CC BY
27
УДК 632.03:634.942
ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ ПРИ ОТБОРЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ТОЛЕРАНТНЫХ ВИДОВ И ФОРМ ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ЛЕСОРАЗВЕДЕНИЯ
ПОВОЛЖСКИХ РЕГИОНОВ
Е. А.Крюкова, д. с.-х. н., С. В. Колмукиди, к. с.-х. н., [email protected] - Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук» (ФНЦ агроэкологии РАН), Волгоград, Россия
Дана патологическая оценка, и представлены Разработаны принципы оценки отбора и раз-
отбор более устойчивых в лесоразведении древес- множения устойчивых видов и форм, отличающих-
ных растений, доминирующих в Поволжье, мор- ся толерантностью и адаптивностью, перспектив-фологическое биоразнообразие видов, гибридов, ных для разведения в Поволжских регионах.
форм и степень их устойчивости к возбудителям Ключевые слова: толерантные виды, устойчи-
болезней. вость, сосудистый микоз.
Оценка и отбор, экологически безопасное направление по выведению устойчивых растений, несмотря на большие трудности, являются наиболее эффективным и перспективным методом защиты растений от болезней.
В лесоразведении Поволжья доминирующими являются ильмовые, дуб, тополь, ясень, клен и др., имеющие комплекс патологий различной природы и этиологии. Проведены многолетние работы по оценке и отбору ильмовых и дуба по устойчивости к возбудителям вредоносных сосудистых болезней. Селекционная работа по выведению вязов, устойчивых к сосудистой патологии, была впервые начата учеными С. J. Buisman и J. С. Went. В настоящее время в Голландии такую работу проводит Н. М. Heybroek. Они работали с местными популяциями ильмовых - Ulmus carpinifolia, U. glabra, U. hol-landica, а также интродуцентами U. pumila, U. japónica. Получены устойчивые клоны, но селекционные программы были пересмотрены, так как обнаружились новые агрессивные расы возбудителей в ряде европейских и азиатских стран. В результате Н. М. Heybroek пришел к выводу, что для выведения устойчивых разновидностей вяза следует полагаться на азиатские виды.
В Средней Азии Г. П. Озолин (1973) выявил устойчивые клоны азиатских вязов. Особо высокая устойчивость к местному среднеазиатскому штамму возбудителя установлена у среднеазиатского экотипа U. pumila L. [1].
В 70-х гг. прошлого века в Нижнем Поволжье были начаты селекционные работы с местным вязом приземистым, на котором обнаружены голландская болезнь и высокоагрессивный штамм Ceratocystis ulmi, и другими видами и формами вяза. Были разработаны принципы оценки и отбора устойчивых к сосудистым микозам ильмовых и дуба. В основу изучения были положены искусственное заражение растений методом инокуляции высокоагрессивным штаммом, классификация форм по степени устойчивости, отбор устойчивых растений среди них и размножение.
Материалы и методика исследований. Техника искусственного заражения и оценка устойчивости включают введение суспензии спор возбудителя определенного титра (500 тыс. спор в 1 мл воды) путем инъекций в сосуды ксилемы; выдерживание инокулированного участка растения (ствола) в условиях благоприятных для заражения, прорастания спор и проникновения в сосуды растения-хозяина; инокуляцию в срок наивысшей восприимчивости растений к возбудителю болезни (II-III декада мая - I декада июня); инокуляцию растения с 2-3-летнего возраста с ежегодной выбраковкой и
последующим заражением вплоть до начала плодоношения; учет результатов инокуляций по внешним и внутренним признакам через 40 дней с применением лабораторных анализов древесины на питательных средах. По мнению Д. Д. Вердеревско-го, проводить искусственное заражение целесообразно агрессивной расой, естественно возникшей в природе и получившей достаточно широкое распространение. Для сравнительной оценки устойчивости некоторых видов вязов из четырех местных штаммов был взят наиболее агрессивный штамм В^ выделенный с вяза приземистого.
Проверку устойчивости проводили в течение нескольких лет. Заболевшие экземпляры уничтожали, а оставшиеся повторно заражали в следующие годы. Как устойчивые оценивались лишь те экземпляры, которые после многолетних искусственных заражений оказались совершенно невосприимчивыми к сосудистым микозам.
