CC BY
88
УДК 630*165.44
UDC 630*165.44
БИОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СЕЛЕКЦИИ И СОРТОИСПЫТАНИЯ КЕДРА ЕВРОПЕЙСКОГО
Титов Евгений Васильевич д. с.-х. н., профессор
Воронежская государственная лесотехническая академия, Воронеж, Россия
Излагаются биоэкологические свойства кедра европейского, важные для селекции на общую семенную продуктивность, принципы выделения сортов-клонов. Дается описание первого сорта-клона «Карпатский»
Ключевые слова: КЕДР ЕВРОПЕЙСКИЙ, АРЕАЛ, РОСТ, ЭКОЛОГИЯ, КЕДРОВЫЕ ОРЕХИ, КЕДРОВОЕ МАСЛО, ПРОДУКТИВНОСТЬ, СОРТ-КЛОН, СОРТОВЫЕ ПРИЗНАКИ
BIOECOLOGICAL BASIS OF SELECTION AND EUROPEAN CEDAR VARIETY TESTING
Titov Evgeny Vasilievich Dr.Sci. Agrc., professor
Voronezh State Forestry Academy, Voronezh, Russia
The article outlines bio ecological properties of the European cedar, important for the selection of the total seed production, principles of selection varieties of clones. A description of the first grade-clone “Carpathian” is given
Keywords: EUROPEAN CEDAR, AREA, HEIGHT, ECOLOGY, PINE NUTS, CEDAR OIL, PRODUCTIVITY, GRADE-CLONE, LONG SIGNS
Создание целевых плантаций на биоэкологический основе включает получение определенной лесной продукции, отвечающей потребностям человека, и максимальное соответствие возделываемых древесных растений условиям произрастания, в которых наиболее полно реализуется биологический потенциал их хозяйственно-ценных признаков.
В малолесной лесостепной зоне для закладки орехопродуктивных и экологических плантаций, создания садово-парковых декоративных посадок большой интерес представляет сосна кедровая европейская или кедр европейский (Ртш еешЬга Ь.). Среди всех кедровых сосен европейско-азиатского континента эта порода лучше всех адаптируется в районах с засушливым климатом, являясь ксеромезофитом [6].
Кедр европейский - ближайший родственник кедра сибирского. Они слабо различаются по большинству морфологических признаков и рассматриваются как близкородственные и географически замещающие виды. При их гибридизации получены межвидовые гибриды [5].
Современный ареал кедра европейского географически обособлен. Он находится в горах Средней и Западной Европы: в среднегорье и высокогорье Карпат, в Татрах, в Альпийских горах Франции, Италии,
Германии, Швейцарии, где вид часто образует верхнюю границу леса в широком диапазоне высот, от 1200 до 2400 м над уровнем моря. Здесь кедр произрастает на разных грунтах, наилучшего роста достигает на достаточно увлажненных глинистых почвах. Образует чистые и смешанные, часто с лиственницей европейской, сосной горной и елью европейской насаждения, в которых он нередко встречается только единично.
В гослесфонде Украинских Карпат естественные насаждения кедра европейского занимают 6,3 тыс. га [2]. Наибольшие участки этой породы сохранились в Горганах, которые представляют собой систему горных хребтов с резко выраженными каменистыми формами рельефа, на высоте 1350-1450 м над уровнем моря, где она образует верхнюю границу леса. Это связано с преобладанием здесь естественных высокогорных охранных кедрово-еловых лесов и меньшей конкурентной способностью ели на каменистых россыпях.
Биологические, экологические, хозяйственно-ценные свойства
Сосна кедровая европейская - дерево первой величины. В условиях естественного произрастания в высокогорье отличается медленным ростом
- высота деревьев обычно не превышает 15-25 м. В горганском высокогорье Украинских Карпат особенностью роста породы является ранняя, в первые 40-60 лет жизни, кульминация прироста в высоту. В 20-40 лет он достигает 20-26 см/год, в 80-100-летнем возрасте постепенно снижается до 10-5 см/год, а в 300-320 лет не превышает 5-3 см/год. Средний годовой прирост в высоту колеблется в пределах 8-12 см/год. Кульминация прироста по диаметру наступает в 50-100 лет, достигая 0,5 см/год. Затем он стабильно сохраняется на уровне 0,20-0,25 см/год до 300летнего возраста [2].
