CC BY
91
УДК 630*232.4:674.032.15 (470343)
Н. В. Ерёмин, М. А. Карасёва, В. Н. Карасёв
АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ УСПЕШНОСТИ ВЫРАЩИВАНИЯ КУЛЬТУР СОСНЫ КЕДРОВОЙ СИБИРСКОЙ В РЕСПУБЛИКЕ МАРИЙ ЭЛ
Приводятся результаты оценки общего состояния культур сосны кедровой сибирской, сформировавших насаждения различного состава, приведены таксационные, морфометрические и физиологические показатели, характеризующие адаптационные свойства и устойчивость данной породы при интродукции в Республике Марий Эл.
Ключевые слова: сосна кедровая сибирская, лесные культуры, интродукция, физиология.
Введение. Сосна кедровая сибирская (Pinus sibirika Du Tour), кедр сибирский обладает ценными экологическими свойствами, декоративностью, высокой фитонцидностью, зимостойкостью, является продуктивным орехоносом. Обобщению опыта и разработке оптимальных технологий искусственного выращивания кедра сибирского при интродукции в зоне хвойно-широколиственных лесов посвящены исследования [1-4] и других авторов. Относительно успешности интродукции кедра сибирского в Республике Марий Эл имеются только отдельные работы [5-10]. Известны сохранившиеся культуры старших возрастов на небольших участках в Горномарийском, Мари-Турекском, Медведевском районах, а также единичные деревья и группы деревьев в виде аллей в городах и населенных пунктах республики, которые выдержали экстремальные условия: суровые зимы (1941-1942, 1978-1979 гг.) и засушливые годы, подтвердив пригодность почвенно-кли-матических условий данного региона для интродукции кедра сибирского.
Наибольшие объемы создания производственных культур в Республике Марий Эл приходятся на 1951-1960 гг., когда было создано 508 га культур, в следующее десятилетие в период с 1961-1970 гг. площадь созданных культур кедра составляла 311 га, в 1971-1982 гг. - 153 га и последние годы с 1983 по 2008 гг. кедр введен на площади 90 га. В период 1966-1978 гг. при лесоустройстве культуры кедра были учтены и описаны на площади 423,4 га. В настоящее время в материалах учета лесного фонда республики отсутствуют насаждения кедра. Это свидетельствует о необходимости повышения эффективности интродукции данной породы, так как при значительных объемах созданных культур в прошлые годы к настоящему времени сохранность их очень низкая.
Цель исследований - выявить современное состояние созданных насаждений кедра сибирского и успешность адаптации данной древесной породы при интродукции в природно-климатические условия Республики Марий Эл.
Задачи исследований предусматривали:
определение общего состояния участков, породного состава сформировавшихся насаждений и выявление возможной потери площади культивируемой породы при существующем положении учета лесного фонда (по материалам лесоустройства);
• исследования общего состояния, физиологии, интенсивности роста и производительности культур кедра сибирского;
© Ерёмин Н. В., Карасёва М. А., Карасёв В. Н., 2010.
• пополнение банка данных по показателям успешности произрастания и формирования насаждений в различных условиях для использования их при совершенствовании организации и нормативно-технической базы по созданию и выращиванию искусственных насаждений кедра сибирского.
Методика исследований. Для оценки состояния культур и адаптации кедра сибирского к условиям Республики Марий Эл проводились комплексные исследования биометрических и физиологических его показателей на пробных площадях, заложенных с учетом рекомендаций Г. К. Незабудкина [11], ОСТ 56-69-83 «Пробные площади лесоустроительные. Метод закладки» [12]. Интенсивность фотосинтеза определялась кондуктометрическим способом, содержание общего хлорофилла - фотоэлектроколори-метрическим методом [13]. Измерения биоэлектрических потенциалов (БЭП) производились высокоомным милливольтметром постоянного тока с использованием платиновых электродов (Экстра-999). Электрическое сопротивление прикамбиального комплекса тканей, включающего камбий, вторичную ксилему, прилегающую к камбию и клетки луба (импеданс ПКТ), измерялось при помощи прибора Ц 43 314 на частоте 500 Гц с использованием датчика от электронного влагомера древесины ЭВ-2К [14].
Объект исследований. Исследования проводились на одном из наиболее сохранившихся участков производственных культур в гослесфонде*, а также на опытных стационарах кафедры лесных культур и механизации лесохозяйственных работ в Учебно-опытном лесхозе МарГТУ.