Результаты и их обсуждение. В настоящее время практически все европейские, американские и азиатские виды и формы ильмовых поражает голландская болезнь. Н. М. НеуЬгоек считает, что, несмотря на совершенствование методов борьбы с болезнью, будущее вяза в Европе зависит от селекции его на устойчивость [3]. По данным Г. П. Озолина, в условиях Средней Азии многие вязы оказались восприимчивыми к местному азиатскому штамму возбудителя [2].
Исследования, проведенные учеными разных стран, свидетельствуют о различной устойчивости вяза приземистого к голландской болезни. Одни авторы относят его к иммунным видам, другие - к устойчивым. Такие морфологические особенности вяза и высокая устойчивость к возбудителю голландской болезни обусловили целесообразность его введения в культуру. Поэтому не случайно этот вид в Италии, США, Англии и других странах является одним из основных компонентов защитных полос и озеленительных посадок.
В процессе нашей работы по отбору устойчивых к графиозу форм был собран материал в популяции вяза приземистого, отличающейся полиморфизмом ряда признаков. Соответствующий ботанический анализ позволил установить спонтанную гибридизацию между и. ритПа и и. сагрМ^На Rupp, ех G. Suchow. Проведенные последующие учеты вяза, произрастающего в лесонасаждениях, на по-ражаемость голландской болезнью показывают, что в искусственных насаждениях основную массу здоровых деревьев составляют типичный вяз приземистый и некоторые его гибриды с берестом. Поражение голландской болезнью преимущественно наблюдается у береста и его гибридов на вяз при-
земистый.
Обладающий высокой устойчивостью вяз приземистый был завезен в европейскую часть нашей страны и получил широкое применение в полезащитном лесоразведении и в озеленении городов и населенных пунктов Нижнего Поволжья. Однако позднее наблюдалось массовое усыхание этого вида в насаждениях. При изучении этого вопроса Р. А. Кронгауз, Г. П. Озолиным, Г. В. Линдеманом, Е. А. Крюковой и др. было установлено, что одна из причин усыхания - голландская болезнь [2]. Местные формы этого вида дали наибольший процент непораженных голландской болезнью деревьев в сравнении с формами из других регионов.
Немногочисленные литературные материалы свидетельствуют о поражаемости всех известных американских, европейских, азиатских видов дуба возбудителем сосудистого микоза. Однако Т. Бриц дуб белый выделяет как более устойчивый [1].
Проведены оценка устойчивости путем искусственного заражения гетерогенной популяции дуба черешчатого, включая его формы, климатипы, гибриды, плюсовые деревья, а также отбор и размножение устойчивых клонов. Кроме того, оценивались на устойчивость и некоторые интродуци-рованные в Нижнее Поволжье виды дуба: красный, пирамидальный и др.
Устойчивость дуба к грибу Ceratocystis киЬашсит Scz.-Parl., основному возбудителю сосудистого микоза, в районе исследований обусловлена биологией растения-хозяина и паразита-возбудителя. Сосудистый микоз дуба протекает преимущественно в хронической форме, инфекция передается не толь-
ко насекомыми, но и через семена (желуди). Для проведения отбора на устойчивость к сосудистому микозу была принята шкала: 0 - здоровое высокоустойчивое растение (отсутствие признаков болезни), 1 - устойчивое (очень слабые локализованные признаки), 2 - слабо-, 3 - средне-, 4 - сильнопоража-емое растение.
Результаты проведенных исследований показали различную степень устойчивости разных видов, гибридов и форм дуба к сосудистому микозу. Были выделены устойчивые растения и в потомстве экотипов дуба черешчатого краснодарского, волгоградского, воронежского происхождения. Анализ степени поражаемости систематических групп рода Quercus Волгоградской обл. выявил, что комплексная устойчивость пирамидальной формы дуба черешчатого выше в сравнении с рано- и позднораспускающейся формами того же вида. Фи-топатологическая оценка насаждений с участием дуба красного и его гибридов с дубом черешчатым показала наибольшую устойчивость гибрида дуб красный х дуб черешчатый. Исходный материнский вид - дуб красный - проявляет более высокую устойчивость к основным фитопатогенным агентам в сравнении с дубом черешчатым. Выявлена индивидуальная устойчивость клонов дуба. Среди них оказался гибрид дуб черешчатый х дуб красный (северный) селекции А. В. Альбенского.
