CC BY
35
УДК 630*181.51:582.475
DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.22
ИЗМЕНЧИВОСТЬ ВЕГЕТАТИВНОГО ПОТОМСТВА
ПЛЮСОВЫХ ДЕРЕВЬЕВ КЕДРА СИБИРСКОГО, АТТЕСТОВАННЫХ
ПО СТВОЛОВОЙ ИЛИ СЕМЕННОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ
В.В. Нарзяев, аспирант; ORCID: 0000-0003-1485-3381
Р.Н. Матвеева, д-р с.-х. наук, проф.; ORCID: 0000-0002-3476-9622
О.Ф. Буторова, д-р с.-х. наук, проф.; ORCID: 0000-0001-8575-7464
Ю.Е. Щерба, канд. с.-х. наук, доц.; ORCID: 0000-0002-8437-4274
Сибирский государственный университет науки и технологий им. академика М.Ф. Ре-
шетнева, просп. имени газеты «Красноярский рабочий», д. 31, г. Красноярск, Россия,
660037; e-mail: [email protected], [email protected], [email protected]
Кедр сибирский (Pinus sibirica Du Tour) является древесной породой, отличающейся многообразием свойств. Учитывая ценность данного вида и уменьшение его запасов в связи с пожарами, гибелью от шелкопряда, незаконными рубками, необходимо сохранять и размножать лидирующие экземпляры, которые формировались в естественных условиях. Приведены результаты исследования кедра сибирского в условиях ЮжноСибирской горной лесорастительной зоны. Цель исследования - изучение изменчивости клонового потомства кедра сибирского на опытном участке. В качестве маточных были взяты плюсовые деревья, аттестованные в Новосибирской области по семенной или стволовой продуктивности. Плюсовые деревья имели высоту 16,0...30,5 м, диаметр ствола 44...78 см. Среднее количество шишек на деревьях за 10-летний период до аттестации (1967-1977 гг.) составляло 203...470 шт. Для исследования были отобраны 35 плюсовых деревьев, аттестованных в 1977 г. по стволовой (17 шт.) и семенной (18 шт.) продуктивности, сопоставлены их показатели с показателями клонового потомства при возрасте привоя 29 лет. Определены следующие биометрические показатели рамет разных клонов: высота ствола, диаметр и объем ствола и кроны, длина хвои, образование шишек независимо от аттестации плюсовых деревьев по стволовой или семенной продуктивности. Клоновый посадочный материал выращен путем прививки черенков весной 1989 г. на 6-летние сеянцы кедра сибирского. При посадке на плантацию их возраст составил 8 лет (подвой - 6 лет, привой - 2 года). В последующие годы наблюдалась изменчивость показателей клонового потомства. Установлено, что биометрические показатели и процент деревьев, образовавших шишки, не имели достоверных различий при сравнении потомств плюсовых деревьев, выделенных как по семенной, так и по стволовой продуктивности. Существенно отличалось среднее количество шишек у рамет от плюсовых деревьев по семенной продуктивности. Большая изменчивость показателей наблюдалась между клонами и раметами в клонах независимо от цели отбора при аттестации маточных деревьев. Коэффициент наследуемости маточных деревьев по высоте клонового потомства составлял 40,7 %, по диаметру ствола - 35,0 %. Были отселектированы отдельные раметы, отличающиеся интенсивностью роста, семенной и экологической продуктивностью. Полученные результаты могут быть использованы при создании клоновых плантаций второго поколения повышенной генетической ценности в условиях Южно-Сибирской горной лесорастительной зоны.
Для цитирования: Нарзяев В.В., Матвеева Р.Н., Буторова О.Ф., Щерба Ю.Е. Изменчивость вегетативного потомства плюсовых деревьев кедра сибирского, аттестованных по стволовой или семенной продуктивности // Лесн. журн. 2019. № 4. С. 22-33. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.22
Ключевые слова: кедр сибирский, плюсовое дерево, прививка, клон, рамета, изменчивость, урожайность, интенсивность роста.
Введение
Кедр сибирский (Pinus sibirica Du Tour) является древесной породой, отличающейся многообразием ценных свойств. Его орехи (семена) используются как пищевой продукт, широко применяются также древесина, живица и др. Кроме того, кедровые насаждения выполняют почвозащитные, экологические и другие функции [1, 5, 10 и др.].
Учитывая ценность данного вида и уменьшение его запасов в связи с пожарами, гибелью от шелкопряда, незаконными рубками, необходимо сохранять и размножать лидирующие экземпляры, которые формировались в естественных условиях. С этой целью проводится аттестация плюсовых деревьев по стволовой и семенной продуктивности. Их размножение позволяет создавать плантации целевого назначения. О целесообразности создания кло-новых плантаций хвойных пород имеется большое количество публикаций [2, 4, 7, 8, 11, 14, 16, 17, 20, 21, 24 и др.].