Ствол сбежистый, как у всякой теневыносливой породы, плохо очищен от сучьев: протяженность живой кроны достигает 50-80 %. Кора в молодом возрасте гладкая, серая, позже серовато-коричневая, глубокотрещиноватая. Крона, из-за близко расположенных мутовок, густая, с возрастом изменяется от яйцевидной до цилиндрической. Почки ширококонические, продолговатые, покрыты красновато-бурыми чешуйками. Хвоя короткая (5-9 см), узкая (1 мм), тупозаостренная, темнозеленая, со слабой голубизной, в пучке по 5 хвоинок.
Кедр европейский - однодомная, ветроопыляемая порода. На одном дереве одновременно формируются и женские, и мужские генеративные органы. Их местоположение в кроне специфично по ярусам. Женские, плодоносящие побеги, располагаются в верхнем, женском, и среднем, смешанном, генеративных ярусах; мужские, пыльцепроизводящие побеги,
- в среднем и нижнем, мужском, ярусах. На всей кроне образуются ростовые побеги. По мере возмужания дерева часть из них (15-20 %) в женском и смешанном ярусах становятся женскими, в мужском ярусе -мужскими.
Кедр европейский достигает возмужалости на просторе в 40-50 лет, в насаждении - в 60-70 лет, максимум семеношения наблюдается в 120280 лет. Цветет почти ежегодно в июне-июле, но обильные урожаи повторяются через 6-10 лет.
В разные годы параметры шишек, выход и качество семян, величина урожая орешков сильно колеблются. В Карпатских Горганах в типичном местообитании, на высоте 1330-1380 м над уровнем моря, в разновозрастном 190-310-летнем древостое состава 4К6ЕедБ, Пх в 19671972 гг средняя длина шишек составляла 46-56 мм (максимально 84 мм), ширина - 41-43 (59)мм, число семян в шишке - 16-59 (90) шт., масса семян в шишке - 5-11 (22)г. Масса 1000 шт. полнозернистых семян - 270-300 г, в 1 кг их 3,3-3,7 тыс. шт. [2,3]. На одном дереве формировалось в годы
высоких урожаев в среднем 84 шишки или 700 г семян, на 1 га - 70-80 кг. В других частях альпийского ареала кедра европейского, например, в Баварских Альпах, на отдельных деревьях имелось от 200 до 600 шт. шишек, а семенная продуктивность древостоев в урожайные годы достигала 280 кг чистого ореха с 1 га [7].
Сосна кедровая европейская произрастает в условиях сравнительно мягкого континентального климата, с небольшими отрицательными температурами воздуха зимой и высокой летом, при среднегодовом ее значении не превышающем 00С, и может довольствоваться продолжительностью вегетационного периода всего 2,5 месяца. Отличается высокой зимостойкостью и устойчивостью к заморозкам. В горных районах с хорошо выраженной континентальностью климата произрастает на склонах разных экспозиций. В других условиях предпочитает световые и близкие к ним экспозиции, где сильнее выражена континентальность.
К почвам малотребовательна, но лучше растет на умеренно увлажненных, глубоких, хорошо аэрированных суглинистых и легких глинистых грунтах.
Кедр европейский - порода долговечная. Значительная часть деревьев доживает до 400-500 лет, отдельные экземпляры - до 1000-1100 лет.
Кедр европейский, как и другие кедровые сосны, обладает большим разнообразием полезных для человека свойств и видов лесной продукции. Наиболее ценным являются кедровые орехи.
Это - высококалорийный, экологически чистый, сбалансированный источник питания высокой биологической активности, обладающий разнообразными целебными свойствами. В их ядре содержится от 50 до 60 % жира, 15-18 % белков, комплекс витаминов группы В, 19 аминокислот, 70 % из которых незаменимые и условно незаменимые, что
свидетельствует о их высокой биологической ценности, много макро- и микроэлементов, хорошо усвояемых и необходимых для нормальной деятельности человеческого организма. Они регулируют обменные процессы, рост, образование жирных кислот, кроветворение, нормализуют работу сердечнососудистой, пищеварительной и эндокринной систем, тормозят образование холестерина в кровеносных сосудах, способствуют нормальному функционированию предстательной железы, укрепляют иммунную систему и др.
Всеми питательными и лечебными свойствами семян кедровых орехов обладает и получаемое из них кедровое масло.
