CC BY
52
УДК 630*232+630*165:630*174.754 03.00.00 Биологические науки
ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТИ РОСТА ГЕОГРАФИЧЕСКИХ КУЛЬТУР СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЛЕСОСТЕПИ
Галдина Татьяна Евгеньевна к. с.-х. наук
Романова Мария Михайловна
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный
лесотехнический университет имени
Г. Ф. Морозова» Воронеж, Российская Федерация
394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, д 8
В статье приведены результаты изучения состояния сосны обыкновенной в географических культурах Центральной лесостепи. Отображена общая картина внутривидовой изменчивости сосны обыкновенной. Представлены данные об влиянии происхождения на сохранность, продуктивность, качественные характеристики. Представлена картина приспособляемости экотипов к новым условиям среды
Ключевые слова: ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ КУЛЬТУРЫ, СОХРАННОСТЬ, ПРОДУКТИВНОСТЬ, СОСНА ОБЫКНОВЕННАЯ, ПОПУЛЯЦИОННАЯ СТРУКТУРА
йо!: 10.21515/1990-4665-127-060
UDC 630*232+630*165:630*174.754 Biology
STUDYING THE GROWTH CHARACTERISTICS OF PINE GEOGRAPHICAL CULTURES IN THE CENTRAL FOREST-STEPPE
Galdina Tatyana Evgenyevna Сandidate of agricultural sciences
Romanova Maria Mihailovna
Federal State Budget Education Institution of Higher Education "Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov", Voronezh, Russian Federatio
The results of studying the ordinary pine condition in geographical cultures of the Central forest-steppe are cited in the article. The general pattern of the ordinary pine intraspecific variability is represented. The data of origin influence on safety, efficiency, qualitative adjectives are presented. The pattern of ecotypes adaptability to new environment conditions is presented
Keywords: GEOGRAPHICAL CULTURE, PRESERVATION, PRODUCTIVITY, SCOTS PINE, POPULATION STRUCTURE
В начале XX столетия вопрос о географических расах приобрел в лесоводстве настолько большое значение, что было решено организовать испытание различных климатических экотипов древесных пород в международном масштабе. В воронежской области заложена целая серия географических культур: сосны обыкновенной (проф. Вересин М. М.), лиственниц (проф. Дерюжкин Р. И.), берез (проф. Попов В. К.).
Основные цели, ставившиеся при закладке и изучении этих культур:
а) эволюционные процессы и их взаимосвязь с условиями внешней среды;
б) генотипическая и фенотипическая изменчивость различных признаков и показателей;
в) отбор лучших типов для селекции и лесовосстановления;
г) сохранение генофонда видов;
д) внутрвидовая гибридизация;
е) разработка и уточнение вопросов лесосеменного районирования, семеноводства и внутривидовой систематики.
В настоящее время географические культуры по возрасту перешагнули рубеж 1/2 возраста рубки.
Объектом нашего исследования послужили географические культуры сосны обыкновенной, заложеные в 1959 году под руководством проф. М.М. Вересина на территории Рамонского лесничества Воронежского лесхоза.
Семена были получены через сеть контрольно-семенных станций (популяционные сборы в сухих и свежих борах в условиях А, В, С). Всего было собрано 245 образцов, охватывающие 228 лесхозов. Пункты сбора
п
семян начиная с крайнего по широте - 40°43 и 64°30'' с.ш., по долготе -21°05'' и 127°38'' в.д.
Обследуемые географические культуры расположены в лесостепной зоне Воронежской области, в типе условий произрастания А2. Почва под геокультурами серая супесчаная слаборазвитая. До закладки опыта участок вышел из-под сельхозпользования старая залеж. Закладка объекта проводилась 2-х летними сеянцами под меч Колесова по сплошной обработанной почве.
Каждый экотип высажен на площади 0,05 га.
Изучение опытных культур проводилась с 2000-2016 гг. на 32 пробных площадях, представляющих происхождения из таежной и хвойно-широколиственых зон (таб. 1).
На пробном участке проводился сплошной перечет деревьев с подробным описанием последних по определенной форме и учет пустых посадочных мест. Для каждого дерева отмечались классы
полнодревесности, прямоствольности, суковатости по принятым условным индексам.
Биологический возраст объекта обследования составил 40, 50,57 лет.
