БІОЕКОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ЛІАН РОДУ Parthenocissus Planch. ТА ЇХ ВИКОРИСТАННЯ ДЛЯ ФІТОМЕЛІОРАЦІЇ ДОВКІЛЛЯ ЛЬВОВА

Abstract

Гоцій Н. Д. Біоекологічні особливості ліан роду Parthenocissus Planch. та їх використання для фітомеліорації довкілля Львова. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.16 «Екологія» (101 – Екологія). – Національний лісотехнічний університет України, Львів, 2020. Дисертаційна робота присвячена вивченню таксономічного розмаїття роду Дикий виноград (Parthenocissus Planch.) у вертикальному озелененні міста Львова та вивчення біоекологічних особливостей його представників в умовах урбогенного середовища м. Львова. На основі аналізу літературних джерел проаналізовано історичний аспект використання ліан в озелененні, розглянуто особливості онтогенетичного та фізіологічного розвитку дикого винограду. Висвітлено середовищетвірну роль представників роду Parthenocissus Planch. в умовах великого міста. Для проведення дисертаційного дослідження використовували загальноприйняті методики, що дозволили проводити експерименти на постійних та тимчасових об’єктах досліджень у різних типах насаджень та екологофітоценотичних поясах міста. Дослідження проводили в насадженнях загального, обмеженого користування та спеціального призначення (парках, двориках, вуличних насадженнях). За еколого-фітоценотичними типами місцезростань обирали II-IV ЕФП. Здійснено аналіз за типами опори дикого винограду. У вертикальному озелененні міста Львова найчисельніше представлений рід Parthenocissus Planch. Загалом виявлено 3 види та 3 декоративні форми. Найпоширенішими видами є дикий виноград п’ятилисточковий (Parthenocissus quinquefolia (L) Planch.), дикий виноград п’ятилисточковий, форма Енгельмана (Parthenocissus quinquefolia 'Engelmanii' (Koehne et Graebn.) Rehd.) та дикий виноград тригострокінцевий, 3 форма Віча (Parthenocissus tricuspidata 'Veitchii' (Graebn.) Rehd.). Базові дисертаційні дослідження ґрунтуються на проведенні еколого-біологічного аналізу саме цих видів. У БС НЛТУ України нами створена колекційна ділянка з 6 декоративних культиварів дикого винограду: P. tricuspidata 'Green Spring', P. tricuspidata, 'Fenway Park', P. tricuspidata 'Diamond Mountains' syn. 'Korea', P. q. STAR SHOWERS 'Monham', P. q. 'Yellow Wall', P. q. Redwall ‘Troki’. Окремі дослідження проводились з цими культиварами. Урбоекологічні умови визначають початок вступу рослин у певну фенологічну фазу та її тривалість (наприклад, в центральній частині міста дикий виноград виходить зі стану спокою на 10-14 днів раніше, ніж на контрольних ділянках). Найшвидший початок періодів вегетації та цвітіння наступає у дикого винограду п’ятилисточкового (P. quinquefolia), найпізніше – у дикого винограду тригострокінцевого (P. tricuspidata 'Veitchii'). Вступ таксонів роду Parthenocissus Planch. у певну фенологічну фазу визначається також внутрівидовими особливостями. Період масового цвітіння P. quinquefolia і P. q. 'Engelmanii' триває із третьої декади червня до кінця липня. Ця фенофаза припадає на другу-третю декаду липня. Цвітіння відбувається впродовж 43-54 діб (СЕТ 601-718°С), з незначною варіабельністю (за тривалістю – до 5%, за СЕТ – 2-5%), показник точності досліду 1-3%. Період масового цвітіння триває 16-20 днів. Це свідчить про стабільність як вегетативних, так і генеративних процесів росту і розвитку рослин, а також про добру адаптацію досліджуваних видів до середовища існування. Масова зміна забарвлення листя розпочинається в третій декаді серпня (P. quinquefolia і P. q. 'Engelmanii') і першій декаді вересня (P. tricuspidata 'Veitchii'). Характерною особливістю ліан роду Parthenocissus Planch. є інтенсивний ріст пагонів у довжину. За тривалістю періоду росту всі досліджувані види належать до видів з тривалим періодом росту (158-164 дні). За інтенсивністю росту ліани роду Parthenocissus Planch. можна поділити наступним чином: P. quinquefolia і P. tricuspidata ′Veichii′ належать до середньорослих ліан з приростом від 100 до 200 см, а P. q. ′Engelmanii′ - до сильнорослих з середнім приростом понад 200 см. 4 Аналіз інтродукційного процесу за різними методиками показав, що всі досліджувані таксони належать до І-ІІ групи перспективності (за Лапіним П.І, Сіднєвою С.В.) та відзначаються повним або добрим ступенем акліматизації (за Кохно М.А., Кордюк А.