Seasonal development and yield dynamics of the fruits of the arctic bramble (Rubus arcticus L.) were studied in the west of the Magadan Region in the upper reaches of the river Kolyma. The purpose of research is to assess the dynamics of the dates of the onset of the phenological phases of the arctic bramble for the period 2002–2021 and identification of climatic factors affecting fruit yield fluctuations (1992–2021). The tasks of the work included summarizing the data of phenological observations on the populations of the arctic bramble and analyzing the dependence of the dynamics of fruit yield on meteorological indicators and changes in habitat conditions. Phenological observations have been carried out from 2002 to the present; the yield was estimated visually according to the Kapper-Formozov scale (1992–2021). Meteorological observations at the field station of the Institute of Biological Problems of the North FEB RAS have been carried out since 1992. The annual cycle of the arctic bramble (11 phenophases) and the features of the passage of individual stages are described. The seasonal cycle of development of the arctic bramble consists of 5 generative and 5 vegetative phases, the dynamics of the onset dates of which does not show a significant positive trend. For the period 1992–2021 there was a decrease in yield associated with an increase in the frequency of frosts during the flowering period, dry weather in July and changes in habitat conditions. Wild-growing populations of the arctic bramble are a valuable genetic material for breeding work and can be introduced into culture on the territory of the Magadan Region.
wild-growing berries, the arctic bramble, phenology, Magadan Region
Введение. Богатейшие недревесные растительные ресурсы Крайнего Северо-Востока России используются лишь в незначительной степени. Рациональная заготовка и переработка дикорастущих ягод позволяют обеспечить население региона натуральными продуктами и предложить значительный ассортимент импортной продукции. За последние 30 лет в мире резко возрос интерес к ягодам рода Rubus L., разработаны десятки рецептур различных изделий на их основе [1]. Тем не менее биология, сезонное развитие и особенности плодоношения дикорастущих ягод этого рода, особенно княженики и морошки, в Магаданской области ранее не изучались.
С
Княженика арктическая – Rubus arcticus L. (сем. Rosaceae) – евразиатско-североамериканский арктобореальный вид. В России княженика произрастает на севере и северо-востоке европейской части России, на Урале, в Сибири, на Дальнем Востоке. На северо-востоке России растет на луговинах, в пойменных ивняках, нарушенных местообитаниях, окраинах болот, вырубках и гарях, по долинам рек заходит в тундровую зону. В тундре обильно цветет, но плодоносит редко, встречается обычно единичными экземплярами или небольшими группами. Это небольшое растение высотой до
Рис. 1. Княженика: а – зрелые плоды; б – цветение махровой формы
Плоды княженики содержат большое количество витамина С (до 300 мг на
Цель исследования – оценка динамики дат наступления фенологических фаз княженики за период 2002–2021 гг. и определение климатических факторов, влияющих на колебания урожайности плодов (1992–2021 гг.).
Задачи: обобщение данных фенологических наблюдений за популяциями княженики и анализ зависимости динамики урожайности плодов от метеорологических показателей и условий местообитания.
Материалы и методы. Район исследований расположен на северо-западе Магаданской области в верховьях Колымы. Зональная растительность представлена лиственничными редколесьями с подлеском из кедрового стланика (Pinus pumila Regl.), растительность пойм – тополево-чозениевыми, ивовыми и лиственничными лесами. Климат района – переходно-континентальный. Зима умеренно суровая, продолжительностью в среднем 220 дней (средняя температура января –38,3 °С). Лето умеренно теплое, средняя температура июля 15,1 °С. Беззаморозковый период в 30 % лет отсутствует, повсеместно распространена многолетняя мерзлота. Годовое количество осадков составляет в среднем
Фенологические наблюдения проводятся по общепринятым методикам с
Результаты и их обсуждение. Ход сезонного развития княженики связан главным образом с температурными показателями. Генеративный цикл начинается с бутонизации – в среднем 11.06 (табл.).
