт 'в ШЗг, динамику роста побегов. - по методике В.В.Смирнова и А.А.Молчанова (1064),'жаростойкость - по К.А.Ахма-

тову (1972), светолюбиэ и засухостойчивссть-по состоянию растений, ' произрастающих в разных условиях затененности и обеспечения влагой, а также на основании изучения водного режима. Кроме того, опытным путем определяли влажность почзы, при которой происходят листопад и гибель сеянцев.

Интенсивность транспирации - методом А.А.Иванова и др. (1050);: потерю води листьями рассчитывали в миллиграммах на 100 см2 плоадч листа в 1. час. Содержание воды в листьях - методом высушивания до постоянного веса при 100-105 °С; вычисление вели в процентах на сырой вес. Водоудерживающую способность - методом А.А.Ничипоровича (1926). Вычисление потери воды из листьев проводили в процентах от первоначального ее содержания.

Результата биоэкологических наблюдений аналивировали в соответствии с погодными условиями и особенностями места произрастания.

Анатомические исследования листьев - по методике Л.И.Джапаридзе (1958), М.Н.Прозиной (1960).

Пылезадерживашую способность ' изучали по М. И. Гусеву (1952). Количество взвешенных веществ выражали в граммах из ■ расчета на 1м2 поверхности листьев на участках, разных по загрязнению.

Общее микробное число (ОМЧ) в воздухе определяли в 1994 г. седиментационним методом. В чашки Петри помещали мясо-пепгонный агар (МПА), затем их выставляли на открытую площадку и под полог изучаемых видов бобовых деревьев. Экспозиция 10 мин.

В 1965г. была изучена антимикробная активность в отношении кишечной палочки и золотистого стзфилсгскока. Для заражения питательной смеси кишечной палочкой в чашки Петри пометам БНДО, в которой она размножается, попадая из воздуха. Затем чашки Петри выставляли под полог исследуем« ьидов бобовых деревьев. Экспозиция 30 мин. Штриховые посевы 24 - часовых культур стафилококка золотистого на молочно-солевом агаре (МСА) обрабатывали летучими фитонцидами■под кронами деревьев. Экспозиция 5 мин. Повторпость всех опытов 10 кратная. Чашки Петри помешали в термостат при температуре 37 °С и через 24 часа проводили подсчет колоний.-.....

Перспективность видов для озеленения и лесного хозяйства определяли методом интегральной числовой оценки жизнеспособности растений (Лапин, Сиднева, 1973) с некоторыми изменениями применительно к местным условиям. .Декоративность - по методике Н.В. ' Ко-

теловои (1971): при оценке санитарно-гигиенической значимости использовали шкапу Т. К.Зркебаева (1994) с некоторыми изменениями.

Цифровой материал обрабатывали методом вариационной статистики по Н.Л.Удольской (1976).

Рекомендации производству разработали на основании собственных исследований, литературных данных и производственного опыта.

Глава 4. География и экология изучаемых видов бобовых растений и история их интродукции Изучаемые виды - выходцы из различных георгафических зон.-Гледичия трехколючковая, робиния лжеакация (акация), багрянник канадский - Сев.Америка; софора японская - Китай, Япония; альби-ция ленкоранскач - Закавказье, Иран, Китай, Япония. Эти виды произрастают в умеренной и субтропической зонах с влажным, иногда континентальным климатом на различных почвах. Наиболее обширный и разорванный природный ареал имеет альбиция. Гледичия и акация широко испольйуются в культуре. Альбиция, багрянник и софора применяются значительно реже. Впервые альбиция и багрянник были введены в озеленение г. Карим в 1988 г. Софора японская известна с 1919, 1920 гг.. Гледичия и акация с начала XIX века. В настоящее время в посадках Каршинского оазиса - имеются очень много деревьев гледичии и акации; багрянника - 16, альбиции - 22, софоры - А2 дерева. В диссертации приведены основные биометрические показатели эти: древесных растений в разных условиях среды.

