Семеношение сосны веймутовой pinus strobus L . В дендрарии Горнотаежной станции Дальневосточного отделения РАН Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 630*232.3

СЕМЕНОШЕНИЕ СОСНЫ ВЕЙМУТОВОЙ PINUS STROBUS L. В ДЕНДРАРИИ ГОРНОТАЕЖНОЙ СТАНЦИИ ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО ОТДЕЛЕНИЯ РАН

© 2013 Е.Н. Репин

Горнотаежная станция ДВО РАН, г. Уссурийск

Поступила в редакцию 11.04.2013

Изучены особенности семеношения сосны веймутова pinus strobus L. в дендрарии Горнотаежной станции Дальневосточного отделения РАН. Анализируются следующие показатели: динамика урожайности за 9 лет, генеративная структура кроны, биометрические характеристики шишек и семян. Предлагается использовать посадки этого вида в дендрарии в качестве источника семян для лесокультурных работ.

Ключевые слова: pinus strobus, семеношение, структура кроны, шишки, семена

Использование продуктивных и устойчивых интродуцированных древесных видов при лесовосстановлении, лесной рекультивации и агромелиорации является перспективным направлением в лесоведении [5]. Положительный результат создания лесных культур с участием интродуцентов обусловлен, в том числе, генетическими параметрами исходного семенного материала [2]. Источником семян могут служить посадки интродуцируемого вида в региональных ботанических садах и дендрариях [4]. При этом в подразделении первичной интродукции особое внимание должно уделяться изучению биологии семеношения видов в новых условиях произрастания, определению семенной продуктивности и посевных качеств семян [3]. Первые посадки сосны веймутова в дендрарии Горнотаежной станции датируются 1935 годом [9]. В настоящее время этот вид в дендрарии растет на трех участках и в сумме насчитывает 148 деревьев [6]. Регулярные наблюдения за развитием сосны веймутова здесь ведутся с 1992 г. Изучены фенология и некоторые элементы физиологии, дана оценка перспективности интродукции по комплексу показателей [7]. В данной статье приводятся результаты изучения динамики семе-ношения сосны веймутова на основе визуальных наблюдений с использованием шкалы урожайности для этого вида; дается биометрическая характеристика шишек и семян и их посевных качеств.

Объекты и методы исследований. Сосна веймутова естественно произрастает в

Репин Евгений Николаевич, кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий лабораторией физиологии и селекции лесных растений. E-mail: revnik59@rambler. ru

Северной Америке, ее ареал: Канада (район Великих озер и реки св. Лаврентия), США (северные части штатов Алабама и Джорджия). Северная граница распространения ограничена 50°с.ш. Сосна веймутова характеризуется как быстрорастущая порода, способная в благоприятных для нее условиях произрастания в относительно короткие сроки накапливать большие запасы древесины. К плодородию и влажности почвы сосна веймутова относительно требовательна, образует высокопродуктивные древостои только на глубоких, средней степени влажности супесчаных и суглинистых почвах, морозоустойчива, среди других сосен выделяется теневыносливостью. По этим показателям очень схожа с местным видом сосны -pinus koraiensis Siebold et Zucc. и может занимать ее экологическую нишу, где сосна кедровая корейская по каким-либо причинам утратила свои позиции.

Исследования проводились на участке североамериканской флоры, где данный вид растет двумя рядами в количестве 69 штук, расстояние между рядами 4 метра, в ряду 2-4 метра. Вычисленные средние значения: высота - 16м, диаметр - 32см, протяженность живой части кроны - 14 м, год посадки - 1961, происхождение семян - Минск. Ежегодный учет количественной составляющей семеношения с определением балла урожайности проводился по методике, адаптированной нами применительно к условиям дендрария [8]. При описании структуры крон выделялись яруса по половому признаку генеративных побегов с детализацией ветвей каждой мутовки относительно сторон света. Для удобства изложения ярус с наличием только женских стробил

назван «женским ярусом», с наличием только мужских колосков - соответственно «мужским», с наличием женских и мужских стробил, независимо от преобладания - «смешанным ярусом», ярус с полным отсутствием генеративных органов назван «ростовым». При отнесении яруса к женскому учитывались однолетние женские стробилы, количество шишек на одной ветви определялось подсчетом зрелых шишек. Всхожесть и энергию прорастания семян определяли по Гост 13056.6-75.