Результаты и обсуждения
По результатам многолетних исследований отмечено, что происхождение семян оказывает существенное влияние на биологические особенности климотипов в новых условиях произрастания, что сказывается на всех хозяйственно ценных показателях древесных пород, характеризующих их продуктивность и товарные качества.
В таблице 1 представлены показатели, характеризующие общую продуктивность в возрасте У возраста рубки.
Характеризуя показатели продуктивности следует отметить, что наибольший диаметр имеют Пензенский (26,3 см), Винницкий (26,2 см), Горьковский (24,4 см), Тамбовский (24,5 см),Тернопольский (24,2 см), Белгородский (23,3 см).
Местные климатипы характеризуются средними показателями Воронежский (Усманский бор) ё=22,1 см и Воронежский (Хреновской бор) ё= 23,4 см.
Минимальный диаметр отмечен у происхождений Новгородского (15,7 см), Эстонского (16,3 см), Ленинградского (16,4 см), Архангельского (16,2 см) Псковский (17,1 см), Костромская (16,3 см) и Карельский (17,2 см) климатипов.
Рост культур в высоту является одним из важнейших признаков, указывающих на приспособленность культур к данным природно-климатичеким условиям и их продуктивности.
В результате исследований выявлено, что наибольшую среднюю высоту имеют образцы Пензенский (26,3 м), Тернопольского (24,8 м), Винницкий (25,0 м), Тамбовский (24,2 м) и Татарский (24,0 м) климатипов.
Местные климатипы характеризуются средними показателями Воронежский (Усманский бор) Н=24.0 м и Воронежский (Хреновской бор) Н= 23,8 м.
Таблица 1 -Географические пункты заготовки семян сосны обыкновенной
для закладки культур
№ п/п Лесосеменной район Республика, область Лесхоз, лесхоззаг. Географически е координаты Диаметр, см Высота, м Запас на 1 га.
с. Ш. в. д. М, ср С,% М, ср С, %
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1 Ю жнокарельский( 5) Карелия Заонежский 64° 30' 32° 00' 17,2 21 17,7 6 186
2 Двинско-мезенская(3) Архангельская Онежский 63° 45' 37° 40' 16,2 21 16,7 2 269
3 Сухоно-унженский(8) Вологодская Череповецкий 60° 15' 37° 40' 16,8 16 19,0 4 146
4 Северо-запаный(7) Ленинградская Рощинский 60° 15' 29° 40' 16,4 18 18,9 4 278
5 Эстонский(11) Эстония Таллинский 59° 25' 23° 17' 16,3 18 18,4 11 264
6 Сухоно-унженский(8) Костромская Мантуровский 58° 18' 44° 42' 16,3 16 15,3 5 143
7 Северо-западный^) Псковская Струго-красненский 58° 15' 25° 50' 17,1 17 19,9 8 291
8 Северо-западный^) Новгородская Валдайский 58° 00' 33° 15' 15,7 16 19,9 10 312
9 Центр альный(17) Ярославская Рыбинский 57° 08' 38° 40' 17,7 20 20,6 4 275
10 Латвийский(12) Латвия Угальский 57° 28' 21° 35' 18,3 16 19,5 3 285
11 Среднепредуральс кий(10) Пермская Осинский 57° 22' 55° 20' 21,8 20 20,6 6 190
12 Центр альный(17) Калининская Калининский 56° 48' 35° 50' 18,9 24 19,9 3 265
13 Вятский(9) Горьковская Павловский 56° 05' 43° 05' 24,4 20 23,7 4 332
14 Средневолжский (21) Татарская Красноборская 55° 55' 53° 05' 23,6 24 24,0 7 473
15 Литовский(13) Литва Койщадорский 54° 50' 24° 20' 20,3 21 21,5 4 295
16 Центр альный(17) Рязанская Солотинский 54° 45' 39° 50' 21,0 20 24,6 6 380
17 Беларусский (15) Минская Борисовский 54° 20' 28° 30' 21,0 21 21,5 5 339
18 Приволжский (18) Мордовия Зубовский 54° 05' 42° 40' 23,5 23 23,3 9 393
19 Средневолжский (21) Пензенская Кузнецкий 53° 05' 46° 40' 26,3 24 26,3 5 384
20 Центральночерноземный^) Тамбовская Тамбовский 52° 40' 42° 45' 24,5 27 24,2 5 296
21 Воронежская Воронежский (Усманский) 51° 50' 39° 30' 22,1 19 24,0 1 424
22 Полесский(19) Сумская Королевецкий 51° 40' 33° 20' 22,8 22 23,3 3 396
23 Центрально-черноземный(20) Курская Рыльский 51° 35' 34° 30' 21,8 19 22,2 7 378