Объект №1. Производственный участок лесных культур кедра сибирского находится в квартале №8 (лесоустройство 1972 г.) Илетского лесничества у д. Курбатово. По рассказам местных жителей (документация в 1979 г. сгорела в пожаре), посадка кедра была произведена на площади, оставленной после сельскохозяйственного пользования весной 1946 года, на второй год Победы в Отечественной войне, саженцами, которые выращивались в лесничестве в период войны 1941-1945 гг.
По результатам исследований 1979 года культуры на площади 4,07 га создавались чистыми по составу, проводилась полосная обработка почвы конным плугом с направлением рядов восток-запад. Расстояние между рядами на пробных площадях составляло 3,5 м, шаг посадки 0,7-0,75 м, первоначальная густота посадки примерно 4,0 тыс. шт. на га.
Почва - дерново-подзолистая светло-серая с глубиной залегания до 22 см, супесчаная, подстилаемая плотноватым легкосуглинистым слоем, переходящим до глубины 38 см в плотный светло-коричневый глинистый, призматической структуры горизонт. На глубине 60-88 см отмечается глинистый, повышенной плотности, коричневый комковато призматической структуры горизонт с отсутствием корней и их следов. Наличие на глубине 60 см глинистого горизонта повышенной плотности создает условия временного переувлажнения поверхностных слоев весной и в летне-осенний период. Это способствует ветровалу в замкнутых понижениях рельефа, что наиболее характерно для лесных земель сложных типов леса левобережья р. Волги.
Объект №2. Сплошные чистые культуры кедра сибирского - опытные стационары кафедры лесных культур и механизации лесохозяйственных работ, созданные под руководством Г. К. Незабудкина и Н. В. Ерёмина в квартале 69 Нолькинского лесничества Учебно-опытного лесхоза МарГТУ. Опытный участок характеризуется следующими
* В поддержании состояния культур кедра на данном участке в разное время принимали активное участие лесоводы управления и лесхоза: Муравьева Н.О., Ерёмин Н.В., Закамский А.П., Парфирьев Я.П. и лесничие лесничества.
данными: тип лесорастительных условий - свежая сурамень, почвы дерново-средне-подзолистые суглинистые на маломощных покровных суглинках, подстилаемых древ-неаллювиальными песками. Содержание гумуса составляет 2,2%, кислотность почвы равна 4,4. По содержанию подвижных форм фосфора и калия по шкале Кирсанова почвы имеют среднюю и низкую степень обеспеченности. Плотность сложения почвы на глубине 0-25 см составляет 1,11 г/куб. см, на 25-50 см - 1,4 г/куб. см. Рельеф ровный. Исследования проводились на стационарах № 65, 54, 55, 73 ж.
Стационар 65. Чистые сплошные культуры кедра сибирского, посадка была проведена в 1969 году. Обработка почвы - сплошная. Размещение рядовое, в посадочное место высаживали по одному растению с открытой корневой системой. Расстояние между рядами 1,0 м, в ряду 0,75 м. Посадка проводилась 3-летними сеянцами весной под лопату в микроповышения, сформированные вручную.
Стационар 55. Чистые культуры кедра сибирского, созданные биогруппами в 1969 году (возраст к моменту исследований 40 лет), памятные посадки кедра, посвященные 50-летию лесохозяйственного факультета МарГТУ. Обработка почвы - сплошная, размещение попарно сближенными рядами, расстояние между двумя сближенными рядами 1 м, расстояние до следующих двух рядов составляло 5-6 м, в ряду 0,5 м. Посадка осуществлялась в микроповышения 3-летними сеянцами, заготовленными цилиндрической лопатой с глыбкой земли, т.е. с закрытой корневой системой, количество растений в посадочном месте варьировало в пределах от двух до четырех штук.
Стационар 73ж. Чистые сплошные культуры кедра сибирского, посадка была проведена в 1978 году. Обработка почвы - сплошная. Размещение рядовое, в посадочное место высаживали по одному растению. Расстояние между рядами 1,5 м, в ряду 0,75 м. Посадочный материал - саженцы, высотой 0,7-1,0 м.
Стационар 54. Лесные культуры кедра сибирского созданы в 1984 году, сплошные, чистые. Обработка почвы - сплошная, вид посадки биогруппами по 2-4 растения в биогруппе и рядовая одиночная. Расстояние между рядами 1,5 м, в ряду 0,75 м. Посадка проводилась весной сеянцами с закрытой корневой системой под лопату.
