Программа и методика исследования
Цель дипломного проекта – разработка проекта размножения и выращивания конского каштана обыкновенного в Учебно-опытном лесхозе Поволжского государственного технологического университета.
Для реализации данной цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучить особенности роста и развития конского каштана обыкновенного в условиях города Йошкар-Олы;
2. Оценить зимостойкость и санитарное состояние конского каштана обыкновенного
3. Проанализировать морфометрические показатели листьев
4. Оценить цветение;
5. Исследовать фенологическое развитие конского каштана обыкновенного
6. Разработать проект выращивания конского каштана обыкновенного в Учебно-опытном лесхозе;
7. Дать рекомендации по применению конского каштана обыкновенного в садово-парковом строительстве.
Исходя из поставленных выше задач, в процессе работы были применены следующие методики исследований.
Жизненные формы определялись по шкале (Пчелин, 2007)(табл.2.1).
Таблица 2.1 - Шкала жизненной формы деревьев и кустарников
| Жизненная форма | Группы и высоты | |||
| Деревья (Д) | Более 25 м | 15-25 м | 10-15 м | ниже 10 м |
| Кустарники (К) | Более 3 м | 2-3 м | 1-2 м | до 1 м |
Сохранение жизненной формы определяли по трехбалльной шкале:
I – растения полностью сохраняют свою жизненную форму дерева, куста, полукустарника, лианы
II – растения ежегодно обмерзают, но способны в следующий вегетационный сезон восстанавливать утраченные высоту и объем надземной части
III – растения не сохраняют присущую им в природе форму из-за ежегодного обмерзания до уровня снегового покрова или до корневой шейки. Деревья при этом растут кустовидно, кустарники приобретают форму полукустарников, а полукустарники – травянистых многолетников.
На данных объектах проводилось исследование растущих деревьев. Были инструментально замерены следующие показатели деревьев: высота дерева и высота до живой кроны при помощи эклиметра с погрешностью до 0,1 м. Диаметр ствола на высоте 1,3 м и при помощи мерной ленты с погрешностью до 0,1 см, диаметр кроны при помощи рулетки с погрешностью до 1,0 см, У каждого дерева производили подсчет количества стволиков. Измеряли морфометрические показатели листовой пластинки (длина черешка, длина и ширина листовой пластики) – по 3 измерения с каждого дерева– по 3 измерения с каждого дерева с помощью линейки, с точностью до 0,1 см. В процессе изучения были соцветия и обилие цветение. Протяженность кроны высчитывали в процентах в зависимости от высоты.
Зимостойкость растений оценивалась по семибальной шкале. Шкала оценки зимостойкости представлена в таблице 2.2.
Таблица 2.2 –Шкала зимостойкости
| Балл зимостойкости | Степень обмерзания побегов |
| I | Растения не обмерзают. |
| II | Обмерзает не более 50% длины однолетних побегов. |
| III | Обмерзает от 50 до 100% длины однолетних побегов. |
| IV | Обмерзают не только однолетние, но и более старые побеги. |
| V | Обмерзает надземная часть до снегового покрова. |
| VI | Обмерзает вся надземная часть. |
| VII | Растения вымерзают целиком. |
Лесопатологическое обследование культур проведено каждого дерева на объектах по методам, изложенных в работах И.А. Алексеева (2000) (табл.2.3).
Таблица 2.3 -Категории состояния растений
| Балл | Категории состояния | Характеристики состояния |
| Здоровье | Полное отсутствие признаков отклонения от нормального роста | |
| Условно здоровые | Небольшие отклонения от нормального роста: слегка угнетенные вследствие перегущенности посева или посадки, механическим или иным способом, слегка поврежденные случайно один раз или растения нормального состояния рядом с больными или выпавшими растениями, незначительные отклонения от нормального цвета | |
| Ослабленные | Из-за роста в перегущенном состоянии, угнетенные растения. | |
| Вследствие длительного воздействия патологических факторов-болезней, многократных и периодических повреждений вредными насекомыми или абиотическими факторами, вызывающими длительным развитием болезненные реакции растения | ||
| вследствие разового случайного повреждения (транспортом, дикими и домашними животными, морозом, огнем, химическим ожогом. При уходах, вытаптыванием и т.д.) | ||
| Сильно ослабленные | Вследствие угнетения при перегущенном росте | |
| Из-за развития болезней и длительных повреждений | ||
| Из-за случайных разовых повреждений | ||
| Усыхающие | Вследствие угнетения при перегущенном росте | |
| От болезней и длительных повреждений | ||
| Свежеусохшие | Из-за угнетения или при дифференциации по росту у многолетних растений (естественный отпад) | |
| Из-за болезней и длительных повреждений (патологический отпад) | ||
| Из-за развития случайных повреждений (случайный отпад) |
Размеры листьев оцениваются по шкале таблице 2.4. (Пчелин, 2007).