24 Полесский(19) Черниговская Черниговский 51° 30' 31° 18' 20,8 22 24,4 4 239
25 Центрально-черноземный(20) Белгородская Старо-оскольский 51° 20' 37° 45' 23,3 22 23,6 8 306
26 Полесский(19) Волынская Машвичский 51° 15' 25° 30' 24,3 24 22,9 4 343
27 Центральночерноземный^) Воронежская Хреновской 51° 10' 40° 20' 23,4 22 23,8 1 396
28 Полесский(19) Житомерская Каростенский 50° 59' 28° 52' 20,2 25 23,4 4 326
29 Днепровско- правобережный лесостепной(25) Тернопольская Кременецкий 50° 10' 25° 20' 24,2 25 24,8 2 324
30 Виницкая Яковский 49° 32' 30° 28' 26,2 24 25,0 6 342
31 Приволжский( 18) Марий Эл Муш-Мари 48° 42'' 56° 20' 18,8 23 20,6 5 287
32 Карпатская(24) Дрогобынск Стрийский 48° 18' 23° 45' 19,5 21 20,8 3 388
Наименьшая средняя высота наблюдается у Костромского (15,3 м), Архангельского (16,7 м), Карельского (17,7 м), Эстонского (18,4 м), Ленинградского (18,9 м) и Вологодского (19,0 м) климатипов.
Коэффициент изменчивости в данном случае варьирует от 1 до 8 %.
Запас древесины на 1 га - основной показатель продуктивности древостоев.
В целом, продуктивность насаждений в географических культурах снижается по мере удаления от места произрастания материнских деревьев. Наибольший запас древесины на 1 га выявлен у образцов Татарского (473 "л/ га), Пензенского (384 га), Сумского (396 га).
Местные климатипы имеют высокие показатели по запасу: Воронежский (Усманский бор) 424 га м и Воронежский (Хреновской бор) 396"°/ га.
Наименьший запас древесины на 1 га принадлежит происхождениям Костромского (143 га), Вологодского (146 га) и Карельского (186 га) климатипов.
На момент обследования, в пределах исследуемых экотипов были выделены лучшие по ряду признаков происхождения: максимальной общей продуктивностью биомассы, а также лучшими показателями качества ствола характеризуются Пензенский, Мордовский, Сумской климатип.
Одним из важных показателей, характеризующих особенность приспособляемости, как отдельного дерева, так и насаждения в целом к новым условиям произрастания, является относительная высота. Относительная высота отражает, в первую очередь, степень борьбы за такой важный экологический фактор, как свет. Вместе с тем он является индикатором приспосабливаемости и выживаемости деревьев, а также индикатором борьбы за жизненное пространство в целом.
В качестве усовершенствования действующего лесосеменного районирования необходимо отметить, что нецелесообразно использовать семена из Костромы, Вологды, Новгорода, характеризующиеся низкими таксационными и качественными показателями насаждений.
О" I
о о. о со
Рисунок 1 - Динамика влияния происхождения на относительную высоту в условиях произрастания географических культур Центральной лесостепи.
По данным В.И. Рубцова, относительная высота в сосняках, характеризующая удовлетворительное произрастание насаждения, должна находится в пределах 90-115. Высокие показатели относительной высоты характеризуют неудовлетворительное произрастание насаждения в данных условиях местопроизрастания, наблюдается крайнее угнетение древостоя, за которым обычно наступает отмирание дерева. Значение относительной высоты (116-126) Ярославского, Житомировского, Черниговского, Рязанского, Новгородского климатипов указывают на большую интенсивность их роста в высоту по сравнению с другими обследуемыми происхождениями.
Относительная высота местных происхождений указывает на удовлетворительные условия для роста сосновых насаждений. Относительная высота у Воронгежского (Усманский бор) составляет 102, у Воронежского (Хреновской бор) 100.
Изучаемые нами климатипы в географических культурах обследовались ранее М.М. Вересиным и А.М. Шутяевым в возрасте 16 и 27 лет (таб. 2).