В Австрии прививочные плантации кедра европейского существуют с конца 50-х годов прошлого века [19]. В Корее выращивают клоны кедра корейского прививкой и черенкованием [22]. Лесные плантации успешно создаются во многих странах (Китай, Швеция, Финляндия, США), в основном для получения древесины [3]. A.D. Yanchuk et al. [26] анализировали изменчивость запаса древесины на клоновой плантации ели ситхинской в Канаде. B. Li, S. McKeand, R. Weir [23] рекомендовали на лесосеменных плантациях сосны ладанной проводить отбраковку отстающих в росте клонов для повышения на 12 % запаса древесины. S. Goto et al. [18] установлены достоверные различия, достигающие в некоторых случаях почти 100-кратной величины, у семян деревьев разных клонов сосны Тунберга.
Перспективным направлением считается создание лесосеменных плантаций повышенной генетической ценности. Для этого в первую очередь используют привитой посадочный материал, заготовленный с маточных деревьев, отселектированных по конкретным показателям. Клоновые лесосеменные плантации, в частности кедра сибирского, закладывают привитым посадочным материалом или прививкой на подвой сосны обыкновенной или кедра сибирского. Е.В. Титов [12] отмечает, что перспективным является плантационное лесовыращивание пород для получения недревесной продукции - орехов. А.П. Царев и др. [13] пишут, что прививочным плантациям отводится особая роль в реализации мероприятий по ускоренному размножению наиболее ценных экземпляров сосны кедровой сибирской.
Отмечаются преимущества и недостатки плантаций вегетативного происхождения, которые раньше вступают в стадию семеношения. У некоторых экземпляров наблюдается несовместимость прививаемых компонентов, что требует проведения гомопластических прививок и тщательного подбора привоя и подвоя. Особое внимание необходимо уделять деревьям, с которых заготавливаются черенки, так как вегетативное потомство от них является генетически однородным [6, 15].
Цель исследования - изучение изменчивости клонового потомства кедра сибирского. В качестве маточных были взяты плюсовые деревья, аттестованные в Новосибирской области по семенной и стволовой продуктивности.
Исследования являются актуальными в связи с проведением оценки маточных деревьев кедра сибирского по клоновому потомству и использованием лучших экземпляров для размножения и выращивания селекционного
посадочного материала при создании целевых плантации, ориентированных на повышенные урожаи кедрового ореха или ускоренное получение древесины в условиях Южно-Сибирской горноИ лесорастительной зоны [9].
Селекционная оценка плюсовых деревьев по показателям роста и репродуктивного развития 29-летнего привоя разных клонов проведена впервые.
Объекты и методы исследования
Для исследования отобраны 35 плюсовых деревьев, аттестованных в 1977 г. по стволовой (17 шт.) и семенной (18 шт.) продуктивности, сопоставлены их показатели с показателями клонового потомства при возрасте привоя 29 лет. Измерялись следующие биометрические показатели рамет разных клонов: высота и диаметр ствола, диаметр кроны, длина хвои; определялись объем ствола и кроны, образование шишек в вариантах, где плюсовые деревья были аттестованы по стволовой или семенной продуктивности. Биометрические показатели плюсовых деревьев брали из паспортов, составленных при их аттестации.
У клонов плюсовых деревьев методом сплошного перечета устанавливали количество шишек в кроне дерева с 2013 по 2017 г. Длину хвои измеряли на текущем приросте боковых побегов мутовки, расположенной на высоте 1,3 м с южной стороны дерева (по 5 шт.). По стволовой продуктивности измерено 188 рамет от плюсовых деревьев, по семенной - 217 рамет. Количество рамет в каждом клоне варьировало от 8 до 16 шт. В среднем представленность рамет - 11,5 шт.
Объем ствола потомства определяли по следующей формуле:
КСТв = gHF,
где g - площадь поперечного сечения ствола на высоте 1,3 м, м2; H - высота дерева, м; F - видовое число, F = 0,5.
Объем кроны устанавливали по формуле А.В. Тюрина:
v - nDL
кр 8 '
где D - диаметр кроны, м; L - протяженность кроны, м.
Рассчитывали коэффициент наследуемости маточных деревьев по высоте и диаметру ствола вегетативного потомства:
а2
H2 ,
а2
рИ
2 2 , где с - генотипическая дисперсия; с - фенотипическая дисперсия.
я РИ
Объектами исследований являлись раметы клонов плюсовых деревьев, аттестованных по семенной или стволовой продуктивности. Маточные деревья произрастали на территории Колыванского лесхоза Новосибирской области. Плантация была создана посадкой привитых растений в Саянском участковом лесничестве Ермаковского лесничества Красноярского края. Расстояние между посадочными местами - 8^8 м. Климат района исследований резко континентальный (в январе средняя температура воздуха составляет -22,7 °С, в июле - +14 °С). Почва серая лесная. Условия для выращивания кедра сибирского благоприятные.