Даты наступления фенологических фаз княженики
и параметры линейных трендов (2002–2021 гг.)
|
Фенофаза |
Дата наступления |
Параметры тренда |
Число лет наблюдений |
Номер стадии по шкале BBCH |
||||
|
ранняя |
поздняя |
средняя |
±SE |
наклон |
R2,% |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Отрастание |
5.05 |
5.06 |
24.05 |
1,7 |
–0,44 |
11,9 |
20 |
09 |
|
Бутонизация |
3.06 |
26.06 |
11.06 |
1,4 |
–0,09 |
0,8 |
20 |
59 |
|
Начало цветения |
7.06 |
30.06 |
15.06 |
1,4 |
–0,24 |
5,7 |
20 |
61 |
Окончание табл.
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Полное цветение |
10.06 |
2.07 |
19.06 |
1,5 |
–0,17 |
2,7 |
20 |
65 |
|
Полное формирование листьев |
11.06 |
1.07 |
19.06 |
1,4 |
–0,21 |
4,3 |
20 |
19 |
|
Завязывание плодов |
19.06 |
13.07 |
1.07 |
1,5 |
–0,20 |
3,4 |
20 |
71 |
|
Зеленые плоды |
2.07 |
25.07 |
14.07 |
1,5 |
–0,27 |
5,9 |
20 |
79 |
|
Созревание плодов |
20.07 |
7.08 |
27.07 |
1,3 |
–0,38 |
18,5 |
20 |
81 |
|
Начало пожелтения листьев |
28.07 |
12.08 |
6.08 |
0,8 |
–0,15 |
7,6 |
20 |
92 |
|
Полное пожелтение листьев |
5.08 |
25.08 |
15.08 |
1,1 |
–0,13 |
2,5 |
20 |
95 |
|
Усыхание стебля и листьев |
21.08 |
8.09 |
30.08 |
1,0 |
0,26 |
12,2 |
20 |
97 |
В середине второй декады июня начинается цветение, которое продолжается 7–12 дней. Всего за две недели от начала завязывания плодов они достигают максимального размера и начинают созревать, достигая полной спелости уже в последних числах июля. Продолжительность летней вегетации княженики от начала отрастания составляет в среднем 72,2 ± 1,6 дня, и в первой декаде августа листья расцвечиваются, приобретая малиновую окраску, и постепенно усыхают. Продолжительность вегетации листьев невелика и составляет не более 75 дней. За период 2002–2020 гг. положительных существенных трендов дат наступления фенологических фаз не наблюдалось. Тем не менее дата созревания плодов демонстрирует тренд, близкий к таковому (18,5 %). Некоторое опережение этой даты связано с постепенным увеличением накопления сумм среднесуточных температур за июнь–июль выше 5 °С. Ускорение прохождения генеративного цикла происходит в сухие жаркие годы с цветением княженики в первой декаде июня и плодоношением в начале третьей декады июля, а также с более ранним отмиранием листьев (на 7–10 дней).
Плодоношение княженики значительно изменяется по годам – от слабого (0–2 балла) до высокого (4–5 баллов) урожая (рис. 2).
Рис. 2. Динамика плодоношения княженики по годам (1992–2001 гг.)
Постепенное снижение урожайности, хотя и несущественное статистически, связано с некоторыми неблагоприятными факторами, прежде всего участившимися заморозками ниже –3 °С и засушливой погодой в июле. Так, число засух в июле за период 2000–2010 гг. составило 3, а за 2011–2021 гг. – уже 6 случаев. Заморозки, приводившие почти к полному отсутствию урожаев, наблюдались в 2006, 2012 и в 2017 гг. достигая –4,8 °С.
За последние 10–15 лет площадь продуктивных зарослей княженики в верховьях Колымы значительно сократилась. Причинами такого процесса служат несколько взаимно не связанных факторов. Так, недостаточное количество осадков вызвало прогрессирующее понижение уровня грунтовых вод в долине Колымы в течение нескольких лет (2017–2018 и 2020–2021 гг.). При этом известно, что в естественных условиях княженика крайне требовательна к условиям увлажнения, а естественное или искусственное осушение ее мест обитания часто приводит к полному исчезновению зарослей [8]. Вытаптывание угодий во время сбора и проезд транспорта также негативно влияют на возобновление ягодника. Основными местами сбора ягод до начала 90-х гг. XX в. служили сенокосы и пастбища для якутских лошадей, традиционно выжигаемые весной. С угасанием сельского хозяйства в континентальных районах Магаданской области началось стремительное зарастание урочищ кустарником и мелколесьем, уменьшилось число открытых полян.
