Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса, объекты и методы исследований 3
1.1 Состояние вопроса 3
1.2 Питомники 6
1.3 Территории озеленения 8
1.4 Полевые учеты 11
1.5 Лабораторные опыты 15
1.6 Критерии прогноза 16
2. Состояние древесных пород в питомниках 18
2.1 Характеристика изучаемых пород 18
2.2 Пороки и болезни стволов и ветвей 23
2.3 Вредители и болезни листьев в питомниках 30
2.4 Патология лиственных пород на участках озеленения 35
2.5 Патология хвойных пород на участках озеленения 50
3. Некроз коры декоративных древесных пород "55
3.1 Патогенеа некроза коры древесных пород 55
3.2 Биология возбудителей иитоспороза коры 64
3.3 Развитие грибов рода Cvtospora в зависимости от абиотических Факторов 71
4. Мониторинг состояния декоративных пород и его практическое использование 80
4.1 Фитопатологические объекты мониторинга 81
4.2 Обоснование сезонного прогноза состояния декоративных пород 85
4.3 Рекомендации по ограничению вредоносности заболеваний декоративных пород ".88
Выводы : 92
Список литературы
- Питомники
- Лабораторные опыты
- Вредители и болезни листьев в питомниках
- Обоснование сезонного прогноза состояния декоративных пород
Питомники
В южной части области на Силурийском плато расположены перегнойно-карбонатные почвы. Они являются наиболее богатой разновидностью почв региона, но занимают в области небольшую площадь в пониженных элементах рельефа и на равнинных слабо дренированных площадях образуются оторфованные и торфянисто-подзолистые почвы, которые при длительном увлажнении переходят в почвы болотного типа -торфяно-перегнойные и торфяные. Эти участки имеют низкоэстетическую ценность. В восточной и юго-восточной зонах территории почвы избыточного увлажнения занимают до 60% площади.
Таким образом, территория выращивания декоративных древесных пород в Санкт-Петербурге и его окрестностях характеризуется значительным разнообразием. Это, в первую очередь, относится к почвенно-грунтовым условиям. В зависимости от типа почвы и характера увлажнения меняется и агротехника выращивания деревьев и меры по уходу за ними. Нарушения этих правил приводят к ослаблению растений и предопределяют в значительной степени их патологию, способствуя развитию ряда заболеваний. На этом фоне усиливается повреждение растений низкими температурами, как в период покоя, так и начале вегетации, что также способствует проникновению патогенов в коровые ткани деревьев и древесину ствола.
Достаточное увлажнение в течение вегетации и мягкий морской климат благоприятствуют болезням вегетирующих органов, что снижает декоративные свойства растений и их устойчивость к абиотическим факторам.
Учет состояния растений осуществляется в питомниках, на участках озеленения в целях предсказания последующего состояния изучаемых древесных пород в насаждениях города и его окрестностях. Методы сбора полевого материла основаны на имеющихся методиках, которые модернизированы с учетом поставленных в работе задач. Основными положениями методов учета служили его индивидуальность, периодичность, регистрация экстремальных условий среды и повреждений, определение видов вредных организмов. Записи осуществлялись в полевых журналах с дальнейшей обработкой результатов наблюдений. При этом сперва определялось общее состояние растений по кроне, видимые аномалии развития ствола, а затем признаки инфекционных болезней и наличие вредителей - клещей и насекомых.
Шкала для учета состояния кроны заимствована из работы профессора И.И. Журавлева [13] с градациями 25, 50, 75 и более процентов усыхания. Согласно данным этого автора при отмирании до 50% кроны дерево перспективно для лечения, при усыхании более 50% лечение связано с риском, при гибели 75% кроны и более лечение дерева бесперспективно. Однако, здесь следует учитывать и индивидуальную устойчивость видов растений. Например, липа сохраняет жизнеспособность даже при отмирании 75% кроны, а ель погибнет при усыхании кроны менее чем на 50%.