Результаты и обсуждение. За период наблюдений семенной год (с высокой урожайностью) наступал дважды подряд (таблица 1). В последующие 7 лет интенсивность семено-шения была невысокой или отсутствовала вовсе. Периодичность семеношения вида, по данным с сайта dic.academic.ru, равняется 2-3 годам. На основании этого за 7 лет семенной год в дендрарии у данного вида должен был наступить дважды. Вероятно, в условиях интродукции периодичность семеношения либо увеличена на большее количество лет, либо эти периоды неравномерны по протяженности. Среднее количество шишек на одном дереве не

подсчитывалось ежегодно, а было взято из шкалы урожайности. При составлении шкалы для конкретного вида и условий произрастания это количество шишек подсчитывалось для каждого балла семеношения в течение ряда лет с помощью бинокля и рассчитано на одно дерево. При расчете семенной продуктивности вес семян в одной шишке определялся без разделения на полнозернистые и пустые семена. Количество пустых семян в пробе можно посмотреть в таблице 2.

Качество семян определяли лабораторным методом в чашках Петри на фильтровальной бумаге. Всхожесть в годы с высокой и низкой интенсивностью семеношения практически одинакова. Энергия прорастания в семенной год значительно выше, здесь же меньшее количество пустых семян. Количество полных но не проросших семян не имеет существенных различий по годам с различной урожайностью. 2003 год, по видимому, был неблагоприятным в фитосанитарном отношении, о чем говорит большее количество загнивших семян в пробе.

Таблица 1. Динамика семенной продуктивности сосны веймутова

Характеристика 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

балл семеношения 5 6 3 0 3 3 3 0 3

среднее количество ши- 200 350 60 0 60 60 60 0 60

шек на одном дереве

семенная продуктивность 5,24 9,18 1,57 0 1,57 1,57 1,57 0 1,57

по насаждению*, кг

Примечание: * - фактический урожай семян, рассчитывается по формуле: У=Дпл х Шср х М, где У - урожай семян текущего года; Дпл - количество плодоносящих деревьев учитываемого вида; Шср - среднее количество шишек на одном дереве, берется из шкалы учета урожайности в соответствии с определенным баллом; М - средняя масса семян в одной шишке, грамм (используются среднемноголетние данные)

Таблица 2. Посевные качества семян хвойных видов дендрария, %

Год Энергия прорастания Лабораторная всхожесть Количество не проросших

пустые полные не проросшие загнившие

2004 21 26 55 9 10

2007 3 22 71 6 1

2011 1 25 65 10 -

На формирование генеративной структуры крон сосны веймутовой определяющее влияние оказывает регулярное (упорядоченное) расположение посадок на местности. Ряды ориентированы в широтном направлении, отсюда большое различие в освещенности противоположных сторон крон - северной и южной. Деревья в рядах плотно сомкнуты ветвями, это в свою очередь обусловливает особенности формирования генеративных побегов на восточных и западных поверхностях крон. Для описания было выбрано

модельное дерево как наиболее типичное из насаждения на основании определенных средних величин диаметра, высоты, протяженности и поперечника кроны и количества шишек на дереве.

Женский ярус в средний по урожайности год составляют только две верхние мутовки. В третьей мутовке на северной ветви наблюдались единичные мужские колоски, ветви остальных ориентаций не имеют генеративных побегов по причине их недоразвитости. С 4 по 6 мутовки

составляют смешанный ярус. Самый протяженный ярус - мужской - расположен с 7 по 19 мутовки, далее идет ростовой ярус (20-24 мутовки).

Наибольшее количество мужских, и особенно женских стробил, находится на южноориентированных ветвях. На северной стороне кроны макростробилы присутствуют только на одной ветви во второй сверху мутовке т.к. ниже расположенные ветви получают только рассеянный свет. Западные и восточные ветви, ориентированные вдоль ряда, взаимно затеняют друг друга и поэтому на них так же меньшее количество макростробил, чем с южной стороны кроны. Однако их здесь больше, чем с северной, т.к. некоторые из восточных и западных ветвей, изгибаясь, выходят из ряда наружу.

Зрелые шишки расположены в кроне с 1 по 6 мутовки включительно. Разница в их количестве относительно сторон света довольно значительна. Больше всего шишек на ветвях южной ориентации, далее по убыванию количества идут ветви восточной ориентации, западной и северной. Такое распределение шишек соответствует характеру освещенности кроны учетного дерева. Биометрические данные свежесобранных не раскрытых шишек были получены путем измерения штангенциркулем с точностью до 1мм, подсчет семян и семенных чешуй проводился отдельно по двум категориям крупности шишек - крупные и мелкие (табл. 3).

