XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ОПЫТ ВЫРАЩИВАНИЯ ДУБА ЧЕРЕШЧАТОГО В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА (ГОРОД АПАТИТЫ)

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Жиганов А.В. 1Жиганов А.В. 2

---

1Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования Дом детского творчества имени академика А.Е.Ферсмана

2Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования Дом детского творчества имени академика А.Е.Ферсмана

Титова Н.С. 1Гончарова О.А. 2

---

1МБУДО ДДТ

2ФГБУН ПАБСИ КНЦ РАН

Работа в формате PDF

1.4 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Введение

В августе 2018 года, мы с семьей отдыхали в Санкт-Петербурге. Каждый раз, гуляя по парку, мы восторгались величием красавцев дубов. К сожалению, парки нашего родного города не могут похвастаться такими деревьями-великанами, поэтому я решил попробовать вырастить дуб у нас в городе.

Растения - базовый элемент экосистемы города. Они не только обеспечивают привлекательный декоративный облик, но и создают особый микроклимат, благоприятный для жизни людей. Важнейшим условием создания эффективных зелёных насаждений является подбор устойчивого ассортимента пород, способных оздоро­вить среду обитания и длительно сохранять декоративность. Древесная растительность северных лесов небогата по видовому составу [1].

Актуальность. Видовой состав деревьев и кустарников г. Апатиты сравнительно невелик. Учитывая, что в городе активно ведутся работы по озеленению, опыт интродукции представителей флоры широколиственных лесов был бы полезен. Специалисты ПАБСИ КНЦ РАН занимаются интродукцией разных видов растений, но интродукцию дуба считают неперспективной и малоэффективной, хотя на экспериментальном участке, расположенном в Апатитах растут дубы разного возраста (см. Приложение 1).

Практическая значимость работы заключается в использовании полученного опыта по выращиванию дуба черешчатого для возможного декоративного озеленения города и садового участка.

Гипотеза: Выращивание дуба черешчатого (Q. robur) в климатических условиях Крайнего Севера возможно.

Цель: вырастить саженцы дуба черешчатого в условиях Крайнего Севера.

Задачи:

1. собрать и изучить справочный материал по данной теме;

2. проконсультироваться со специалистом ПАБСИ КНЦ РАН;

3. выбрать методику проведения исследования;

3. вырастить саженцы дуба из желудей в домашних условиях;

4. высадить саженцы в открытый грунт;

5. провести фенологические наблюдения за саженцами;

6. проанализировать и обобщить собранный материал;

7. сделать выводы по результатам работы;

8. наметить перспективы дальнейшего продолжения работы.

Объект исследования: дуб черешчатый (Q. roburL.).

Предмет: выращивание дуба в условиях Крайнего Севера.

Время проведения исследования: исследование проводилось с сентября 2018 г. – сентябрь 2020 г.

Место проведения исследования: город Апатиты Мурманской области.

Методы исследования:

1. Теоретические (работа с литературой).

2. Практические (методы лабораторного исследования).

- посев семян,

- посадка всходов,

- пересадка саженцев в открытый грунт,

- фенологические наблюдения по методике Н.Е. Булыгина [2].

3. Математические (обработка результатов и их графическое представление).

Краткое изложение результатов.

В результате проведенного исследования будет получен опыт выращивания дуба черешчатого в климатических условиях Крайнего Севера, а также даны рекомендации по использованию данного вида для озеленения города.

1. Теоретическая часть

1.1. Описание вида.

Дуб черешчатый, или дуб летний, или дуб обыкновенный, или дуб английский (лат. Q. robur) — крупное дерево, достигающее в высоту 30—40 м, образующее широколиственные леса (дубравы) на юге лесной и в лесостепной зонах.

Вид внесён в Красную книгу Международного союза охраны природы, имеет в ней статус «Находятся под наименьшей угрозой». Видовой эпитет «черешчатый» этот вид получил за длинные плодоножки, отличающие его от других видов.

Может дожить до 2000 лет, но обычно живёт 300-400 лет. Рост в высоту прекращается в возрасте 100—200 лет; прирост в толщину, хоть и незначительный, продолжается всю жизнь. Вероятно, старейшим представителем следует считать Стелмужский дуб с окружностью ствола 13 м в Литве. Его возраст, по разным оценкам, — от 700 до 2000 лет.