В литературе имеются другие рекомендации по учету состояния древесных пород [14,15], в которых приводятся понятия о распространенности и развитии заболеваний, заимствованные из фитопатологической литературы [16], а также категории устойчивости насаждений, динамика отпада с определением объемов сухостоя и валежника и ряд других показателей, относящихся к сфере лесохозяйственной деятельности. Здесь рекомендуются и статистические приемы, употребляемые при лесопатологическом обследовании, но без апробации их на конкретном полевом материале. Эти работы обслуживают запросы лесного хозяйства и не учитывают специфику озеленения, особенно освояемых территорий. С учетом положений выдвинутых профессором И.И. Журавлевым нами предложены следующие принципиальные подходы для оценки состояния зеленых посадок. Вначале оценивается состояние каждого дерева, зависящие от его положения, окружающей среды и не связанное с поражением патогенами. В основу такой оценки положена классификация лесных деревьев, предложенная Крафтом [17]. Затем деревья группируются по возрастным категориям с учетом того, что болезни молодых деревьев характерны для хвойных пород в возрасте 15-60 лет, для лиственных - 10-40 лет. С возрастом типы заболеваний изменяются и часто принимают хроническую форму.
Фитопатологическая оценка деревьев осуществлялась в пределах категорий развития и возрастных групп, согласованных с лесоводственными классами возраста (молодняки, средневозрастные, спелые и перестойные), по состоянию кроны. Затем устанавливалось наличие болезней вегетирующих органов с оценкой их развития, патологии ствола (болезни, повреждения и внешние пороки), определялись наличие ворот инфекции и плодовых тел грибов - возбудителей гнилей древесины. При оценке состояния кроны и интенсивности поражения хвои и листьев использованы балловые шкалы.
Статистическая оценка распределения пораженных деревьев в пределах выделенных групп осуществлялась с использованием формулы определения доверительного интервала ошибки наблюдений при альтернативном распределении признаков [18,19]. Обработка данных осуществлялась статистическими приемами, апробированными в фитопатологии [20].
При учетах распространенности болезней (в долях от «Г» или процентах растений с признаками патологии от общего числа экземпляров в популяции) использовался принцип бесповторной выборки, при котором частота события - доля (процент) больных растений определяется по формуле:
Лабораторные опыты
Различие состояния древесных пород в парке «Монрепо» г. Выборга и, например, в парке лесотехнической академии можно объяснить историей создания этих насаждений. Зеленые насаждения парка ЛТА создавались в северной части города, начиная с 30-х годов 19-го столетия. Ранее эти земли были частично заняты под сельскохозяйственные угодья, частично представляли сырые участки, на которых произрастал «мелкий лес». Перед разбивкой парка эти земли были мелиорированы, создана сеть канав и спущена излишняя влага, что и создало приемлемые условия для выращивания декоративных пород. Такая система требует тщательного ухода, ремонта канав. Однако часто эти условия не соблюдались в силу социальных и экономических причин и деревья оказывались в сложных почвенно-грунтовых условиях. Ослабление растений сказывалось на их предрасположении к ряду заболеваний и, прежде всего, некрозу коры и последующему усыханию крон и суховершинности.
Парк «Монрепо» в г. Выборге так же начал создаваться в 1820-1830 гг. когда интенсивно высаживались декоративные деревья - дуб летний, клен остролистный, липа мелколистная, виды ясеня. Этому предшествовали привоз земли с удобрениями и засыпка ею болотистых и каменистых участков [42]. В этом и заключается основное различие в истории создания этих зеленых насаждений. Следует так же отметить, что самые старые деревья дуба в Санкт-Петербурге произрастают на Елагином острове, где посадке деревьев предшествовали большие работы по засыпке территории привозной почвой. А при создании посадочных мест под деревья был создан специальный дренаж из отрезков бревен [43]. Интересно проследить динамику состояния кроны древесины пород разного возраста. Такая возможность представилась на основании данных предшествующих учетов в парке ЛТА. Усредненные данные о состоянии крон деревьев представлены на рисунке 1.2.4. Рисунок 1.2.4. Распространенность усыхания крон деревьев в парке ЛТА в зависимости от их возраста (в долях от «1»)
Липа мелколистная переносит эту обстановку хуже и усыхание кроны наблюдается у всех деревьев. Дуб летний в первые десятилетия после посадки плохо адаптировался к условиям парка, падение числа деревьев с усыхающей кроной объясняется их значительным отпадом. В дальнейшем этот процесс нарастает у сохранившихся экземпляров. Усыхание кроны всегда связано с развитием на ветвях и стволах некроза коры.
