Ритм сезонного развития у растений возник в процессе эволюции как приспособление к четко выраженной, ежегодно повторяющейся смене климатических явлений. Каждый вид формировался в определенных природно-климатических условиях, которые играют роль главного фактора в процессе его развития. Сезонный ритм ростовых процессов отражает историю растений, их экологические особенности и способность реагировать на изменения внешней среды. На разных этапах сезонного развития в растениях совершаются процессы обмена веществ и морфогенеза. Дифференциация тканей, рост, образование репродуктивных органов, переход к покою и закалка проходят в определенной последовательности, направляемые сложной системой саморегулирования организма.
При интродукции растений (подробности ищите на сайте зооинженерного факультета МСХА) в новые для них природно- климатические условия необходимо тщательно изучить их ответную реакцию на факторы внешней среды и аналитически оценить состояние растений в несвойственных их генетической природе условиях обитания. При этом успех интродукции зависит от адаптивных возможностей растений и степени соответствия экологических условий региона выращивания биологическим особенностям интродуцентов.
Сезонное развитие хвойных изучали в условиях Донецкого ботанического сада НАН Украины (ДБС). Продолжительность вегетации определяли периодом со среднесуточной температурой выше +5°С (Истратова, 1973). У видов семейства Pinaceae начало вегетации определяли по набуханию вегетативных почек. У видов семейства Cupressaceae фазу набухания вегетативных почек не фиксировали, так как визуально обнаружить ее очень трудно. Начало первой весенней фазы у этих видов определяли по набуханию генеративных почек.
Сроки начала вегетации во многом определяют ход сезонного развития и полноту завершения всех морфофизиологических процессов годичного цикла растений (Шкутко, 1991). От этого в значительной степени зависит зимостойкость растений, поэтому этот вопрос требует определенного внимания. Известно, что видам одного рода присуща фенологическая общность, обусловленная родовой морфофизиологической специфичностью. За время фенологических наблюдений (1992 — 2002 гг.) установлено, что в условиях ДБС раньше всех в вегетацию вступают виды рода Taxus (12-20 марта), первой весенней фенологической фазой которых является набухание генеративных почек. Виды рода Larix начинают вегетировать с 15 марта — 1 апреля, в этот период у них набухают вегетативные почки. У Pseudotsuga menziesii, являющейся единственным представителем рода Pseudotsuga на юго-востоке Украины, начало первой фазы вегетации отмечается 5 апреля. В апреле вегетация начинается у видов рода Platycladus (9 апреля), Thuja (4 — 20 апреля), Juniperus (5 — 20 апреля), Abies (15 -18 апреля), Picea (15 апреля — 2 мая), Pinus (15 апреля — 4 мая) и Chamaecyparis (9 — 12 мая). Таким образом, на юго-востоке Украины хвойные вступают в вегетацию в основном в марте — апреле. При этом виды родов Pseudotsuga, Taxus и виды семейства Cupressaceae начинают вегетацию набуханием и распусканием генеративных почек, других родов — вегетативных почек.
Различные виды одного рода имеют расхождение в сроках начала и продолжительности всех фаз сезонного развития. Это обусловлено их биологическими особенностями, связанными с географическим происхождением. У различных видов рода Pinus расхождение в начале набухания вегетативных почек составляет 19 дней. Наименьшие различия в прохождении этой фазы установлены для видов родов Abies и Chamaecyparis — всего 3 дня. Однако, это может объясняться ограниченным количеством видов, представленных в коллекции ДБС. Амплитуда колебаний начала распускания почек в разные годы одного и того же вида может колебаться от 5 дней у видов рода Taxus до 20 — у Picea и Pinus. Эти колебания обусловлены погодными условиями зимнего и весеннего периодов в тот или иной год.