Результаты исследований. На первом объекте за 33-летний период после посадки в границах участка (см. рис.) сформировались неоднородные по составу, наличию и состоянию культивируемой породы насаждения, а именно:
с
0,01
поляна
Абрис участка культур кедра сибирского посадки мая 1946 г. по состоянию в сентябре 1976 г. (над чертой - площадь, га; под чертой - состав первого яруса)
• насаждения с наличием кедра менее трех единиц (по запасу м3/га) присутствуют в основном во втором ярусе на площади, составляющей 41,5%;
с участием кедра в составе от четырех единиц и более в виде смешанных насаж-деннй с местными породами естественного возобновления - 53,3%;
• только 5% площади кедра в восточной части, примыкающей к полю (выдел 7), представлено чистым (10К) по составу насаждением.
Учитывая приведенные различия в составе насаждений, исследования были продолжены на пробных площадях (ПП) с определением лесоводственно-таксационных и других показателей, позволяющих сделать следующее обобщение (табл. 1).
Т а б л и ц а 1
Изменение лесоводственно-таксационных показателей кедра сибирского при различном составе формирующихся насаждений с участием естественного возобновления местных пород
Доля кедра в насаждении по Возраст, Средние N, S, м2/га M, м3/га S кроны,
N, шт. S, м2 M, м3 лет А.з, см H, м шт./га м2/га
Пробная площадь № 1 (0,134 га)
10,0 К 10,0 К 10,0 К 33 18,6 13,6 600 16,59 76,3 5769
Пробная площадь № 2 (0,240 га)
6,9 К 5,9 К 6,7 К 33 16,2 11,6 608 12,47 57,35 46,97
1,6 Е 2,1 Е 1,7 Е 25-30 17,4 13,5 142 3,36 20,48 1988
1,5 С 2,0 С 1,6 С 25-30 18,0 13,2 129 3,33 19,54 1677
Итого: - - 879 15,97 97,37 8357
Пробная площадь № 3 (0,096 га)
4,7 К 3,0 К 2,5 К 33 12,4 8,8 594 7,23 32,56 3280
2,7 Е 3,5 Е 3,8 Е 25-30 17,2 13,9 319 7,58 54,27 4402
2,6 С 3,5 С 3,7 С 25-30 18,2 13,4 291 7,51 53,79 3492
Итого: - - 1204 22,32 140,42 11174
Пробная площадь № 4 (0,106 га)
2,6К 1,1К 0,6К 33 11,8 8,5 67 0,74 2,96 470
7,4Б 8,9Б 9,4Б 20-30 18,1 16,0 233 6,11 45,85 2037
Итого: 300 6,85 48,81 2507
5,2К 5,8К 5,4К 33 6,6 5,2 673 2,32 7,86 2632
3,1Б 2,1Б 2,3Б 10-16 5,5 8,0 400 0,81 3,20 856
1,7Е 2,1Е 2,3Е 15-20 6,2 7,5 222 0,85 3,26 950
Итого: - - 1295 3,98 14,32 4438
Всего: - - 1595 10,83 63,13 6945
Насаждения естественного возобновления
8,6Б 0,40с 0,4С 0,6Е 30 11,4 14,0 1933 19,6 131,0 9278
Примечание: N - количество деревьев; возраст древесных пород определен по модельным деревьям; - площадь поперечного сечения стволов; М - запас древесины; Б13 - диаметр ствола на высоте 1,3 м; Н - высота дерева.
Чистые по составу насаждения кедра сибирского с характерным признаком продольно-трещиноватой коры, обладающие повышенной урожайностью (ПП1*), при общей сомкнутости полога древостоя 0,6 имели наивысшие показатели среднего диаметра, высоты, запаса. При этом количество деревьев с диаметром 20-28 см (выше среднего) составляло 312 шт./га, или 52% от их общего числа, из них у 200 деревьев было отмечено наличие одиночных шишек под кронами. Кроме того, сохранившийся
* Данное насаждение сформировалось без естественного возобновления местных пород в связи с допускавшимся временным сенокошением в междурядьях рабочими лесокультурного звена.
единичный подрост 6-7-летнего возраста подтверждает начало семеношения с 25-26 лет, вызревание, грунтовую всхожесть семян и выживаемость всходов в природной среде.