Плод — орех (жёлудь) голый, буровато-коричневый (1,5-3,5 см длиной и 1,2-2 см в диаметре), на длинной (3-8 см) плодоножке. Плоды созревают в сентябре — октябре. Жёлуди обладают хорошей всхожестью, распространяются птицами. До восьми—десяти лет сеянцы растут медленно, позже средний прирост в высоту составляет 30—35 см в год. Рост в высоту продолжается до 120—200 лет. Одиночно стоящие деревья начинают плодоносить с 40-60 лет, в сомкнутых насаждениях — ещё позже.

Широко распространён в Западной Европе и европейской части России, встречается на севере Африки и в западной Азии. Северная граница ареала проходит по южной Финляндии и северу Ленинградской области.

Довольно теплолюбивая порода, поэтому не идет далеко на север и высоко в горы. Страдает от поздних весенних заморозков, не выносит затенения сверху, но боковое притенение стимулирует рост подроста. Требователен к почвенному плодородию [3].

1.2. Хозяйственное значение и применение.

Дуб - одна из важнейших лесообразующих пород в европейской части России. Используется для облесения горных склонов, в полезащитных насаждениях. Одна из наиболее ценных древесных пород, широко используемая в строительстве, столярном, паркетном, мебельном и фанерном производствах, в вагоно- и судостроении; широко используется на дрова.

Кора широко применяется в кожевенном производстве для дубления кож. В ветеринарии порошок из коры молодых ветвей и тонких стволов применяют для присыпки ран, отвары и микстуры — как вяжущее и противовоспалительное средство.

Жёлуди используют для откорма сельскохозяйственных животных. В пчеловодстве имеет значение главным образом как пыльценос, но в некоторые годы он даёт нектар и тогда в обилии посещается пчёлами.

Древесину дуба используют в производстве бочек, особенно коньячных и винных. Содержащиеся в дубовой древесине танины придают напиткам своеобразный вкус и аромат. Листья употребляют как пряно-ароматическое добавление при засолке огурцов. Жёлуди используют как суррогат кофе; очищенные от кожуры — для получения крахмала и муки [4].

1.3. Климатические особенности района выращивания.

Кольский полуостров расположен в северной атлантико-арктической климатической области. Несмотря на высокие широты, климат полуострова намного мягче климата других заполярных районов России. Это объясняется смягчающим влиянием Атлантического океана. Из местных климатообразующих факторов велика роль рельефа, поэтому Хибинский горный массив, несмотря на свою незначительную высоту, резко обостряет все атмосферные процессы, и по климатическим особенностям его горные плато сходны с островами Арктики.

Город Апатиты расположен в северной атлантико-арктической климатической области умеренного климата. Климат Апатитов формируется влиянием Хибинских гор, находящихся чуть севернее города, и озером Имандра, расположенным южнее. Характерными чертами климата города являются длительная (но­ябрь — март), но не суровая зима; прохладное лето. Средняя температура января — февраля в Апатитах примерно от −13 до −15 °C. Сильные морозы бывают редко, и эпизодически бывают оттепели. Средняя температура июля примерно от +13 до +14 °C. Снег в Апатитах лежит в среднем 250 дней и полностью сходит к концу мая (в окрестностях города снег может лежать до начала июня). Полярная ночь на широте Апатитов длится со 15 декабря по 28 декабря, полярный день — с 20 мая по 27 июля.

1.4. Древесные виды растений города Апатиты.

Видовое разнообразие деревьев города Апатиты представлено хвойными видами (лиственница, ель, пихта, сосна) и лиственными видами (береза, осина, рябина, черемуха, яблоня, ива, ольха, тополь, сирень, жимолость, спирея) [5].

2. Практическая часть

2.1. Выращивание саженцев дуба из желудей в домашних условиях.

2.1.1. Отбор желудей.

К этапу выбора посадочного материала я подошел серьезно. Сильный здоровый дуб из желудя можно вырастить только при условии тщательного отбора посевного материала. Правила отбора желудей:

Сбор проводят осенью, в сентябре-октябре (я собрал в конце августа 2018 года).

