Analysis and ways to expand the species diversity of the assortment of perennial herbaceous flowering plants for landscaping urban areas of the Kola Polar region

Full Text

Введение

Мурманская область один из наиболее урбанизированных регионов на Северо-Западе России [1]. Для создания благоприятных условий для жизни северян, лишенных постоянного общения с природой, необходим комплексный подход к организации системы зеленых насаждений в заполярных городах, большинство из которых расположены в подзонах северотаежных хвойных лесов. Растительный покров урбанизированных территорий Мурманской области объединяет культивируемые человеком насаждения, массивы естественных сообществ и спонтанную растительность, в составе которой наряду с синантропными группировками немало фрагментов аборигенных сообществ [2]. Аборигенная флора Крайнего Севера сравнительно бедна декоративными растениями, поэтому исключительно важную роль в обогащении видового разнообразия играет интродукция. Растения, переселенные из более южных районов и хорошо акклиматизировавшиеся в наших условиях, являются ценным в декоративном отношении материалом. В современных условиях ухудшения экологической среды первоочередной задачей становится потребность в подборе высокодекоративных устойчивых растений, способных произрастать на урбанизированных территориях.

В настоящее время наиболее актуальны и популярны среди населения растения, имеющие яркие цветки, обильное и продолжительное цветение. Все это требует обновления ассортимента растений, отвечающих изменившимся условиям и вкусам людей. Особое место в решение этих задач в нашем регионе отводится многолетним травянистым цветочным растениям, которые по сравнению с однолетниками обладают рядом достоинств: простота агротехники, экономическая эффективность, ранний период отрастания и цветения.

Впервые подбор ассортимента многолетних цветочных растений для озеленения городов Крайнего Севера взял на себя Полярно-альпийский ботанический сад-институт (далее ПАБСИ), основанный в 1931 году. Данное направление работ было поставлено на научную основу и тем самым появилась возможность прогнозирования путей пополнения ассортимента новыми видами и сортами. Это позволило вести интродукцию растений более целеустремленно и обоснованно, что в значительной степени сократило сроки и материальные затраты [3]. Большой вклад в обогащение ассортимента травянистых интродуцентов для Кольского Севера внесли Н.А. Аврорин, Г.Н. Андреев, Б.Н. Головкин, Т.Г. Тамберг, Т.А. Козупеева, Л.Л. Вирачева [4–8].

Для сохранения и воспроизводства наиболее ценных образцов растений на территории ПАБСИ созданы 5 питомников. Основной коллекционный питомник № 1 интродуцированных травянистых многолетних растений был заложен весной 1932 года. Он расположен на одной из расчищенных полян на третьей озерной террасе (340 м над уровнем моря) среди елово-березового леса. Лесное обрамление создает своеобразный микроклимат, сравнительно благоприятный для растений [9]. В парковой зоне расположен семенной питомник № 3, который используется для массового получения семян и испытания декоративных многолетников с целью передачи их в дальнейшем в озеленительный ассортимент. Вблизи озера Большой Вудьявр (316 м над ур. м.), находится коллекционный питомник № 4, предназначенный, как и питомник № 1, для испытания многолетних травянистых цветочных растений.

На коллекционных питомниках Сада за 86-летний период прошли испытания более 5000 видов многолетних травянистых растений различного эколого-географического происхождения. В настоящее время в коллекции находится 1409 видов и таксонов внутривидового ранга, которые относятся к 269 родам и 56 семействам. Наиболее полно представлены семейства: Asteraceae Dumort., включающее 230 видов из 54 родов, семейство Ranunculaceae Juss. – 157 видов из 21 рода, семейство Rosaceae – 89 видов из 13 родов, Primulaceae – 60 видов из 6 родов, Campanulaceae Juss. – 48 видов из 4 родов, Lamiaceae Lindl. – 44 видов из 18 родов, Caryophyllaceae Juss. – 42 видов из 13 родов, Crassulaceae DC. – 39 видов из 6 родов.

