CC BY
75
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК: 674.032:634.0.232(470.44)
НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ОТБОРА ВИДОВОГО И ФОРМОВОГО РАЗНООБРАЗИЯ иЬИШ Ь.
ДЛЯ ЗАЩИТНЫХ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
И.Ю. Подковыров, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Волгоградский государственный аграрный университет
В статье представлены методология и материалы отбора комплексно устойчивых видов, гибридов и форм рода Штш Ь. Выявлены экологические основы семеноведения для защитного лесоразведения. На основе интегральной оценки разработаны принципы создания лесосеменных объектов.
Ключевые слова: отбор, ильмовые, интегральная оценка, видовое и формовое разнообразие, семеноведение, лесосеменные объекты.
В комплексе мер борьбы с деградацией земель важное место отводится защитному лесоразведению. Особенно велико значение искусственных лесных насаждений для хрупких урбанизированных ландшафтов Нижнего Поволжья [7, 4]. В составе защитных лесных насаждений в регионе преобладает Штш ритПа Ь. (около 78,8 %). Однако в крайне засушливых условиях устойчивость и долговечность ильмовых насаждений, а, следовательно, и их мелиоративная и экологическая эффективность, а также социальная значимость, недостаточно велики [8].
В связи с этим, научное обоснование и практическая разработка вопросов отбора наиболее устойчивых видов и гибридов древесных пород из семейства ильмовых и разработка основ их семеноведения с учётом эколого-биологических особенностей являются основой выращивания долговечных защитных лесных насаждений в малолесных регионах [1, 3].
Объекты исследований - ильмовые защитные и семенные лесонасаждения, расположенные в различных природных зонах Нижнего Поволжья. В чернозёмной степной зоне - Нехаевский район; в сухой степи - Камышинский, Быковский, Городищенский и Октябрьский районы Волгоградской области; в полупустынной -Ахтубинский район Астраханской области (рис. 1).
***** ИЗВЕСТИЯ *****
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
№ 3 (35) 2014
Агролесомелиоративные районы:
10 - Предкавказский степной
10.1 - Приазовский
10.2 - Северо-Предкавказский
11 - Волго-Донской степной
12 - Волго-Уральский степной
16 - Волго-Донской сухостепной
17 - Волго-Уральский сухостепной
19 - Ергенино-Сарпинский полупустынный
20 - Волго-Уральский полупустынный
21 - Черноземельско-Прикаспийский пустынный
26 - Кавказская горная область о - Расположение научно-производственных семеноводческих центров V - Расположение объектов исследования
Рисунок 1 - Объекты исследований по агролесомелиоративным районам
Ильмовые обладают достаточно широкой нормой реакции к факторам среды, что позволяет им произрастать в суровых почвенно-климатических условиях. Долговечность насаждений Шшш рпшНа на участках с доступными пресными грунтовыми водами выше на 50-65 %. Анализ хода роста модельных деревьев показал, что в тяжёлых лесорастительных условиях Шшш рпшНа проходит неполный цикл онтогенеза. Снижение текущего прироста по диаметру ниже среднего происходит в зоне чернозёмной степи в возрасте 11-20 лет, в сухой степи в 8-10 лет, в полупустыне в 5-6 лет. С этого времени начинается суховершинность. Лучшими показателями роста отличаются гибриды вяза (табл. 1).
Таблица 1 - Характеристика роста ильмовых на бурых полупустынно-степных супесчаных почвах
Систематическая группа I группа лесопригодности III группа лесопригодности
Высота, м Диаметр, см Состояние, балл Высота, м Диаметр, см Состояние, балл
ШшшрпшНа (посадка 1956 г., подмерз в 1971/72 гг. и в 1973 дал поросль) 4,4 9,5 2,5 4,2 8,4 2,5
Шшш рпшНа х сагрт/оНа (посадка 1956 г.) 10,3 26,6 4,7 7,3 22,7 3,3
Шшш сагрт/оНа (посадка 1925 г.) 7,3 23,2 4,4 7,0 20,4 4,1
Шшш 1аеу1$ (посадка 1925 г.) 7,8 24,0 3,5 - - -
Устойчивость видов зависит от следующих лимитирующих факторов: засухи, морозов, засоления почв, графиоза. Отношение ильмовых к этим факторам изучалось в вегетационных опытах и полевых исследованиях. Развитие графиоза анализировалось в разных условиях увлажнения (табл. 2).