Таблица 2.4 – Классификация листьев по их размеру
| Категория листьев по величине (простых и сложных) | Длина ,см |
| Очень крупные | Более 40 |
| Крупные | 20-40 |
| Средние | 10-20 |
| Мелкие | 5-10 |
| Очень мелкие | 1-5 |
Таблица 2.5 – Шкала цветения
| Оценка цветения в баллах | Характеристика цветения |
| Цветков не обнаружено | |
| Единичные цветки на отдельных частях кроны | |
| Незначительное число цветков | |
| Много цветков | |
| Очень много цветков как освещенных, так и затененных. |
Математическую обработку экспериментальных данных производили с применением анализа показателей по выборочной совокупности, с использованием пакета статистических прикладных программ Excel 2010 и указаний М.М. Котова, Э.П. Лебедевой (1977), П.А. Соколова, В.Л. Черных (1990).
Объекты исследования
Объектами исследования являлись посадки конский каштан обыкновенный на территории г. Йошкар-Олы.
Город Йошкар-Ола - столица республики Марий Эл расположен на границе соприкосновения Марийской низменности и волнистой равнины Вятский Увал. Территория расположена в левобережной части реки М. Кокшага – левый приток р. Волги в среднем ее течении. Республика Марий Эл граничит на севере с Кировской и Нижегородской областями, на западе — с Нижегородской областью, на юге — с Чувашией, на востоке и юго-востоке — с Татарстаном.
Город Йошкар-Ола расположен в умеренно-континентальном климатическом поясе, на территорию которого господствуют воздушные массы умеренных широт, которые отличаются сухостью и приносят высокую температуру летом и низкую - зимой. Вторжение воздушных масс с Атлантического океана вызывают продолжительные оттепели зимой и прохладную дождливую погоду летом. При поступлении с севера и северо-востока арктического холодного воздуха наблюдаются низкие температуры зимой и летом без существенных осадков. Южные и юго-восточные воздушные массы характеризуются жарким летом и морозной зимой, здесь осадки маловероятны. Весной и осенью территория республики находится под влиянием в основном западных циклонов. На формирование климата также большое влияние оказывает солнечная радиация и характер подстилающей поверхности.
За год территория республики получает от солнца 91 ккал на 1 см площади. Разность между количествами тепла, полученного землей и потерей тепла земной поверхностью (радиационный баланс), в среднем за год составляет 29 ккал на 1см поверхности республики. Летом радиационный баланс составляет 6 – 8 ккал ежемесячно. С ноября по март солнечный день короткий, уменьшается поток солнечной энергии, а в декабре-январе радиационный баланс становится отрицательным и уменьшается до 0,9 – 1 ккал на 1см поверхности. Июнь является самым теплым месяцем, январь – самый холодный месяц.
Продолжительная холодная зима отличается незначительными оттепелями, лето жаркое. Сухая и прохладная весна, осень влажная и холодная.
Вегетационный период начинается, когда температура воздуха переходит через +50С. Массовое облиствение деревьев, усиленный рост трав начинаются в первой декаде мая, в это время суточная температура воздуха превышает +100С. Несмотря на это, до конца мая бывают заморозки. Осадки весной выпадают в виде снега и дождя. В целом, весна прохладная, а в отдельные годы и сухая.
Для характеристики элементов климата приводятся средние показатели за многолетний период наблюдений 1881-1959гг. метеорологических станций г. Йошкар-Олы (табл. 2.6.).
