Некоторые биологические особенности грецкого ореха
Грецкий орех (Juglans regia L.), относящийся к семейству ореховых (Juglandaceae Linde), представляет собой дерево первой величины, высотой до 30 м и до 2 м в диаметре.
Орех сравнительно теплолюбив и светолюбив, требователен к условиям почвенного плодородия. В разных районах выращивания продолжительность вегетационного периода (от начала появления листьев до листопада) колеблется в пределах 120-210 дней. В состоянии покоя выносит понижения температуры до -35 °С. Для получения высокого урожая деревья должны быть полностью освещены. Орех хорошо растет на черноземных и лессовидных почвах с нейтральной или слабощелочной реакцией (до рН-7,0) и содержанием не менее 2,5-3 % органических веществ в слое 50 см, достаточно увлажненных, хорошо дренированных и воздухопроницаемых.
Для нормального роста и развития ореха необходим вегетационный период продолжительностью не менее 150 дней с суммой температур выше 10 °С не менее 2000 °С и абсолютным минимумом температур не ниже -30 °С. Морозостойкость грецкого ореха, как и других видов древесных, в значительной степени обусловливается метеорологическими условиями лета и осени, которые определяют уровень завершенности процессов роста и хорошего созревания побегов.
При оптимальных условиях влагообеспечения и температурного режима в летне-осенний период повышается зимостойкость ореха. Снижение годового количества осадков до 700-800 мм приводит к увеличению числа растений с «симподиальным» типом ветвления вследствие гибели верхушечной почки из-за недостаточной водообеспеченности в летне-осенний период. По этому признаку можно судить о степени пригодности условий произрастания для выращивания ореха.
К влаге орех особенно требователен в первую половину вегетации. При достаточном водообеспечении освещенность в пределах 70-90 тыс. лк считается оптимальной. Ее снижение до 10-12 тыс. лк вызывает уменьшение фотосинтеза на 80-90%. Это теплолюбивое растение в условиях орошения имеет максимальную интенсивность физиологических процессов при температуре 30-32 °С.
Для прерывания периода покоя, нормального роста и цветения ореха необходим определенный период пониженных температур, что следует учитывать в районах с теплым климатом. После очень теплых зим начало распускания почек может сильно задержаться, цветение бывает неравномерным и урожай снижается. Возможно даже отмирание ветвей. В Калифорнии особенно сильно страдают сорта французского происхождения. Грецкий орех – раздельнополое, однодомное, дихогамное растение. Сережки с тычиночными цветами достигают 15 см в длину и 1,5 см в диаметре. Пестичные цветы располагаются по 1-4 на одной цветоножке. Есть кистевидные формы грецкого ореха, у которых число цветов в кисти достигает 20 и более.
Разница во времени цветения мужских и женских цветов на одном дереве составляет 1-2 недели. Наблюдаются два типа дихогамии – протоандричная, при которой первыми распускаются мужские сережки, и протогиничная, когда первыми раскрываются женские цветы. При семенном размножении каждая особь грецкого ореха дает потомство с обоими типами дихогамии примерно в одинаковом соотношении. Изучение влияния типа цветения на урожайность показало, что в условиях континентального климата, где важное значение имеет раннее образование завязей, выше урожайность протогиничных деревьев, в условиях влажного климата разница в урожайности была незначительной. Для получения высоких урожаев необходимо обеспечить перекрестное опыление. Искусственное опыление цветков пыльцой, взятой с других деревьев того же типа дихогамии, дает очень слабые завязываемость плодов и плодоношение, тогда как использование пыльцы с деревьев противоположного типа дихогамии значительно увеличивает плодоношение. У 1-3 % деревьев популяции наблюдается завязывание апомиктичных плодов.
Исследования, проведенные во Франции на орехах сортов Franquette, Sibisel 41 и Sibisel 50, показали, что разница во времени цветения мужских и женских почек объясняется способностью мужских цветов в первые недели после выхода из состояния покоя развиваться при сравнительно низких температурах быстрее женских цветов. Различия в скорости развития мужских и женских цветов в начальный период достаточно велики, и при повышении температуры женские цветы не опережают по темпам роста мужские. В зависимости от погодных условий сроки цветения могут меняться. При выращивании побегов сорта Franquette в теплице при температуре 15 °С скорость развития мужских и женских цветов была одинаковой.
На дереве выделяют ростовые и плодоносные побеги. Последние хорошо заметны вследствие ложной дихогамии в связи с развитием обычно двух побегов из двухлетних почек, расположенных примерно на одном уровне. Ростовые побеги имеют один цикл роста в течение вегетации, плодоносные – два. Во время первого, весеннего цикла образуются цветы и завязи, во время летнего – побег растет, на нем закладываются цветочные почки будущего года.
Летние почки, из которых вырастают плодоносные побеги будущего года, образуются одновременно с появлением пестичных цветов в пазухах листьев верхней части побега. Они имеют конусовидную форму, две короткоопушенные зеленые чешуйки и сидят на ножках длиной до 1 см и толщиной до 0,2 см. Эти почки созревают в течение 2-3 недель, а в конце июня дают начало летним «ивановым» побегам.