В шестнадцатилетнем возрасте сохранность насаждений варьирует от 6 до 89%. Наибольшая сохранность отмечена у северных климатипов, наименьшая у центрально-черноземных. Сохранность местных климатипов составила 67,3 %. (Вересин, Шутяев, 1978).
При обследовании географических культур в 1983г. биологический возраст 27 лет происходит сохранения динамики в сохранности.
Таблица 2 - Динамика изменения основных таксационных показателей _в географических культурах различных возрастов_
Географически е районы 16 лет* 27 лет** 40 лет 57 лет
Сохранность Ср. диаметр Средняя высота Запас на 1 га Сохранность Ср. диаметр Средняя высота Запас на 1 га Сохранность Ср. диаметр Средняя высота Запас на 1 га Ср. диаметр Средняя высота Запас на 1 га
Воронежский, Бор. 67 6,8 6,4 118 43 10,6 11,5 242 27,8 13,3 17 260 22,1 24,0 424
Беларусский 60 6,2 6,2 93 41 10,9 11,3 225 19 16,7 20 183 21,0 21,5 339
Московский 43 6,5 6,0 60 38 10,2 10,7 186 16 18,7 20 184
Калининский 49 6,2 5,7 42 33 9,2 10,2 152 20 16,1 20 182 18,9 19,9 265
Литовский 47 6,5 5,7 79 45 10,2 10,9 229 18 16,4 20 165 20,3 21,5 295
Пермский 71 6,1 5,2 70 53 8,8 9,8 130 23 14,4 15 98 21,8 20,6 190
Кировский 84 5,5 5,0 79 51 9,1 10,0 124 24 13,3 16 120
Архангельский 83 4,9 4,2 63 61 8,5 8,5 109 21 13,9 16 115 16,2 16,7 269
Карельский 83 4,6 4,0 52 81 7,8 8,5 143 24 15,2 17 166 17,2 17,7 186
* - данные Вересина, Шутяева (1978); ** - данные Шутяева (1983). ***- данные Галдиной (2001)
М.М. Вересиным и А.М. Шутяевым в своих работах отмечали, что отпад произошел, в основном, в первый же год из-за сильной
пораженности сеянцев шютте и засушливого лета, за счет различных повреждений растений вредителями, болезнями, животными и людьми. (Шутяев, Вересин, 1990). Таким образом, в первые годы жизни до смыкания в культурах наблюдается сильное влияние происхождения на приживаемость. Именно в этот период происходит наибольший процент естественного отбора лучших генотипов, более выносливых и устойчивых к различным видам повреждений.
После смыкания культур роль внешних факторов в процессе отпада ослабевает. Все большее значение приобретает такой показатель как первоначальная густота, а соответственно влияние растений друг на друга, их конкуренция за свет, влагу и элементы питания, а также наследственные признаки. Именно эта конкуренция приводит в конечном счете к постепенному ослаблению и гибели отстающих в росте растений (естественное усыхание деревьев), то есть в насаждениях усиливается процесс естественного отбора и влияние географического происхождения семян, используемых для закладки культур.
В таблице 2 представлена динамика изменения основных таксационных показателей, характеризующих устойчивость и продуктивность в новых условиях произрастания. Отмечено, что средняя высота происхождений в возрасте 16 лет варьировала 4,0-6,4 м., в возрасте 27 лет - в пределах 8,513,2 м., в возрасте 40 лет - от 15-20 м., в возрасте 57 лет - 15,3-26,3м. Средний диаметр в 16 лет - 4,6-6,8 см, в 27 лет- от 7,6 см до 14,0 см.
Из таблицы видно, что в культурах на разных возрастных этапах выявлен большой разброс хозяйственно-ценных показателей. Четко прослеживается в возрасте У возраста рубки влияние происхождения на таксационные показатели. Таким образом, подтверждается утверждение многих авторов о сохранение в новых условиях местопроизрастания наследственно-генетических факторах, влияющих на сохранность, продуктивность и качество сосны обыкновенной.
Выводы.
Из результатов многолетних наблюдений за географическими культурами сосны обыкновенной в Центральной лесостепи следует отметить, что происхождение семян оказывает значительное влияние на рост и продуктивность насаждений. Влияние происхождения наблюдается на всех возрастных этапах, начиная от приживаемости, до смыкания кроны, после смыкания кроны, в возрасте V возраста рубки.