В формирующихся смешанных по составу насаждениях (11112) в результате допуска в междурядья естественного возобновления хвойных (ели, сосны) даже в количестве 30% от общего с кедром состава к 33 годам все показатели культивируемой породы (диаметра, высоты, запаса) снижаются соответственно на 13, 15 и 25% по сравнению с чистым древостоем. Уменьшается и число деревьев с началом семеношения до 111 шт./га, но возрастает общая сомкнутость полога древостоя до 0,85 (см. табл. 1).
При увеличении допуска сосны и ели естественного возобновления (ПП3) по количеству деревьев до 50%, т.е. равное количеству кедра, снижение его показателей по сравнению с 11111 составляет по среднему диаметру на 33, высоте - 35, запасу - 57% с увеличением общей сомкнутости полога древостоя - до 1,12.
Наибольшее снижение показателей роста кедра сибирского отмечается при допуске первоначального возобновления березы, а затем и ели в формирующийся общий состав древостоя. Общее количество сохранившихся деревьев кедра - 740 шт./га, т.е. на 140 шт./га больше, чем на ПП1, но 673 шт./га (91% от 740) задержались в росте на положении второго яруса, который формируется из дополнительного возобновления ели и повторно березы.
У кедра второго яруса потери роста по сравнению с ПП1 составляли по диаметрам - 65, высоте - 62, запасу - 92%. Дополнительные потери состоят в том, что только в этих условиях обнаружены повреждения кедра лосями (слом вершин 54 шт./га).
Разделение общей площади участка по составу (определенному по запасу) произошло не по причине различной сохранности культивируемой породы, а в результате появления в междурядьях после посадки естественного возобновления местных древесных пород сосны, ели, березы пушистой.
Присутствие кедра в этом возрасте в подчиненном пологе на ПП4 в полной мере согласуется с биологическими особенностями этой породы (замедленный рост, теневыносливость и др.), которыми она обладает при естественном возобновлении в дикой природе. Поэтому снижение доли запаса кедра до полутора единиц в составе насаждений и, как следствие, перевода их в категорию мягколиственных, не означает гибель произведенных культур кедра, а свидетельствует лишь о незначительном его участии в верхнем пологе древостоя.
Вполне возможно, что на многих площадях кедр еще сохранился в достаточном количестве под пологом, но «выпадает» из учета при существующих нормативах обобщения лесного фонда по лесообразующим породам. Таким образом, необходимо определять породный состав насаждений с участием культур кедра до 30-40-летнего возраста не по запасу, а по количеству деревьев (шт./га), как это принято при таксации культур до 10-летнего возраста. Это позволило бы считать эти древостои нуждающимися в специальных рубках ухода по группе хвойных, а не лиственных, и повысить контроль по выполнению уходов. Кедр сибирский в дикой природе выживает до 50 лет под пологом редких березовых древостоев сомкнутостью полога 0,3-0,5, сохраняя живую крону и наращивая корневую систему для перехода с изменением условий к ускоренному росту в высоту. Тем не менее, необходимо учитывать, что теневыносливость кедра не безгранична [15].
Исследования состояния 60-летних культур кедра на объекте №1, проведенные в 2005 году, показали, что на выделах, где доля участия кедра в верхнем ярусе в составе по количеству деревьев была не менее 6-7 единиц и проводились лесоводственные уходы с удалением березы и других второстепенных пород, кедр имеет запас около 200 м3 на 1 га (табл. 2).
Т а б л и ц а 2
Лесоводственно-таксационные показатели насаждений кедра сибирского (Илетское лесничество, возраст 60 лет)
Доля кедра в насаждении по Возраст, лет Средние N, шт./га S, м2/га M, м3/га
N, шт. S, м2 M, м3 D13, см H, м
Пробная площадь № 1а (0,25 га)
7,8 К 7,3К 5,9 К 60 24,0 16,4 606 27,2 199,7
1,2 Е 1,7 Е 2,2 Е 55-60 28,0 23,7 92 6,4 74,5
1,0 С 1,0 С 1,9 С 55-60 28,0 24,0 76 3,6 65,8
Итого: - - 774 37,2 340,0
Пробная площадь № 2а (0,25 га)
6,3 К 6,5 К 6,2 К 60 20,0 14,5 428 14,4 100,5
2,6 Б 1,5 Б 1,6 Б 25-30 16,0 14,0 176 3,36 26,2
1,2 Е 2,0 Е 2,2 Е 55-60 26,0 24,0 79 4,24 36,2
Итого: - - 683 22,0 162,9
Приведенные данные свидетельствуют о том, что при участии в составе насаждения более семи единиц кедра, культуры данной породы имеют высокую продуктивность и устойчивость. При задержке с проведением лесоводственных уходов, при значительном затенении главной породы второстепенными, создается крайне неблагоприятный световой режим как по интенсивности светового потока, так и по его спектральным характеристикам, что оказывает влияние на формирование ассимиляционного аппарата деревьев. Деревья лидеры, растущие в верхнем ярусе, отличаются более развитыми кронами, большей длиной и массой хвои по сравнению с деревьями второго яруса и более высоким содержанием хлорофилла в хвое (табл. 3).