Кедр европейский удивительно гармонично сочетает разнообразие ценных внутренних свойств с внешней декоративной привлекательностью. Его вечнозеленые деревья необыкновенно красивы в любое время года.
Кедр европейский не только удивительно декоративен, но и обладает высокими оздоровительными свойствами. Он создает особый, живительный микроклимат, в котором воздух насыщен запахом кедрового бальзама, тонким ароматом эфирных масел и фитонцидами, которые его дезинфицируют, уничтожая болезнетворные микроорганизмы.
Выделение сортов-клонов
Основным исходным материалом для создания высокоурожайных промышленных плантаций являются сорта-клоны. Сорт-клон -вегетативное потомство элитного дерева с выдающимися хозяйственноценными признаками, максимально сохраняемыми при произрастании в разных экологических условиях. Предпосылками для их выделения являются большое природное разнообразие форм по различным селектируемым признакам и устойчивое их сохранение при вегетативном размножении.
У кедра европейского, как орехоплодовой породы, ведущий сортовой признак - высокая урожайность или орехопродуктивность. Она определяется по суммарному количеству шишек (шт.) или семян (кг) на одном растении или на единице площади.
Сорта-клоны выделяются среди лучших по селектируемому признаку клонов. У кедра европейского ими могут быть, прежде всего, высокоурожайные сорта-клоны по величине урожая полнозернистых семян. Они оцениваются по прямым и косвенным признакам.
Прямыми признаками урожайности служат среднемноголетнее количество шишек и развитие женского генеративного яруса кроны. Его протяженность и количество плодоносящих побегов в нем являются основным интегральным показателем текущей и потенциальной орехопродуктивности кедра. Эти фенотипические признаки высоко наследуются в вегетативном потомстве [4]. Между ними и урожаем семян существует высокая прямая связь: г = 0,77-0,85. При отсутствии шишек и озими нижняя граница женского яруса легко определяется глазомерно. Она проходит по самым толстым, иногда средней толщины ветвям первого порядка, концы побегов у которых вертикально направлены вверх.
Ведущий фенотипический показатель высокоурожайных сортов-клонов - количество плодоносящих побегов. Это - наиболее развитые, толстые или средней толщины побеги, находящиеся на концах ветвей первого и второго порядков ветвления и отличающиеся вертикальной ориентацией. Они - надежный показатель семеношения дерева в многолетнем цикле, т.к. постоянно, в отличие от опадающих шишек, сохраняются в кроне.
Косвенным признаком является ширина кроны. У большинства прививок ее размеры совпадают с протяженностью женского плодоносящего яруса (г = 0,76-0,84). К числу этих признаков относятся также высота и диаметр привоя, размеры шишек, масса полнозернистых
семян в шишке. Высокоурожайные клоны отличаются, как правило, невысокой энергией роста в высоту, часто - повышенным приростом по диаметру. Размеры шишек и масса семян у них имеют в большинстве случаев средние показатели. Высокоурожайные клоны с максимальным значением селектируемых признаков представляют наибольшую селекционную ценность.
Дополнительными показателями высокоурожайного сорта-клона являются начало плодоношения и частота появления урожаев, энергия плодоношения (количество зрелых шишек не один женский побег), масса семян в шишке, максимальный возраст плодоносящих ветвей. Продолжительность плодоношения ветви - высоко генетически обусловленный показатель урожайности. Чем выше репродуктивная способность клона, тем старше плодоносящие ветви, т.е. тем дольше они плодоносят.
Сорта-клоны выделяются по степени превышения ими контроля по определенному селектируемому признаку на достоверно значимую величину. Контролем является клон со средним значением селектируемого признака среди всех лучших клонов одинакового возраста, размещения и происхождения. Их маточные деревья должны произрастать в пределах одного лесорастительного района или высотного пояса.
Достоверные данные об урожае шишек с 7 %-ной точностью могут быть получены при изучении 13 рамет в каждом клоне. Для обеспечения 5 %-ной точности их количество следует увеличить до 25 шт. Для определения урожая семян (содержания в шишке, массы на дереве) с 5 %-ной точностью, достаточно отобрать с каждого клона 25 шишек. Параметры шишек и масса 1000 шт. семян, в связи с их изменчивостью, могут быть установлены по шести шишкам с каждого клона. Для определения высоты и диаметра привоя с 5 %-ной точностью необходимо
измерить соответственно пять и девять рамет, при 7 %-ной точности - три и пять прививок.
