STUDY OF WINTER HARDINESS OF CATALPA BIGNONIOIDES SEEDLINGS OF DIFFERENT AGES IN THE CONDITIONS OF THE LEFT-BANK FOREST-STEPPE OF UKRAINE
DOI:
https://doi.org/10.32782/2310-0478-2025-2-46-54Keywords:
Catalpa bignonioides; winter hardiness; frost resistance; seedlings; introduction; adaptation; ornamental nurseryAbstract
Successful growth and ontogeny of introduced woody species in new soil and climatic conditions largely depend on their ability to withstand abiotic stress factors, particularly prolonged decreases in temperature. In this context, the selection and introduction of species capable of adapting to the climatic conditions of Ukraine, especially in regions with low winter temperatures, is of significant practical importance. This study presents the results of a comprehensive assessment of the winter hardiness of Catalpa bignonioides seedlings introduced in Kharkiv (Left-Bank Forest-Steppe of Ukraine). Frost resistance was evaluated using a field method based on visual assessment of annual shoot damage after the winter period. The findings revealed that one- and two-year-old seedlings, due to an extended vegetation period, entered dormancy late and often retained leaves until the onset of frosts. This feature resulted in significant frost damage, particularly in the upper and middle parts of the stem. Starting from the third year of growth, the winter hardiness of the seedlings increased substantially: the damage level of annual shoots decreased to 21.46 ± 2.17%, corresponding to 3 points on the winter hardiness scale, with no frost cracks observed on stems and with a growing proportion of plants surviving the winter without significant injuries.The highest winter hardiness was recorded in four-year-old seedlings, where frost damage of annual shoots decreased to 7.22 ± 1.05%, corresponding to 4 points. In five-year-old plants, frost damage was almost absent, with a damage rate as low as 2.13 ± 0.63%. These results confirm a consistent annual decrease in the tissue damage index and an increase in the proportion of plants that withstand critical winter conditions without significant injuries. The study demonstrates a positive dynamic of adaptive processes in C. bignonioides, which intensify with plant age. The obtained data provide a scientific basis for recommending C. bignonioides seedlings for broader use in ornamental and forest nurseries of Kharkiv and the Left-Bank Forest-Steppe of Ukraine, thereby expanding the range of winter-hardy introduced woody species for landscaping in the region.
References
Ambroise V., Legay S., Guerriero G., Hausman J.–F., Cuypers, A., & Sergeant K. The Roots of Plant Frost Hardiness and Tolerance. Plant and Cell Physiology, 2020. № 61(1). Р. 3–20. https://doi.org/10.1093/pcp/pcz196
Багацька О. М. Особливості росту і розвитку інтродукованих видів дерев’янистих ліан та перспективи їх використання в озелененні м. Києва : автореф. дис.. канд. с.-г. наук : 06.03.01. Нац. аграр. ун-т. К., 2008. 22 с.
Bao D., Ji Q., Yu M., Gang Z., Di-Ying X., & Ming G. Frost hardiness accuracy assessment by electrical impedance spectroscopy in Catalpa spp. during frost hardening. BioTechnology : An Indian Journal. 2014. Vol. 10(22). Р. 13888–13893.
Булат А. Г. Порівняння морфометричних показників рослин Catalpa bignonioides Walt. за різних умов урбогенного навантаження. Збірник наукових праць Уманського НУС. 2024. Ч. 1. Вип. 105. С. 73–83. DOI: 10.32782/2415-8240-2024-105-1-73-83
Булат А. Г. Індукування стійкості сіянців Catalpa bignonioides до інфекційного вилягання шляхом внесення фунгіцидів. Науковий вісник НЛТУ України. 2025. Том. 35. № 3. С. 9–15. https://doi.org/10.36930/40350301
Булат А. Г. Сучасні методи інтенсифіка- ції вирощування садивного матеріалу катальпи біг- нонієвидної (Catalpa bignonioides Walter). Агробіологія. 2025. № 1. С. 229–238. DOI: 10.33245/ 2310-9270-2025-195-1-229-238
Гаврилюк О. C, Кондратенко Т. Є., Мазур Б. М. Морозостійкість яблуні колоноподібного типу методом прямого проморожування. Наукові доповіді НУБіП України. Агрономія. 2022. Том 18, № 6. https://doi.org/10.31548/dopovidi2022.06.004
Косенко І. С. Ліщини в Україні. К. : Академ- періодика, 2002. 266 с.