Т а б л и ц а 3
Параметры длины и массы хвои кедра сибирского деревьев разного состояния
Возраст хвои, лет Масса Содержание Статистические показатели длины хвои, см
Состояние 100 шт. сухой хлорофилла мг/г абс. сухой Размах длины X mx с V (%) P (%)
хвои, г хвои
лидирующие 1 1,51 2,98±0,04 7,6-12,5 10,0 ±0,19 1,31 13,1 1,9
2 1,50 3,15±0,04 6,4-12,6 10,3 ±0,26 1,84 17,9 2,5
3 1,51 3,25±0,05 7,8-13,2 10,5 ±0,26 1,82 17,3 2,4
отстаю- 1 0,99 1,48±0,19 3,6-9,8 6,9 ±0,22 1,56 22,6 3,2
щие 2 1,20 1,52±0,19 6,8-10,5 8,5 ±0,24 1,14 13,3 2,8
3 1,03 1,23±0,19 5,8-12,2 8,5 ±0,21 1,49 17,6 2,5
В наиболее освещенной, верхней части кроны длина хвои на 30% больше, чем в нижней. Масса 100 штук хвои деревьев лидеров также превышает на 49,5% массу хвои ослабленных. Продолжительность жизни хвои у деревьев лидеров 3-4 года, а у ослабленных деревьев - не более двух лет. Имеются существенные различия в содержании хлорофилла в хвое.
У деревьев кедра второго яруса содержание хлорофилла в нижней части крон значительно ниже по причине очень низкого значения освещенности, препятствующего нормальному синтезу хлорофилла. При снижении освещенности до 18-20% от освещенности открытого места для деревьев 2 класса возраста отмечается уменьшение содержания хлорофилла, деревья сильно отстают в росте, в нижней части кроны не закладываются ассимилирующие органы, наблюдается отмирание хвои и побегов. При освещенности 40-80% от освещенности открытого места деревья кедра имеют хорошо
развитые кроны и лучший рост, что необходимо учитывать при формировании насаждений целевого назначения.
Исследования состояния сплошных чистых культур кедра сибирского, созданных в Учебно-опытном лесхозе в условиях свежей сурамени с применением различного размещения и видов посадочного материала, показывают, что при отсутствии заглушения местными лесообразующими породами культуры кедра растут успешно (табл. 4). Лучшие показатели сохранности имеют культуры кедра, созданные биогруппами с применением гнездового вида посадки.
Создание биогрупп при выращивании культур хвойных пород способствует повышению биологической устойчивости при взаимодействии с травянистой и древесной растительностью и ускорению роста [16]. Многочисленными данными также подтверждено, что кедр в первые годы более устойчив в биогруппах, поэтому для Сибири предложено в каждое посадочное место высаживать по 4-16 сеянцев [17].
Т а б л и ц а 4
Биометрические показатели кедра сибирского в сплошных чистых культурах
№ Воз- Вид Посадоч- Размещение, м Средняя Показатели диаметра Сохран-
стацио- раст, посадки ный мате- между высота, ность,
нара лет риал рядами в ряду м X, см шх, см V, % %
65 40 одиночная сеянцы 1,0 0,5 14,8 13, 3 0,5 29,6 47,5
55 40 гнездовая сеянцы* 5,0-1,0 0,5 14.5 18,2 0,4 38,9 90,2
73ж 31 одиночная саженцы 1,5 0,75 13,5 16,2 0,4 30,2 71,6
54а 24 гнездовая сеянцы* 1,5 0,75 5,1 7,3 0,3 40,4 98,0
54б 24 одиночная сеянцы* 1,5 0,75 5,6 8,7 0,3 28,0 41,9
* Посадка с закрытой корневой системой.