Клоновый посадочный материал выращен путем прививки черенков весной 1989 г. на 6-летние сеянцы кедра сибирского. К моменту посадки на плантацию их возраст составил 8 лет (подвой - 6 лет, привой - 2 года). Наблюдения за ростом и репродуктивным развитием клонов проведены при возрасте привоя 29 лет.
Для статистической обработки результатов исследования использовали программы Microsoft Office.
Результаты исследования и их обсуждение
Высота плюсовых деревьев, аттестованных по стволовой продуктивности, была на 10 % больше средних показателей деревьев кедра сибирского, произрастающих в соответствующих выделах Кандауровского и Орско-Симанского лесничеств, диаметр ствола - выше на 30 % и более. Некоторые деревья, отселектированные по семенной продуктивности, кроме высокой урожайности имели превышение по высоте и диаметру ствола (табл. 1).
Таблица 1
Биометрические показатели плюсовых деревьев
Номер Высота Диаметр Номер Высота Диаметр
плюсо- ствола плюсо- ствола
вого % % вого % %
дерева м к ХСр см к Хср дерева м к Хср см к Хср
Отобраны по стволовой продуктивности
13/13 25 125 60 150 31/31 26 113 72 164
17/17 26 114 62 140 33/33 26 113 60 132
18/18 26,5 115 62 140 37/37 27 117 60 150
20/20 26 114 62 140 112/76 30,5 115 78 150
21/21 28 122 76 172 113/77 29 109 72 138
22/22 26 114 70 158 128/92 28 110 60 143
29/26 24 114 60 187 141/105 28 112 64 152
30/30 25 119 52 162 146/110 27 110 70 167
147/111 27 110 68 162
Отобраны по семенной продуктивности
88/52 20 91 58 125 99/63 20 111 54 104
89/53 19 105 52 100 100/64 17 94 44 84
90/54 18 100 46 88 101/65 16 89 42 81
91/55 19 105 72 138 104/68 20 111 56 105
92/56 19 105 72 138 106/70 20 111 56 105
94/58 23 128 72 138 107/71 20 111 51 98
96/60 19 105 46 89 108/72 23 128 58 112
97/61 19 105 62 120 110/74 21 116 67 129
98/62 19 105 65 125 111/75 21 116 52 100
Примечание: Хср - среднее значение показателя в опыте.
Так, клоновое потомство плюсового дерева 94/58, аттестованного по семенной продуктивности, имело высоту на 28,0 % больше среднего значения, диаметр ствола - на 38,0 %. Превышение только по высоте было у клонов 99/63, 104/68, 106/70, 107/71, 108/72, 110/74; по диаметру ствола - у 91/55, 92/56.
Среднее количество шишек на маточных (плюсовых) деревьях за 10-летний период до аттестации (1967-1977 гг.) составило 203...470 шт., многолетняя удельная энергия семеношения варьировала от 4,4 до
10,2 шт./см. Длина шишек 6,2...8,5 см. Наибольшие количество шишек и удельная энергия семеношения были у плюсовых деревьев 90/54, 100/64, 89/53. Крупные шишки отмечены у плюсовых деревьев 100/64 и 88/52.
Наблюдения за ростом и семеношением клонового потомства показали, что высота и диаметр ствола, диаметр и объем кроны, длина хвои, процент деревьев, образовавших шишки за 5-летний период (2013- 2017 гг.), не имеют достоверных различий при сравнении потомств плюсовых деревьев, выделенных как по стволовой, так и по семенной продуктивности (табл. 2).
Таблица 2
Показатели клонового потомства деревьев, аттестованных по стволовой или семенной продуктивности
Принцип отбора маточных деревьев по продуктивности Высота ствола, м Диаметр Объем, м3 Длина хвои, см Количество урожайных деревьев, %
ствола, см кроны, м ствола кроны
Стволовая Семенная Среднее 6,1±0,35 6,0±0,36 6,0±0,35 16,4±1,38 16,0±1,33 16,2±1,36 3,0±0,24 2,9±0,20 3,0±0,22 0,064 0,060 0,062 20,48 18,47 20,13 10,9±0,52 10,8±0,46 10,8±0,47 24,5 23,0 23,7
Фенотипическая изменчивость показателей независимо от цели отбора при аттестации маточных деревьев наблюдается среди потомства кедра сибирского, что позволило отселектировать клоны, отличающиеся интенсивностью роста (табл. 3).