| Месяцы | Температура воздуха, 0С | кол-во осадков, мм | снежный покров, см | Относительная влаж-ть воздуха, % | Ветры | |||
| среднее | мак-ое | мин-ое | направ-ление | скорость ветра, м/с | ||||
| Январь | -13,6 | -47 | С | 4,9 | ||||
| Февраль | -12,4 | -45 | СВ | 4,4 | ||||
| Март | -6,2 | -33 | ЮВ | 4,8 | ||||
| Апрель | 3,6 | -22 | Ю | 4,5 | ||||
| Май | 11,6 | -9 | - | Ю | 4,3 | |||
| Июнь | 16,4 | -4 | - | ЮЗ | 3,4 | |||
| Июль | 19,1 | - | Ю | 3,2 | ||||
| Август | 16,6 | -2 | - | ЮЗ | 3,3 | |||
| Сентябрь | 10,4 | -8 | - | ЮЗ | 3,9 | |||
| Октябрь | -4,6 | -32 | СЗ | 4,9 | ||||
| Ноябрь | -11,0 | -42 | СЗ | 4,7 | ||||
| Декабрь | 3,2 | -23 | - | СЗ | 4,5 | |||
| Среднее за год | 2,8 | -47 | - | - | 4,2 |
Таблица 2.6 - Климатическая характеристика метеорологических наблюдений города Йошкар-Ола
Среднегодовая температура воздуха составляет +2,80С, сумма осадков – 481 мм в год, абсолютный температурный минимум приходится на -470С, абсолютный максимум +370С. Продолжительность вегетационного периода в среднем 120 дней. Поздние весенние заморозки бывают до десятых чисел июня, а ранние осенние – во второй декаде августа. Средние даты перехода температуры воздуха через +50С приходятся весной на вторую декаду апреля, осенью – на начало октября. Средняя скорость ветра за год составляет 4,2 м/с. Наибольшая сила ветра наблюдается поздней осенью, зимой и в начале весны и составляет 4,4-4,9 м/с, преобладающее направление северо-западное. Южные ветра преобладают летом, сила которых колеблется в пределах 3,2–3,3 м/с.
Начало вегетации приходится в среднем на 20 апреля, а окончание на конец первой декады ноября.
Зима наступает во второй половине ноября. Устойчивый снежный покров образуется около 15-20 ноября, появление первого снега наиболее вероятно в последней пятидневке октября. Глубина снежного покрова составляет 50-80 см в лесу. Глубокий снежный покров второй половины зимы хорошо предохраняет растения от вымерзания. Глубина промерзания почвы 60-90 см, но при сильных морозах почва может промерзнуть до 160 см.
Весна характеризуется неустойчивой погодой. В первой половине апреля начинается разрушение снежного покрова и к концу второй декады снеготаяние заканчивается. Почва оттаивает на глубину 20 см и более. В первой декаде мая средняя суточная температура воздуха переходит +10°С, но наблюдаются продолжительные заморозки, иногда снегопады. Поздневесенние заморозки могут наблюдаться в течение всего мая и даже в первой декаде июня.
Лето начинается в первых числах июня, когда начинается переход температуры воздуха свыше +15°С. В конце августа температура в ночные часы опускается ниже +15°С, первые заморозки возможны в конце августа и начале сентября.
Осень наступает с переходом среднесуточных температур ниже +10°С, что происходит во второй декаде сентября. Осенний период характеризуется быстрым понижением температуры. Стабильные осенние заморозки наступают во второй полвине сентября. Число солнечных дней сокращается, усиливаются осадки. Иногда во второй половине сентября на несколько дней устанавливается солнечная, теплая погода, называемая «бабьим летом».
Рельеф и почвы. Район города сложен суглинками и песчаниками. Почвенный район города представлен в основном зональными дерново-подзолистыми и антропогенными почвами (район Сомбатхея — намывные грунты, пески). Глубина залегания грунтовых вод в среднем 2 - 4 м.
Почвы Ботанического сада свежие слабоподзолистые средне- и тяжелосуглинистые на покровных глинах и суглинках, подстилаемых песчано-глинистыми пермскими породами, по дну балок мокрые глеевые почвы. Высота над уровнем моря составляет 100м.
Растительность. Город Йошкар-Ола – один из самых зеленых городов России. Общая площадь всех зеленых массивов и насаждений города составляет 1607,6 га. В дендрофлоре республики Марий Эл насчитывается около 80 видов древесных растений, в том числе 16 видов ив (Данилов, 1956; Абрамов,1989)
Уровень обеспеченности населения города зелеными насаждениями составляет 52,3 % - это один из самых высоких показателей по России. Норма озеленения на одного человека 65,2м2. Зеленые насаждения выполняют различные функции. Внутриквартальное озеленение выполняет оздоровительную функцию, изолируя дома от шума, пыли, обеспечивая тень в летнее время, создавая условия для отдыха населения. Для кратковременного отдыха населения используются скверы, бульвары, декоративное значение которых также велико. Крупные массивы зеленых насаждений обеспечивают долговременный отдых.
В городе Йошкар-Ола очень разнообразный видовой состав деревьев и кустарников. Наиболее основные виды древесно-кустарниковой растительности: дуб черешчатый, ивы серая, трехтычинковая и козья, клены американский, остролистный и ясенелистный, ясень обыкновенный, тополь советский пирамидальный, ель европейская и канадская, лиственница сибирская, пихта сибирская, туя западная, каштан конский обыкновенный, березы повислая и пушистая, вязы гладкий и голый, тополь бальзамический и дрожащий, липа мелколистная, рябина обыкновенная, яблони лесная и ягодная и др. Из кустарников: сирень обыкновенная и виргинская, жимолость татарская, чубушник венечный, можжевельник обыкновенный, боярышник кроваво-красный, бузина красная, барбарис тунберга, вишня обыкновенная. Как живые изгороди используют: дерен белый, снежнеягодник белый, розы морщинистая и майская, кизильник блестящий, кленясенелистный, акация желтая, пузыреплодник калинолистный, спирея средняя и др.