Среднемноголетний урожай семян (Ур) рассчитывается по формуле:
Ур = КП • ЭП • ПП • МС, где
КП - общее количество плодоносящих побегов, шт.;
ЭП - энергия плодоношения (количество зрелых шишек на один женский побег;
ПП - средний процент ежегодно плодоносящих побегов (в долях единицы);
МС - средняя масса развитых семян в средней шишке, г.
Характер плодоношения изучается на всех ветвях. В текущем году -по озими и шишкам, за последующие 10-12 лет - по следам от шишек, опавших на разных этапах развития макростробилов и озими. Восстановление динамики плодоношения за многие годы у кедровых сосен возможно благодаря тому, что их женские генеративные органы после опада оставляют следы у основания мутовки годичного прироста женских побегов. Они имеют различную форму: уступа-рубчика (при отпаде макростробилов), круга диаметром 3-4 мм (при отпаде озими), эллипса с параметрами 4-6 мм (при отпаде развитых зрелых шишек)
Средняя масса семян в шишке определяется в 20 шт. спелых, нормально развитых сухих шишках при влажности 10-12 % (в сырой шишке она составляет 20-25 %). В отдельных случаях она может быть рассчитана по средней массе семян в шишках текущего года.
Объективная оценка клонов зависит от селектируемого признака и способа размножения. Выделять сорта-клоны по общей урожайности возможно в 20-25-летнем возрасте клонов по данным двух-трех высоких урожаев и среднемноголетнего урожая семян за последние 10-12 лет.
Абсолютные значения семенной продуктивности и структурных признаков урожая у сортов-клонов имеют региональный характер. Они
отражают закономерности географической изменчивости, обусловленные условиями местопроизрастания насаждений и особенностями генотипической структуры популяций [1].
В 2008 г. в результате 32-летнего клонового испытания высокоурожайных деревьев кедра европейского на испытательной плантации в Сомовском лесничестве Воронежской области нами был впервые выделен кандидат в сорта-клоны по общей семенной продуктивности. Одновременно со степной подзоной, его вегетативное потомство (16-20-летние прививки на кедре сибирском) испытывалось в подзоне хвойно-широколиственных лесов (Брянская, Московская обл.) и в подзоне средней тайги (Республика Коми). Во всех природноклиматических условиях этот клон отличается ранним и почти ежегодным семеношением, высокой урожайностью.
В 2011 г. Государственная комиссия РФ по испытанию и охране селекционных достижений зарегистрировала его в качестве сорта-клона “Карпатский” и включила в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию.
Данный сорт-клон является вегетативным потомством 140-летнего дерева, высотой 15,4 м, диаметром на высоте груди 36 см, отселектированного нами по фенотипическим признакам урожайности (протяженности плодоносящей части кроны и количеству плодоносящих побегов) в Украинских Карпатах, в Гутянском лесничестве Солотвинского лесокомбината, в Горганских редкостойных высокогорных кедровниках на высоте 1350-1400 м над уровнем моря. Оно произрастает в верховьях водораздела р. Быстрица на каменистых россыпях. В верхней части ее кроны, с концов плодоносящих побегов, были заготовлены черенки, которые привили на подвои сосны обыкновенной.
Деревья в клоне в возрасте 32 года имеют среднюю высоту 6,4 м, средний прирост 20 см/год, средний диаметр 20 см.
Крона очень густая, многовершинная, густо насыщенная боковыми побегами, широкопирамидальная. Основу ее составляет плодоносящий ярус, который занимает не менее 92 % всей кроны. Диаметр кроны - 4,5 х 4,8 м. В высокоурожайные годы шишки образуются на 140-160 побегах (80-90 % общего числа), в среднеурожайные - на 70-90 побегах (52-58 %), на концах ветвей первого и второго порядков.
Характер ветвления. Расположение ветвей мутовчатое. Они отходят от ствола в верхней части под углом 30°, в средней - 45°, в нижней - 4560°. Расположены очень компактно.
Скороплодность и продуктивность пород. При использовании для прививки черенков с плодоносящих побегов и при наличии достаточного опыления первые шишки формируются на 3-4-летнем привое. Ежегодно урожай постепенно нарастает. Экономически выгодная урожайность деревьев - 80-100 лет.