Таблица 3
Клоны, отселектированные по интенсивности роста
Принцип отбора маточных деревьев по продуктивности Номер клона Высота ствола Диамет р ствола Объем ствола
м % к ХСр см % к Хср м3 % к Хср
Стволовая Семенная 17/17 97/61 6,6 6,5 110,0 108,3 16,8 18,7 103,7 115,4 0,0731 0,0894 117,9 144,2
По развитию кроны выделяются потомства 3 деревьев из 17, аттестованных по стволовой продуктивности, и 1 дерево из 18, аттестованных по семенной (табл. 4).
Таблица 4
Клоны, отселектированные по развитию кроны
Принцип отбора маточных деревьев по продуктивности Номер клона Диаметр кроны Объем кроны Длина хвои
м % к Хср м3 % к Хср см % к Хср
Стволовая 17/17 3,5 116,7 33,99 147,8 11,5 106,5
141/105 3,5 116,7 33,75 146,7 11,7 108,3
147/111 3,4 113,3 31,09 135,2 11,8 109,2
Семенная 104/68 3,3 110,0 28,35 123,3 11,6 107,4
Сопоставлен процент урожайных рамет в каждом клоне за период с 2013 по 2017 г., выделены клоны, у которых процент рамет, образовавших шишки, превысил среднее значение на 30 % и более (рис. 1).
60
21/21 22/22 33/33 146/110 147/111 89/53 100/64
Стволовая продуктивность Семенная
продуктивность
Рис. 1. Клоны, отселектированные по количеству рамет, образовавших шишки (на горизонтальной оси - номера клонов)
Fig. 1. Clones selected by the amount of remets formed cones (horizontal axis - the numbers
of clones)
Была сопоставлена урожайность маточных деревьев и клонового потомства (рис. 2).
е
т -
л о
«
80 70 60 50 40 30 20 10 0
Д<£ Jp> ^ л\<°4 лФ ^ л4> ^ £
Номер плюсового дерева
л о
«
Рис. 2. Формирование шишек на плюсовых деревьях и раметах: 1 - среднее количество шишек на урожайных раметах клона; 2 - процент урожайных рамет в клоне: 3 - среднее многолетнее количество шишек на плюсовом дереве
Fig. 2. Cones formation on plus trees and ramets: 1 - average amount of cones on yielding ramets of a clone; 2 - yielding ramets in a clone, %; 3 - average multiyear amount of cones
on a plus tree
Коэффициент корреляции между урожайностью маточных деревьев и клонового потомства составил 0,247, что указывает на слабую связь.
Значительные различия показателей семян и шишек между клонами сосны и несущественные внутри клона отмечали J. Хи et а1. [25]. К такому же выводу пришел 2. Zhuowen [27], изучая генеративное развитие рамет разных клонов куннингамии ланцетной, отметив отсутствие достоверных различий между раме-тами одного клона. Наши исследования показали большую изменчивость показателей рамет внутри клона, что позволило отселектировать отдельные экземпляры, которые имели показатели, превышающие средние значения.
Максимальное количество шишек на раметах от маточных деревьев, аттестованных по стволовой продуктивности, составило 50 шт. (клон 33/33, ра-мета 5-15). Образование шишек на данной рамете отмечено в 2016 г. (42 шт.) и в 2017 г. (8 шт.). У потомства маточных деревьев, аттестованных по семенной продуктивности, максимальное количество шишек (82 шт.) было на рамете 4-24 клона 107/71(2016 г. - 71 шт., 2017 г. - 11 шт.). В некоторых клонах урожайность рамет еще не наступила.
Среднее количество шишек за период с 2013 по 2017 г. в клоновом потомстве деревьев, отобранных по стволовой продуктивности, составило 10,2 шт., по семенной - 18,8 шт. Превышение - 84,3 %. За этот период единичные раметы образовывали шишки в течение 2 и даже 3 лет (табл. 6).
Таблица 6
Раметы, отселектированные по урожайности
Принцип отбора маточных деревьев по продуктивности Номер клона Номер раметы Количество шишек Количество урожайных лет за период с 2013 по 2017 г.
шт. % к Хср
Стволовая 22/22 6-30 22 151,7 2
33/33 5-15 50 344,8 2
37/37 6-4 20 137,9 2
141/105 14-21 21 144,8 1
14-30 20 137,9 1
146/110 22-24 27 186,2 1
14-22 24 165,5 1
147/111 6-9 24 165,5 1
Семенная 88/52 3-28 23 158,6 2
90/54 3-29 52 358,6 2
92/56 3-30 27 186,2 2
3-21 38 262,1 1
94/58 3-31 39 269,0 2
97/61 12-26 68 469,0 2
35-18 20 137,9 1
99/63 4-31 46 317,2 3
100/64 11-23 34 234,5 2
106/70 19-23 38 262,1 1
107/71 4-24 82 565,5 2
4-33 24 165,5 2
108/72 4-34 72 496,6 1
4-25 66 455,2 2
110/74 12-22 59 406,9 2
Среднее 14,5 100,0
В клоновом потомстве выделяются отдельные раметы, отличающиеся максимальным количеством шишек за исследуемый период. Некоторые раметы, независимо от принципа отбора при аттестации маточных деревьев, сформировали в несколько раз больше шишек, чем среднее значение.