М.). Вивчалась середовищетвірна і фітомеліоративна роль ліан роду Parthenocissus Planch. При дослідженні фітоклімату піднаметового простору спостерігалась різниця мікрокліматичних показників ззовні рослинного покриву і під ним. Виявлено зниження температури повітря піднаметового простору, збільшення відносної вологості повітря і суттєве зниження рівня освітленості та вітрового режиму. Аналіз температурного та вологісного режиму опор дикого винограду виявив різницю температурних показників поверхні опори на покритих і непокритих ліаною ділянках. Відносна вологість стінових матеріалів в суху бездощову погоду під листяним покриттям є в середньому на 5,4-7,7% вища порівняно з непокритою ділянкою опори. Після тривалих опадів відносна вологість опори під ліаною на 4,37-6,6% нижча, ніж на відкритих ділянках. Збільшення зволоженості опори спостерігалось тільки на об’єктах з незадовільною гідроізоляцією стін. Фізико-хімічні властивості ґрунтів місць росту видів роду Parthenocissus Planch. безпосередньо залежать від ступеня антропогенного впливу. Погіршення фізико-хімічного та механічного складу грунтів проявляється в зменшенні приростів та скороченні періоду вегетації. Дослідження місцезростань дикого винограду в двориках та вуличних насадженнях виявили від’ємний вертикальний температурний градієнт рослин. Горизонтальний температурний градієнт ґрунту IV ЕФП був додатнім, а в ІІІ ЕФП – близький до нульового. Отримані результати підтверджують високу стійкість дикого винограду до урбогенних умов середовища. Фізіолого-біохімічні процеси досліджували, визначаючи вміст пластидних пігментів досліджуваних видів та їх сезонну динаміку. P. quinquefolia і P. q. 'Engelmanii' відзначаються високою концентрацією і більшими змінами протягом вегетаційного періоду пластидних пігментів. У P. tricuspidata 'Veitchii' вміст 5 хлорофілів виявився дещо меншим. Також виявлено вплив експозиції на біосинтез пластидних пігментів. Вивчення киснепродукування дикого винограду виявило, що 1 кг листя P. tricuspidata 'Veitchii' впродовж вегетаційного періоду виділяє 2 кг О2 і поглинає 2,75 кг СО2. Встановлено також, що ефективність продукування кисню залежить від віку рослини. Найбільшою здатністю до пилезатримання відзначається P. quinquefolia, а найменшою - P. tricuspidata 'Veitchii'. Такі дані пояснюються особливостями будови листкової пластинки. Пилоосадження в IV ЕФП є вищим порівняно з контролем (ІІ ЕФП) для P. quinquefolia в 9 разів, для P. q. 'Engelmanii' в 5,5 разів, а для P. tricuspidata 'Veitchii' – в 4 рази. Впродовж вегетаційного періоду найбільше пилу затримується ліанами роду Parthenocissus Planch. у весняний період, а найменше – восени. Індекс листкової площі (LAI) дає можливість визначити площу листкового покриття ліани. Показник LAI є змінною величиною і залежить від сезону, віку рослини, щільності покриття. Розраховане нами середнє значення LAI для досліджуваних таксонів дає можливість розрахувати також показник озеленення (GnPR) міської території. Результати дослідження показали, що вміст важких металів в ґрунтових місцезростань дикого винограду є значно нижчим ГДК, а накопичення фітомасою деяких елементів значно перевищує ГДК та їхній вміст в ґрунті. До елементів інтенсивного накопичення (Кбп>1) належать Cu, Ni і Cd. Cлабке накопичення (Кбп<1) характерне для Zn, Pb та As на всіх об’єктах дослідження. Показник біогеохімічної активності виду (БХА) на об’єктах дослідження IV ЕФП є на 18 і 7% вищим порівняно з рослинами ІІ ЕФП. Вимірювання електрофізіологічних показників показали чітко виражену залежність від умов зростання в різних ЕФП. Спостерігається стрімке зростання значень імпедансу та зниження показника поляризаційної ємності зі зростанням антропогенного навантаження (IV ЕФП). Установлена різниця електрофізіологічних показників підтверджується даними річних приростів, які в 6 більш сприятливих умовах палісадників є більшими, порівняно з об’єктами вуличних насаджень. Аналіз КУГС місцезростань дикого винограду дає можливість зробити висновки про широку амплітуду зростання і високу стійкість рослин до ксерофітних умов міського середовища. Досліди з розмноження дикого винограду показали, що найбільш ефективним способом насіннєвого розмноження P. quinquefolia є осінній посів насіння в теплиці. Живцювання зеленими і напівздерев’янілими живцями декоративних культиварів відзначається достатньо високим відсотком вкорінювання (69,7-96,1%), проте вкорінення літніх живців на 5,8-12,4 % є вищим порівняно з зимовими. Основні засади колористики є важливими при проектуванні гармонійних садово-паркових композицій. При дослідженні сезонної динаміки колористики дикого винограду спостерігали широкий діапазон забарвлення досліджуваних таксонів. Забарвлення P. quinquefolia і P. q. 'Engelmanii' в літній період коливалось в межах 16-17 відтінків, а осіннє – 22-24 відтінки. Гама осіннього забарвлення P. tricuspidata 'Veitchii' вирізняється контрастністю. Застосування представників роду Parthenocissus Planch. у вертикальному озелененні м. Львова є незначним і за асортиментом, і за різноманітністю садовопаркових композицій. В дисертаційній роботі запропоновані моделі використання дикого винограду в різних садово-паркових композиціях. Всі види та культивари роду Parthenocissus Planch. відзначаються високою декоративністю (39-41 бал), що дає можливість їх ширшого впровадження в міське озеленення. За результатами проведених дисертаційних досліджень запропоновані рекомендації щодо подальшого вивчення виявлених та введення в озеленення нових таксонів роду Parthenocissus Planch.