Особенности формирования корневой системы растения в условиях высокого стояния грунтовых вод

Обращаясь ещё к теме посадки саженцев, изложенной в моей статье «О некоторых вопросах посадки плодовых и ягодных растений» («УС» № 52/2013 г. и № 1/2014 г.), хочу рассказать о плохом знании садоводами особенностей биологии роста растений и почвенной среды в местах их посадки при высоком стоянии грунтовых вод и связанными с этим заблуждениями. Ярким примером этого явилось письмо в редакцию от одного из садоводов следующего содержания.

«Мой садовый участок находится на бывшем болоте с высоким стоянием грунтовой воды. При посадке плодовых деревьев я использовал известный способ – посадку саженцев на холмиках. При этом вниз закладывал лист из прочного материала, препятствующий вертикальному заглублению корней. Но у этого способа выявились существенные недостатки, так как основная масса развитых корней располагалась вертикально и упиралась в лист. Поэтому приходилось их специально укорачивать. Неукороченные корни после упора в лист росли вдоль его поверхности, а при длительном стоянии воды выше листа загнивали. И у меня возникла идея вырастить для посадки на моем участке саженцы с плоской корневой системой, расположенной в поверхностном слое почвы. И я попробовал реализовать эту идею при выращивании саженцев яблони.

Осенью, откинув небольшой слой земли, заложил во всю длину гряды металлические листы шириной не менее 60 см. Сверху на них насыпал землю слоем не более 10 см. По середине гряды на расстоянии 50-60 см друг от друга разметил гнёзда, в них заделал на глубину 3-4 см семена – по несколько штук в каждое гнездо. Сверху гряду замульчировал. Весной, когда всходы появились и немного подросли, сделал их прореживание. В каждом гнезде оставил один, лучший сеянец. Дальнейший уход был обычным. Сложность в выращивании сеянцев при этом состоял лишь в сохранении достаточного количества влаги в таком тонком слое земли. Для этого я, помимо мульчирования, закрыл растения плёнкой. В конце июля провёл окулировку сеянцев высокозимостойкой ранеткой сорта Ранетка пурпуровая для создания высокозимостойкого штамба или скелета кроны в будущем. На второй сезон выросли однолетки привитой ранетки. Весной третьего года я подрезал у них верхушки. К осени на деревцах сформировались скелетные ветви. На следующий год я весной привил на них черенки нужных мне сортов.

Осенью этого года пересадил полученные саженцы на постоянное место. Для этого приготовил холмики с достаточно большой плоской вершиной. Осторожно разрыхлив тонкий слой грунта над листом в месте роста саженцев, вынимал саженец вместе с целыми корнями. Переносил его к месту постоянной посадки. Ствол дерева подвязывал к предварительно установленному колу, корни расправлял по горизонтальной поверхности холма, сверху подсыпал до необходимой толщины землю. Сразу поливал и мульчировал приствольный круг. По моему мнению, корни у такого саженца уже успели сформироваться и окрепнуть. Теперь они так и будут стелиться в поверхностном слое, вглубь почвы уже не пойдут. Углубляться смогут лишь обрастающие корни. Но это не страшно, ведь основная часть корневой системы останется поверхностной. Прав ли я?» И. С. Зеленцов, г. Екатеринбург

Чтобы дать правильный ответ на данный вопрос, попробуем более детально рассмотреть особенности роста любого растения. Направление роста отдельных частей растения (в частном случае плодового дерева) наряду с другими факторами регулируется и действием силы земного притяжения. Такая реакция дерева на действие земного притяжения называется геотропизмом. Например, у проростка, положенного горизонтально на поверхность почвы, очень скоро растущий корешок изгибается вертикально вниз (он положительно геотропичен), а стебелек – вверх (он отрицательно геотропичен). Особенно наглядно это видно, если проросток выращивается в стеклянной трубке (рис. 1). Едва только корень проростка выйдет за края трубки, как он тут же устремляется вниз, а стебелёк – вверх. Помимо этих двух видов геотропизма, есть ещё поперечный, свойственный стелющимся по земле стеблям, как у кедрового стланика, и корневищный, какой бывает у пырея. Будучи отклонёнными от своего обычного положения они стремятся вернуться в прежнее горизонтальное положение.