Таблица 2 - Интенсивность развития графиоза в различных условиях увлажнения
Влажность почвы 40 % от НВ Влажность почвы 60 % от НВ
Систематическая высота длина зоны % от высота длина зоны % от
группа и1тш сеянца, поражения, высоты сеянца, поражения, высоты
см см сеянца см см сеянца
1аеу1Б 61,9 7,3 11,8 77,0 20,6 26,8
сагрт1ГоНа 64,4 13,9 21,6 73,6 33,6 45,7
сагрт1ГоНа х ришПа 72,5 6,4 8,8 72,9 35,9 49,2
ришПа х сагрт1ГоНа 73,8 5,0 6,8 75,5 21,3 28,2
ришПа 56,2 4,1 7,3 76,2 16,2 21,3
Наиболее устойчивыми оказались Шшш рпшНа и гибриды с преобладанием его признаков. Наименее устойчивы Шшш сагрт/оНа и Шшш 1аеу1Б, что согласуется с исследованиями других авторов [1]. В более влажных условиях болезнь развивается интенсивнее. Заболевание приурочено к влажным местам. При полевых обследованиях ильмовых насаждений в сухих условиях степи графиоз нами не обнаружен, что позволяет выращивать в этих условиях чувствительные виды.
Интегральная оценка позволила ранжировать виды по устойчивости (табл. 3).
Таблица 3 - Интегральная оценка видов и гибридов ильмовых
Систематическая группа и1тш Устойчивость, баллы и
к засухе к засолению к морозу к графиозу средн. балл К а Рч
ришПа 3,0 3,2 0,9 4,8 3,0 4
ришПа х сагрт1ГоНа 3,5 3,3 3,0 4,3 3,5 1
carpinifolia 3,8 3,5 3,0 3,4 3,4 2
laevis 3,0 3,9 нет данных 3,1 3,3 3
Наивысший средний балл имеет Шшт рпшНа х сагрт/оНа. Менее устойчив Шшт сагрШ/оМа из-за чувствительности к графиозу. Чувствительность к графиозу и сравнительно низкая засухоустойчивость отодвинули Шшт 1ае\1$ на третье место.
Шшт рпшНа получил низший ранг из-за недостаточной морозоустойчивости. Одним из наиболее опасных вредителей Шшт сагрт/оНа, Шшт рпшНа и их гибридов является ильмовый листоед. В засушливые годы он может полностью скелетировать листву. Большинство деревьев сильно повреждается, но имеются биотипы, не повреждаемые насекомыми. Они могут найти широкое применение в озеленении.
Интродукция Ш1шт рпшНа в Нижнее Поволжье привела к образованию спонтанных гибридов между ним и Ш1шт сагрШ/оМа [2, 9]. Гибридное поколение в лесных насаждениях показало хороший рост. Их отбор возможен по морфологическим особенностям. Исследование 14 биометрических показателей плодов и листьев методом главных компонент показало, что наиболее полно растения характеризуют длина и ширина крылатки, длина, ширина и расстояние от основания до самой широкой части листа (табл. 4).
Таблица 4 - Изменчивость морфологических признаков (сухая степь)
Признак Ulmus pumila Ulmus pumila x carpinifolia Ulmus carpinifolia
s d X c. v., % s c. v., % s d X c. v., %
Длина листа, мм 34 - 62 44,9±1,12 15,7 18 - 83 51,8±1,15 23,5 35 - 78 56,9±1,90 20,1
Ширина листа, мм 15 - 37 20,9±0,64 19,6 15 - 50 31,0±0,70 24,0 26 - 52 38,2±1,14 17,9
Расстояние от основания до широкой части, мм 12 - 27 17,5±0,51 18,3 11 - 38 20,9±0,51 26,1 11 - 38 23,2±1,04 26,9
Длина крылатки, см 0,9 - 1,2 1,0±0,04 8,2 1,2 - 1,8 1,4±0,04 12,5 1,2 - 1,7 1,5±0,06 9,1
Ширина крылатки, см 1,0 - 1,2 1,1±0,04 7,3 1,1 - 1,8 1,5±0,06 15,4 1,0 - 1,5 1,3±0,06 8,8
Примечание: Lim - минимальное и максимальное значения признака, X±s - среднее и его ошибка, c.v. - коэффициент вариации.
Уровень изменчивости у гибридных растений выше, чем у родителей. Вегетативные органы характеризуются средним и высоким уровнем изменчивости, а плоды - низким.
Гибридные растения различаются по габитусу и размерам крон. Для гибридов с преобладанием признаков Ulmus pumila характерна ажурная крона (71,2 % деревьев), а для Ulmus carpinifolia x pumila - плотная (74,6 % деревьев). За счёт использования гибридов с определёнными типами крон возможно создание лесных полос заданных конструкций.
В худших лесорастительных условиях (III группа) таксационные показатели снижаются. Спонтанные и искусственно полученные гибриды показали хороший рост и высокую долговечность в лесных насаждениях, поэтому перспективны для использования в лесоразведении и озеленении.
По состоянию, высоте и диаметру гибридные растения значительно превышают родительский вид. Они отличаются значительной долговечностью. Ulmus pumila сильно пострадал от морозов зимой 1971/72 гг. и был «посажен на пень». Современное состояние его насаждений оценивается как усыхающее. Гибридные растения перенесли действие низких температур зимнего периода лучше и значительно превышают вяз приземистый по высоте (на 19,6-37,3 %) и диаметру (на 35,6-38,6 %) и имели очень хорошее состояние (4,3-4,4 балла).
