Борщевик Сосновского: проблемы использования и контроля распространения

1.1. Морфологические особенности

Борщевик Сосновского – травянистое двулетнее или многолетнее растение. Его корневая система мощная, стержневая Основная масса корней располагается в почве до 30 см, отдельные корни достигают глубины 2 м. Стебель бороздчато-ребристый, шероховатый, негусто опушенный, с пурпурными пятнами высотой до 3–4,5 м, диаметр у основания до 8 см. Прикорневые и нижние стеблевые листья очень крупные, тройчато- или перисто-рассеченные, обычно желтовато-зелёные, длиной 1,4–1,9 м. Верхние листья уменьшенные, с расширенным влагалищем и 3-лопастной пластинкой. Листья сверху голые, снизу – мелко и оттопырено-опушенные. Цветки белые, реже розовые, в сложных 35–75 лучевых зонтиках диаметром до 50–80 см. Зубцы чашечки треугольные, зеленые, хорошо заметные. Каждое соцветие имеет от 30 до 150 цветков. На одном растении может быть более 80 тыс. цветков. Наружные лепестки краевых цветков в зонтиках резко увеличены (рис. 2). Плоды – вислоплодники, обратнояйцевидные, продолговатые, семянки до 10–12 мм длиной и до 8 мм шириной, по спинке усажены длинными волосками, по краям и у основания плода с немногочисленными шиповатыми волосками. Масса 1 тыс. семян – 12–16 г (Губанов и др., 2003; Виноградова, Майоров, Хорун, 2010 и др.).

Цветет в конце июня – в июле, поврежденные растения, по нашим наблюдениям, могут цвести до октября. Продолжительность цветения 30–40 дней. Плоды борщевика созревают в июле – сентябре. На центральных зонтиках семена созревают через 40–45 дней, на боковых – на 7-10 дней позже. Размножается только семенным путем. Семена образуются в результате перекрёстного опыления, но возможно и самоопыление (Практическое руководство…, 2005). Обязательным условием прорастания семян является воздействие в течение одного – двух месяцев низких среднесуточных температур 2–4 °C, в период пребывания их во влажном состоянии.

1.2. Размножение и жизненный цикл

Борщевик Сосновского – типичный монокарпик, т. е. цветёт и плодоносит один раз в жизни, после чего отмирает. Семена прорастают, и первые листья 2-7-летних экземпляров появляются во 2-й половине апреля. Зацветает борщевик Сосновского на 2–7 год жизни в зависимости от степени развития. Кроме того, чем гуще посевы, тем позднее расцветают растения (Касач, Бирюкова, Борисенко и др., 1987).

Цветки опыляются пчелами, жуками и другими насекомыми (Виноградова, Майоров, Хорун, 2010). Обычно появление семян является результатом перекрёстного опыления, но возможно также и самооплодотворение. В последнем случае семена также жизнеспособны, более половины из них прорастает и даёт нормальные проростки. В среднем одно растение даёт около 20 тыс. семян, почти половина из них в центральном соцветии. Но отдельные экземпляры могут продуцировать более 100 тыс. семян. Таким образом, одно изолированное растение может дать целую популяцию и заселить значительную территорию. Семена борщевика способны распространяться на большие расстояния, но большая часть семян находится вблизи материнских растений. Распространение семян происходит как естественным путём (ветром и животными), так и с помощью человека.

Борщевик Сосновского размножается только семенами. Почти все семена, появившиеся в конце лета, находятся в состоянии покоя и осенью не прорастают. Прорастанию предшествует период роста эмбриона и выход из состояния покоя. Обязательным условием прорастания является воздействие в течение одного-двух месяцев низких среднесуточных температур 2–4 °C в период пребывания их во влажном состоянии.

По окончании периода покоя семена легко прорастают (около 90 % прорастает в лабораторных условиях при температуре 8-10 °C). В полевых условиях при прогревании почвы до 1–2 °C семена прорастают очень густо – несколько тысяч на 1 м². Хотя в естественных условиях большинство проростков погибает, выжившие растения на следующий год обеспечивают семена для новой популяции. Благодаря быстрому развитию популяций, гигантские борщевики вытесняют другие растения и сохраняют доминирующую позицию на захваченных территориях.