Наряду с некрозами коры скелетные ветви, побеги и стволы деревьев поражаются бактериозами. У обследованных лиственных пород на тех же участках обнаружены следующие бактериальные заболевания. На дубе -поперечный рак (опухолевидный поперечный рак дуба). В местах поражения ствола появляются округлые вздутия. По мере их разрастания на стволе образуется поперечная трещина, часто при этом древесина обнажается, что способствует проникновению возбудителей гнили древесины ствола. Жизни дерева заболевание не угрожает, но способствует бурелому. Возбудитель болезни Pseudomonas quercina Schem. В зеленых насаждениях Санкт-Петербурга заболевание встречается редко.
Бактериальный рак тополя - заболевание опухолево-туберкулезного типа, наиболее распространенное среди зеленых посадок. В качестве возбудителей болезни описаны несколько видов бактерий, в частности Pseudomonas remifaciens Koning. В период распускания почек на ветвях и стволе развиваются опухолевидные образования, закрытые или открытые, достигающие значительных размеров (рисунок 2.2.4.). Бактерии - подвижные палочки, грамотрицательные, лофотрихи.
Бактериальный рак ясеня (туберкулез ясеня) поражает ветви и стволы. Возбудитель болезни Pscudomonas fraxini Wuill. На пораженных органах растения образуются небольшие округлые и удлиненные утолщения, превращающиеся в раковую рану. Клетки бактерий палочковидной формы, грамотрицательные, лафотрихи. В условиях Санкт-Петербурга гибель растений не вызывают.
Кроме перечисленных бактериозов раковые опухоли встречаются на ветвях старых берез, а также на стволах лиственниц.
Помимо усыхания кроны патология деревьев обусловливается постепенным разрушением древесины стволов дереворазрушающими грибами. Этому способствует появление на стволах деревьев морозных трещин (таблица 3.2.4.). Сухобочина развившаяся на месте открытой морозной трещины на стволе клена Для всех изучаемых древесных пород характерно увеличение числа травмированных деревьев с их возрастом. Перестойные деревья всех видов поражены этим пороком почти полностью. Согласно имеющимся литературным данным от морозных трещин страдают, прежде всего, деревья с широкими сердцевинными лучами [44]. Начиная с 5-го - 6-го классов возраста в древесину стволов и корней начинают проникать грибы - возбудители гнилей древесины. Особенность патогенеза этого заболевания заключается в том, что разрушаются только мертвые клетки древесины и грибы не проникают в заболонь, где сосредоточены живые клетки, так как по своей природе они относятся к сапрогрофам. Молодые клетки древесины имеют эластичные стенки, которые при увеличении размеров клеток растягиваются. По мере дифференциации клеток их стенки утолщаются и пропитываются лигнином. Это делает их неэластичными, грубыми и прочными. После одревеснения большинство паренхимных клеток древесины отмирает. Остаются живыми 5-40% от клеток в зависимости от породы (в среднем - 10%), которые функционируют в течение нескольких лет. Живые клетки встречаются в сердцевинных лучах где они располагаются горизонтально и расходятся к периферии от первого годичного кольца. В целом ствол дерева состоит главным образом из мертвых клеток. Живые клетки встречаются только во внешних слоях древесины и внутренней части коры.
Вредители и болезни листьев в питомниках
Падение прироста числа пораженных яблонь в возрасте 6-10 лет объясняется выбраковкой молодых экземпляров. В дальнейшем количество больных деревьев возрастает, причем максимум этого процесса наблюдается в возрасте 16-20 лет, иногда же отмечен и пик усыхания. В дальнейшем прирост больных и погибших деревьев резко сокращается. Такая динамика развития некроза коры яблонь на северо-западе объясняется ежегодным их повреждением, прежде всего, в результате перепада температур, а возраст максимального отпада - вступлением деревьев в период плодоношения и потерей запасов питательных веществ. В целом можно заключить, что возрастная устойчивость древесных пород к некрозу коры нестабильна, связана с реакцией растений на природные катаклизмы и их физиологическими особенностями. Значительное поражение болезнью молодых деревьев отмечено и для косточковых плодовых деревьев: значительная вредоносность цитоспороза на абрикосе в средней Азии проявляется в возрасте 7-8 лет (выпад - до 50%), в Молдавии абрикос сильно поражается в возрасте от 3-х до 10-ти лет, персик - от 3-х до 12-ти [60, 93]. Полное или частичное усыхание персика в Венгрии наблюдается у деревьев в возрасте 7-11 лет. В Центральной Европе цитоспороз вишен и слив особенно часто встречается на 3-8-и летних деревьях [95].
