Цветение и плодоношение туи, рост и развитие побегов и корней туи, экологические особенности

Для этого необходимо знать характер сезонного ритма развития, продолжительность и динамику роста побегов и корней.

Ритм сезонного развития туи

Весной у туи наблюдаются 2 его фазы — распускание почек и цветение. Начало первой фазы характеризуется увеличением размеров цветочной почки, второй — распусканием цветка. Для каждой из этих фаз необходима соответствующая температура. Почки у туи распускаются через 10—12 дней после наступления среднесуточной минимальной температуры 5° С, среднесуточной 10° С и максимальной 10—20° С в течение 5—10 дней. При снижении минимальной температуры период распускания может затянуться еще на 5 дней. Весенние морозы часто губят пыльники. Опылению в это время также обычно мешают ветры и дожди. Различие во времени цветения в разных зонах зависит от условий произрастания туи. В Киеве туя зацветает в первой половине апреля, в Ленинграде — в начале июня, в Тростянце — в первой половине мая. Цветочные почки закладываются после окончания роста побегов в сентябре — начале октября. Размещаются они на верхушках боковых побегов текущего года в пазухах листьев. Семена созревают в год цветения в сентябре—октябре сразу после остановки роста молодых побегов. Средняя продолжительность вегетации в разные годы в одних и тех же местах неодинакова, например, в Киеве у туи западной она в разные годы колеблется от 169 до 176 дней. Листопад у туи наблюдается через 5—6 лет в конце вегетации и продолжается до начала октября (35—50 дней). Период покоя у туи восточной 101 день, туи гигантской — 118 дней, туи западной— 121 день. Фенологические наблюдения показали, что в одном и том же месте в одинаковых условиях местопроизрастания одна и та же фенофаза у каждого из видов туи наступает не одновременно. Это связано с метеорологическими условиями каждого вегетационного периода.

Цветение и плодоношение туи

Важнейшие моменты в плодоношении туи следующие: заложение цветочных почек, цветение, вызревание семян и их распространение. Цветочные почки закладываются у туи за год до цветения. Зимой уже сформировавшиеся цветы скрыты в них. Заложение этих почек зависит от многих условий — климата, почвы, освещения деревьев, их питания, возраста физической спелости, энергии роста, периодичности семенных годов и пр. Известно, что благоприятные условия освещения способствуют образованию цветочных почек у туи, поэтому одиночные деревья всегда хорошо цветут. Если же растение плохо освещено, то отсутствуют шишки в нижних, более затененных частях кроны. Хорошая солнечная погода летом предшествующего плодоношению года, обусловливающая более энергичную ассимиляцию и богатое содержание растворимых органических веществ в ветвях, благоприятствует цветоношению будущего года.

Для успешного опыления туя, как и всякое ветроопыляемое растение, производит такое огромное количество пыльцы, что даже вода ближайших водоемов, луж и канав оказывается окрашенной в желтый цвет. Создается впечатление, что водоем цветет. Однако этого недостаточно. Полное опыление может произойти лишь в том случае, если опыляемые цветы находятся близко. Опыление на расстоянии 5 м — счастливая случайность.

В однородном насаждении туя опыляется легче, больше шансов, что пыльца попадет на семяпочку. В смешанных насаждениях и у отдельно стоящих деревьев туи успех опыления зависит от расположения мужских и женских цветов. У туи мужские цветы сосредоточены в нижних, а женские в верхних частях кроны, поэтому самоопыление очень затруднено. Ведь, чтобы произошло оплодотворение, пыльца должна быть поднята ветром снизу вверх. Такое расположение цветов обусловлено склонностью этой породы к перекрестному опылению. Семена у некоторых экземпляров туи, растущих одиночно и поэтому имеющих возможность только самоопыляться, обладают очень незначительной всхожестью (1 —10%). Всхожесть же семян растений, произрастающих в группе или в насаждении, а поэтому опыляющихся перекрестно между собой, 80—90%.