Последовательность вступления видов различных родов в последующие фазы сезонного развития остается такой же. Так, наиболее раннее начало пыления отмечено у видов рода Taxus (19 марта — 1 апреля) и рода Larix (3 — 20 апреля). Позже всех пылят виды рода Pinus (27 апреля — 27 мая) и рода Picea (18 мая — 3 июня). Сроки прохождения различных фенофаз в разные годы у одного и того же вида также могут значительно колебаться. Однако, очередность вступления видов в ту или иную фенологическую фазу остается неизменной, поскольку сроки начала разных фаз сезонного развития связаны с необходимым уровнем теплообеспеченности, выраженного суммой эффективных температур (выше +5° С). Так, начало вегетации у видов рода Taxus отмечено при накоплении суммы эффективных температур до 60 — 80° С, рода Larix — 78 — 104° С, родов Pinus и Picea — 200 — 306° С и 219 — 330° С соответственно. Аналогичная закономерность наблюдается и по всем остальным фазам сезонного развития.
По многолетним данным, окончание вегетационного периода в г. Донецке отмечается 10-15 октября. Исходя из этого, средняя продолжительность вегетационного периода видов родов Chamaecyparis составляет 163 дня, Thuja — 169, Picea — 171, Pinus — 172, Juniperus — 177, Abies — 182, Larix — 191, Platycladus — 193, Pseudotsuga — 196 и Taxus — 205 дней.
Вегетационный период в Донбассе (с температурой выше +5°С), по данным гидрометеослужбы, продолжается 215 — 220 дней. Сопоставление длительности вегетации хвойных с продолжительностью вегетационного периода в регионе позволяет сделать вывод, что все исследованные виды по срокам вегетации соответствуют вегетационному периоду района исследований, они характеризуются своевременным прекращением роста хвои и побегов ко времени возможного наступления похолодания.
Одним из лимитирующих абиотических факторов среды при интродукции растений являются низкие температуры в зимний период и сложный комплекс воздействий, которым подвергаются растения во время перезимовки — это повреждение хвои и молодых побегов весенними и осенними заморозками, критическое понижение зимней температуры до -38 — 41°С, иссушение побегов и хвои до начала вегетации, повреждение генеративных почек, выпирание растений из почвы и т.д. Виды хвойных, интродуцированные в ДБС, в основном зимостойкие, они перезимовывают без повреждений и оценены I (96% от общего количества) и II баллами (4%). В наиболее суровые зимы у Juniperus seravschanica, J. turkestanica и Platycladus orientalis обмерзают концы побегов последнего года вегетации.
Наряду с зимостойкостью важным критерием успешности интродукции хвойных в степных условиях является их засухоустойчивость, т.е. способность противостоять перегреву и обезвоживанию в период засухи. В коллекционных насаждениях ДБС 86% видов хвойных характеризуются высокой засухоустойчивостью и в засушливый период не повреждаются (I балл); у 20% видов в период засухи вянет хвоя (II балла); у 4% испытанных видов — в особо засушливые годы нижние хвоинки принимают осеннюю окраску и опадают. К таким видам относятся Abies alba, Pinus thunbergii и Taxus canadensis.
Декоративность деревьев определяли, учитывая восприятие их как элемента садовой архитектуры. Все изучаемые виды оценены высшим баллом. Сюда же относятся и виды рода Larix, которые, хотя и не являются зимне-зелеными видами, имеют оригинальный габитус кроны и светлую окраску ветвей.
Все изученные виды хвойных по срокам вегетации соответствуют продолжительности вегетационного периода на юго-востоке Украины. Большинство из них вполне зимостойки, засухоустойчивы и декоративны в течение всего года. Это дает основание считать их перспективными для интродукции в Донбасс.
В засушливых условиях степи состояние и рост древесных растений определяется как природно-климатическими условиями, так и режимом их выращивания. Хвойные древесные породы здесь можно выращивать и без орошения, но при этом они отличаются быстрым ростом в молодом возрасте, ранним развитием и ускоренным старением.
Интегральным показателем роста и жизненности древесных растений считается их годичный прирост по высоте. Изучение ряда перспективных и быстрорастущих видов хвойных на юго-востоке Украины показывает, что их возраст составляет 27 — 35 лет, а высота достигает 11,2 — 12,0 м.
Средний прирост деревьев в высоту составляет 33 — 47 см. Причем, лишь у Pseudotsuga menziesii текущий прирост превышает величину среднего прироста. Это свидетельствует о том, что в данных условиях кульминация роста в высоту еще не достигнута. У остальных видов средний прирост превышает показатели текущего прироста, а значит идет снижение темпов роста, достижение деревьями кульминации текущего прироста в высоту и переход их к генеративной фазе развития.