Определен коэффициент наследуемости маточных деревьев в широком смысле (см. с. 24): по высоте (Н2 = 40,7 %) и диаметру (Н2 = 35,0 %) ствола клонового потомства в возрасте привоя 29 лет.
Выводы
1. Плюсовые деревья кедра сибирского, отобранные по одному из показателей (по семенной или стволовой продуктивности), генетически могут быть ценными и по другому показателю, что определяется по клоновому потомству.
2. Отмечается большая изменчивость показателей роста и репродуктивного развития не только между клонами, но и между раметами внутри клонов. Подтверждается, что при одинаковом генотипе фенотип растений изменяется в зависимости от многих факторов: условий произрастания, развития корневой системы подвоя, влияния срастания привоя с подвоем и др.
3. В условиях Южно-Сибирской горной лесорастительной зоны целесообразно при создании лесосеменных плантаций повышенной генетической ценности и прививочных плантаций целевого назначения использовать для заготовки черенков раметы отдельных клонов, отличающиеся лучшими показателями по интенсивности роста, урожайности или экологической продуктивности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бех И.А. Кедровники Южного Приобья. Новосибирск: Наука, 1974. 212 с.
2. Гиргидов Д.Я., Долголиков В.И. Отбор плюсовых маточных деревьев и вегетативное размножение хвойных пород при создании лесосеменных плантаций. Л.: ЛенНИИЛХ, 1962. 32 с.
3. Желдак В.И. Лесные плантации в системе лесоводства // Вестн. Поволж. гос. технол. ун-та. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2017. № 3(35). С. 5-25. DOI: 10.15350/2306-2827.2017.3.5
4. Зеленяк А.К., Морозова Е.В., Иозус А.П. Особенности вегетативного размножения лиственницы сибирской для создания лесосеменных плантаций // Успехи современного естествознания. 2016. № 11-1. С. 38-42.
5. Игнатенко М.М. Сибирский кедр (биология, интродукция, культура). М.: Наука, 1988. 160 с.
6. Матвеева Р.Н., Братилова Н.П., Кубрина С.М. Изменчивость сосны кедровой сибирской по аккумуляции микроэлементов в хвое и семенах: моногр. Красноярск: СибГТУ, 2009. 96 с.
7. Матвеева Р.Н., Буторова О.Ф., Щерба Ю.Е. Семенное и вегетативное размножение отселектированных деревьев сосны кедровой сибирской. Красноярск: СибГТУ, 2016. 206 с.
8. Нарзяев В.В., Мартынов В.С. Клонирование: классические традиции передовых технологий // Молодежь и наука XXI века: XVII Междунар. форум студентов, аспирантов и молодых ученых. Актуальные проблемы философии и социологии: материалы Всерос. науч.-практич. конф., Красноярск, 14 апр. 2016 г. Красноярск: КГПУ им. В.П. Астафьева, 2016. С. 47-54.
9. Приказ Минприроды от 18.08.2014 № 367 «Об утверждении Перечня лесо-растительных зон Российской Федерации и Перечня лесных районов Российской Федерации». М.: М-во природ. ресурсов и экологии РФ, 2018. 20 с.
10. Титов Е.В. Кедр. Царь сибирской тайги. М.: Колос, 2007. 175 с.
11. Титов Е.В. Формирование кроны у прививок кедра европейского в Республике Коми // Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений. Красноярск: СибГТУ, 2012. С. 105-109.
12. Титов Е.В., Горобец А.И. Плантационное выращивание кедровых сосен и прутовидной ивы на селекционной основе // Лесн. журн. 2010. № 3. С. 40-45. (Изв. высш. учеб. заведений).
13. Царев А.П., Погиба С.П., Лаур Н.В. Селекция лесных и декоративных древесных растений: учеб. М.: МГУЛ, 2014. 552 с.
14. Шейкина О.В., Гладков Ю.Ф. Оценка селекционного потенциала клонов плюсовых деревьев сосны обыкновенной // Науч. журн. КубГАУ (электрон. науч. журн.). 2013. № 93(09). С. 257-272. Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2013/ 09/pdf/41.pdf (дата обращения: 05.03.19).
15. Шлончак Г.А., Шлончак А.В., Шинкаренко А.И. Создание семенных плантаций сосны привитыми и корнесобственными саженцами // Лесоводство и агролесомелиорация: респ. межведомств. науч. сб. № 81. Киев: Урожай, 1990. С. 34-38.
