Влияние гидрологического режима на посадки дуба черешчатого Quercus robur L. в почвенно-климатических условиях Волго-Ахтубинской поймы

Полный текст

Введение

Волго-­Ахтубинская пойма (ВАП) — одна из крупнейших в мире речных долин (7500 км²) [1]. Она обладает огромными природными ресурсами ^[1] [2, 3]. Раньше, до постройки Волжской гидроэлектростанции, практически вся поверхность поймы каждый год заливалась водами Волги [4, 5]. В настоящее время объем весеннего паводка регулируется шлюзами. После строительства ГЭС в пойме изменился гидрологический режим [6, 7], произошло сокращение высоты и продолжительности весенних паводков. Это привело к пересыханию большинства протоков и ериков [8], что, в свою очередь, просматривается тенденция усыхания лесов, засоления почвы, остепнению лугов на высоких участках, а также уменьшения накопления пойменного ила ^[2] [9].

Леса являются главным компонентом ВАП [10]. Площадь лесного фонда составляет 1,8 % от всей территории Астраханской области [11]. Эти леса, прежде всего, выполняют функции водоохранного, защитного и санитарно-­гигиенического значения [12, 13]. Ботанический состав лесных полос области небогат и состоит из Ulmus L., Ácer L., Fraxinus L., Quércus L., Sálix L., Pópulus L., Elaeágnus L., Támarix L. В основном данные площади заняты ивой древесной (33 %) и тополем (22 %), а дубовые рощи занимают чуть более 8 % [14], при этом в Астраханской области отмечены крупные несанкционированные вырубки дуба черешчатого. Поэтому, чтобы увеличить видовое разнообразие лесов, мы выбрали дуб черешчатый (Quercus robur L.), так как он характеризуется значительной хозяйственной ценностью, а также обеспечивает формирование самых богатых по видовому составу и разнообразию экологических функций лесных экосистем в регионе. Он является одной из наиболее долговечных древесных пород России. Восстановление дуба в наших лесах имеет большое природоохранное и хозяйственное значение. Однако по Астраханскому региону естественные дубравы расположены локально.

Цель исследования — изучить способы посадки дуба черешчатого Quércus róbur различным посадочным материалом, в т. ч. желудями, однолетними и двулетними саженцами в пойменных условиях реки Волга в пределах села Соленое Займище.

Материалы и методы исследования

Работа проводилась в 2021—2023 гг. в ФГБНУ «ПАФНЦ РАН». Закладка опыта была проведена осенью 2020 г. (желуди) и весной 2021 г. (однолетними и двулетними саженцами) сотрудниками ФГБНУ «ПАФНЦ РАН» на участках, которые расположены в правобережной части ВАП южнее 3,5…5,5 км села Соленое Займище, где естественные дубравы отсутствуют.

Сроки сбора желудей — конец сентября — начало октября [15]. Хорошие желуди, которые пригодны для дальнейшей посадки, не должны иметь внешних признаков повреждений или заселения грибами (трещинки, погрызы, нетипичные изменения окраски, плесень, гнили). Также при отборе жизнеспособных желудей был проведен тест: собранные в лесу экземпляры опускали в ведро с водой. Для посадки в качестве семенного материала использовали те плоды дуба, которые сразу утонули. Посадка желудями была произведена осенью 2020 г. для того, чтобы прошел процесс стратификации, а именно, воздействие на семена холода и влаги, стимулирующие прорастание. В природе этот процесс происходит естественно, когда упавшие плоды зимуют под землей или под слоем снега.

В апреле 2021 г. сотрудниками ФГБНУ «ПАФНЦ РАН» производилась посадка на опытных участках однолетними и двулетними саженцами дуба черешчатого по 90 шт. Общая площадь составляет 1 га. Были выбраны 3 участка с различными гидрологическими условиями. В период половодья опытные участки заливались полыми водами: краткопоемные — на срок до 15 дней, долгопоемные — на срок более 15 дней, незаливные — не заливались совсем (в период пика половодья вода находится ниже участков на 4–5 м и не покрывает его поверхность). Посадочный материал был выращен в питомнике ФГБНУ «ПАФНЦ РАН» из желудей, собранных в природных пойменных дубравах в с. Ушаковка и Вязовка (крайняя северная часть Астраханской области).