Сохранность культур кедра при посадке биогруппами почти в два раза выше, чем в одиночных рядовых культурах (стационары 54а, 55). В 40-летнем возрасте на участках, созданных гнездовым способом, сеянцами с закрытой корневой системой, количество деревьев, имеющих диаметр выше среднего (20-28 см), составляло 25,2%. В одиночных рядовых посадках с равномерным размещением рядов таких деревьев было всего 6,5%. При гнездовой посадке по 3-4 растения в посадочное место процесс дифференциации растений проявляется значительно раньше, чем в одиночных. В 40-летнем возрасте 85% посадочных мест имели по одному растению, 8,9% - по два растения в посадочном месте и в 6,1% по три растения. Лидирующие деревья в процессе роста сохраняют свое положение, ослабленные постепенно усыхают.
Что касается размеров посадочного материала, то можно отметить, что культуры, созданные саженцами высотой 0,8-1,0 м (стационар 73ж), имеют высокую сохранность и не требовали проведения агротехнических уходов. Изменчивость показателей роста составляет 30,2%. Хорошую приживаемость имели также посадки, где использовались сеянцы с закрытой корневой системой (стационар 54, 55).
Высокая степень дифференциации деревьев кедра в культурах свидетельствует о целесообразности направленного отбора на устойчивость и быстроту роста наиболее адаптированных экземпляров. При оценке степени жизнеспособности растений кедра по биоэлектрическим потенциалам, характеризующим уровень обменных процессов в организме, и электрическому сопротивлению прикамбиального комплекса тканей, обусловленному состоянием водного режима, установлены существенные различия в показателях для деревьев разной жизнеспособности (табл. 5).
Т а б л и ц а 5
Среднемноголетние значения импеданса ПКТ и биоэлектрических потенциалов стволов деревьев сосны кедровой сибирской по состоянию на середину лета
Статистические показатели Импеданс ПКТ, кОм Биоэлектрический потенциал, мВ
Лидирующие Средние Ослабленные Лидирующие Средние Ослабленные
X 16,4 25,6 47,9 186,3 144,4 97,0
тх 0,53 0,88 3,78 11,62 6,01 3,51
V, % 10,7 12,9 33,5 25,0 15,0 11,5
Низкие значения импеданса ПКТ стволов деревьев достоверно указывают на высокую оводненность растительных тканей деревьев кедра сибирского по сравнению с сосной, у которой значения этого показателя достоверно выше и равны 21,9±0,6 кОм и близки к ели, параметры данного показателя деревьев ели хорошего состояния равны 19,6±0,8 кОм. Связь между оводненностью растительных тканей и величинами импеданса ПКТ очень высокая и обратная (г = -0,85...-0,90). Влажность хвои и однолетних побегов кедра сибирского в середине вегетационного периода в условиях достаточного увлажнения составляет соответственно 207,1-203,7% от абсолютно сухой массы, влажность двухлетней хвои почти на 50% меньше, такая же закономерность отмечена и у хвои ели европейской. В засушливые вегетационные периоды, при недостаточном количестве осадков и снижении влажности почвы существенных различий во влажности однолетней хвои и побегов не выявлено. Регулирование параметров водного режима растений осуществляется путем уменьшения ассимиляционного аппарата за счет отмирания хвои старших возрастов, в первую очередь происходит опадение трехлетней хвои и ослабление роста осевых и боковых побегов. В вегетационные периоды, когда количество осадков было близко к средним многолетним, значения средних приростов кедра в высоту составляли 44,1±4,1 см, в засушливые периоды приросты осевого побега в высоту были меньше (21,3±3,0 см). Такое явление было отмечено в 1972, 1999, 2009 годах, но гибели растений не происходило.
Полученные данные свидетельствуют о требовательности кедра сибирского к относительной влажности воздуха и влагообеспеченности почвы, что отмечается многими исследователями, а также об успешной адаптации кедра сибирского к климатическим условиям Республики Марий Эл.