В большинстве случаев многими авторами отмечается, что местные климатипы растут лучше инорайонных и эта закономерность усиливается по мере удаления пунктов заготовки семян от района культивирования. Однако, отмечено и иное, когда инорайонные происхождения преобладают над местными, что дает о возможность использования географических форм древесных пород для повышения продуктивности лесов.
В настоящее время географические культуры государственной сети перешагнули рубеж первого класса возраста и позволяют провести уточнение регламентации перебросок семенного материала хвойных пород по результатам, полученным в возрасте, приближающемся к оптимальному для селекционной оценки. Предварительные результаты исследований показывают необходимость сужения границ использования инорайонных семян для северных регионов по сравнению с ранее выделенными по культурам в молодом возрасте.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Вересин, М.М. Испытание потомств географических популяций сосны обыкновенной в Воронежской области [Текст] / М.М. Вересин, А.М. Шутяев // Межвуз. сб. науч. тр. Защитное лесоразведение и лесные культуры. - Воронеж, 1987. - Вып. 5. -С. 27-33.
2. Видякин, А. И. Индексная оценка признаков популяционной структуры сосны обыкновенной / Лесоведение, - 1991г. - №1. - С. 57-62.
3. Галдина Т.Е. Внутривидовое разнообразие форм сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в географических культурах центральной лесостепи//Плодоводство,
семеноводство, интродукция древесных растений: Материалы XIII Международной научной конференции. - Красноярск :СибГТу, 2010. С.26-29
4. Галдина Т. Е. Сосна обыкновенная из таежных и смешанных лесов в географических культурах центральной лесостепи: Дис. ... канд. с.-х. наук : 06.03.01 : Воронеж, 2003, 127 с.
5. Галдина, Т.Е. Сосны обыкновенной из таежных и смешанных лесов в географических культурах Центральной лесостепи // Автореферат дис. ... к.с.-х.н.-Воронеж: ВГЛТА, 2003.- 20 с.
6. Животовский, Л.А. Популяционная биометрия/Л.А. Животовский - М.: Наука, 1991. - 271 с.
7. Лесосеменное районирование основных лесообразующих пород в СССР [Текст]-М.: Лесная пром-сть, 1982. - 368с.
8. Смогунова, О.А. Рост и продуктивность сосны обыкновенной в географических культурах центральной лесостепи: Автореф.... канд. с.-х. наук / О. А. Смогунова. - Воронеж, 2000. - 20 с.
REFERENCES
1. Veresin, M.M. Ispytanie potomstv geograficheskih populjacij sosny obyknovennoj v Voronezhskoj oblasti [Tekst] / M.M. Veresin, A.M. Shutjaev // Mezhvuz. sb. nauch. tr. Zashhitnoe lesorazvedenie i lesnye kul'tury. - Voronezh, 1987. - Vyp. 5. - S. 27-33.
2. Vidjakin, A.I. Indeksnaja ocenka priznakov populjacionnoj struktury sosny obyknovennoj / Lesovedenie, - 1991g. - №1. - S. 57-62.
3. Galdina T.E. Vnutrividovoe raznoobrazie form sosny obyknovennoj (Pinus sylvestris L.) v geograficheskih kul'turah central'noj lesostepi//Plodovodstvo, semenovodstvo, introdukcija drevesnyh rastenij: Materialy XIII Mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii. -Krasnojarsk:SibGTu, 2010. S.26-29
4. Galdina T. E. Sosna obyknovennaja iz taezhnyh i smeshannyh lesov v geograficheskih kul'turah central'noj lesostepi: Dis. ... kand. s.-h. nauk : 06.03.01 : Voronezh, 2003, 127 c.
5. Galdina, T.E. Sosny obyknovennoj iz taezhnyh i smeshannyh lesov v geograficheskih kul'turah Central'noj lesostepi // Avtoreferat dis. ... k.s.-h.n.- Voronezh: VGLTA, 2003.- 20 s.
6. Zhivotovskij, L.A. Populjacionnaja biometrija/L.A. Zhivotovskij - M.: Nauka, 1991. - 271 s.
7. Seed zoning main forest-forming species in the USSR [Text]-M.: Forest industry, 1982. - 368с.
8. Smogunova, O.A. Rost i produktivnost' sosny obyknovennoj v geograficheskih kul'turah central'noj lesostepi: Avtoref.... kand. s.-h. nauk / O.A. Smogunova. - Voronezh, 2000. - 20 s.