Кухарская М. О. Особливості розмно- ження представників роду Catalpa Scop. зеленими живцями. Науковий вісник НЛТУ України. 2008. Том. 18(12). С. 244–249.
Кухарская М. О. Оцінювання морозостійкості представників роду Catalpa Scop. лабораторним методом прямого проморожування пагонів. Науковий вісник НЛТУ України. 2014. Том. 24(9). С. 70–75.
Кузнецов С. І., Слюсар С. І., Кузнецова М. С. Інтродукція деревних рослин в Україні: минуле, сучасне та майбутнє. Лісове і садово-паркове господарство. 2017. № 11.
Леппік М. В., Бессонова В. П. Ріст пагонів та пошкодження листків Catalpa bignonioides Walt. в умовах техногенного навантаження. Інтродукція рослин. 2008. № 1. С. 71–76. https://doi.org/10.5281/zenodo.2556958
Li T., Zhang J., Zhang H., Niu S., Qian J., Chen Z., Ma, T., Meng Y., & Di B. Identification of Catalpa bungei aquaporin gene family related to low temperature stress. Forests. 2024. 15(6). https://doi.org/10.3390/f15061063
Маковський В. В. Комплексна оцінка зимостійкості та потенційної морозостійкості деревних ліан родини Vitaceae Juss. в умовах інтродукції в Правобережному Лісостепу України. Науковий вісник Чернівецького університету. Біологія (Біологічні системи). 2020. Том. 12. № 1. С. 95–104. https://doi.org/10.31861/biosystems2020.01.095
Мамчур В. В. Морозостійкість і зимостійкість Ailanthus altissima (Mill.) в умовах Правобережного Лісостепу і Степу України. Науковий вісник НЛТУ України. 2017. Вип. Том. 27(5). С. 21–24. https://doi.org/10.15421/40270503
Масальський В. П., Кузнєцов С. І. Аборигенна дендрофлора покритонасінних – основа паркобудування в лісостепу України. Науковий вісник НЛТУ України. 2018. Том. 28(8). С. 14–18. https://doi.org2/10.15421/40280802
Нємченко М. В., Бессонова В. П. Оцінка стану рослин Сatalpa bignonioides Walt. та С. speciosa Ward. в умовах придорожньої лісосмуг. Інтродукція рослин. 2009. № 2. С. 85–90.
Papagiannaki K., Lagouvardos K., Kotroni V., & Papagiannakis G. Agricultural losses related to frost events: use of the 850 hPa level temperature as an explanatory variable of the damage cost. Nat. Hazards Earth Syst. 2014. 14(9). Р. 2375–2381. https://doi.org/10.5194/nhessd-2-865-2014
Решетченко C. І., Борискіна Є. В., Гре- кова Є. Д. Розподіл температури повітря на території України на тлі сучасних кліматичних змін. Проблеми безперервної географічної освіти і картографії. 2022. № 35. С. 25–31. https://doi.org/10.26565/2075-1893-2022-35-03
Shepeliuk M., Kovalevskyi S., Kytaiev O., Kychyliuk O., & Andreieva V. Frost resistance of the introduced species of trees in the urbanized environment (Lutsk city, Ukraine). AgroLife Scientific Journal. 2021. 10(1). Р. 204–213. https://doi.org/10.17930/AGL2021123
Wang A-Y., Cui H-X., Gong X-W., Guo J-J., Wue N., & Hao G-Y. Contrast in vulnerability to freezing-induced xylem embolism contributes to divergence in spring phenology between diffuse- and ring-porous temperate trees. Forest Ecosystems, 2022. 9(6). DOI: 10.1016/j.fecs.2022.100070