Приведенные в табл. 5 значения величин БЭП деревьев различной жизнеспособности, полученные на основе многолетних наблюдений, подтверждают наличие значительной индивидуальной изменчивости деревьев кедра в культурах по биоэлектрическим параметрам. В первые годы жизни интенсивно растущие, более адаптированные к экологическим условиям внешней среды растения имеют более высокие показатели БЭП (150...200 мВ) по сравнению с ослабленными, что свидетельствует о возможности отбора ценных в генетическом отношении деревьев по этому показателю. Селекционная оценка по величинам БЭП и импедансу ПКТ и биометрическим показателям деревьев кедра позволяет выявить наиболее физиологически устойчивые экземпляры кедра сибирского, представляющие базу для дальнейшей селекционной работы.
Данные, характеризующие интенсивность основных физиологических процессов местных хвойных пород: сосны, ели и интродуцированного кедра сибирского, приведены в табл. 6.
Показатели интенсивности фотосинтеза сосны кедровой сибирской близки к соответствующим оценкам ели европейской (табл. 6), но характеризуются очень высокой
изменчивостью, которая составляет 89% для интенсивности нетто-ассимиляции и более высокими значениями изменчивости интенсивности дыхания. В засушливые летние месяцы в дни с низкой относительной влажностью воздуха интенсивность фотосинтеза кедра уменьшается до 0,45-0,84 мг/г сухой массы в час, затраты на дыхание возрастают, что приводит к ослаблению роста растений.
Т а б л и ц а 6
Интенсивность нетто-ассимиляции и дыхания хвои древесных пород на 11-12 часов дня за летний период, мг/г сухой массы в час
Интенсивность нетто-ассимиляции, Интенсивность дыхания,
Древесная порода мг/г сухой массы в час мг/г сухой массы в час
X mx V, % X mx V, %
Сосна кедровая сибирская 1,05 0,16 89,0 0,70 0,15 106,9
Ель европейская 1,09 0,18 67,0 0,75 0,09 61,2
Сосна обыкновенная 1,12 0,09 34,6 0,85 0,15 79,2
Изменчивость показателей нетто-ассимиляции местных хвойных лесообразующих пород значительно меньше, так у сосны обыкновенной этот показатель отличается почти в 2,5 раза, т.е. она в меньшей степени реагирует на воздействие неблагоприятных факторов среды, что способствует более интенсивному ее росту по сравнению с кедром в данных условиях и свидетельствует о нецелесообразности ее участия в составе насаждений при выращивании культур кедра сибирского.
По данным исследований физиологического состояния кедра сибирского в культурах можно отметить, что в условиях, оптимальных для роста, перспективно выращивание кедра сибирского для производственных и ландшафтных культур, создания кедро-садов и повышения биоразнообразия ландшафтов.
Реализация всех резервов для полной адаптации кедра при интродукции растений возможна с применением методов селекционного отбора, оптимизацией элементов типов культур и создании оптимальных условий для его роста и развития.
Выводы и предложения.
1. Опыт интродукции сосны кедровой сибирской в производственных культурах свидетельствует об успешной ее адаптации в природно-климатических условиях Республики Марий Эл при выращивании в чистых по составу насаждениях.
2. Проведенная оценка физиологического состояния сосны кедровой сибирской свидетельствует о широких адаптационных возможностях данной породы к природно-климатическим условиям республики.
3. Без регулирования состава естественного возобновления культуры кедра вытесняются местными лесообразующими породами в нижний ярус. На участках с достаточной сохранностью кедра под пологом древостоя березы необходимы ранние лесо-водственные уходы для обеспечения кедру устойчивого последующего участия в верхнем пологе.
4. При существующих правилах учета лесного фонда (периодически по результатам инвентаризации) снижение площадей культур кедра возраста 10-40 лет является сигналом для выявления площадей насаждений с его участием во втором ярусе для принятия соответствующих мер (лесоводственных, технологических) по их созданию в будущем.
Список литературы
1. Дроздов, И. И. Лесная интродукция: Учебное пособие для студентов заочного обучения специальности 2604.00, аспирантов и специалистов лесного и лесопаркового хозяйства / И. И. Дроздов, Ю. И. Дроздов. - М.: МГУЛ, 2000. - 135 с.
2. Игнатенко, М. М. Сибирский кедр (биология, интродукция, культура) / М. М. Игнатенко. - М.: Наука, 1988. - 160 с.
3. Крылов, Г. В. Кедр / Г. В. Крылов, Н. К. Таланцев, Н. Ф. Козакова. - М.: Лесная промышленность, 1983. - 216 с.