Туя не образует плодов, ее семена находятся в шишке на плодовых чешуйках и развиваются из семенных зачатков. Цветочные почки туи, как нам уже известно, включая отдельные части цветка, сформировываются в конце вегетации за год перед цветением. Осенью, после формирования цветочных почек, цветения не происходит. Никаких сформированных и оплодотворенных шишек, подготовленных для созревания в следующие годы, на деревьях туи не обнаружено. Цветочная почка туи — это укороченный побег, орган со специфическим морфологическим строением, специально приспособленный для защиты от влияния неблагоприятных условий среды. Мужские колоски собраны в колосовидные соцветия, размещающиеся по одному на верхушке каждого неодревесневшего бокового побега. Весь колосок является непосредственным продолжением ветви. В октябре колоски приобретают мешкоподобную форму и плотно одеваются покровными чешуями. На продольном разрезе колоска хорошо видны прилегающие друг к другу микроспорофилы, которые размещаются вокруг стержня. Снорофилы имеют мешкообразную форму, в середине их пыльца созревает весной следующего года. Женские шишечки образуются на концах боковых побегов одновременно с мужскими. Осенью они окрашиваются в коричневый цвет и достигают длины 3—3,5 мм и ширины около 2 мм. На продольных и поперечных разрезах шишечки видны темные покровные чешуйки с овальным семенным зачатком у основания. Внутренняя часть цветка светло-коричневая, а семенные зачатки зеленые. На покровных чешуйках видны смоляные выделения в виде маленьких капель. Плотно покрытые чешуйками женские шишечки и мужские колоски туи успешно зимуют.

При подсчете женских шишечек и мужских колосков на отдельных ветвях установлено, что последних значительно больше (до 61% общего количества). У туи восточной среднее количество мужских колосков по сравнению с женскими шишечками составляет около 82%. Благодаря большому количеству мужских цветов кроны этого вида туи во время цветения окрашиваются в желто-бурый цвет. Для цветения туи, которое продолжается до 9 дней, наиболее благоприятна температура 10—20° С.

В конце марта опыленные шишечки смыкаются и закрывают семяпочку, а чешуйки неопыленных остаются открытыми до середины — конца апреля. Однако уже к началу мая разницы между опыленными и неопыленными шишечками не заметить. Как правило, туя сохраняет все шишки независимо от того, были они опылены или нет. Развиваются шишки в течение вегетационного периода неодинаково: в зависимости от урожая — 5—25% всех шишек. Это стремление освободиться от лишних цветов. Аналогичное явление можно наблюдать у груш, вязов, ясеней и других древесных пород. Недоразвитые шишки остаются на деревьях до следующего года. Независимо от опыления в шишках заключено одинаковое количество семян (4—8). Однако опыленные семена длиннее, более вздуты и до 70% их содержит зародыш. Неопыленные шишки к осени вызревают так же, как и нормальные, одновременно с опыленными.

Неопыленные семена по величине и массе трудно отличить от опыленных, поэтому сортировка их по массе и величине представляет большую трудность. Развитие шишек и семян без опыления вредно сказывается на приросте туи и на времени наступления следующего семенного года. Ведь неопыленным шишкам требуется для развития почти столько питательных веществ, сколько и опыленным. Семена же этих шишек не способны взойти, прорасти и дать потомство. В опыленных шишках после оплодотворения семенные зачатки быстро растут и дозревают в год цветения (сентябрь— октябрь). В это время шишки раскрываются и семена из них выпадают. Некоторые раскрытые шишки держатся на ветках до следующего года.

Время, необходимое для прохождения полного цикла развития семени туи, ограничивается одним вегетационным периодом.

Туя начинает плодоносить очень рано — с 6— 10-летнего возраста, едва достигнув высоты 0,6— 1 м. Обильно плодоносит, через каждые 1—2 года дает богатый урожай семян. У туи гигантской он достигает 2,5 млн. семян с 1 га культур. Собирают семена, встряхивая деревья, предварительно расстелив у стволов брезент или полиэтиленовую пленку.

Наибольшее наполнение семян отмечено у туи западной, особенно у ее формы туи папоротниковой. Наилучшую всхожесть (71%) имели семена, собранные в верхнем ярусе с южной стороны, наименьшую (57%) —с северной стороны. Значительно меньше шишек образуется на западной стороне и в нижних частях кроны. У туи восточной наибольший вес и лучшую всхожесть имеют семена, собранные с восточной и южной сторон. Семена туи могут храниться в сухом помещении с положительной температурой, при этом они не утрачивают всхожести 2—3 года, а те, что находились в холодном помещении с температурой 1 —10° С, в значительной степени всхожесть утрачивают. Особенно неблагоприятно это отражается на семенах туи восточной.