Экологическое состояние.
Экологическая ситуация в различных районах города неоднородна и зависит от двух основных факторов: выбросов от стационарных источников загрязнения и автотранспорта. Основной проблемой, связанной с загрязнением атмосферного воздуха промышленными предприятиями, является неблагоприятное размещение селитебной зоны по отношению к основному промышленному району. Так, например, южная и центральная части города, где расположены основные предприятия города и наблюдается высокая концентрация автотранспорта, характеризуются повышенным уровнем загрязнения атмосферы. Наиболее эффективным и экономически выгодным методом защиты от вредных выбросов и загрязнения является озеленение и благоустройство города. В настоящее время из-за недостатка финансирования озеленения остается на низком уровне, и насаждения в полной мере не оказывают того воздействия на окружающую среду, какого могли бы.
На территории города сложилась неудовлетворительная обстановка по качеству воды в реке Малая Кокшага. Неудовлетворительное качество воды в реках города связано с выпусками промышленных и коммунальных сточных вод, недостаточной эффективностью существующих городских очистных сооружений, невыполнением ограничений на хозяйственную деятельность в пределах водоохранных зон.
Объект № 1: Посадка конского каштана на юбилейной площади.Юбилейная площадь в нашем городе существовала уже в 1930-х гг. На ней проходили все митинги и праздничные демонстрации Марийской автономной области и Марийской АССР. На ней жители города 22.06.1941 узнали о начале Великой Отечественной войны. В 1930-е гг. площадь была оформлена зданиями областной больницы (1930 г., ныне - поликлиника №1) и мужской школы №9 (1938 г., ныне - военный комиссариат РМЭ).
В начале 1960-х гг. старая Юбилейная площадь была застроена жилыми домами хрущёвского типа, а современная Юбилейная площадь разместилась на месте старой бензоколонки.
До 1973 г. в центре Юбилейной площади располагалась огромная клумба, на которой делали всякие агитационно-пропагандистские картины их цветов (красная звезда, надпись "50 лет СССР" и т.п.)
Именно на этом месте был построен фонтан «В космос» и благоустроен садово-парковыми насаждениями.
Проект был задуман в 1967 г. и окончательно исполнен в 1973 г.
Для озеленения фонтана были созданы алле из лиственницы сибирской, липа мелколистная. Вдоль скверов была посажена сирень обыкновенная. Так же на территории фонтана встречается Черёмуха обыкновенная, ель европейская, рябина обыкновенная, конский каштан обыкновенный, берёза пушистая, береза пушистая и кустарниковые виды.
Фонтан был реконструирован в конце 2007 г и дополнен липой мелколистной Рельеф ровный. Почвы дерново-подзолистые суглинистые. Тип лесорастительных условий – С2.Каштан представлены в количестве двух деревьев, расположены в восточной части фонтана.
Объект № 2: аллея конского каштана обыкновенного у ПГТУ. У основного корпуса по ул. Ленина д. 3 посажана аллея вдоль дороги из конского каштана обыкновенного (рис.2.2), лиственницы сибирской и рябина обыкновенная. Рельеф ровный. Почвы дерново-подзолистые. Расположен на юго-западе города, представлены в количестве тринадцати деревьев в посадке с сопутствующими породам: рябиной обыкновенной и лиственницы сибирской.
Рисунок 2.2- Аллея конского каштана обыкновенного на объекте №2
Объект № 3: сквер министерства физической культуры, спорта и туризм . Сквер располагается на ул. Успенской за здание министерства физической культуры, спорта и туризма (рис.2.3) Для благоустройства сквера и вдоль зданий был высажен конский каштан обыкновенный), ель европейская различные формы туи. Сквер располагается на юго-западе города Йошкар-Ола, представлен в количестве семи деревьев в чистом насаждении. Рельеф ровный. Почвы дерново-подзолистые.
Рисунок 2.3 – Аллея каштана конского обыкновенного на объекте №3
Объект № 4: аллея на ул.Красноармейская.
Аллея из конского каштана расположена на юго-востоке города на ул. Красноармейская д. 43 в количестве семи деревьев. Шесть деревьев представлены с породой - ель европейская одно древо представлено в чистом виде. Рельеф ровный, почвы дерново-подзолистые.