Причиной геотропизма – и положительного, и отрицательного, и поперечного – является действие ростового гормона ауксина, чувствительного к действию силы земного притяжения ...

Скопление ауксина на концах побегов и корней вызывает их соответствующий рост. Скопление разного количества ауксина на разных сторонах побегов и корней вызывает их изгиб и отклонение от вертикали. Изгибаться могут только растущие побеги и корни. Например, изгиб могут давать даже растущие стволы деревьев толщиной до 30 см, если их отклонить от вертикального положения. Направление распространения ветвей дерева и его корней в сильной степени связано с геотропизмом. Наряду с геотропизмом, на это, конечно, действуют в какой-то степени: освещённость, теплообеспеченность, влагообеспеченность, обеспеченность питанием, кислородом и углекислым газом, аллелопатические и электрические действия других растений и почвы, механические препятствия и другие причины. Степень геотропизма ветвей и корней у разных видов и форм растений различна.

Автор вопроса предлагает выращивать основной скелет корневой системы подвоев в течение трёх лет в поверхностном слое почвы, ограничивая его высоту 10 см с помощью металлического листа. Саженцы на таких подвоях имеют при посадке сформированную поверхностную корневую систему, которая, как считает автор вопроса, будет расти в поверхностно слое почвы и вглубь её уже не пойдёт. Углубляться, по его мнению, могут лишь обрастающие корни, что не страшно. Но так ли это? Многочисленные наблюдения и исследования показали, что независимо от способа подготовки корневой системы подвоя (отсутствие или наличие пикировки или подрезки корней, одностороннее или поверхностное расположение корней) у плодового дерева при наличии хоть какого-то корнеобитаемого слоя почвы всегда формируется корневая система с тем или иным количеством вертикальных корней и с той или иной их мощностью, что присуще данной плодовой породе. Глубина распространения этих корней определяется плотностью грунтовых слоёв (плотный слой глины, слой гальки, слой скального грунта), высотой грунтовых вод и в значительно меньшей степени другими причинами.

При посадке саженца, выращенного по способу автора вопроса, уже в первый или второй год его роста из спящих почек на боковых скелетных корнях в местах вблизи основания корневой системы начнётся рост вертикальных корней. Кроме того, концы отдельных боковых скелетных корней в процессе их роста изогнутся и также будут расти вертикально вниз. Таково свойство геотропизма корневой системы всех растений, включая и плодовые деревья, – обязательное наличие всегда наряду с горизонтальными корнями и вертикальных корней. Такой свойство растений позволяет им максимально использовать расположенный под ними объём почвы.

Кроме свойства геотропизма растений, способствующего обязательному росту вертикальных корней, этому также способствует взаимосвязь отдельных частей надземной части растений с отдельными частями корневой системы. Например, для плодовых деревьев установлена связь между отдельными частями кроны и отдельными скелетными корнями на той же стороне дерева. Определённому скелетному корню соответствует определённая ветвь. При утрате определённого скелетного корня может усохнуть и связанная с ним ветвь или дерево попытается восстановить утраченный корень. Верно и обратное. Центральный ствол обычно связан со всеми скелетными боковыми корнями и вертикальным скелетным корнем. При утрате вертикального скелетного корня рост центрального ствола нарушается, и дерево стремится заново восстановить вертикальные корни. Разумеется, так будет происходить, если росту вертикальных корней не будет никаких препятствий. В противном случае у дерева очень скоро наблюдается нарушение роста центрального ствола, появляется суховершинность и быстрая гибель дерева (рис. 2).