Рост и развитие побегов и корней туи

Для туи характерно надземное прорастание семян. Обычно они состоят из 2 семядолей удлиненной формы. Их светлая окраска обусловлена восковыми выделениями. К осени первого года семядоли желтеют, с наступлением зимы отмирают. В первый год жизни растение достигает высоты 4—5 м и дает боковые веточки, на которых обычно развивается несколько пар игловидных супротивно отстоящих листьев. Позднее появляются укороченные прижатые листья, сходные с листьями взрослого растения. Смена первичных листьев происходит неравномерно, хотя довольно быстро. Иногда наряду с появлением взрослых листьев на изгибах ветвей сохраняются первичные, наблюдается порой и возврат к первичным листьям в особых условиях (например, у «теневых» ветвей или при подрезках растений). У интродуцированных растений при выращивании в парках самосев не наблюдался. В ботанических садах туя часто возобновляется вегетативно на открытых незадерненных участках. В естественных условиях молодое поколение туи гигантской поселяется на упавших колодах, пнях, верхних площадках сломанных бурей стволов и пр. При благоприятных условиях туя достигает высоты 60 м и диаметра 5 м. На родине хорошо растет во II ярусе. В условиях интродукции у этой туи также наблюдается большое количество подроста (в среднем 28 шт/м²) в возрасте 1 —15 лет, высотой 0,1—0,5 м и выше. Подрост имеет здоровый вид и ежегодно вырастает на 0,5 м. Часто поросль появляется от пригнутых к земле ветвей — туя гигантская хорошо размножается вегетативно и легко укореняется побегами. До 5 лет этот вид растет медленно (прирост 10—15 см в год), позднее — быстро (прирост 10-летних растений 18—23 см). Интенсивный рост побегов наблюдается в конце июля — августе. В отдельные годы отмечен вторичный период роста.

Туя западная в первые 6—10 лет (до возраста плодоношения) растет медленно, достигая в 9-летнем возрасте высоты 0,8—1 м. В дальнейшем рост ускоряется, и ежегодный прирост достигает 15—18 см. Наибольший прирост отмечен у туи восточной и составляет 25 см. В первые 10 лет этот вид перегоняет в росте дуб и сосну крымскую, а в 25—30-летнем возрасте в насаждении с дубом отстает от него на 1,5—2 м и служит ему отличной «шубой», потому что живая крона туи начинается от земли. Этим она уплотняет насаждение и затеняет почву. Хорошо чувствует себя туя восточная и в насаждении с белой акацией даже при посадке на сильно смытых овражно-балочных землях. При этом в 10-летнем возрасте, когда белая акация, достигнув высоты 2—3 м, полностью усыхает, туя хорошо растет и развивается.

Основная масса корней у сеянцев туи находится в верхних (10—40 см) богатых гумусом и хорошо аэрированных горизонтах почвы. Концы корней белые, заканчиваются заостренным корневым чехликом. Со временем корни желтеют, а затем коричневеют. У молодых растений четко выделяется стержневой корень, который на большой глубине разветвляется на мелкие боковые. Если молодые корешки растереть, появляется запах хвои.

При достаточном увлажнении и периодическом мульчировании почвы летом корни туи растут на протяжении всего вегетационного периода. Недостаток влаги в почве вызывает резкое замедление роста корней, корневая система переходит в состояние относительного покоя. Если влажность почвы низка, особенно при повышенной температуре (например, 78% влажности при 23—25° С), рост корней прекращается. Снижение температуры почвы осенью приводит к остановке роста корней уже независимо от степени влажности почвы. Наиболее интенсивно корни растут при температуре почвы 10—15° С и влажности 10-15%.

Продолжительность жизни туи велика: от 300 лет у туи западной до 1000 лет у туи восточной. К старости она замедляет рост, теряет нижние ветви и становится менее декоративной.

Условия внешней среды оказывают огромное влияние на развитие туи, ее облик, величину, декоративность и долговечность. При постепенном их изменении растение успевает приспособиться и продолжает существовать, но изменяются либо отдельные органы, либо растение в целом. Коренные изменения условий среды губительны для растений.

Биологические, морфологические и экологические особенности туи сложились под действием комплекса факторов окружающей среды, но лишь некоторые из них оказали решающее влияние на форму и функции растения. Так, морозостойкость туи западной обусловлена постоянным воздействием на нее холода,засухоустойчивость и солеустойчивость туи восточной сформировались вследствие выращивания ее в условиях засухи и на засоленных почвах. Выбирая вид туи, наиболее подходящий для определенного архитектурно-художественного решения в зеленом строительстве или для выращивания в каком-либо конкретном месте, необходимо учитывать, подходит ли температурно-влажностный режим, почвы, каковы биотические (влияние животных и растений) и антропогенные (влияние человека) факторы.

Зимостойкость туи

Наиболее устойчива к низким температурам туя западная. Менее морозостойки юношеские формы этого вида. Туя гигантская недостаточно морозостойка. В Центральном Нечерноземье она обмерзает выше уровня снегового покрова, а на юге Прибалтики и Черноморском побережье растет хорошо. Туя восточная в климатических условиях северных районов часто вымерзает и гибнет. Она вполне зимостойка до широты Ленинграда на севере и Свердловска на востоке.