Важной характеристикой коллекционных фондов является продолжительность нахождения образца в эксперименте, которая зависит от множества причин, в том числе от биологических особенностей вида, способности его адаптации к новым условиям существования, научной и практической ценности. На питомниках ПАБСИ произрастают растения, имеющие различный возраст, и находятся в эксперименте от 1 года до 80 лет и свыше, в том числе образцы, существующие с 1932 г.: Gentiana lutea L., Claytonia asarifolia A. Gray, с 1934–1936 гг.: Trollius asiaticus L., Bergenia crassifolia (L.) Fritsch, Veranrum lobelianum Bernh, с 1946 г.: Rheum nepalensis Spreng., R. spiciforme Royle, и др. Самыми молодыми (2016, 2017 гг.) являются посадки Dianthus erinaceus Boiss., D. myrtinervius Griseb., Geranium koraiense Nacai., Iris mandshurica Maxim., I. chrysagrapes Dykes, Plantago media L., P. sempervirens Granz, Potentilla hippiana Lehm., Teucrium chamaedrys L.) и других видов.

Цель данной работы заключается в подборе видов многолетних травянистых цветочных растений для обогащения существующего ассортимента для озеленения городов Кольского Заполярья. Для выполнения работ был проведен анализ видового разнообразия коллекционных фондов ПАБСИ.

Материалы и методы исследований

Основными материалами для исследований служат живые растения и семена, полученные из других регионов. Живые растения после карантина высаживаются на коллекционные питомники. Для изучения сезонного ритма используются методики наблюдений за травянистыми растениями [10]. Фенологические наблюдения проводятся каждые 2–3 дня в течение всего вегетационного периода. Фиксируются следующие фазы: начало вегетации, бутонизация, цветение, завязывание семян (зеленые плоды) и плодоношение. В течение вегетационного сезона два раза измеряются высота растений и размеры цветков.

Семена, полученные по каталогам, высеваются в два срока. В феврале сеют семена, которым для прорастания необходима стратификация – промораживание в течение двух месяцев. В апреле осуществляется основной посев семян растений, не требующих дополнительной обработки. Подготовленная рассада в конце июня высаживается на коллекционные питомники для проведения исследований.

По высоте растений И.Ю. Бочкова (2007) выделяет 5 категорий: исполинские (свыше 2 м), высокие (от 1 м до 2 м), среднерослые (от 0,5 м до 1 м), низкие (от 0,25 до 0,5), карликовые (до 0,25 м), [11]. В наших условиях преобладают растения 3 категории.

Результаты работы и их обсуждение

Предварительный перечень декоративных травянистых растений для городов Заполярья был представлен Н.А. Аврориным в начале 40-х годов и включал 104 вида травянистых растений [12]. В дальнейшем перечень значительно сократился и первый ассортимент был разработан только в 1956 году и включал в себя 64 вида [4]. Необходимо отметить, что в количественном отношении в ассортименте многолетних травянистых цветочных растений наблюдается постоянная положительная тенденция, благодаря пополнению его новыми видами, прошедшими испытания на коллекционных питомниках ПАБСИ. В 1982 году ассортимент содержал 75 видов [13], в 2001 году – 102 [14], в 2010 году – 109 видов [15].

С 2011 г. по настоящее время ассортимент многолетних травянистых цветочных растений пополнился 6 новыми видами (Iris bloudowii Ledeb., I. pseudocyperus Schur, Trollius ranunculinus (Smith) Stearn, Caltha palustris L., Primula minima L., Wulfenia carinthiaca Jacq.) и представлен 115 видами, 28 семействами (Ranunculaceae – 23 вида, Asteraceae – 20, Primulaceae – 13, Rosaceae – 7, Campanulaceae – 5, Polygonaceae Juss. – 5, Liliaceae Juss. – 5, Alliaceae J. Agardh – 4, Crassulaceae – 3, Iridaceae Juss. – 3, Fabaceae Lindl. – 3, Fumariaceae DC. – 2, Gentianaceae Juss. – 2, Hemerocalliaceae R. Br. – 2, Hyacinthaceae Batsch – 2, Lamiaceae – 2, Papaveraceae Juss. – 2, Scrophylariaceae Juss. – 2, Amaryllidaceae J. St.-Hil. – 1, Apicaceae Lindl. – 1, Asphodelaceae Juss. – 1, Brassicaceae Burnett – 1, Caryophyllaceae – 1, Convallariaceae Horan. – 1, Paeoniaceae Rudolphi – 1, Polemoniaceae Juss. – 1, Saxifragaceae Juss. – 1, Violaceae Batsch – 1). Новые виды имеют высокую декоративность, устойчивость и прошли длительный период испытаний на коллекционных питомниках и от 3 до 5 лет адаптации в городских условиях.