Однако не у всех пород некроз коры вредоносен в молодом возрасте. Некроз коры тополя действительно чаще наблюдается на молодых растениях в школах, питомниках и культурах [84, 96, 97]. В США это заболевание встречается в спелых и перестойных насаждениях осины [98].
Принципиальное значение имеет и сезонная устойчивость деревьев к некрозу коры, что усугубляется разноречивыми сведениями о патогенности возбудителей болезни. Тополя в центральной Европе наиболее восприимчивы к некрозу коры (тополевый мор) в зимнее время при температуре воздуха 4-8, когда растение теряет способность образовывать раневую перидерму [73,83]. Успешные заражения деревьев D. populea могут осуществиться в весенний и осенний периоды [99]. В центральных районах Нечерноземной зоны положительные результаты получены и при заражении тополей в летний период. В тоже время установлено, что к осени устойчивость тополей уменьшается: в июне зарегистрировано 60% положительных заражений, в июле - 90% и в сентябре - 100% [100].
О характере сезонной устойчивости древесных пород к цитоспорозу сведения тоже противоречивы, некоторые исследователи полагают, что заболевание наиболее активно развивается в первую половину лета. В частности, в Московской области грибы рода Cytospora заражают лиственные породы до июля, после чего рост некрозов прекращается [90]. В условиях Дальнего Востока активное развитие цитоспороза происходит в апреле-мае и в осенний период [101]. В Грузии яблони наиболее восприимчивы к болезни в весенний период, особенно после резких перепадов температуры воздуха [59]. В центральной Европе заболевание особенно вредоносно в летний период [102, 103]. В США возбудители цитоспороза наиболее активны в августе-сентябре, до октября заражение происходит слабее и далее, до февраля, заболевание вообще не проявляется [104]. В ряде работ указывается, что сезонность развития древесных пород обусловливается физиологическим состоянием растений и они восприимчивы к болезни только в период глубокого покоя [105]. В течение же вегетационного периода могут поражаться только ослабленные растения [106].
Таким образом, большинство исследователей считают, что грибы рода Cytospora могут развиваться в тканях коры ослабленных деревьев или на поврежденных ее участках в период вегетации или поражают физиологически здоровые деревья, находящиеся в состоянии глубокого или вынужденного покоя в зимний период. Эти выводы сделаны, главным образом, для плодовых деревьев. В отношении же декоративных пород вопрос о сезонном паразитизме возбудителей некроза коры освещен недостаточно.
С целью изучения развития цитоспороза древесных пород в период вегетации нами проведены соответствующие исследования. В качестве объектов выбраны декоративные породы у которых был выявлен цитоспороз, выделены в чистую культуру патогены и осуществлено искусственное заражение ветвей. Перед внесением инфекции в коре деревьев делались механические и термические повреждения посредством введения в ткани коры раскаленного стержня, вокруг которого образовывалась зона отмерших клеток. После внесения инфекций (мицелий с питательной средой) место заражения обтягивалось слоем полиэтиленовой пленки шириной 5-6 см в 1-2 слоя, которая закреплялась по краям. В результате этого достигалась изоляция раны от проникновения извне других организмов и образовывалась влажная камера, что делало ненужным увлажнения поверхности ранки при ее подсыхании. Инокуляция проведена в середине вегетации (июнь) побегов дуба летнего, липы мелколистной, рябины обыкновенной и ясеня обыкновенного.
Результаты опытов фиксировались в конце сезона, после перехода температур через 0 путем измерения длины зоны поражения. Во всех случаях заражения коры из зоны мертвых клеток резизолированы изучаемые грибы. При микроскопическом изучении срезов коры, сделанных через отмершую зону, в ней наблюдалось скопление гиф, от живой части коры погибшая ткань отделялась полосой коричневых клеток, пропитанных гуммиобразным веществом. Результаты опытов представлены в таблице 2.3.1.
Обоснование сезонного прогноза состояния декоративных пород
На основании проведенных наблюдений, исследований и литературных данных предлагается следующая схема мониторинга и на его основе профилактических и защитных мер по снижению вредоносности болезни декоративных древесных пород в зоне северной границы их ареала. Питомник.
В целях предупреждения развития некроза коры питомники следует размещать на легких, хорошо аэрируемых почвах. На тяжелых почвах необходимо дополнительное внесение песка, кислые почвы подлежат известкованию. При внесении азотных удобрений их рекомендуется смешивать с фосфорно-калийными соединениями, так как одностороннее азотное удобрение стимулирует развитие некроза коры. В засушливые годы необходимо накопление и сохранение влаги в почве, особенно в первую половину вегетации. Рекомендуется ранней весной и осенью проводить побелку стволов и скелетных ветвей 20%-ным раствором медного купороса и внесением его 1%-го раствора в шурфы вокруг саженцев.