Собирать желуди для посадки нужно с ветвей взрослых здоровых деревьев. Желуди, собранные с лесной подстилки не подойдут, они могут быть пустыми, либо поражены вредителями.

Желуди больные, поврежденные, со следами порчи брать не стоит.

Окраска скорлупы — светло-коричневая, слегка зеленоватая.

Шляпка желудя – его защита, но для успешного прорастания она не нужна.

После того как мной был проведен визуальный осмотр желудей, я перешел к следующей проверке плодов, а именно, отобранные желуди поместил в контейнер с водой. Те плоды, которые оказались на поверхности к посадке не пригодны, опустившиеся на дно желуди оставляю.

2.1.2. Подготовка желудя.

Прежде чем посадить желудь в землю, его нужно подготовить, подвергнув процедуре стратификации [6]. Для этого, 15 октября 2018 года, отобранные желуди я поместил в камеру холодильника. Процедура имитирует зимовку в родной роще под слоем снега, без неё здоровый дуб не вырастить. В холодильнике желуди находились при температуре 5°С.в течение 10 дней.

2.1.3. Проращивание желудя.

25 октября 2018 года плоды (23 желудя), прошедшие процедуру стратификации поместил во влажную среду в подготовленные чашки Петри (см. Приложение 2). И оставил их в помещении при температуре 20°С прорастать.

Каждый день осматривал желуди и при необходимости увлажнял марлю в чашках. Из 23 желудей проросло всего 10.

1.11.2018 года пророс первый желудь и постепенно, с разницей в 1-3 дня проросли остальные.

2.1.4. Посадка проростков.

По мере прорастания желуди были посажены в пластиковые стаканчики (см. Приложение 3). За каждым ростком велись наблюдения и измерения, которые заносились в дневник наблюдений (см. Приложение 4).

2.2. Высадка саженцев в открытый грунт.

2.2.1. Выбор места посадки дубков.

Местом посадки дубков была выбрана территория Дома творчества. Так как она отвечает всем нашим требованиям: территория расположена в центре города и огорожена (что исключает выгул собак), удобство для проведения фенологических наблюдений.Сажать дуб в открытый грунт следует на ярко освещенном и просторном участке, в нескольких метрах от жилых домов. Земля в месте посадки должна быть плодородной, но в условиях города земля, к сожалению, не отличаются таким качеством.

2.2.2. Посадка саженцев.

11 июня 2019 года приступили к высадке саженцев в открытый грунт на территории Дома творчества. Лунки для посадки саженцев были приготовлены за неделю ранее. Глубина лунки составляла примерно 30 см, на дно засыпали слой дренажа, состоящий из битого кирпича и камней (см. Приложение 5). Вырытую землю смешивали с удобрениями на основе перепревшего навоза. Одну часть смеси засыпали в лунку, а другую — использовали для присыпки саженца. Высаживали дубки в лунку с прикорневым земляным комом [7]. Для того чтобы смягчить «стресс» от пересадки, саженцы подкормили удобрениями биостимуляторами (см. Приложение 6). У каждого саженца установили этикетку с номером (см. Приложение 7).

2.2.3. Проведение фенологических наблюдений.

Фенологические наблюдения за саженцами дуба черешчатого проводили по методике Н.Е. Булыгина «Фенологические наблюдения над лиственными древесными растениями» [2]. На протяжении июня – середины июля 2019 года никаких изменений не наблюдали. 21 июля 2019 года заметили, что листья стали приобретать желто - оранжевый окрас. А уже 14 августа листья полностью опали (Таблица 1).

Таблица 1

Даты наступления основных фенологических фаз развития вегетативных побегов у саженцев за 2019 год

Период вегетации у лиственных деревьев начинается в дату распускания вегетативных (листовых почек) и оканчивается с наступлением фазы окрашивания листьев [8].

За счет того что дубки первого года были высажены в открытый грунт пройдя первые фазы в тепличных условиях, то и наступление фазы окрашивания и опадения листьев прошли раньше. Возможно, этот факт позволил саженцам вовремя подготовится к зиме и достаточно благополучно ее пережить. Ориентируясь на дневник погоды (см. Приложение 8) за июнь, июль и август 2019 года, можно предположить, что влажное, холодное лето, также повлияло на раннее наступление фазы опадения листьев.