Из предварительного перечня растений, разработанного Н.А. Аврориным в 1941 году, до настоящего времени сохранилось 37 видов, из которых 26 (Aconitum napellus L., Aquilegia glandulosa Fisch. ex Link, Bellis perennis L., Bergenia crassifolia, Callianthemum angustifolium Witas., Campanula latifolia L., Delphinium cultorum Voos, Erigeron multiradiatus Benth. et Hook., E. aurantiacus Regel, Erythronium sibiricum (Fisch. et C.A. Mey.) Kryl., Hedysarum alpinum L., Hemerocallis middendorfii Trautv. et C.A. Mey., Leucanthemum vulgare Lam., L. maximum (Ramond) DC., Lupinus polyphyllus Lindl., Papaver orientale L., P. nudicaule L., Paeonia anomala L., Polemonium caeruleum L., Pyrethrum coccineum (Willd.) Worosch., Rhodiola linearifolia Boriss., Rheum palmatum L., Sanguisorba officinalis L., Trollius asiaticus, Veronica longifolia L.) в настоящее время встречаются в озеленении заполярных городов.

При формировании ассортимента важно не только количество видов, но и их соотношение в разных группах по периоду цветения, цветовому тону, высоте.

По цветовому тону выделено 4 группы. Декоративные многолетники с сине-фиолетовыми оттенками цветков составляют 36%, оранжево-желтыми – 23%, розово-пурпурными (включая красные) – 23%. бежевыми (включая белые) – 18%. Результаты распределения по цветовому тону показывают, что холодная и теплая гаммы в хроматическом ряду расцветок ассортимента количественно почти уравновешены. В первом озеленительном ассортименте было следующее соотношение: 39,7; 17,5; 22,2 и 20,6 соответственно [3]. При сравнении данных соотношения цветовой гаммы настоящего ассортимента с первым перечнем растений очевидно, что произошли незначительные изменения в сторону увеличения растений с теплой гаммой цветков.

По периоду цветения выделены три группы: раннецветущие (конец мая – июнь), летнецветущие (июль – август) и поздноцветущие (с начала третьей декады августа до заморозков). В группу раннецветущих включено 18 видов (16%) многолетников, большинство из которых зацветают сразу после таяния снега. Средняя продолжительность цветения раннецветущих 10–14 дней в зависимости от погодных условий. К ним относятся: Bergenia crassifolia, Callianthemum angustifolium, Caltha palustris, Corydalis bracteata (Steph.) Pers., Doronicum altaicum Pall., Erythronium sibiricum, Helleborus purpurascens Waldst. et Kit., Hutchinsia alpina (L.) R. Br., Primula amoena Bieb., Primula elatior (L.) Hill var. tatrica Domin, P. juliae Kusn., P. kitaibeliana Schott, Р. minima, Pulsatilla alpina (L.) Delarbre, Ranunculus crenatus Waldst. et Kit., Scilla rosenii C. Koch, Soldanella montana Willd., Trollius ranunculinus. Анализ раннецветущих растений по окраске цветков показал, что преобладают (56%) растения с теплой гаммой расцветок (желтые – 28%, розово-малиновые – 28%), растения с синими оттенками, как и с белыми составляют по 22%. Необходимо обратить внимание на тот факт, что пополнение ассортимента идет в правильном направлении и преобладание доли растений с теплой гаммой в этот период положительно скажется на психологическом и физиологическом состоянии северян после продолжительной суровой зимы.

Наиболее обширная группа летнецветущих растений, которая включает 84 вида – 72%. Продолжительность цветения многолетников составляет от 2 до 7–8 недель. Анализ цветовой гаммы растений данной группы показал, что преобладают теплые тона (рис. 1). Необходимо отметить, что цветовая гамма растений в данный период большой роли не играет, так как недостаток расцветок многолетников в значительной степени возмещается красивоцветущими однолетниками.