Глава 5. Ритм сезонного развития, особенности цветения и плодоношения исследуемых бобовых растений в разных условиях Каршинского оазиса « Рктм сезонного равития тесно связан с биолого-экологическими особенностями вида, погоднкмч условиями, суммой эффективных температур (СЭТ) и условиями местопроизрастания. Багрянник, гледичия и акацчя - виды, зацветающие весной, начинают вегетацию первыми, последней просыпается альбиция. В 1994 г. распускание почек наблюдалось раньше, чем в 1995 и 1996 гг. Для наступления фенофазы цветения наибольшую СЭТ требуют софора (749-1084) и альбиция (435-обо °С) - виды, зацветающие в конце мая-июне, наименьшую -багрянник (25-84) и акация (134-148 °С). Наибольшая длина вегетации (245) и СЭТ за этот период отмечены у альбиции и софоры - са-

мых теплолюбивых видов, а наименьшие - у акации (227 дней).

Первое цветение у видов бобовых в условиях Каршинского оаеи-са. наступает на 3-4-ый год ( альбиция, акация', багрянник), на 6-ой год жизни (гледичия), т.е. раньше, чем в других пунктах интродукции. В Карши и за его пределами в основном отмечены двудомные деревья гледичии, причем в благоприятных условиях преобладают женские, а в более жестких - мужские деревья. Виды бобовых, зацветающие рано весной, имеют короткий, а виды, цветушле в мае, июне- длинный период цветения (табл. 2).

■• Таблица 2.

Фенофазы цветения и их продолжительность у видов . бобовых в Каршинсксм оазисе (1994-1996гг.)

1 Годы| 1 Даты цветения " Период цветения, дни

1 1 1 ■ ■ I ........ " начало|массовое|конец ¡всех |цвет~ |соц- 1 |дере-

( р 1 1 дерев: | . .11 ка |ветия | I ва (

Гледичия трехколючковая

1994 28.04 10.05 13 - -

1995 27.04 2.05 6 - - -

1996 2.05 7.05 10.05 9 3 4-6 8

Акация белая

1994 22.04 8.05 18 -

1995 18.04 8.05 16 - - -

1996 22.04 26.04 5.05 17 о 8-9 14

Багрянник канадский

1994 24.03 19.04 £5 - -

1995 1.04 18.04 19 - - - -

1906 11.04 14.05 17.04 7 4 б 11

Софсра японская

1994 12.06 24.10 135 - - -

1995 11.06 25.09 107 - - \

1996 30.06 26.07 3.11 127 8 35 ' 96

Альбиция ленкоранская

1994 26.05 25.10 153 - -

1995 19.05 13.10 147 - - ' -

1986 29.05 21.06 12.10 137 8 31 97

У багрянника и акации ежегодно наблюдалось вторичное цветение. Количество соцветий, цветков в соцветиях и бобов зависит от видовых особенностей и местопроизрастания. Больше всего цветков у софоры и алъбиции, наименеее - у багрянника. В загрязненных токсикантами условиях количество цветков :: плодов снижается (табл.3).

Таблица 3.

Количество цветков, завязей и бобов (число шт. на 1п/м) '" в зависимости от условий произрастания

1 Виды 1 N 1 - ■■ " - 1 Iсоцве-| цветк. г цветк. 1 |завязей ...... . бобов

1 участ- I тий | в кажд. в соцв- | бобов

1 1 ка 1 1 1 1 соцв-и ях 1 1

1 Глади 1 1 1 30+0,2 32+0.3 960+0.8 1 720+0.4 25+0.3 '

чия 2 28+0.2 32+0.3 896+0.7 594+0.5 12+0.3

3 30+0.3 32+0.3 960+0.7 631+0.4 15+0.2

4 30+0.3 30+0.2 900+0.8 623+0.3 11+0.3

5 18+0.2 30+0.3 640+0.9 413+0.5 8+0.3

Ака- 1 . 25.'0.3 30+0.3 750+0.7 542+0.4 41+0.4

ция 2 25+0.3 30+0.3 750+0.7 2В0+0.5 23+0.6

3 25+0.3 30+0.2 750+0.8 538+0.4 35+0.3

25+0.3 28+0.2 700+0.9 279+0.4 21+0.3

5 20+0.2 24+0.2 480+0.8 134+0.4 12+0.4'