16. Щерба Ю.Е., Матвеева Р.Н. Особенности роста сортов-клонов кедра сибирского // Леса России: политика, промышленность, наука, образование: материалы второй междунар. науч-техн. конф., С-Петербург, 24-26 мая 2017 г. СПб.: СПбГЛТУ, 2017. Т. 1. С. 178-180.
17. Bilir N., Kang K.-S., Ozturk H. Fertility Variation and Gene Diversity in Clonal Seed Orchards of Pinus brutia, Pinus nigra and Pinus sylvestris in Turkey // Silvae Genetica. 2002. Vol. 51, iss. 2-3. Pp. 112-115.
18. Goto S., Miyahara F., Ide Y. Identification of the Male Parents of Half-Sib Progeny from Japanese Black Pine (Pinus thunbergii Parl.) Clonal Seed Orchard Using RAPD Markers // Breeding Science. 2002. Vol. 52. Pp. 71-77. DOI: 10.1270/jsbbs.52.71
19. Holser K. Drei Sabrzehnte Erfahrungen mit Zirbenpfropfungen // Centralblatt fur das gesamte Forstwesen [Austrian Journal of Forest Science]. 1989. В. 106, N. 2. S. 79-88.
20. Hu D.-H., Wu B.-L., Ruan Z.-C., Li J.-L., Yao B.-J, Zhu B.-Z. The Number of Plants in a Single Clone and on One Plot Necessary to Verify the Features of Growth and Wood Density of Clones of Cunninghamia lanceolate // Linye kexue yanjiu [Forest Res.]. 2002. Vol. 15, no. 2. Pp. 212-218.
21. Kang K.-S. Clonal and Annual Variation of Flower Production and Composition of Gamete Gene Pool in a Clonal Seed Orchard of Pinus densiflora // Canadian Journal of Forest Research. 2000. Vol. 30, no. 8. Pp. 1275-1280. DOI: 10.1139/x00-060
22. Kang K.-S., Choi W.-Y., Han S.-U., Kim C.-S. Effective Number and Seed Production in a Clonal Seed Orchard of Pinus koraiensis // Forest Genetics. 2004. Vol. 11(3-4). Pp. 277-280.
23. Li B., McKeand S., Weir R. Impact of Forest Genetics on Sustainable Forestry -Results from Two Cycles of Loblolly Pine Breeding in the U.S. // Journal of Sustainable Forestry. 1999. Vol. 10, iss. 1-2. Pp. 79-85. DOI: 10.1300/J091v10n01_09
24. Sivacioglu A., Ayan S., Qelik D.A. Clonal Variation in Growth, Flowering and Cone Production in a Seed Orchard of Scots Pine (Pinus sylvestris L.) in Turkey // African Journal of Biotechnology. 2009. Vol. 8(17). Pp. 4084-4093. DOI: 10.5897/AJB09.424
25. Xu J., Wang Z., Chen Y., Qiu J. Analysis of Genetic Indicators, Features of Seeds and Cones, as Well as Productivity of Cones of Clones Growing in the Pinus massoniana Seed Nursery // Linye kexue [Sci. silv. sin.]. 2004. Vol. 40, no. 4. Pp. 201-205.
26. Yanchuk A.D., Bishir J., Russell J.H., Polsson K.R. Variation in Volume Production through Clonal Deployment: Results from a Simulation Model to Minimize Risk for Both a Currently Known and Unknown Future Pest // Silvae genetica. 2006. Vol. 55, iss. 1-6. Pp. 25-37. DOI: 10.1515/sg-2006-0005
27. Zhuowen Z. Differences in Flowering Characteristic among Clones of Cunning-hamia lanceolata (Lamb.) Hook // Silvae genetica. 2002. Vol. 51, iss. 5-6. Pp. 206-210.