К позднецветущим растениям отнесено 13 видов (Achillea millefolium L., Aconitum napellus f. bicolor, A. lamarсkii Reichenb., A. nasutum Fisch. ex Reichenb., A. firmum Reichenb., Anaphalis margaritacea (L.) A. Gray, Delphinium cultorum, Erigeron speciosus (Lindl.) DC., Eryngium alpinum L., Gentiana septemfida Pall., Leucanthemum maximum, Potentilla nepalensis Hook., Sedum spectabile Borean), на которые приходится 12% от общего количества видов, рекомендованных для озеленения городов. Продолжительность цветения составляет около 2 недель. Доминируют растения с замедленным темпом роста и развития, цветущие единовременно и сравнительно недолго в конце лета или начале осени. В некоторой степени дефицит декоративности в данный период восполняют летнецветущие растения (Bellis perennis L., Campanula glomerata L., Leucanthemum vulgare) с продолжительным периодом цветения и раннецветущие (Primula parryi A. Gray., Ranunculus crenatus) благодаря повторному цветению, как правило, менее обильному. По цветовой гамме преобладают (36%) сине-фиолетовые оттенки, незначительно меньше розово-малиновые – 29%, далее белые и желтые – 21% и 14% соответственно. Растения с сине-фиолетовыми оттенками уместны осенью, так как в сочетании с яркой листвой древесных растений создают незабываемую картину. Необходимо отметить, что интродукция позднецветущих растений на Севере затруднена, так как некоторые виды (Gaillardia x hybrida hort., Astilbe hybrida и др.) не успевают зацвести или цветут только в благоприятные годы.

По использованию весь ассортимент делится на три категории: группы, бордюры, солитеры. Групповые посадки – это основа цветочного оформления урбанизированных территорий Кольского Севера. Для создания таких композиций можно использовать свыше 90% видов.

 

Рисунок 1 – Распределение летнецветущих растений по окраске цветков, %

 

В озеленительном ассортименте всего 12 видов (Soldanella montana, Ranunculus crenatus, Campanula tridentata Schreb., Callianthemum angustifolium, Bellis perennis L., Cortusa matthioli L., Bellis coerulescens Coss. et Bol., Primula amoena, P. arctica Koidz., P. kitaibeliana, P. pubescens Jacq., Potentilla aurea L.) отнесено к бордюрным растениям, которые служат окаймлением для цветников и, в свою очередь, придают им законченность. Такие многолетники имеют плотные компактные кусты. В данной группе благоприятны сроки цветения, так как большинство видов (58%) цветут в июне, остальные в июле – августе. По цветовой гамме подбор растений также удачен, так как встречаются представители с разными оттенками цветков.

Для солитерных посадок пригодны 9 видов (Paeonia anomala, Aruncus dioicum (Walt.) Fern., Delphinium cultorum, Anemone crinitum (Juz.) Holub, Rheum palmatum, Trollius asiaticus, Campanula latifolia, Senecio subalpinus Koch, Hedysarum alpinum), которые обладают компактной формой кустов, декоративной листвой и красивыми цветками.

Высота растений играет важную роль при создании цветочных композиций. В ассортименте 2010 года [15] отмечено следующее соотношение растений по высоте: карликовые – 22%, низкие – 21%, среднерослые – 57%. Из соотношения видно, что в ассортименте многолетников преобладают среднерослые растения, которые в основном можно использовать для групп, реже в солитерной посадке. При введении новых видов учитывался и этот показатель. В последнем ассортименте соотношение групп по высоте (22; 32; 46% соответственно) значительно лучше благодаря увеличению числа низких растений, которые можно использовать для любых целей. При пополнении ассортимента наметилась тенденция к введению карликовых растений, в особенности с компактными кустами.

Положительным моментом в существующем ассортименте является то, что для 80% многолетних цветочных растений допустимыми являются как семенной, так и вегетативный способы размножения. Последний наиболее экономичен в наших условиях и гарантирует получение растений, повторяющих все признаки материнских. Он имеет также большое практическое значение, так как у большинства видов цветение наступает быстрее, чем при семенном размножении.

Учитывая экологические аспекты формирования ассортимента, следует отметить, что всего 30% растений неприхотливы к условиям произрастания, 70% предпочитают плодородные почвы. Рассматривая вопрос об отношении растений к почве, следует учесть, что в городах Кольского Севера естественные почвы встречаются редко, в основном на территории парков культуры и отдыха. На вновь создаваемых объектах применяется специально подготовленный субстрат, обогащенный органическими и минеральными удобрениями [16]. По отношению к влаге виды распределились следующим образом: 41% – влаголюбивые, 36% – умеренно влаголюбивые, 23% – засухоустойчивые.