В конце мая 2020 года, когда сошел снег, обнаружили, что не всем саженцам удалось пережить зиму, саженцы 5, 7, 9 подмерзли.

Изменения фенологических фаз развития вегетативных побегов фиксировали и заносили в таблицу (Таблица 2).

Таблица 2

Даты наступления основных фенологических фаз развития вегетативных побегов у саженцев за 2020 г.

В 2020 году вегетационный период молодых дубков составил 91 сутки (начался 16 июня и закончился 15 сентября). Наблюдения за прохождением фенологических фаз продолжаются.

Помимо наблюдения за вегетационным периодом, мы также проводили измерения прироста саженца (см. Приложение 9), данные заносили в таблицу (Таблица 3).

Таблица 3

Измерение высоты саженца за 2019-2020 гг.

За год молодые дубки подросли в среднем на 3 см. Вероятней всего это связано с поздним началом вегетационного периода. Можно предположить, что с таким темпом роста наши дубы не вырастут великанами, а будут иметь форму кустарника.

Заключение

В результате проведенного исследования я приобрел опыт выращивания дуба черешчатого в климатических условиях не свойственных данному виду. За короткое северное лето растение успевает пройти весь вегетационный период. Вегетационный период саженцев второго года составил 91 сутки, растения готовы к наступлению холодов. Однако, если молодые побеги не успеют одревеснеть, то вероятней всего они подмерзнут. Одревеснение побегов – залог успешной перезимовки. Из-за короткого вегетационного периода на Севере деревья будут расти медленно.

Вывод: Цель исследования достигнута, нам удалось вырастить дуб черешчатый в условиях Крайнего Севера (город Апатиты).

Наша гипотеза подтвердилась, в климатических условиях Крайнего Севера выращивание дуба черешчатого возможно.

Перспективы на будущее. В дальнейшем планируется продолжить наблюдения за саженцами дуба.

Рекомендации. Дуб черешчатый возможно использовать как культуру для любительского садоводства, но выращивание для массового озеленения городов Крайнего Севера неперспективно.

Список литературы

Бабич, Н.А. Интродуценты в зеленом строительстве северных городов: монография/ Н.А. Бабич, О.С. Залывская, Г.И. Травникова. - Архангельск: Арханг. гос. техн. ун-т, 2008. - 144 с.

Булыгин, Н.Е. Дендрология. Фенологические наблюдения над лиственными древесными растениями: пособие по проведению учебно-научных исследований для студ. лесохозяйственного фак. (спец. 1512) / Н.Е. Булыгин. - Л.: ЛТА, 1976. - 68 с.

Дуб черешчатый [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Дуб_черешчатый

Дуб в народном хозяйстве [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.driada.net/flora.php?idart=695

Экология и охрана природы Кольского Севера / Кол. науч. центр РАН, Ин-т проблем пром. экологии Севера. – Апатиты: КНЦ РАН, 1994. – 318 с.

Как вырастить дуб из желудя [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://indasad.ru/sadovie-derevya-i-kustarniki/kak-virastit-dub-iz-zheludya

Шутяев, А.М. Биоразнообразие дуба черешчатого (QuercusroburL.) и его использованиев селекции и лесоразведении: Автореф. дис. доктора с/х. наук / А.М. Шутяев. - Брянск, 1998. - 43 с.

8. Анциферов, Г.И. Методические указания по выделению и изучениюфенологических форм дуба черешчатого / Г.И.Анциферов, О.В. Чемарина. - ВАСХНИЛ. М., 1982. - 24 с.

Приложение 1

Дубы, растущие на опытном участке ПАБСИ КНЦ РАН в г.Апатиты

Приложение 2

Проращивание желудей

Приложение 3

Посадка проросших желудей в стаканчики

Приложение 4

Наблюдение за ростками (на примере одного дубка)

Приложение 5

Подготовленная лунка

Приложение 6

Высадка саженцев в открытый грунт

Приложение 7

Этикетаж саженцев

Приложение 8

Дневник погоды (таблица среднесуточных значений) города Апатиты в июне, июле, августе 2019 года

Приложение 9

Измерение прироста побега