В среднем в популяции 10 % растений цветут и завершают жизненный цикл в течение 2 лет, в то время как прочие сохраняются в вегетирующем состоянии до 3–7 лет жизни. Из-за недостаточного количества питательных веществ, затенённости, засухи или регулярного скашивания, развитие растений задерживается и они могут жить до 12 лет. Около 1 % особей в ценопопуляции могут быть поликарпиками (растения, многократно цветущие и плодоносящие в течение жизни). Некоторые растения могут партикулировать (полная партикуляция соответствует вегетативному размножению).

Не плодоносившие на второй и последующие годы растения к осени формируют розетку из 9-15 листьев. У неплодоносящих экземпляров накопление биомассы в середине лета практически прекращается и они в вегетативном состоянии остаются до глубокой осени, хорошо перезимовывают и на следующий год отрастают сразу же после схода снега.

Весной растения переносят заморозки до минус 7–9 °C, а осенью – до минус 3–7 °C. Через 40–45 дней после начала весеннего отрастания их высота достигает 1,5–1,7 м. Примерно через месяц (конец июня – начало июля) наиболее развитые растения зацветают. Продолжительность цветения 30–40 дней. На центральных зонтиках семена созревают через 40–45 дней, на боковых – на 7-10 дней позже. После плодоношения растение отмирает.

1.3. Биологические особенности

Борщевик Сосновского обладает многими биологическими особенностями, благодаря которым он стал трудно искоренимым сорняком:

1) раннее прорастание семян весной, в апреле (еще до появления других растений);

2) высокая скорость роста (уже в третьей декаде мая борщевик достигает высоты 100–120 см; в июле до 3–4 м); по темпам роста и мощности развития превышает все местные виды травянистых растений;

3) относительно низкая смертность молодых растений;

4) будучи перекрестноопыляемым, энтомофильным растением, борщевик способен и к самоопылению, к образованию в процессе его полноценных семян;

5) высокая семенная продуктивность (до 100 тыс. семян от одного растения), позволяющая одному растению начать быструю экспансию на захваченной территории;

6) большое количество семян, накопленных в семенных банках (в почве, в местах обитания борщевика); в почве семена борщевика сохраняют жизнеспособность, 3–5 лет, иногда 10–12 лет, и даже до 15 лет;

7) высокая полевая всхожесть семян;

8) постоянное ежегодное обильное цветение и плодоношение;

9) очень высокий процент прорастающих семян, независимо от того, где они обсеменились;

10) раннее цветение, которое позволяет семенам полностью вызреть даже при коротком вегетационном периоде;

11) неодновременность цветения растений одной популяции, способность растений откладывать цветение до наступления подходящих условий (Чадин, Биологические…);

12) активное расселение семян с помощью ветра, животных, человека, транспортных и других средств (семена имеют выросты, «крылья», повышающие их летучесть и способность прикрепляться к движущимся объектам);

13) физиологическая разнокачественность семян, способность их к дозреванию после осыпания, к оперативному прорастанию сразу после воздействия низких температур и сохранению всхожести в течение 5-12 лет; обычно в первый год прорастает от 20 до 70 % семян, на второй – от 30 до 60 % от не проросших в первый год. Некоторые семена прорастают лишь на 5–6 год, или даже через 12–15 лет;

14) расположение почек возобновления ниже корневой шейки на глубине до 10 см (это типичный криптофит), что затрудняет борьбу с ним;

15) широкая норма реакции (в зависимости от условий обитания высота растений варьирует от 0,5 до 4 м; сильно изменяются размеры зонтиков и зонтичков, количество семян и т. д.), мобильность стратегий выживания; способность к динамичному удлинению онтогенеза (при подкашиваниях, перепахиваниях от 2–3 до 12 и более лет).

Рис. 2. 0.2.Heracleum 2 (пос. Лух) пойма левого берега. (Фото. А. Борисовой)