Багра н- 1 60+0.3 6+0.3 360+0.7 192+0.5 161+0.3

ник о О 50+0.3 6+0.3 300+0.6 171+0.4 107+0.3

5 50+0.3 6+0.2 300+0.7 120+0.5 70+0.3

Софо- 2 3+0.2 384+0.2 1152+0.8 618+0.5 120+0.4

ра 3 4+0.3 400+0.3 1600+0.9 812+0.5 130+0.6 -

4 410.2 400+0.2 1600+0.7 850+0.4 97+0.4

Альбн- 1 4+0,2 473+0.3 1192+0.8 25+0.4 12+0.3

дач 3 4+0". Я 421+0.2 1263+0.8 22+0.4 10+0.2

Плоды-ыногосемянные, нераскрываюшиеся бобы, за искдочением акации. Созревая, они сохраняются на дереве у гледичии и1акации до двух лет, у багрянника - 1,6 года, у альбиции и софоры один год. §

Загрязнение среды токсгасантами сокращает период цветения и созревания бобов, уменьшает количество соцветий, цветков и плодов (табл, 3) особенно у видов, зацветающих рано, снижает массу, энергию прорастания и всхожесть семян, ускоряет осеннее пожелтение листьев, листопад, уменьшает длину вегетационного периода. Больше всего на загрязнение среды реагирует альбиция и меньше всех - софора и гледичия.

Глава 6. Особенности роста изучаемых видов бобовых растений в первые и последующие годы в разных условиях Каршинского оазиса

Однолетние сеянии софоры и багрянника, растут быстро, достигая 128,2 и 93,0 см высоты, на второй-третий годы приросты стебля снижаются. Очень медленно в первые два года растет альбиция, однако прирост стебля у нее на третий год увеличивается в 5,5 раза по сравнению с первым годом жизни.

Наибольшие приросты у 13-15 летних деревьев отмечены в апреле , (до 60Х годичного прироста) при умеренных температурах и сравнительно высокой влажности воздуха. Повшьение температуры в июне- июле снижает, а иногда останавливает рост побегов. У большинства видов кривая прироста одновершинная и лишь у побегов гледичии и акации в сентябре, со снижением температуры и повышением влажности воздуха, прирост возобновлялся.

Самый большой прирост отмечен в наиболее благоприятный 1994 год. ,

. Наибольшим годичным приростом побегов в 13 летнем возрасте обладает гледичия (107,6 см), а наименьшим (45,7 см)'- багрянник.

Загрязнение среды токсикантами и пылью задерживает появление всходов у изучаемых видов бобовых, за исключением софоры и багрянника, снижает годичные приросты у изученных видов. Величина прироста снижается тем больше, чем сильнее загрязнена среда (рис. ).

f3ИС. Годичные приросты (см.) '¡З-'^^летн^х SoSo&ых растении В ^¿пличных яслоьиах Кз-ршннс кого оаЗнсз.

¡jcj>a&nkte оьозмАчен^а. ; ¡

0- гледичия ■ г-1 Л/,„л ' м ' |ч| - Сосрорд

¡CJ-АЛл^ИЛ ;

р.. Багрянки If . ч /»ЛЬБИЦИЯ.

l.-зеле /4X03, с З.-ул УзБехчстанслая-Z- xsionKoo'rucTuTejh -

' кый заеол;

S.-ПуБарек, К г гл.

Глава 7. Экологические особенности изученных видов бобовых растений в условиях Каршинского оазиса

Наблюдения за бобовыми растениями, произрастающими в разных условиях, показали, что все они являются светолюбивыми, теплолюбивыми и засухоустойчивыми. В условиях затенения у них образуются меньше соцветий и бобов, приросты снижаются. Сеянцы только в первый год жизни требуют легкого затенения. Сравнительно теневыносливы - софора, акация и багрянник. Из-за позднего начала вегетации повреждений от весенних заморозков не наблюдали. Осенний заморозок 17.10.1995г. вызвал повреждения листьев у софоры, багрян-ника и массовый листопад у всех видов бобовых. Повреждений от низких зимних температур за годы наблюдений (1994-1997гг.) не отмечали.

Установлено, что виды бобовых обладают высокой жаростойкостью. Температура, при которой происходила коагуляция протоплазмы (°С) в 1995 г. следующая:

15 июнь 15июль 15 август

Гледичия 50 55 68

Акация 44 48 50

Багрянник 43 46 49

Софора 48 52 56

Альбиция 42 47 48

Наибольшая жаростойкость выявлена у гледичии и софоры, наименьшая - у альбиции и багрянника, что согласуется с полевыми наблюдениями.■ Наибольшая жаростойкость листьев наблюдалась в августе, а наименьшая - в июне.