Урожайность. При свободном размещении деревьев на площади (6 х 7 м), наличии на ней 240 плодоносящих прививок и хорошем опылении, первый промышленный урожай (60-70 кг/га) формируется к 10-12-летнему возрасту прививок (300-400 г орехов на прививке). К 17 годам средний урожай достигает 200 кг/га (850 г), к 20 - 290 (1,2 кг), к 25 - 450 (1,8 кг), к 30 - 520 кг/га (2,2 кг с дерева).
Регулярность плодоношения. Плодоношение ежегодное. На 32летнем дереве в последние 16 лет, т.е. с 15-летнего возраста, формировалось по три высоких (1,9-2,6 кг) и три повышенных (1,4-1,8 кг), четыре средних (1,1-1,3 кг), два пониженных (0,7-1,0 кг) и четыре низких (0,4-0,6 кг) урожая семян кедровых орехов. Непрерывный пятилетний высокоурожайный цикл в возрасте 24-28 лет, превышающий средние значения признака, свидетельствует о высокой восстановительной репродуктивной способности организма на данном этапе развития.
Срок созревания шишек. В подзоне лесостепи (Воронежская обл.) шишки созревают до середины августа, в подзоне хвойношироколиственных лесов - в середине-конце августа.
Структурные признаки шишек и семян. Шишки цилиндрические, мелкие - длиной 6,0-6,5 см, шириной 4,0-4,5 см, коричневые. Семенные чешуи тонкие, плотно прижаты, с плоским апофизом. Семена яйцевидноконусовидные, темно-коричневые, средние по размерам (12 х 7 мм) и массе 1000 шт. (250-270 г). Масса полнозернистых семян в шишке - 11-
12 г. Невысокие показатели шишек и семян компенсируются большим их количеством на дереве (до 250-300 шт.) и регулярными урожаями.
Устойчивость. Устойчив к морозам - выдерживает температуру до -30-43 °С и к весенним заморозкам. Устойчив к болезням и вредителям. Устойчивость к засухе - средняя.
Основные достоинства. Ранее и ежегодное плодоношение, высокая урожайность, облегченный сбор урожая благодаря низкоопущенной плодоносящей кроне и медленному росту в высоту. Очень декоративен в любое время года.
Рекомендуемые районы возделывания. Области Центрального, Северо-Западного, Приволжского Федеративных округов РФ - от подзоны широколиственных лесов и лесостепи до подзоны средней тайги включительно европейской части РФ.
Особенности сортовой технологии возделывания. Способ размножения - прививка черенков с плодоносящих побегов преимущественно на подвои кедра сибирского. В подзоне широколиственных лесов и лесостепи могут быть использованы быстрорастущие подвои сосны обыкновенной. Спустя месяц после весенней прививки удаляют обвязку и верхушечный побег подвоя. В это время и в последующие годы на нем укорачивают и частично удаляют боковые побеги, сильно конкурирующие по энергии роста с привоем.
Размещение растений при посадке - 6х7,6х8м. Они выращиваются на умеренно увлажненных, глубоких, хорошо аэрированных, суглинистых - супесчаных почвах. Для стабилизации семеношения рекомендуется внесение удобрений.
Таким образом, по широкому спектру питательных, целебных, хозяйственно-ценных, декоративных и оздоровительных свойств кедр европейский - выдающееся творение Природы. Приумножение и использование всех его уникальных богатств возможно при сортовом ореховодстве вида в различных районах интродукции европейской части России.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Мамаев С. А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений.- М.: Наука, 1973.- 282 с.
2. Смаглюк К. К. Аборигенні хвойні лісоустворювачі.- Ужгород: «Карпати», 1972.112 с.
3. Смаглюк К. К. Семенная продуктивность сосны кедровой европейской в естественных древостоях Карпат // Половая репродукция хвойных.- Ч. II-Новосибирск: Наука, 1973.- С. 125-128.
4. Титов Е. В. Семенная продуктивность: оценка эффективности плюсовой селекции кедра сибирского по клоновому потомству // Лесное хозяйство, 2004.- № 1.- С. 3133.
5. Титов Е. В. Гибридизация кедра сибирского.- Воронеж: ВГЛТА, 2006.- 128 с.
6. Титов Е. В. Кедр - царь сибирской тайги.- М.: Колос, 2007.- 176 с.