При посадке черенков возможно использование химических препаратов для защиты их от инфекции. Для этих целей рекомендуется их опрыскивать, в частности, тополя 1%-ным раствором бургунской жидкости, 0,5-1%-ным раствором железного купороса или их заменителями. Использование химических препаратов должно согласовываться с данными сезонного долгосрочного прогноза развития болезни.
В питомниках необходимо предусмотреть и проводить борьбу с листовыми инфекциями, особенно опасными для дуба, клена и тополей. Обязательным следует- осуществлять силосование или сжигание опавшей листвы как основного источника инфекции в начале вегетации. Химические обработки необходимы при ожидаемых эпифитотиях. Они проводятся по существующим методикам и рекомендациям.
При отборе посадочного материала в первую очередь следует использовать саженцы соответствующие стандартам и отбраковывать экземпляры имеющие морозные трещины, суховершинность, а по возможности и искривление ствола. Зеленые насаждения.
После посадки за деревьями ведутся систематические наблюдения с целью выбраковки и замены ослабленных и усыхающих экземпляров. Обязательны профилактические меры по предупреждению листовых инфекций. В насаждениях 2-го - 5-го классов возраста борьба с листовыми инфекциями неактуальна. При мониторинге выявляются деревья с морозными трещинами, проводится лечение пороков и повреждений как возможных ворот инфекции возбудителей гнили стволов и корней. С помощью сезонного прогноза развития некроза коры устанавливается необходимость мер по повышению устойчивости насаждений, начиная с предшествующего периода вегетации.
В случае регистрации очагов усыхания ильмовых пород необходимо провести диагностические исследования с целью определения его причины. При обнаружении «голландской» болезни больные деревья подлежат удалению до заселения их стволовыми вредителями - переносчиками инфекции.
Кроме того, санитарные меры предусматриваются и в очагах пузырчатой ржавчины веймутовой сосны. Ее посадки следует осуществлять не ближе 300-х м к источнику инфекции - посадкам кустов смородины и крыжовника. При обнаружении морозного шютте, особенно у сосны горной, можно провести обрезку пораженных побегов и осуществить комплекс мер по улучшению условий роста.
Начиная с 5-го класса возраста необходимо регистрировать появление бактериального рака в кронах деревьев, а также прямые и особенно косвенные признаки стволовых и корневых гнилей. В дальнейшем предусматривается обрезка пораженных ветвей, уход за стволом и закрепление скелетных сучьев, лечение дупел. У сухокронных деревьев при обрезке ветвей выдерживаются следующие показатели - они удаляются на протяженности 1/3 кроны у дуба, 1/4 у липы и других видов с последующим лечением ран. При угрозе бурелома или ветровала такие деревья подлежат удалению.
В ценных посадках и при индивидуальном уходе за деревьями рекомендуется мульчировать приствольные круги с целью профилактики подмерзания корневых систем, особенно при небольшом снежном покрове или при полном его отсутствии. Для предотвращения иссушения почвы ее можно рыхлить на небольшую глубину и периодически увлажнять. Норма полива - 250 м воды на 1 га или 100-150 л на одно дерево. При засушливой погоде полив проводится через каждые две недели. Бедные почвы удобряются вместе с поливом или с помощью закладки шурфов: на площади равной двум проекциям кроны делается 10-16 вертикальных углублений диаметром 20-40 см, глубиной до 1 м, которые заполняются органоминеральными удобрениями. При поливе удобрения растворяются в воде и вносятся гидробуром на глубину 30-50 см через каждые 80-100 см. Рекомендуются также использовать внекорневые подкормки и стимуляторы роста посредством обработки кроны деревьев синтетической мочевиной и микроудобрениями (бор, фтор, медь и другие).
При выращивании и пересадке растений рекомендуется применять технологию закрытой корневой системы. Оптимальный вариант - черенок (семя) выращивается в контейнере до заполнения его объема корневой системой. Растение транспортируется к месту посадки, оболочка контейнера разрушается и саженец вместе с почвой высаживается на посадочное место. В этом случае сохраняется наиболее активная зона корневой системы. После пересадки растение не испытывает стресса и патологических явлений у него не наблюдается.