Влажность почвы (%), при которой отмечены:

Альбиция Багрянник Акация Гледичия Софора Листопад 14,0 11,2 7,8 6,8 6,3 .

Гибель сеянцев 11,3 10,3 7,3 6,4 5,9

Таким образом, по жаро- и засухостойчивости бобовые можно расположить в следующий ряд (по мере убывания): софора > гледичия > акация > багрянник > альбиция.

Кривая интенсивности транспирацтт специфична для каждого вида. Наименьшая интенсивность отмечена у софоры. По этому признак}' виды можно расположить в следующий ряд ( по мере убывания): баг-.

рянник(1600-924,2), альбиция.(1514.3-900,3). гледичия(1455,9-740,7), акация(1052,6-820»1). софора (840-380,1) мг/100 см2/час. Интенсивность транспирации на загрязненных участках у всех видов была значительно ниже. чем. на фоновом, то есть под влиянием загрязнения растения приобрели способность более экономно расходовать воду. Самое стабильное содержание воды летом и наименьшие потери воды S5.5-3.9X и водный дефицит 12,8 % выявлены' у софоры - наиболее засухоустойчивого вида, а иайбольшие-у альбиции 18,0-57,9Х; 30,0 7. и багрянника (16,7-45,2%; 36.ОХ соответственно).

Загрязнение среды токсикантами и пылью влияет .на сезонный ритм развития; сокращается период цветения, ускоряются: созревание семян у ранозацветающих видов, осеннее окрашивание листьев и листопад; уменьшаются количество соцветий, цветков и плодов. Семена, собранные с деревьев, растущих на загрязненных участках, имеют более низкую ¡лассу, всхожесть, энергию прорастания, чем на фоновом участке, снижается прирост молодых и взрослых растений, изменяется водный режим. Под влиянием загрязнения среды токсикантами выявлены структурные изменения пистьев, заключающиеся в увеличении: толщины кутикулы, размеров палисадной и губчатой паренхимы, а также количества устьиц на 1 ым2; появляются разрушения в замыкающих клетках устьиц, некротические пятна и разрывы неточных стенок.

Анализ влияния загрязнения среды на биологические особенности исследуемых видов позволяет отметить их высокую газоустойчивость. По этому признаку виды бобовых можно расположить в следующий ряд (в порядке убывания): софора > гледичия> акация > альбиция > багрянник. - •

Глава 3. Санитарно-гигиенические особенности и перспективы введения исследуемых видов бобовых в озеленение и лесное хозяйство на юге Узбекистана

Большинство основных загрязнителей атмосферы Каршинского оазиса (пыль, окись углерода, сернистый ангидрид и т.д.') значительна превышают ВДВ (габл.1). Анализ литературных данных'и собственных исследований поксэал, что изучаемые виды бобовых деревьев, за исютчением альбиции, имеют высокую интенсивность фотосинтеза (Эркабаев,1994), пылеулавливающую и антимикробную активность в условиях Каршинского оазиса.

Таблица. 4.

Количество пыли, задерживаемой на м2/г листовой поверхности бобовых древесных растений (1994г.)

•............. 1 В зависимости, от местопроизрастания и удален- ) кости от источника загрязнения (м) |

Виды Хлопзавод г.Карши от автотрассы 1 Вокзал | ж/д | 1 Мубарек мгга Г 1 Зелен-| •хоз |

1 | - - ■ 30 1500 |1000 '1 | г 30 | 1 500 1 . 1 30 |50о |

Гледичия 10,5| 8,3| 6,1 1 1 1 Ю,2| 1 8,1 1 1 9,6| 7.7) 9,7 5,6 |

Акация 1 1 15,5| 10,8| 7,3 1 1 1 12,0| 1 7*5 ! 1 13,9! 9,7| | 1 7,5 6,4 !

Софора 1 . 1 8,91 6,2| 5,3 1 1 1 6.2| 1 4.3 7,11 5,2) 1 | - |

Загрян-яик 1 , ... 1 1 - 1 - 11 1 1 1 1 1 13,0 1 1 1 1 1 | 10,3 9,1 |

Альбиция ......... . . . 1 1 - 1 - 1-| | 1 5,01 I со 1 1 1 1 1 2,6 | __I

Больше всего пыли накапливают листья багрянника и акации. На растоянии 30 м от источника на всех опытных участках листья деревьев задерживали самое большое количество пыли, на растоянии 1000 м оно уменьшалось почти в 2 раза. Самое большое количество пыли задерживается листвой деревьев на территории хлопкоочистительного завода и железнодорожного вокзала, то есть на самых запыленных участках.