Был заложен двухфакторный опыт. Фактор А — посадочный материал: желуди, однолетние и двулетние саженцы. Фактор В — гидрологические условия: незаливной, краткопоемный, долгопоемный участки. Повторность опыта трехкратная (табл. 1). Экспериментальные данные обрабатывались методом дисперсионного анализа Б.А. Доспехова ^[3] с использованием программы Microsoft Excel.

Таблица 1. Схема опыта посадки дуба черешчатого в почвенно-­климатических условиях Волго-­Ахтубинской поймы села Соленое Займище

Посадочный материал — фактор А	Дата посадки	Длительность затопления участков — фактор В
		Незаливной	Краткопоемный	Долгопоемный
Желуди, шт.	Осень, 2020 г.	30	30	30
Однолетние саженцы, шт.	Весна, 2021 г.	30	30	30
Двулетние саженцы, шт.	Весна, 2021 г.	30	30	30

 Table 1. The scheme of the experiment of planting English oak under conditions of Volga-­Akhtuba floodplain in Solenoye Zaymishche village

Planting material —  Factor A	Planting date	The duration of flooding of the sites — Factor B
		Non-flooding	Short-duration flooding	Long-duration flooding
Acorns	Autumn 2020	30	30	30
One-year-old seedlings	Spring 2021	30	30	30
Two-year-old saplings	Spring 2021	30	30	30

Результаты исследования и обсуждение

В период исследований посадок дуба черешчатого 2021—2023 гг. на опытных участках проводился мониторинг половодья. По распоряжению Федерального агентства водных ресурсов, Волжская ГЭС в 2021 и 2022 гг. приступала к сбросу воды с 19 апреля. С 28 апреля по 5 мая (8 дней) работала в режиме максимально установленных сбросов. Среднесуточные расходы воды составляли 25000 ± 500 м³/с. В 2023 г. половодье наступило раньше — с 7 апреля. Максимальные значения сброса пришлись на период с 18 по 22 апреля (5 дней) (рис.).

Динамика уровня весеннего паводка по годам исследования (2021—2023 гг.)
Источник: сделано А.А. Баканевой

Dynamics of the spring flood level by the research years (2021—2023)
Source: created by A.A. Bakaneva

Во время мониторинга половодья в годы исследования уровень воды был достаточен для залития участков, при этом опытные площадки были залиты в соответствии с выбранными вариантами опыта.

В результате проведенных исследований с использованием двух факторов были получены следующие результаты, которые приведены в табл. 2.

Таблица 2. Сохранность саженцев (сеянцев) дуба черешчатого через 3 года после посадки в почвенно-­климатических условиях Волго-­Ахтубинской поймы, 2023 г.

Посадочный материал — фактор А	Дата посадки	Длительность затопления участков — фактор В
		Незаливной	Краткопоемный	Долгопоемный
Желуди, шт.	Осень, 2020 г.	10/33*	7/23	4/13
Однолетние саженцы, шт.	Весна, 2021 г.	4/13	10/33	3/10
Двулетние саженцы, шт.	Весна, 2021 г.	6/20	3/10	17/56
НСР(05) общая		1,75**
НСР(05) А		1,02
НСР(05) В		1,01
НСР(05) АВ		1,02

Примечание. * Числитель — количество штук, знаменатель — процент от посаженного количества; **НСР — посчитан по количеству штук.

Table 2. Survival of seedlings (saplings) of English oak 3 years after planting under conditions of Volga-­Akhtuba floodplain, 2023

Planting material — Factor A	Planting date	The duration of flooding of the sites — Factor B
		Non-flooding	Non-flooding	Non-flooding
Acorns	Autumn 2020	10/33*	7/23	4/13
One-year-old seedlings	Spring 2021	4/13	10/33	3/10
Two-year-old saplings	Spring 2021	6/20	3/10	17/56
LSD (05) total		1.75**
LSD (05) А		1.02
LSD (05) В		1.01
LSD (05) АВ		1.02

Note. * Numerator — the number of plants; denominator — the percentage of the planted amount; **LSD — calculated by the number of plants.