Поступила 05.03.19
UDC 630*181.51:582.475
DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.22
Variability of Vegetative Progeny of Siberian Pine Plus Trees Certified for Stem or Seed Productivity
V.V. Narzyaev, Postgraduate Student; ORCID: 0000-0003-1485-3381
R.N. Matveeva, Doctor of Agriculture, Prof; ORCID: 0000-0002-3476-9622
O.F. Butorova, Doctor of Agriculture, Prof.; ORCID: 0000-0001-8575-7464
Yu.E. Shcherba, Candidate of Agriculture, Assoc. Prof.; ORCID: 0000-0002-8437-4274
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, prosp. imeni gazety "Kras-
noyarskiy rabochiy", 31, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation;
e-mail: [email protected], [email protected], [email protected]
Siberian pine (Pinus sibirica Du Tour) is a tree species differences by the diversity of valuable properties. Considering its value and reduction of its growing stock due to forest fires, death from silkworm and illegal logging, it is necessary to preserve and multiply the leading species, which were formed in vivo. The results of studying the Siberian pine in the conditions of the Southern Siberian mountainous forest site zone are presented. The research purpose is the study of variability of Siberian pine progeny on the trial plot. Plus trees certified in Novosibirsk region for seed and stem productivity were taken as parent trees. Plus trees had a height of 16.0-30.5 m and trunk diameter of 44-78 cm. The average number of cones on trees for a 10-year period before certification (1967-1977) was 203-470 pcs. Plus trees (35) certified in 1977 for stem (17 trees) and seed productivity (18 trees) were selected for the study. Their parameters were compared with the clone progeny at the scion's age of 29 years. The following biometric parameters of ramets of different clones were determined: height of stem, diameter and volume of stem and crown; length of needles; cones formation regardless of plus trees certification for stem or seed productivity. Clonal planting material was grown by grafting of Siberian pine to the 6-year-old seedlings in spring of 1989. The seedling' age was 8 years (scion - 6 years, rootstock - 2 years) when they were planted on a plantation. In subsequent years, variability of clone progeny parameters was observed. It was found that the biometric parameters and percentage of trees that formed cones had no significant differences in comparison of progeny of plus trees certified for both seed and stem productivity. The average number of cones in ramets of plus trees was significantly different by seed productivity. A large variability of parameters was observed among the clones and ramets in clones regardless of the purpose of selection in certification of parent trees. The heritability coefficient of parent trees was 40.7 % in height of clonal progeny, and 35.0 % in stem diameter. The individual ramets differ by growth intensity, seed and environmental productivity were selected. The obtained results can be used in the creation of the second generation clone plantations of increased genetic value in the conditions of the Southern Siberian mountainous forest site zone.
For citation: Narzyaev V.V., Matveeva R.N., Butorova O.F., Shcherba Yu.E. Variability of Vegetative Progeny of Siberian Pine Plus Trees Certified for Stem or Seed Productivity. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 4, pp. 22-33. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.22
Keywords: Siberian pine, plus tree, graft, clone, ramet, variability, yielding ability, growth intensity.
REFERENCES
1. Bekh I. A. Cedar Forests of Southern Priobye. Novosibirsk, Nauka Publ., 1974.
212 p.
2. Girgidov D.Ya., Dolgolikov V.I. Selection of Plus Parent Trees and Vegetative Propagation of Conifers in the Creation of Seed Plantations. Leningrad, LenNIILKh Publ., 1962. 32 p.
3. Zheldak V.I. Forest Plantations in Forestry System. Vestnik Povolzhskogo gosu-darstvennogo tekhnologicheskogo universiteta. Seriya: Les. Ekologiya. Prirodopol 'zovanie [Vestnik of Volga State University of Technology. Series: Forest. Ecology. Nature Management], 2017, no. 3(35), pp. 5-25. DOI: 10.15350/2306-2827.2017.3.5
4. Zelenyak A.K., Morozova E.V., Iozus A.P. Features of Vegetative Propagation (Cloning) of Siberian Larch for Creation Seed Orchards. Uspekhi sovremennogo estestvoz-naniya [Advances in Current Natural Sciences], 2016, iss. 11, part 1, pp. 38-42.
5. Ignatenko M.M. Siberian Pine (Biology, Introduction, Culture). Moscow, Nauka Publ., 1988. 160 p.
6. Matveeva R.N., Bratilova N.P., Kubrina S.M. The Variability of Siberian Pine by Accumulation of Trace Elements in Needles and Seeds: Monography. Krasnoyarsk, SibGTU Publ., 2009. 96 p.
7. Matveeva R.N., Butorova O.F., Shcherba Yu.E. Seed and Vegetative Reproduction from Selective Siberian Pine Trees. Krasnoyarsk, SibGTU Publ., 2016. 206 p.
8. Narzyaev V.V., Martynov V.S. The Classical Tradition and Advanced Technology of Cloning. Youth and Science of the 21st Century: The 17th Int. Forum of Students, Postgraduate Students and Young Scientists. Current Issues of Philosophy and Sociology: Proceedings of All-Russian Sci.-Pract. Conf., Krasnoyarsk, April 14, 2016. Krasnoyarsk, KSPU named after V.P. Astafiev Publ., 2016, pp. 47-54.
9. The Order of the Ministry of Natural Recourses dated 18.08.2014 no. 367 "On the Approval of the List of Forest Site Zones of the Russian Federation and the List of Forest Regions of the Russian Federation". Moscow, Ministry of Natural Resources and Environment of the Russian Federation, 2018. 20 p.
10. Titov E.V. Cedar. The Tsar of the Siberian Taiga. Moscow, Kolos Publ., 2007.
152 p.