Таблица 3. Характеристика шишек сосны веймутовой

Длина шишки, мм Ширина шишки, мм Кол-во семян и чешуй в 1 шишке по категориям крупности шишек Коэффициент наполненности шишки

крупные мелкие

семян чешуй семян чешуй крупные мелкие

117 (160-86) 24 (27-19) 27 (34-19) 49 (51-41) 16 (22-8) 32 (37-26) 0,55 0,5

Примечание: в скобках приведены максимальные и минимальные величины, без скобок - средние

Разница между максимальной и минимальной длиной шишек у сосны веймутовой составляет 46%, между максимальной и минимальной шириной - 29%, т.е. существующие величины разброса по длине шишек более значительны, чем по ширине. Это обусловило возможность разделения всех собранных шишек на две условных категории крупности - крупные и мелкие. По ширине шишки более выровнены, чем по длине. Ширина шишки варьирует незначительно. На основании подсчета среднего количества семян и чешуй в одной шишке рассчитаны коэффициенты наполненности шишек как отношение количества семян к количеству семенных чешуй в одной шишке. Разница этого показателя между крупными и мелкими шишками незначительна и находится в пределах статистической ошибки.

Вес 1000 штук семян сосны веймутовой в дендрарии равняется 14,6 г. По сведениям из [1] этот показатель в естественном ареале равен 17,8 г. Меньшее значение веса партии семян в районе интродукции, по-видимому, обусловлено большим количеством здесь пустых семян.

Выводы: сосна веймутова pinus strobus L. в дендрарии Горнотаежной станции характеризуется устойчивым генеративным развитием. Несмотря на большой интервал между наступлением лет с наибольшим урожаем шишек и семян, в остальные годы количество вызревших шишек в посадках довольно ровное, исключая годы с отсутствием семеношения. Качество

семенной продуктивности сосны веймутова, установленное на основании определения всхожести и энергии прорастания семян, позволяет использовать посадки этого вида в дендрарии в качестве источника полноценных семян при планировании и проведении лесокультурных работ небольшой интенсивности по площади. Учитывая особенности генеративной структуры крон сосны веймутова в рядовых посадках дендрария для получения в регионе достаточного количества собственных семян этот вид рекомендуется высаживать в ПЛСУ с более свободным размещением растений.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Деревья и кустарники СССС. Т.1. - М-Л: Издательство Академии наук СССР, 1948. 440 с.

2. Логгинов, В.Б. Интродукционная оптимизация лесных культурценозов. - Киев: Наукова думка, 1988. 164 с.

3. Мауринь, А.М. Семеношение древесных экзотов в Латвийской ССР. - Рига: Звайзгне, 1970. С. 7-9.

4. Некрасов, В.И. Основы семеноведения древесных растений при интродукции. - М: Наука, 1973. 279 с.

5. Некрасов, В.И. Естественный и искусственный отбор в интродукции древесных растений // Лесоведение. 1991. №1. С. 63-66.

6. Остроградский, П.Г. Результаты инвентаризации растений дендрария Горнотаежной станции в 2007 г. / П.Г. Остроградский, С.К. Малышева, С.В. Горохова // Биологические исследования на Горнотаежной станции. Сб. науч. тр. Вып. 11. - Владивосток: Дальприбор, 2008. С. 18-44.

7. Репин, Е.Н. Интродукция сосен в дендрарии Гор- на Горнотаежной станции. Сб. науч. тр. Вып. 11. -нотаежной станции / Е.Н. Репин, В.Д. Чернышев. - Владивосток: Дальприбор, 2008. С.82-90. Владивосток: Дальнаука, 2000. 252 с. 9. Самойлова, Т.В. Веймутова сосна в Приморском

8. Репин, Е.Н. Определение урожайности семян неко- крае // Комаровские чтения. - Владивосток: ДВНЦ торых видов хвойных растений в дендрарии Гор- АН СССР, 1972. Вып. 19. С. 5-14.

нотаежной станции // Биологические исследования

PINUS STROBUS L. SEEDS IN ARBORETUM OF MOUNTAINTAIGA STATION OF FAR-EAST BRANCH OF RAS

© 2013 E.N. Repin Mountain-Taiga Station of Far-East Branch of RAS, Ussuriisk

Features of pinus strobus L. seeds carrying in arboretum of Mountain-Taiga Station of Far-East Branch of RAS are studied. The following indexes are analyzed: dynamics of productivity in 9 years, generative structure of krone, biometric characteristics of cones and seeds. It is offered to use landings of this sort in arboretum as a source of seeds for silvicultural works.

Key words: pinus strobus, seeds carrying, krone structure, cone, seeds

Evgeniy Repin, Candidate of Agriculture, Chief of the Laboratory of Physiology and Forest Plants Selection. E-mail: [email protected]