По результатам опыта выявлено, что на сохранность саженцев (сеянцев) дуба черешчатого существенное влияние оказали и длительность затопления участков, и вид посадочного материала, в т. ч. посадки желудями на незаливных участках сохранились на 10…20 % лучше, чем на кратко- и долгопоемном участках, а также, чем одно- и двулетние саженцы на этом же варианте. Однолетние саженцы лучше сохранились на краткопоемном участке на 20…23 % по фактору В и на 10…23 % по фактору А. На долгопоемном участке высокая сохранность (56 %) отмечена на посадках двулетними саженцами, которая превысила остальные варианты в 4–5 раз.

Также, в течение мониторинга производились замеры прироста посадочного материала, которые приведены в табл. 3.

Таблица 3. Динамика высоты саженцев (сеянцев), см, дуба черешчатого по вариантам опыта через 3 года после посадки, 2023 г.

Посадочный материал — фактор А	Длительность затопления участков — фактор В
	Незаливной	Краткопоемный	Долгопоемный
Желуди, шт.	*0/13,3**	0/14,2	0/14,4
Однолетние саженцы, шт.	18,3/21,2	17,4/20,3	18,2/21,3
Двулетние саженцы, шт.	17,5/17,5	18,6/18,6	17,4/20,5
НСР(05) общая	0,86
НСР(05) А	0,49
НСР(05) В	0,49
НСР(05) АВ	0,50

Примечание. *Числитель — высота при посадке, знаменатель — высота через 3 года; ** дисперсионный анализ проведен по данным 2023 г.

Table 3. Height of seedlings (saplings) (cm) of English oak 3 years after planting, 2023

Planting material — Factor A	The duration of flooding of the sites — Factor B
	Non-flooding	Non-flooding	Non-flooding
Acorns	*0/13.3**	0/14.2	0/14.4
One-year-old seedlings	18.3/21.2	17.4/20.3	18.2/21.3
Two-year-old saplings	17.5/17.5	18.6/18.6	17.4/20.5
LSD (05) total	0.86
LSD (05) А	0.49
LSD (05) В	0.49
LSD (05) АВ	0.50

Note. * Numerator — height at planting; denominator — height after 3 years; ** the analysis of variance was carried out according to the data of 2023.

Таким образом, исследуя динамику роста посадок дуба черешчатого, отметили, что на рост сеянцев (посадки желудями) гидрологические условия существенно повлияли только на незаливном участке, где через три года их высота была на 0,9…1,1 см меньше, чем на двух других вариантах соответственно.

Прироста в высоту у однолетних и двулетних саженцев в 2021, 2022 гг. не обнаружено. На третий год посадки однолетними саженцами по всем вариантам длительности затопления участков прибавили в среднем 2,9…3,1 см, при этом существенным влияние гидрологического режима можно назвать только на краткопоемном участке. Двулетние саженцы на третий год начали расти только на долгопоемном участке, где они прибавили в высоту в среднем 3,1 см. Однако, отмечено существенное влияние по всем вариантам фактора В. По фактору А также разность существенна.

Заключение

По результатам проведенных исследований установлено, что в почвенно-­климатических условиях ВАП Астраханской области для посадок дуба черешчатого желудями необходимо выбирать незаливные, однолетними саженцами — краткопоемные, а двулетними саженцами — долгопоемные участки.

 

^{1 Волго-­Ахтубинская пойма — природный дар человечеству: иллюстр. науч.-популяр. очерк по охране природы / науч. ред. и сост. В.В. Малыченко ; под общ. ред. В.Ф. Желтобрюхова, И.М. Шабуниной. Волгоград : Издатель, 2006. 472 с.}

^{2 Геоэкологические проблемы использования ресурсов малых рек и Волго-­Ахтубинской поймы. Режим доступа: https://studentopedia.ru/ekologiya/geoekologicheskie-­problemi-ispolzovaniya-­resursov-malih-rek-i-volgo-­ahtubinskoj-pojmi—-regionalnie.html Дата обращения: 29.01.2024.}

^{3 Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М. : Альянс, 2014. 351 с.}

Об авторах

Анна Александровна Баканева

Прикаспийский аграрный федеральный научный центр Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: solnce5508@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2619-8794
SPIN-код: 7306-1060

младший научный сотрудник, отдел рационального природопользования

416251, Российская Федерация, Астраханская область, Черноярский район, с. Соленое Займище, квартал Северный, д. 8

Список литературы

Дополнительные файлы