11. Titov E.V. Crown Formation in Grafts of European Cedar in the Republic of Komi. Plodovodstvo, semenovodstvo, introduktsiya drevesnykh rasteniy, 2012, pp. 105-109.
12. Titov E.V., Gorobets A.I. Plantation Cultivation of Cedar Pine and Common Osier on Selection Basis. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2010, no. 3, pp. 40-45.
13. Tsarev A.P., Pogiba S.P., Laur N.V. Selection of Forest and Decorative Woody Plants. Moscow, MSTU Publ., 2014. 552 p.
14. Sheikina O.V., Gladkov Yu.F. Assessment of the Breeding Potential of Plus Scotch Pine Tree Clones. Nauchnyy zhurnal KubGAU [Scientific Journal of KubSAU], 2013, no. 93(09), pp. 257-272. Available at: http://ej.kubagro.ru/2013/09/pdf/41.pdf (accessed 05.03.19).
15. Shlonchak G.A., Shlonchak A.V., Shinkarenko A.I. Creation of Pine Seed Plantations by Graft and Rooting Seedlings. Forestry and Silvicultural Reclamation: Republican Interagency Academic Collection no. 81. Kiev, Urozhay Publ., 1990, pp. 34-38.
16. Shcherba Yu.E., Matveeva R.N. Growth Features of Clonal Varieties of Siberian Pine. Forests of Russia: Politics, Industry, Science and Education. Saint Petersburg, SPbGLTU Publ., 2017, vol. 1, pp. 178-180.
17. Bilir N., Kang K.-S., Ozturk H. Fertility Variation and Gene Diversity in Clonal Seed Orchards of Pinus brutia, Pinus nigra and Pinus sylvestris in Turkey. Silvae Genetica, 2002, vol. 51, iss. 2-3, pp. 112-115.
18. Goto S., Miyahara F., Ide Y. Identification of the Male Parents of Half-Sib Progeny from Japanese Black Pine (Pinus thunbergii Pari.) Clonal Seed Orchard Using RAPD Markers. Breeding Science, 2002, vol. 52, pp. 71-77. DOI: 10.1270/jsbbs.52.71
19. Holser K. Drei Sabrzehnte Erfahrungen mit Zirbenpfropfungen. Centralblatt für das gesamte Forstwesen [Austrian Journal of Forest Science], 1989, B. 106, N. 2, S. 79-88.
20. Hu D.-H., Wu B.-L., Ruan Z.-C., Li J.-L., Yao B.-J, Zhu B.-Z. The Number of Plants in a Single Clone and on One Plot Necessary to Verify the Features of Growth and Wood Density of Clones of Cunninghamia lanceolata. Linye kexue yanjiu [Forest Res.], 2002, vol. 15, no. 2, pp. 212-218.
21. Kang K.-S. Clonal and Annual Variation of Flower Production and Composition of Gamete Gene Pool in a Clonal Seed Orchard of Pinus densiflora. Canadian Journal of Forest Research, 2000, vol. 30, no. 8, pp. 1275-1280. DOI: 10.1139/x00-060
22. Kang K.-S., Choi W.-Y., Han S.-U., Kim C.-S. Effective Number and Seed Production in a Clonal Seed Orchard of Pinus koraiensis. Forest Genetics, 2004, vol. 11(3-4), pp. 277-280.
23. Li B., McKeand S., Weir R. Impact of Forest Genetics on Sustainable Forestry -Results from Two Cycles of Loblolly Pine Breeding in the U.S. Journal of Sustainable Forestry, 1999, vol. 10, iss. 1-2, pp. 79-85. DOI: 10.1300/J091v10n01_09
24. Sivacioglu A., Ayan S., Qelik D.A. Clonal Variation in Growth, Flowering and Cone Production in a Seed Orchard of Scots Pine (Pinus sylvestris L.) in Turkey. African Journal of Biotechnology, 2009, vol. 8(17), pp. 4084-4093. DOI: 10.5897/AJB09.424
25. Xu J., Wang Z., Chen Y., Qiu J. Analysis of Genetic Indicators, Features of Seeds and Cones, as Well as Productivity of Cones of Clones Growing in the Pinus massoniana Seed Nursery. Linye kexue [Sci. silv. sin.], 2004, vol. 40, no. 4, pp. 201-205.
26. Yanchuk A.D., Bishir J., Russell J.H., Polsson K.R. Variation in Volume Production through Clonal Deployment: Results from a Simulation Model to Minimize Risk for Both a Currently Known and Unknown Future Pest. Silvae genetica, 2006, vol. 55, iss. 1-6, pp. 25-37. DOI: 10.1515/sg-2006-0005
27. Zhuowen Z. Differences in Flowering Characteristic among Clones of Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook. Silvae genetica, 2002, vol. 51, iss. 5-6, pp. 206-210.
Received on March 05, 2019