Одно 14 летнее дерево в зависимости от вида и местопроизрастания накапливает листовой поверхностью пыли (кг):

эеленхоз хлопзавод .ул.Узбекист. вокзал Мубарек

Гледичия

Акация

Альбиция

Багрянник

Софора

90,3 232,8 19,2 534,7

135/ 496,2

303,3

105,3 355,0 24,2 579,0

120.3 97,7

366.4 309,2

500,5

Наибольшая антимикробная активность по отношению к золотистому стафилококку у ранозацватающкх видов (табл.б) наблюдается весной, летом она снижается и наиболее низкая осенью. У видов, цветущих летом и осзнью, наибольшая активность отмечена летом и веской, однако и осенью она была достаточно высокой (софора). По отношению к кишечной палочке ранозацветаюшие виды бобовых были активны весной и летом, а софора и альбиция весной и осенью. По антимикробной активности исследуемые 'виды можно расположить в . следующий ряд: софора > акация > гледичия > багрянник > альбиция ( по мере убывания).

Таблица 5.

Антимикробная активность изучаемых видов бобовых деревьев в течение вегетационного периода (1994-1995 гг.)

I--1-—-----Г"-;-1-:-1

I | Стафилококк |Кишбчная палочка | Уменьшение |

I ! болотистый, |колочество колоний| микрофлоры | I Виды | X уменьшения |в 1 мэ воздуха,шт.| (X) ь 1 м3 I

| 1 штриха | | воздуха |

| 1--7-,-Н-1--г--1-(--г—Н

I Iвес-|лето|осень| вес-|лето|осень |вес-|ле-|осень!

1 Ina 1 1 1 ' 1 1 % 1 на I 1 I 1 1 1 на I |то | I | !

1 |Гледичия 63 23 1.9 0 0 3 51 74 37

| Акация 72 26 14 0 0 3 64 56 46

1 Багрянник 65 20 12 0 0 , 1 • 48 74 16 4

|Софора 40 74 29 0 2 0 56 47 53

IАльбиция 38 76 27 0 2 0 за' 62 23

_:_______1

Большинство изучаемых видов бобовых-весьма декоративные растения. Наиболее декоративна альбиция зонтиковидной кроной, нежными пористо-сложными листьями, розовыми воздушными метелками- соцветии, украшающими дерево более 100 дней. Первым зацветает багрянник, следом акация и гледичия, в конце мая - альбиция и вскоре софсра. В период цветения воздух наполнен чудесным ароматом.

Таблица 6.

Шкала декоративности.устойчивости и санитарно-гигиенической значимости изученных видов бобовых растений (по стобальной оценке )

1 | Показатели 1 (Гледи- 1 . | Ака- 1 (Багрян 1 - ¡Софо- 1 ) |АльбИ- |

| чин 1 | ция | I ник 1 1ра I 1 ция | 1 1

|Декора- Крона 3 4 4 8 10 |

|тивность листва 5 5 6 Г» 1 9 I

|(ЗОбаллов) цветение' 3 8 8 10 И |

балл 11 17 со 25 30 |

|Устой- к высоким

|чивость Ь °С 8 7 5 7 4 1

|(ЗОбаллов] засухо- 7 6 4 8 4 I

газо- 7 5 3 7 . 4 1

жизнеспо-

собность

семян 8 4 ' 9 8 9 1

балл 30 22 21 30 21 |

|Саяитар- пылеза-

|но-гигие- щитная 8 10 9 7 5 1

|ничес- антимик-

|кая робная 10,4 13,4 13,4 12,4 10,2 |

| значи-

|мость высота,м 6 5 о *С 5 з !

| (40баялов) плотн.

кроны 3 4 6 5 2 I

балл 27.4 32 4 30.4 29.4 20.2 |

1 * 1 . . . общ. балл 68.4 ,71 4 69.4 84.4 71.2 | ......._1

Наибольший балл по комплексной оценке декоративности, устойчивости, санитарио-гигиеничской значимости получила софора, затем

акация, альбиция и на последнем месте гледичия (табл.б).