Многолетние исследования цветочно-декоративных растений сотрудниками Полярно-альпийского ботанического сада-института позволили разработать агротехнику, с учетом климатических и экологических условий, приемы использования и способы репродукции.

Анализ существующего ассортимента и изучение результатов многолетних испытаний различных растений в открытом грунте дает возможность выделить основные семейства и рода, представители которых имеют высокую декоративность и устойчивость в условиях Крайнего Севера. Ниже рассмотрим наиболее перспективные рода семейств Primulaceae (Primula L., Lysimachia L.) и Rosaceae (Oreogeum (Ser.) E. Jolubk., Acomastylis Jreene) для пополнения озеленительного ассортимента.

Род Primula – один из наиболее распространенных в видовом разнообразии и возможности применения. В ПАБСИ испытан 121 вид. Все виды привезены растениями или семенами из разных районов России и зарубежных стран. Большой вклад в изучение представителей рода Primula за Полярным кругом внес Б.Н. Головкин. В настоящее время на коллекционных питомниках находится 37 видов, 105 образцов. В озеленительный ассортимент включено 10 видов (Primula elatior var. tatrica (год включения – 1962 г.), P. sikkimensis (1962 г.), P. amoena (1988 г.), P. alpicola (2004 г.), P. parryi (2004 г.), P. arctica (2004 г.), P. pubescens (2004 г.), P. juliae (2010), P. kitaibeliana (2010), Р. minima (2016 г.), [17]. Данные виды характеризуются компактностью кустов, яркостью окрасок, устойчивостью в городских условиях и большинство из них относятся к раннецветущим видам. Сразу после схода снега (с конца мая или начала июня) начинают цветение Primula elatior var. tatrica и P. amoena, чуть позднее P. juliae, P. kitaibeliana, P. parryi, P. arctica, P. pubescens, Р. minima и самый продолжительный период цветения (до 60 дней) имеют Primula sikkimensis и P. alpicola. Предварительные испытания примул на коллекционных питомниках позволяют говорить о возможности подбора их для раннего цветения (июнь). Анализ испытываемых травянистых растений на коллекциях ПАБСИ показал, что можно рекомендовать 5 новых видов: Primula acaulis (L.) L., P. clusiana Tausch, P. daonensis Leybold, P. glaucescens Moretti, P. nivalis Pall. По цветовому колеру преобладают сине-фиолетовые оттенки. На данный период испытаний пополнить северный ассортимент теплыми тонами возможно введением P. acaulis, имеющей светло-желтую окраску цветков с яркой серединкой и P. clusiana – с розовыми цветками. С 2018 года данные виды будут проходить адаптацию в городских условиях. Более позднего цветения новых примул для включения в озеленительный ассортимент пока не выявлено.

Род Lysimachia является очень перспективным и в то же время очень трудным для интродукции на Крайний Север. В Саду за период 1937–1944 гг. испытано 8 видов (Lysimachia acroadenia Max., Ly. atropurpurea L., Ly. clethroides Duby, Ly. lobelioides Wall., Ly. mauritiana Lam., Ly. punctate L., Ly. verticillaris Spreng., Ly. vulgaris L.), которые привезены семенами из разных районов России. Вышеперечисленные виды через 8–15 лет выпали [18]. Были еще попытки введения представителей данного рода в культуру, но не всегда успешные. Интродукционный эксперимент с данным родом продолжается. В 2007 году Lysimachia vulgaris была привезена в Сад живыми растениями с юга Архангельской области (пойма р. Устья). Высокодекоративный многолетник, имеющий верхушечное пирамидально-метельчатое соцветие. Цветки в диаметре до 2 см, сравнительно мелкие, желтые, колокольчатые. На опытных площадках она ежегодно цвела с начала августа до первой декады сентября. Десятилетний период испытаний показал, что Lysimachia vulgaris может быть рекомендована для включения в озеленительный ассортимент. В 2014 году начато повторное испытание Ly. verticillaris.