Образование плодов, в основном на однолетних побегах, формирующихся на периферии кроны, определяет влияние на урожай орехов величины годичного прироста. Обычно женские плодовые почки образуются на побегах длиной более 15 см. Поэтому необходим высокий агрофон для формирования сильных приростов текущего года. Есть сорта, которые плодоносят на более коротких побегах, расположенных не только по периферии, но и внутри кроны. Они более урожайны.
Для получения высоких урожаев орехов необходимо полное опыление женских цветов. Пыльца сохраняет способность к прорастанию в среднем не более 2-4 дней, а восприимчивость пестика составляет в среднем 5 дней. Количество пыльцы обусловлено сортом, она выделается в течение 8-14 дней. Вследствие дихогамии, несмотря на возможность самоопыления, наблюдается неполное завязывание плодов. Чтобы избежать этого, высаживают совместно растения двух и более сортов с разными периодами цветения мужских цветов, так чтобы они перекрывали весь период цветения женских цветов. Наблюдения показали, что в молодых садах со значительными расстояниями между деревьями пыльца распространяется на 150-180 м. С увеличением возраста и плотности посадок пыльца не может распространяться беспрепятственно, и оптимальное расстояние до сорта-опылителя не должно превышать 60-90 м. Обычно в каждый десятый ряд сажают растения сорта-опылителя.
По данным американских исследователей, у большинства старых сортов женские цветы образуются только из верхушечных почек прироста предыдущего года. У новых сортов, выведенных в Калифорнийском университете, женские цветы образуют и многие боковые почки прироста предыдущего года. Это значительно увеличивает потенциальную продуктивность молодых растений и дает возможность получать достаточно высокие урожаи в молодых посадках. Такие сорта необходимо обрезать сильнее, чтобы обильное плодоношение молодых растений не влияло отрицательно на рост вегетативных побегов.
В США в промышленных орехосадах, где в целях увеличения доходности применяют уплотненную посадку деревьев с расстоянием между деревьями 8-10 м, серьезной проблемой становится опадение женских цветов с затененных побегов. Так, у сорта Serr в отдельные годы опадает 99 % женских цветов. Пестичные цветы опадают за 10-14 дней до созревания рыльца, поэтому считают, что опадение не связано с отсутствием опыления. Ежегодная обрезка затеняющих ветвей снижала опадение до 20-40 %. У 12-летних деревьев сорта Hartley на побегах, получавших 61 % полной освещенности, было на 30 %больше орехов, чем на побегах, имевших освещенность 1,5 %от полной. Масса сухого ореха с первых побегов была больше на 14 %.
Исследования показали, что в условиях недостаточного освещения снижается содержание в листьях общего азота и изменяется соотношение между аммонийным (NH₄⁺) и нитратным (NO₃⁻) азотом. В листьях освещенных побегов оно равно 8:1, затененных – 1:1,5.
На затененных побегах увеличивается число мужских сережек, потребляющих большую часть питательных веществ.
Обрезка затеняющих ветвей, прореживание загущенных посадок деревьев, удаление мужских сережек в середине зимы и обработка бензиладенином (25-50 ч/млн.⁻¹) стимулируют образование женских цветов и предотвращают их опадение. На деревьях, где удаляли мужские сережки, количество завязей ореха увеличивалось с 56 до 88 %.
Грецкий орех вступает в пору плодоношения с 8-10 лет, привитые растения – с 5-6 лет, а некоторые скороплодные формы и сорта (Идеал и др.) – с 1-2 лет. Деревья плодоносят ежегодно, но высокие урожаи чередуются со слабыми. Полного развития дерево достигает к 50 годам, живет и плодоносит в среднем 200-300 лет, встречаются плодоносящие экземпляры и 500-летнего возраста.
Плод ореха – ложная костянка – состоит из мясистого наружного околоплодника (перикарпа), образованного не завязью, а сросшимися чешуйками прицветника и околоцветника, твердой скорлупы (эндокарпа) и заключенного в эндокарпе ядра с зародышем семени.
Перикарп состоит из наружной тонкокожистой оболочки с густым опушением железистыми волосками, сочномясистой ткани и многочисленных проводящих сосудов. Зеленый околоплодник незрелых плодов богат витаминами С и Р, содержит цитроновую и яблочную кислоты, сахара, кальцийфосфат, оксилат кальция, таннины, алкалоид юглон и нафтохинон. При созревании перикарп темнеет, высыхает и растрескивается, освобождая эндокарп.
Эндокарп плода, называемый обычно орехом, очень изменчив по форме, размерам, бороздчатости и цвету. Обычно он состоит из двух створок, образованных двумя плодолистиками и соединенных швами различной толщины и длины. В таких эндокарпах ядро имеет две семядоли. Встречаются аномальные эндокарпы из одной или 3-4 створок. Их ядра имеют один зародыш, а число семядолей равно числу створок. Скорлупа изнутри выстлана кожистым слоем, образующим перегородки между семядолями. У культурных сортов этот слой тонкий и пленчатый. В скорлупе много клетчатки, кроме того, она содержит фосфор, калий и кальций и в молотом виде может служить удобрением. При массовом получении ее используют для изготовления линолеума, толя и наждачного камня.