4. Крылов, Г. В. Сибирский кедр / Г. В. Крылов, А. М. Шмонов. - Кемерово: Кемеровское кн. изд-во, 1985. - 128 с.
5. Алимбек, Б. М. Опыт интродукции кедровой сосны в Марийской и Татарской АССР / Б. М. Алим-бек // Кедр сибирский на европейском севере СССР, его распространение, возобновление и культура тр. - Ленинград: Наука, 1972. - С. 72-76.
6. Карасев, В. Н. Интенсивность физиологических процессов и рост саженцев сосны кедровой сибирской и лиственницы сибирской в послепосадочный период / В. Н. Карасев, Н. В. Еремин, М. А. Кара-сева // Интенсификация выращивания лесопосадочного материала. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 1996. -С. 216-218.
7. Мулиндеев, И. В. Изменение густоты с возрастом сосны сибирской (кедровой) в лесостепной зоне на примере национального парка «Чаваш Вармане» / И. В. Мулиндеев, Н. В. Еремин // Материалы 51 межвуз. студ. науч. техн. конф. - Вып. 6. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 1998. - С. 208.
8. Концепция развития лесного комплекса Республики Марий Эл до 2010 г. / Ю. А. Ширнин, Н. В. Еремин и др. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2007. - 211 с.
9. Лесной план Республики Марий Эл / В. Л.Черных, Н. В. Еремин и др. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2008. - 350 с.
10. Романов, Е. М. Состояние воспроизводства лесов в регионе Среднего Поволжья / Е. М. Романов, Н. В. Еремин, Т. В. Нуреева // Международное сотрудничество в лесном секторе: баланс образования, науки и производства. Материалы международной конф. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2009. - С. 45-50.
11. Незабудкин, Г. К. Обследование и исследование лесных и плантационных культур / Г. К. Неза-будкин. - Йошкар-Ола: МарПИ, 1971. - 52 с.
12. ОСТ 56-69-83 «Пробные площади лесоустроительные. Метод закладки».
13. Годнев, Т. Н. Строение хлорофилла и методы его количественного определения / Т. Н. Годнев. -Минск, 1952. - 327 с.
14. Карасев, В. Н. Физиология растений: Учебное пособие / В. Н. Карасев. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2001. - 304 с.
15. Усольцев, В. А. Кедр сибирский - царь Российских лесов / В. А. Усольцев // Этюды о наших лесных деревьях. Банк культ. информ. - Екатеринбург, 2008. - С. 83-99.
16. Еремин, Н. В. Лесные культуры ели: Учебное пособие / Н. В. Еремин. - Горький: 1979. - 62 с.
17. Лоскутов, Р. И. Искусственное восстановление кедра сибирского / Р. И. Лоскутов. - М.: Лесная промышленность, 1971. - 104 с.
18. Луганский, Н. А. Использование внутривидовой изменчивости кедра сибирского в лесохозяйст-венной практике / Н. А. Луганский // Науч.-техн. конф. молодых специалистов. - Свердловск, 1962. -С. 97-100.
Статья поступила в редакцию 11.02.10.
N. V. Eremin, M. A. Karaseva, V. N. Karasev
AGRONOMIC AND PHYSIOLOGICAL ASPECTS OF SUCCESSFUL SIBERIAN STONE PINE CULTIVATION IN MARI EL REPUBLIC
Estimate results of overall condition of Siberian stone pines, which have formed a various composition plantation, are given. Taxation, morfometric and physiological parameters which characterize adaptive quality and the species stability when stocking in Mari El Republic are brought.
Key words: Siberian stone pine, artificial stands, stocking, physiology.
ЕРЁМИН Николай Васильевич - кандидат сельскохозяйственных наук, профессор кафедры лесных культур и механизации лесохозяйственных работ МарГТУ. Область научных интересов - искусственное лесовосстановление, механизация лесохозяйственных работ. Автор более 150 публикаций. E-mail: [email protected]
КАРАСЁВА Маргарита Антиповна - доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры лесных культур МарГТУ. Область научных интересов - искусственное лесовос-становление, интродукция. Автор более 120 публикаций. E-mail: [email protected]
КАРАСЁВ Валерий Николаевич - доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры садово-паркового строительства, ботаники и дендрологии МарГТУ. Область научных интересов - физиология древесных растений. Автор более 100 публикаций.
E-mail: [email protected]