Семейство Rosaceae на коллекционных питомниках ПАБСИ представлено 89 видами и 13 родами. В озеленительный ассортимент включено всего 7 видов (Aruncus dioicus, Geum coccineum Sibth. et Smith, G. chiloense Lindl., Sanguisorba officinalis L., Potentilla aurea, P. nepalensis, P. atrosanquinea Loddiges ex D. Don) [15]. Это семейство является источником растений с цветками желтых и оранжево-желтых расцветок. Интересны в этом отношении Oreogeum montanum (L.) E. Golubk. и Acomastylis rossii (R. Br.) Greene. По периоду цветения данные виды можно отнести к ранне-летнецветущим видам. Oreogeum montanum испытывается в Саду с 1947 года, получен семенами из г. Самоэнс (Франция). Цветки чашевидные, широко раскрытые, светло-желтой окраски, диаметром около 2,5 см. Высота растений до 30 см. Acomastylis rossii – многолетнее травянистое растение высотой 30–45 см. Цветки – желтые, около 2,5–3 см в диаметре. Оба вида зимостойки. Предпочитают умеренно влажные плодородные почвы и солнечное местоположение. Размножаются семенами, делением кустов и корневищ. При вегетативном и семенном размножении единичное цветение начинается со второго года жизни, массовое – с третьего-четвертого. Оба вида декоративны в течение всего вегетационного периода. Многолетние фенологические наблюдения на питомниках Сада Oreogeum montanum и Acomastylis rossii показали, что после испытания на городских объектах есть необходимость включения их в основной ассортимент для цветочного оформления городов Кольского Севера.

Из вышесказанного следует, что существующий ассортимент многолетних травянистых цветочных растений отличается количественно и качественно от предыдущих перечней, но нельзя сказать, что он совершенен. Как показал анализ видового разнообразия, требуется увеличение раннецветущих многолетников, особенно с желто-оранжевыми и пурпурно-красными оттенками цветков. Отмечено также, что низок процент (10,5%) бордюрных растений с компактными кустами. В существующем ассортименте положительным моментом является уравновешенность теплых и холодных тонов.

Выводы

В результате многолетних испытаний на коллекционных питомниках для дальнейшего включения выделено 6 видов семейства Primulaceae (Primula acaulis, P. clusiana, P. daonensis, P. glaucescens, P. nivalis, Lysimachia vulgaris) и 2 вида семейства Rosaceae (Oreogeum montanum, Acomastylis rossii). Главным практическим итогом интродукционных исследований является создание и совершенствование озеленительного ассортимента, до включения в который растения проходят очень длительный период испытаний на коллекционных питомниках, опытных площадках ПАБСИ и пробные партии – на городских объектах озеленения. На каждый рекомендуемый вид разрабатывается агротехника с учетом климатических и экологических условий, приемы использования и способы репродукции. Благодаря устойчивости к суровым климатическим и экологическим условиям Кольского Севера многолетние травянистые цветочные растения являются перспективными для озеленения городов Кольской Субарктики.

About the authors

Ekaterina Alexandrovna Sviatkovskaya

N.A. Avrorin Polar-Alpine Botanical Garden-Institute of Kola Scientific Centre of Russian Academy of Sciences

Email: sviatkovskaya@mail.ru

researcher of Plant Introduction and Acclimatization Laboratory

Russian Federation, Apatity

Nadezhda Nikolaevna Trostenyuk

N.A. Avrorin Polar-Alpine Botanical Garden-Institute of Kola Scientific Centre of Russian Academy of Sciences

Email: tnn_aprec@mail.ru

researcher of Plant Introduction and Acclimatization Laboratory

Russian Federation, Apatity

Natalya Vladimirovna Saltan

N.A. Avrorin Polar-Alpine Botanical Garden-Institute of Kola Scientific Centre of Russian Academy of Sciences

Email: saltan.natalya@mail.ru

candidate of biological sciences, researcher of Plant Introduction and Acclimatization Laboratory

Russian Federation, Apatity

Oksana Borisovna Gontar

N.A. Avrorin Polar-Alpine Botanical Garden-Institute of Kola Scientific Centre of Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: gontar_ob@mail.ru

candidate of biological sciences, acting director

Russian Federation, Apatity

References

Supplementary files