По санитарно-гигиенической значимости их можно расположить в следующий ряд ( по мере убывания): акация > багрянник > софора > гледичия > альбиция. По декоративности - альбиция > оофора> багря нник> акация> г..едичия. По устойчивости: софора > гледиция > акация > багрянник > альбиция.

Выводы

1. Установлено, что в озеленительных посадках Каршинского оазиса используются в озеленении 5 видов древесных бобовых растений - представителей различных географических зон: Сев. Америка (3 вида), Китай, Япония (1), Закавказье, Иран, (1 вид). Широко и в разном возрасте встречаются акашя и гледичия,и редко-альбиция, софора и багрянник.

2. Начало вегетации наблюдается после устойчивого перехода температуры через ЧО °0. Наименьшая разница СЭТ по годам приходится на фенофазу распускания почек, а наибольшая - на созревание плодов. Наибольшая СЭТ за вегетационный период и его длительность наблюдались у софоры и альбиции, а наименьшая - у акации и гледичии. '

3. По срокам зацветания виды бобовых делятся на: зацветающие рано с коротким периодом цветения (от 6 до 19 дней) - багрянник, акация, гледичия и:зацветающие поздно с длительным (107-153 дня) периодом цветения софора, альбиция.

4. Вступление■ в генеративную фазу наблюдалось у бобовых в условиях г.Карпш раньше, чем в других пунктах интродукции. В первый год цветения у гледичии появляются мужские цветки, позже-мужские и женские. В посадках Каршинского оазиса преобладают двудоквые деревья гледичии, редко однодомные. В неблагоприятных условиях ¿Гастут в основном мужские экземпляры.

5. Выявлено, что семена бобовых обладают высокими посевными качастгами, за исключением акации, у которой они часто поврежда-

■ югся вредителями. Наибольшие масса, энергия прорастания и всхожесть семян отмечены у гледичии,софоры и альбиции,наименьшие - у скации.

6. Установлено,- что продолжительность роста и величина годичного прироста бобовых зависят от биологических особенностей вида, погоды и условий места произрастания. По динамике роста их

можно разделить на две группы: а) виды, растущие быстро в первые годи жизни (софора, багряшшк), затем замедляющие рост-, б) виды, растущие в первые годы медленно (альбиция, гледичия, акация), а в дальнейшем увеличивающие прирост. Наибольшим годичным приростом в 13 лет обладает гледичия (,107,6 см), а наименьшим (45,7 см) -багрянник.

7. Установлено, что под влиянием загрязнения среды токсикантами сокращаются периоды цветения и созревания бобов, снижаются количество цветков и бобов, посевные качества семян, годичные' приросты сеянцев и взрослых деревьев, сокращаемся период роста побегов, ускоряется листопад, изменяются некоторые элементы водного режима и появляются изменения в структуре листьев. Эти изменения имеют ваяопе приспособительное значение в выживании видов бобовых в разных условиях Каршинского оазиса.

8. Изученные виды бобовых в условиях Каршинского оазиса оказались светолюбивыми, большинство эимо - морозо и жароустойчивыми. Опыты и полевые наблюдения выявили наибольшую устойчивость к высокой температуре, недостатку вЛаги в почве и воздухе у гледичии и софоры, а наименьшую - у альбиции и багрянника.. По устойчивости к загрязнению среды токсикантами, их можно расположить в следующий ряд (по мере убывания): софора > гледичия > акация > багрянник_> альбиция.

9. По интенсивности транспирации бобовые можно представить в следующем порядке ( по мере убывания): багрянник> алъбиция> гледичия > акация > софора. Содержание воды наиболее стабильное наблюдалось у софоры, а наименее - у багрянника, наибольшая водоу-держивающая способность выявлена у гледичии и софоры, а наименьшая - у альбиции и багрянника. " У последних видов отмечен и самый высокий водный дефицит.

10. Установлено, что виды 6о6оеых накаливают листьями пыль от 15,5 (акация) до 5,0 г/м2 (альбиция), обладают антимикробными свойствами. Наибольиая антимикробная активность по отношению к стафилококку золотистому выявлена у акации белой (весной), альбиции и софоры (летом). К кишечной палочке наибольшая активность у видов цветущих рано - весной и летом, у поздноцветушях (софора, ачьбипия) - весной и осенью. По антимикробной активности виды можно расположить в ряд по мере убывания: софора > акация> гледичия > багрянник > альбиция.