Интегрированная оценка устойчивости видов, гибридов, форм дуба к абиотическим и биотическим условиям биотопов помогла определить степень устойчивости морфобиологического разнообразия рода Quercus (таблица).
Таблица - Результаты оценки устойчивости дуба (виды, гибриды, формы) (по *Г. Я. Маттису, С. Н. Крючкову; **И. В. Калининой; И. В. Скуратову) [2]
показатель дуб черешчатый, форма дуб красный Гибрид
ранорас-пускающаяся позднорас-пускающаяся пирамидальная дуб красный х дуб череш-чатый дуб череш-чатый х дуб красный
Степень устойчивости к болезням, балл 3 2 4 4 4 4
Солеустойчивость, балл 3* 2* 4* 3* 3** 3**
Засухоустойчивость, балл 3* 2* 4* 3* 4** 4**
Устойчивость к другим экологическим факторам, балл 3** 3** 4* 3* 4** 4**
Комплексная устойчивость, % 73,0 70,0 85,0 91,0 97,0 96,0
Примечание. Шкала баллов по степени устойчивости: 1 - высоковосприимчивое, 2 - восприимчивое, 3 - восприимчивое в слабой степени, 4 - устойчивое, 5 - высокоустойчивое.
Заключение, выводы
Устойчивость к комплексу абиотических факторов была уточнена и дополнена в соответствии с данными отдела биологии ВНИАЛМИ. Анализ санитарного состояния дуба проводился в соответствии с основными группами болезней, характерными для Нижнего Поволжья.
В насаждениях населенных пунктов выявлена комплексная биологическая и патологическая устойчивость отдельных видов, форм и гибридов дуба, что позволило обосновать и рекомендовать их для введения в практику озеленения. Большую комплексную устойчивость обнаружила пирамидальная форма дуба черешчатого, наибольшую - дуб красный и гибрид дуб красный х дуб черешчатый.
Все виды и формы тополей поражаются грибами и бактериями, вызывающими болезни семян, листьев, луба, древесины, стволов и корней, ведущие к частичному или полному усыханию. Такие
насаждения не могут в полной мере выполнять оздоровительные, мелиоративные и другие природоохранные функции. Нами была определена патологическая толерантность видов и форм тополя. К черному раку более устойчив тополь бальзамический - Populus balsamifera, к мокрому язвенно-сосудистому раку тополь белый - P. alba. Меньше всех поражаемы цитоспорозом тополь белый (Волгоградская обл., Поволжская АГЛОС, Самарская обл.), тополь Болле и пирамидальная форма тополя черного. Наиболее распространенная в Нижнем Поволжье пирамидальная форма тополя черного в средней степени поражается всякого рода патологиями, а тополь черный и осина поражаются в средней и сильной степени.
Ясень характеризуется сравнительной устойчивостью к болезням относительно других древесных пород, что подтверждено трехлетними исследованиями. Отмечена пораженность ясеня в различных
В лабораторияхселекционеров
условиях некрозами и пятнистостями, наиболее вредоносные заболевания - вилт, рак - встречаются редко, вплоть до единичных случаев. Среди видов ясеня по признаку устойчивости к болезням выделяют ясень зеленый (ланцетный) и обыкновенный.
В результате проведенных эколого-патологиче-ских исследований среди морфологического разнообразия древесных растений в условиях экологического и нарастающего климатического стресса оценены и отобраны виды и формы, отличающиеся толерантностью к негативным патологическим факторам, адаптивностью к сложившимся условиям, а, следовательно, перспективностью для целей лесоразведения.
Литература:
1. Крюкова Е. А., Колмукиди С. В Толерантность биологического разнообразия интродуцентов и аборигенных растений для лесоразведения поволжских регионов на основе эколого-патологической оценки // Защитное лесоразведение, мелиорация земель, проблемы агроэкологии и земледелия в РФ: материалы Международ. науч.-практ. конф., Волгоград, 19-23 сент. 2016 г. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2016. - С. 343-348.
2. Крюкова Е. А., Колмукиди С. В., Скуратов И. В. Сосуди-
стые патологии в степном лесоразведении. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2016. - 134 с.
3. Heybroek H. M. Notes on elm breeding and genetics // The Elms: Breeding, Conservation, and Disease Management. - Boston: Christopher P. Dunn Ed., Kluwer Academic Publishers, 2000. - PP. 249-258.