Рисунок 2 - Характеристика мужского и женского цветения у разных систематических групп вяза
Для формирования урожая семян необходимо обеспечить хорошее перекрёстное опыление за счёт разновременного женского и мужского цветения (рис. 2) и выделения растений с ранним и поздним, продолжительным и непродолжительным цветением.
При проектировании лесосеменных объектов необходимо подбирать формы цветущие в одно и то же время. Цветение начинается в конце марта - начале апреля, когда сумма положительных температур достигает 130-140 0С. На качество урожая наибольшее влияние оказывают температура воздуха и количество выпадающих осадков. Эта связь выражается уравнением:
П = 16,249+4,190 • Т-1,112Ос, при Т > 0 (г2 = 0,89), где П - полнозернистость, %; Т - средняя температура воздуха, 0С; Ос - количество осадков, мм.
Средние показатели качества семян за период исследований приведены в таблице 5.
Таблица 5 - Показатели качества семян ильмовых
Систематическая принадлежность Масса 1000 шт., г Полнозернистость, % Грунтовая всхожесть, %
pumila 5,0 86,1 50,0
pumila x carpinifolia 5,4 71,8 24,0
carpinifolia 4,6 66,3 50,1
laevis 6,8 84,0 49,0
При выращивании посадочного материала гибридного происхождения на питомниках необходимо учитывать грунтовую всхожесть семян, которая всегда ниже, несмотря на большую массу.
В Волгоградском лесхозе заложены эталонные лесосеменные объекты из отобранного видового и формового разнообразия ильмовых. Коллекционный участок включает 60 семей и 35 клонов гибридов Ulmus pumila x carpinifolia; ЛСП из гибридов вяза на площади 3,5 га (50 семей), состоящая из двух блоков. Коллекционный участок может послужить базой для создания в регионе других ЛСП по предложенной нами технологии.
Изученные виды, гибриды и формы ильмовых в условиях Нижнего Поволжья имеют разную устойчивость к лимитирующим факторам среды. Интегральная оценка даёт возможность выделения перспективного биоразнообразия Ulmaceae Mirb для защитного лесоразведения. По этому показателю наивысший рейтинг занимают гибриды, затем Ulmus carpinifolia, laevis и pumila. Такая оценка соответствует фактической сохранности различных систематических групп после действия экстремальных ситуаций в течение ряда лет.
Библиографический список
1. Маттис, Г.Я. О повышении эффективности ильмовых защитных насаждений в сухостепной и полупустынной зонах [Текст] / Г.Я. Маттис, И.Ю. Подковыров // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. - 2005. - № 1. - С. 39-41.
2. Подковыров, И.Ю. Селекционная оценка гибридов семейства Ulmaceae Mirb. для декоративного садоводства Нижнего Поволжья [Текст] / И.Ю. Подковыров, Т.М. Конотопская // Российский журнал сельскохозяйственных и социально-экономических исследований. -2012. - №11(11). - С. 28-32.
3. Подковыров, И.Ю. Обоснование подбора видового состава и структуры рекреационно-озеленительных насаждений методом кластерного анализа [Текст] / И.Ю. Подковыров, А.В. Семенютина, С.С. Таран // Перспективные направления исследований в изменяющихся климатических условиях: сборник докладов Международной науч.- практ. конф., ГНУ НИИСХ Юго-Востока Россельхозакадемии. - Саратов, 2014. - С. 508-512.
4. Семенютина, А.В. Дендрофлора лесомелиоративных комплексов [Текст] / А.В. Семенютина; под ред. И. П. Свинцова. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2013. - 266 с.
5. Семенютина, А.В. Методические указания по семеноведению древесных интродуцентов в условиях засушливой зоны [Текст] / А.В. Семенютина [и др.]. - М.: Россельхозакадемия, 2010. - 57 с.
6. Семенютина, А.В. Научно-методические указания по оптимизации дендрофлоры лесомелиоративных комплексов [Текст] / А. В. Семенютина [и др.]. - Волгоград, 2012. - 40 с.
7. Современные проблемы и перспективы функционирования адаптивной системы озеленения [Текст] / К.Н. Кулик, А.В. Семенютина, М.Н. Белицкая, И.Ю. Подковыров // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2013. - №3(31). - С. 24-29.
8. Стратегия развития защитного лесоразведения в Российской Федерации на период до 2020 года [Текст] / К.Н. Кулик [и др.]. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2008. - 34 с.
9. Podkovyrov I.Y. Results of the introduction of species Ulmus for protective afforestation / I.Y. Podkovyrov - The role of botanical gardens in conservation of plant diversity.
Proceed of the International Scientific Practical Conference Dedicated to 100th Anniversary of Batumi Botanical Garden. Batumi, Georgia, 8-10 May, 2013. - P. 196-197.
E-mail: agrosad@inbox.ru