Видео: Посадка_сливы. Как_вырастить_сливу_в_саду

Влияние глубины залегания оргштейнового горизонта на рост плодовых деревьев (по Янсону). 1. Почва. 2. Водоносный слой. 3. Предпочва

Поскольку опыт выращивания предлагаемых автором вопроса плодовых деревьев очень небольшой, естественно, не проводилась им и раскопка корневой системы этих деревьев. Да и какие-то выводы о состоянии роста таких плодовых деревьев могут быть сделаны только через 5-7 лет после их посадки. Поэтому автор, по моему мнению, и обратился за разъяснениями. При этом для объяснения обязательности роста вертикальных корней у плодового дерева со сформированной поверхностной корневой системой можно было даже и не прибегать к привлечению геотропизма корневой системы и связи её отдельных частей с частями кроны. Можно было просто привлечь результаты исследований роста корневой системы и надземной части у деревьев яблони, выращиваемых в стланцевой форме бахчевым способом. Этот способ был предложен А. Д. Кизюриным и заключался в посадке обычных саженцев наклонно под углом 30-40 к поверхности почвы. Поскольку при такой посадке были сомнения, что корневая система у дерева окажется односторонней и расположенной в поверхностном слое почвы. Однако результаты испытаний А. Д. Кизюрина с 1-4-летними саженцами показали, что уже к 5-7-летнему году роста корневая система таких деревьев занимала весь объём почвы в пределах приствольного круга со значительным выходом в междурядья. Причем у неё оказывались сформированными новые скелетные вертикальные и боковые корни. Да и надземная часть их вместо односторонней кроны приняла тарелочную форму. Поэтому можно однозначно сказать автору вопроса, что при предлагаемом способе выращивания саженцев яблони рост вертикальных корней будет происходить обязательно, и ухудшение роста деревьев и возможная их гибель будет лишь незначительно отодвинута года на 2-3.

Хотел бы ещё остановиться и на вопросе об отрицательном действии высокого стояния грунтовых вод на корневую систему плодовых деревьев. Отрицательное действие высокого стояния грунтовой воды обусловлено прежде всего нарушением деятельности корневой системы в связи с недостатком кислорода в переувлажнённых горизонтах почвы. Это отрицательное влияние проявляется в ухудшении роста деревьев, резком сокращении их долговечности и сопровождается преждевременной суховершинностью крон и отмиранием корней, приблизившихся к грунтовой воде. Нередко в этих условиях наблюдается обычно и хлороз листьев. Урожай таких насаждений резко снижается, а качество плодов ухудшается. Ряд плодовых пород в таких условиях в некоторой степени защищаются. Например, на корнях груши в условиях заболоченных горизонтов почвы наблюдаются участки опробковевшей ткани, помогающей в какой-то мере сохранности корня. На корнях яблони, растущих в горизонтах с высоким содержанием воды, образуются «земляные чехлики», являющиеся проводниками кислорода к всасывающим корешкам, также в какой-то мере благоприятствующие сохранности корней. Но такие меры самозащиты в условиях сплошной оводнённости почвы мало действенны.

Недостаток кислорода и избыток углекислоты, вредные для плодовых деревьев, наблюдаются в нижних горизонтах сырых плотных почв и выше уровня грунтовых вод. Над уровнем грунтовых вод в почве всегда имеется зона толщиной 50-60 см, заполненная капиллярной водой, и только выше неё в почве содержится количество кислорода, достаточное для нормальной жизнедеятельности корней. Наряду с недостатком кислорода и избытком углекислого газа, высокое стояние грунтовых вод вызывает образование вредного для корней плодовых деревьев глеевого горизонта почвы, имеющего к тому же и плохие агрономические свойства. Оглеение – сложный биохимический восстановительный процесс, протекающий в анаэробных (без доступа кислорода) условиях при наличии органического вещества и участия анаэробных микроорганизмов (масленокислых бактерий). Оглеенный горизонт почвы имеет обычно сизоватую, грязно-зелёную или голубоватую окраску с наличием ржавых и охристых пятен, представляющий собой более или менее плотную суглинистую или глинистую породу. Вероятно, большинство видело его. В условиях оглеения почвы образуются агрессивные формы органических кислот, наблюдается снижение окислительно-восстановительного потенциала почвы, образуются закисные формы железа и другие процессы. Всё это негативно сказывается на состоянии корневой системы очень многих растений. Причём более вредно на состояние корневой системы растений действует периодическое изменение уровня грунтовой воды, при этом участки оглеения могут встречаться пятнами и в зоне почвы выше уровня воды на 50-60 см, заполненной капиллярно поднятой водой.