ENVIRONMENTAL SELECTION OF PROMISING TOLERANT SPECIES AND FORMS FOR PROTECTIVE AFFORESTATION IN THE VOLGA REGIONS
Kryukova Y. A., Dr. Sci. Agr., Kolmukidi S. V., PhD Sci. Agr., [email protected]
Federal State Budget Scientific Institution "Federal Scientific Center of Agroecology, Complex Melioration and Protective Afforestation of the Russian Academy of Sciences (FSC of Agroecology RAS), Volgograd, Russia
The paper presents a pathological assessment and selection of resistant woody plants for afforestation in the Volga region; considers the morphological biodiversity of species, hybrids, forms and the level of their resistance to pathogens; develops the principles for estimation, selection and reproduction of resistant species and forms that differ in tolerance, adaptability and are promising for breeding in the Volga regions.
Keywords: tolerant species, resistance, vascular mycosis.
УДК 634.0232.3
ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕТОДОВ АНАЛИТИЧЕСКОЙ СЕЛЕКЦИИ ДРЕВЕСНЫХ ВИДОВ ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ ЛЕСОСЕМЕННЫХ ХОЗЯЙСТВ ДЛЯ ЛЕСОМЕЛИОРАТИВНЫХ ЦЕЛЕЙ
С. Н. Крючков, д. с.-х. н., [email protected], О. И. Жукова, к. с.-х. н., А. С. Стольнов, [email protected] -Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук» (ФНЦ агроэкологии РАН), Волгоград, Россия
Приведены теоретические основы аналитиче- лесоразведения по природным зонам аридного
ской селекции древесных видов при организа- региона.
ции лесосеменных хозяйств, практические реко- Ключевые слова: агролесомелиорация, лесная
мендации, представлена оценка эффективности селекция, семеноводство, лесосеменная плантация,
плантационного семеноводства для защитного генофонд, постоянная лесосеменная база.
Интенсивной формой аналитической селекции в лесоводстве является индивидуальный отбор хозяйственно ценных и продуктивных биотипов с последующей их репродукцией.
Наиболее планомерно методы аналитической селекции в лесоводстве стали применяться в конце прошлого столетия при активном развитии лесного семеноводства на генетико-селекционной основе.
Объекты постоянной лесосеменной базы (ПЛСБ) создавались в основном для главных ле-сообразующих пород при восстановлении продуктивных лесов.
В защитном лесоразведении вопросам лесного семеноводства уделяется недостаточно внимания, но они имеют особо важное значение, поскольку решают проблему повышения долговечности древесных видов в экстремальных лесорастительных условиях.
Материалы и методика исследований. Методы исследований в селекционном семеноводстве для защитного лесоразведения отличаются от традиционных методов для лесоводства [4]. Если для лесохозяйственного производства приоритетным является продуктивность лесообразующих пород, то для защитного лесоразведения, особенно в су-хостепной и полупустынной зонах, первостепенными являются признаки, характеризующие жизнеспособность маточных деревьев: засухо-, соле- и морозоустойчивость, устойчивость к болезням
и вредителям. Различны и объекты отбора. Если для первой цели (продуктивность древесины) отбор плюсовых деревьев проводится в исторически сформировавшихся популяциях, то для второй, при отсутствии местных естественных лесов, отбор наиболее ценных биотипов и популяций проводится в культурах интродуцентов, чаще неизвестного происхождения. В связи с этим объектами отбора являются не только лесные насаждения гослесфонда, но и искусственные насаждения других ведомств (сельского хозяйства, ж.-д. транспорта и др.) [5, 6].
Наиболее пригодными и надежными для отбора устойчивых популяций и особей являются старые лесные насаждения, испытавшие на протяжении жизни систематическое воздействие экстремальных условий. Такое сочетание неблагоприятных условий на обширной территории ЮВ ЕТР за последнюю треть ХХ столетия складывалось несколько раз и являлось причиной массовой гибели лесных насаждений. Поэтому все искусственные насаждения в этом регионе стали ареной достоверного отбора устойчивых деревьев и кустарников. Сохранившиеся насаждения и отдельные особи являются ценным генофондом для создания нового устойчивого поколения защитных насаждений. Чрезвычайно важным объектом отбора исходного материала для семеноводства являются постепенно исчезающие естественные популяции ценных древесных видов - реликтовые байрачные дубравы, меловые