11. Высокие декоративность, санитарно-гигиеническая значимость, устойчивость к местным условиям позволяют рекомендовать изучекые виды бобовых в озеленение (5 видов) и лесное хозяйстве (3 вида). Альбицию. софору и багрянник следует особенно широко применять в озеленении детских и оздоровительных учреждений югг Узбекистана. В Каршинскоы оазисе, где имеется много земель с ограниченным поливом", следует всемерно применять в посадках такие ценные засухоустойчивые, почвоулучщающие, быстрорастующие бобовые как гледичия и акация. Особого внимания заслуживает софора, которую рекомендуем выращивать большими массивами, учитывая ее неприхотливость к местным условиям, народнохозяйственную ценность кал медоноса, источника, сырья.для получения ценных лекарственных препаратов, а также как древесную породу с высоким качеством древесины. Горзеленхозу необходимо больше выращивать в питомнике софору, альбицию, багрянник.

■г

Предложения производству

1. Для озеленения различных объектов в том числе детских 1 оздоровительных учреждений рекомендуем альбицию, софору, багрянник - очень декоративные, почвоулучшающие бобовые древебные породы с высокими санитарно-гигиеническими качествами. Использовать их следует в одиночной, групповой, аллейной, линейной посадках I смешанных и чистых, насаждениях. Акацию, гледичию и софору следует применять при озеленении: дорог, в линейных многорядных посадка)! совместно с подлеском из кустарников, жилых массивов в местах с ограниченным поливом, для создания защитных санитарных зон вокруг источников загрязнения воздуха токсикантами и пылью (МГПЗ, Хлопкоочистительный завод и т.д.)..

2. Рекомендуемые виды бобовых целесообразно разводить семенами, собранными с насаздений Каршинского оазиса и в горзеленхо-зе. Сроки сбора семян: акация и багрянник - июль, гледичия - сентябрь, альбиция и софора - ноябрь. Семена до посева хранятся нг складе в ящиках или мешках.

3. Семена гледичии, альбиции и акации перед посевом.следуем сшларить кипятком и оставить в нем 3 мин. Затем погрузить на ЗС мин. в холодную воду. Эту процедуру повторить 3 раза. Посев произвести в начале - середине марта. Семена софоры и багрянникг мокко высевать без подготовки осенью или в конце февраля. Уход'3£

посевами отделением заключается в регулярных поливах, прополке сорняков.

4. Пересад(са однолетних сеянцев всех рекомендуемых видов, за исключением альбиции, из посевного отделения на объекты озеленения проводится в марте. Сеянцы альбиции пересаживают на третий год жизни также в начале марта. .

5. Озеленительные посадки с участием бобовых растений в первый год после пересадки необходимо регулярно поливать и рыхлить 2-3 раза за вегетационный период в зависимости от погоды и влаж-: ности почвы.

6. Посадка в защитных зонах должна быть смешанной, довольно плотной. Гледичию можно высаживать в виде высокой живой изгороди или живых стен, как ограждение. Онь легко поддается стрижке и хорошо отрастает.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Хайитов И.Ю. Пылеулавливающая способность некоторых видов древесных растений семейства бобовйх в условиях Карпглнского оазиса. //Узбекский биологический журнал. 199?.' вып.3: С.4.5-48.

2. Хайитов И.Ю. Антимикробная активность некоторых видов деревьев семейства бобовые в Кзршинском оазисе. //Узбекский биологический журнал. 1997. вып.4-С. 34-37.

3. Хайитов И.Й. Ёзиев Л.Х. Дуккакли.гар оиласига мансуб да-рахтчил усимликларни жанубий Узбекистонда иклимлаштириш ва улар-нинг хужаликдаги ахамияти.// Мирзо-Улугбек таваллудининГ 600 йил-лигига багишанган илмий - назарий конференция. Маърузалар тупла-ми.Г.5Т«арши. 1994.-6-9 сён.В.42-44.

4. Хайитов И.Й. Нэшкадарё вилоятидари фитонцид таркатувчи дуккакли дарахтлар ва уларнилг ахамияти. //Табкат ва инсон, 1l-кисм,- Карши, 1996. Б. 102-103.