Гибель корней при высоком стоянии грунтовой воды происходит следующим образом. Сначала светло-коричневый цвет корней переходит в тёмно-коричневый, а затем в чёрный, позднее с тёмным отливом. При этом возникает всё большее и большее количество чечевичек (точнее трещин в коре) и корни постепенно погибают (кора отстает и разлагается). Такая гибель корней в районе их затопления может перекинуться и значительно выше зоны затопления, что еще более пагубно сказывается на состоянии плодового дерева.

Имеются у меня и существенные возражения против укладки в посадочную яму листов железа, шифера, досок, жердей, тонких бревен и других подобных предметов для механического ограничения роста вертикальных корней. В действительности всё происходит при этом не так, как повествуют авторы подобных предложений. Так, за счёт указанных плотных поверхностей сильно ухудшается дренаж всех атмосферных осадков, а за счёт капиллярного эффекта почвы находящаяся выше этих поверхностей вода поднимается при этом на большую высоту, чем только от воздействия грунтовой воды, что ещё дополнительно действует угнетающе на корневую систему. Кроме того, за счёт капиллярного эффекта почвы при наличии таких плоскостей и временном поднятии уровня грунтовой воды повышенный уровень воды будет сохраняться более длительное время, чем без этих плоскостей. Способствуют указанные плоскости и образованию ниже и выше их уровня оглеения почвы.

Конечно, всё это способствует большему ухудшению состояния вертикальных корней и ускорению их гибели. В случае если эти плотные плоскости закладываются заведомо выше верхнего. уровня колебания грунтовой воды и никогда ею не заливаются, то они не могут служить препятствием для роста вертикальных корней. Вертикальные корни, дойдя до такой поверхности, продолжат расти горизонтально до её края, а затем, в соответствии с принципом геотропизма, изогнутся и начнут снова расти вертикально до уровня грунтовых вод.

Многолетняя практика посадки различных древесных растений в разных странах мира на участках с высоким стоянием грунтовых вод показала, что единственным более менее приемлемым способом является их посадка на любые искусственные возвышения – валы, холмы, клумбы, гряды, кучи, настилы. Высота таких возвышений, с учётом высоты максимального стояния грунтовых вод, должна быть не менее, чем требует конкретная плодовая или ягодная культура. Менее других с высоким уровнем грунтовых вод мирятся те плодовые культуры, которые предъявляют повышенные требования к аэрации почвы. Сюда в наших условиях следует, прежде всего, отнести вишню и абрикос.

Зависит допустимый уровень грунтовых вод и от подвоя. В жаркие и сухие годы плодовые и ягодные культуры, произрастающие на почвах с высоким уровнем грунтовых вод, ведут себя лучше, в дождливые и холодные – наоборот, хуже. То же самое можно сказать и о растениях, выращиваемых в более южных регионах, в сравнении с более северными регионами. В конце статьи следует сказать, что на корневую систему очень негативно сказывается только застойная грунтовая вода, что связано, главным образом, с отсутствием в ней кислорода. Проточная вода с достаточным количеством кислорода не только не вредит корневой системе плодовых и ягодных культур, но даже, наоборот, может улучшить в засушливые годы их рост и урожайность. На рис. 3 для примера показана корневая система яблони, произрастающей в долине одной из рек Крыма, где происходит протекание проточной воды.

В. Н. Шаламов

Другие статьи В. Шаламова в разделе Шаламов Виталий Николаевич: статьи по садоводству