Княженика хорошо переносит кратковременное затопление паводковыми водами, но в последнее время на Колыме прошли несколько катастрофических паводков – в 2013, 2016 и в 2019 гг. Поскольку пострадали не только участки поймы, но и надпойменные террасы, часть ягодников была смыта или занесена песком. Существует мнение, что лесные пожары благоприятно влияют на формирование продуктивных зарослей княженики, поскольку образуется множество открытых участков без мохового покрова [8]. По нашим наблюдениям, это верно только в случае поверхностных палов, освобождающих почву от ветоши и мелких кустарников. Пожары в лиственничных лесах, уничтожающие лесную подстилку, не дают княженике возможности восстанавливаться в течение длительного времени.
Популяции княженики в верховьях Колымы отличаются крупноплодностью (см. рис. 1). Масса 1000 ягод колеблется от 411 до
На территории Магаданской области имеются обширные площади заброшенных старопахотных угодий в окрестностях населенных пунктов, где можно рекомендовать культивирование как сортовых, так и дикорастущих форм княженики.
Заключение. Сезонный цикл развития княженики состоит из 5 генеративных и 5 вегетативных фаз, динамика дат наступления которых не демонстрирует существенного положительного тренда. За период 1992–2021 гг. произошло снижение урожайности, связанное с увеличением частоты заморозков в период цветения, засушливой погодой в июле и изменениями условий местообитания. Дикорастущие популяции княженики представляют собой ценный генетический материал для селекционной работы и могут быть введены в культуру на территории Магаданской области.
1. Sharoglazova L.P., Rygalova E.A., Velichko N.A. Obosnovanie srokov hraneniya i tovarovednaya ocenka sokosoderzhaschego napitka na osnove yagod roda Rubus // Vestnik Krasgau. 2020. № 3. S. 129–134.
2. Sinel'nikova N.V., Pahomov M.N. Sezonnaya zhizn' prirody Verhney Kolymy. M.: KMK, 2015. 329 s.
3. Freydling M.V. Polyanika (Rubus arcticus L.) // Izv. Kar.-Finsk. fil. AN SSSR. 1949. № 3. S. 49–57.
4. Dikorastuschie poleznye rasteniya Rossii. SPb.: Izd-vo SPHFA, 2001. 663 s.
5. Makarov A.A. Lekarstvennye rasteniya Yakutii i perspektivy ih osvoeniya. Novosibirsk: Izd-vo SO RAN, 2002. 264 s.
6. Elektronnaya enciklopediya «Mir Yagod». URL: www.mir-yagod.ru.
7. Chernova E.P. Polyanika (Rubus arcticus L.) i ee vvedenie v kul'turu. M.; L.: Izd-vo AN SSSR, 1959. 35 s.
8. Karp K., Starast M., Varnik R. The arctic bramble (Rubus arcticus L.) – the most profitable wild berry in Estonia // Baltic Forestry. 1997. № 2. Vol. 3. P. 47–52.
9. Razmnozhenie i kul'tivirovanie knyazheniki arkticheskoy (Rubus arcticus L.) / G.V. Tyak [i dr.] // Plodovodstvo i yagodovodstvo v Rossii. 2018. T. 52. S. 95–99.
10. Introdukciya knyazheniki arkticheskoy v usloviyah Volgo-Vyatskogo regiona / Yu.V. Gudovskih [i dr.] // Izvestiya Samarskogo nauchnogo centra RAN. 2017. T. 19, № 2-2. S. 248–251.
11. Formozov A.N. Materialy k biologii ryabchika po nablyudeniyam na severe Gor'kovskogo kraya // Byul. MOIP. 1934. Otd. biol. T. 8, Vyp. 3.
12. Growth Stages of Mono-and Dicotyledonous plants / Ed. U. Meier. BBCH Monograph. Blackwell Wiss. Verlag-Berlin-Vien, 1997. 622 p.