-¿У-

/{айитов И.Ю.

Карши всхаси шароитеда Fabaceae оиласига мансуб баъзи дарахт турларининг зколого-Сиологик хусусиятлари.

Диссертацинда оддий гледичия, ок акация, япон сафораси, лен-коран альбицияси ва канада багрнннигининг эколого-биологик хусу-сиягларига ангроген аиилпар ишглрокэда лфлосданган атмоеферанинг тахсирини ничёсий кузатиш асосида комплекс урганш натижалари каптирилган.

Текширишлар натижасида дарахтларнинг тез узгарувчан цедим швроити ва техноген таъсирларга ыосланиш йуллари аниеданди.

Мухитиинг чанг, г.азльр Оилан ифлосланишининг таъсири натижа-сида дарачтларнинг гуллаш ва уругларининг етилш муддатининг к,цс-кариши, барг тукилигшнинг тезлалшши, сув режими баъэи эдеыенгла-рининг 9згариши ва баргларда структурамий узгаришларнинг пайдо булиши аниедазди. '

Эколого-биологизс хусусиятдардаги бундай уэгаркшлар Карши во-х.асининг специфик.иароигида ррганилган дуккакли дарахтларнинг ша-роитга ыослашуви ва саеданишида мух.ли ахамиягга эгадир.

' Еу турлар кд'йидаги сакитария-гигиеник; узидан фитонцид чика-риб ^авони тос.злаш, чангни туплаш, олтинранг стафилакокк, ичак таёкчалари ва хаво микрофлорасининг фаолиятини сусайтирувчанлик хусусиятл^рига эга.

Урганилган дарахтларнинг эстетик, чидаылшшк ьа санитария гигиеник хусусиятларига асосланган х;одда манзаралилик шкадаси ту-эилди.

Акнн; муз?ит шароитида мазкур дарахт турларининг зколого-био-логик /усусияглари комплекс урганиб чикилши натгошеида Б тур кукадамладшгрит уяун 3 тур усишшк (гледигия, акации, сафора) ур-мончилик х^жалигига тавсия к^шшдн.

Иида уругдарнинг экишга тайарлаш, кучатдар ва катта ёшдаги Рсшлньларни парварш килиш Эуйича тавсиялар келтирилди.

Hayitov I.Yu.

ECOLOGICAL AND BIOLOGICAL PECULIARITIES OF SOUS TREE

SPECEES OF THE FAMILY FABACEAS UNDER CONDITIONS OF KARSHI OASIS

The dissertation cites results of a comparativa integrated study on the effect of the atmosphere contamination vfith dust and gases on the biological and ecological peculiarities of Gleditsia triacantchos L., Eobinia pseudoacacia L., Albizia ¡julibrissin Durazz., Sophora japónica L., Cercha canadensis L.

The integrated study in thin respect has been conducted for the first tide under condition" of Karshi oasis. A3 a result, tfays to adaptation to extremely continental climate and man-made transformations have been revealed. It was also found out that under the influence of the environmental pollution with toxicants and dust, the period of blossoming and maturation of beans reduces, the number of inflorescence, flowers and beans drops, and the quality of aeeda, annual growth of young and adult plants also decrease. Besides, a preliminary defoliation is observed( some elements of the water regime undergo ohanges, as well as the structure of the leaves. These ohanges in ecological and biological characters are important from the viewpoint of adaptation in the process of survival of the studied pod-bearing planto under speoifio conditions of Karshi oasis.

These pod-bearing species have been found to have sanitary and hygienic properties! they catch dust and show a high antimicrobe activity against Staphylococcus aureus, Escherichia coli and the air microflora.

The "integrated study of the ecological and biological properties of some-pod-bearing plant species under specific environmental conditions enabled us to recommend 5 species for use in tree planting in populated araas and 3 specien (Gledi-tsia triaoantchos L,, Robinia pseudo&jacia L. and Sophora Japónica L.) in forest farms of Karshi oasis.

ThedisBertation contains proposals on the production and preparation of seeds for Bowing, and on caring of both young and adult plants.

Подписано в печать А//. 9%г

Тираж. /.Со... печ. л.^С.....

Отпечатано в типографии ¡1

О.О.О. «Саодат РИА»

г. Ташкент, пр. Рашпдова 45 ¿1-