Засухоустойчивость туи

Большое значение Для туи имеет влажность почвы и воздуха: во влажном воздухе растение испаряет меньше влаги и быстрее растет. Сухой воздух задерживает рост туи, потому что ей приходится расходовать много влаги на испарение. Потребность в воде у различных видов туи неодинакова. Туя восточная весьма засухоустойчива. Туя гигантская лучше развивается в районах с количеством осадков до 2500 мм в год. В горах, где выпадает много осадков, она занимает более крупнозернистые почвы, отличающиеся сравнительно низкой влагоемкостью.

Теневыносливость туи

Без света невозможен процесс фотосинтеза, образования органических веществ, а поэтому и развития растений. При полном отсутствии света туя быстро погибнет.
Разным видам туи требуется для нормального развития освещение неодинаковой интенсивности. Туя гигантская — одна из наиболее теневыносливых пород тихоокеанского побережья. Потребность в затенении особенно повышается у нее на сухих и теплых склонах, где почва больше иссушается. Она не образует чистых насаждений, а растет вместе с приморской елью, пихтой и тисом. Подрост туи гигантской может появляться и длительное время существовать при относительной освещенности свыше 3—4% полной. Однако массовый подрост прекрасно развивается на опушках и совершенно открытых местах. Обладая такими свойствами, туя гигантская может стать незаменимой для дополнения лесных культур и реконструкции малоценных молодняков.

Требовательность к почвенным условиям

Почва служит источником снабжения туи минеральными питательными веществами. Некоторые виды требуют более богатой минеральными и органическими свойствами почвы, другие менее прихотливы.

Наиболее неприхотлива туя западная. Она растет на свежих почвах разного механического состава, в большинстве случаев кислых, на родине лучше развивается на известковых отложениях. Сильно кислые почвы замедляют ее рост — в возрасте 200 лет диаметр ее ствола достигает 30 см. На связной пылевато-песчанистой кислой супеси рост туи умеренный. Нетребовательная к почве, туя западная лучше растет на достаточно влажных плодородных суглинках. Установлено, что количество обменного кальция в почве под этой туей значительно больше, чем под насаждениями сосны. Туя восточная хорошо растет на свежих плодородных суглинистых почвах, предпочитая легкие, содержащие известь, переносит небольшое засоление. Уплотнение почвы отрицательно влияет на ее рост. Хвоя дерева, растущего на бедных почвах, приобретает желтоватый оттенок, но декоративность не утрачивает. Хорошо прижилась туя в искусственных насаждениях на засоленных (до 0,6%) известковых почвах морского побережья в окрестностях Одессы.

Дымо- и газоустойчивость туи

В связи с усиливающимся загрязнением биосферы токсическими ингредиентами высокоэффективные насаждения, максимально выполняющие свое назначение (хозяйственно-экономическое, эстетическое, санитарно-гигиеническое), можно создать, только используя древесные породы, способные противостоять токсическому воздействию промышленных газов, в первую очередь сернистого ангидрида как наиболее распространенного и особенно вредящего растениям. В промышленных городах, где воздух загрязнен, прежде всего отмирают хвойные породы, так как у хвои медленно проходят восстановительные процессы. Кроме того, эти породы чаще страдают от заболеваний, чем лиственные. А вот представители рода туя сравнительно устойчивы против вредных газов, так как окисление клеточного вещества происходит при высокой их концентрации.

Лучше всего переносит копоть, дым и газы туя западная. Вследствие этого она больше подходит для озеленения территории промышленных предприятий. Тую гигантскую можно считать относительно газоустойчивым видом. Туя восточная при окуривании показала очень высокую устойчивость к сернистому ангидриду. Однако есть данные, что она не выносит других вредных газов.

Ветроустойчивость и другие экологические особенности

Интенсивное движение воздуха не только отрицательно влияет на физиологические процессы (ускоряет испарение влаги, усиливает действие низких и высоких температур), но может вызывать деформации и ветровал растений. Все виды туи ветроустойчивы, поэтому их можно сажать вдоль дорог, аллей, в виде солитеров на полянах. Туя гигантская ветроустойчива за счет мощно развитой корневой системы, несмотря на большую парусность кроны. Даже при ветрах, которые иногда достигали ураганной силы, случаев ветровала не наблюдалось. Туи западная и восточная благодаря гибкости ветвей также противостоят сильным ветрам и снежным завалам.

Известно, что пожар — бич лесов. Однако пагубен он для разных пород деревьев в неодинаковой степени. Туи западная и восточная менее страдают от пожаров, а туя гигантская, имеющая тонкую кору и поверхностную корневую систему, плохо защищена от них.