CC BY
70
ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК 630.232.31 М.Е. Ананьев,
Е.Г. Парамонов
ВЛИЯНИЕ КЛАССА РОСТА ДЕРЕВЬЕВ СОСНЫ НА КАЧЕСТВО СЕМЯН
Ключевые слова: класс роста, шишки, семена, посевные качества, раса семян.
Введение
Изначальным требованием при создании лесных культур сосны обыкновенной является их высокая продуктивность в будущем, а это напрямую связано с качеством семян и посадочного материала. Многие авторы обращали внимание на различное качество семян сосны, собранных с различных деревьев и даже из разных частей кроны [1, 2]. Подобная изменчивость в биометрических показателях шишек сосны установлена на семенных плантациях у деревьев из разных клонов [2, 3].
Интенсификация процесса выращивания посадочного материала сосны обыкновенной является особенно острой проблемой в условиях сухой степи с ее экстремальными почвенно-климатическими условиями: песчаные почвы с содержанием гумуса до 1,5%, годовое количество осадков до 300 мм, температура на поверхности почвы в полуденные часы в июле достигает 580С.
При выращивании посадочного материала по 6-строчной схеме замечено, что на средних 3 и 4 строчках сеянцы в основной своей массе не достигают стандартных размеров по высоте, и в итоге выход стандартных сеянцев составляет 7075%. В первую очередь это связано с густотой стояния растений в этих строчках. Но и в крайних строчках высота 2-летних сеянцев также оказывается разновеликой, и в этом случае, по-видимому, главная причина заключается в наследственных свойствах семян.
Объекты и методика исследований
Целью исследований является изучение биометрических показателей шишек сосны у деревьев разных классов роста (по Крафту) в спелом возрасте (120-130 лет), а также в попытке выяснить влияние наследственных качеств семян на интенсивность роста в первые годы жизни сеянцев. Методически это осуществлялось путем отбора 7-8 деревьев сосны на пробных площадях в спелом возрасте МП классов роста с повалом их и замером морфологических признаков (диаметр на 1,3 и
0,0 м, общая высота, высота прикрепления кроны, протяженность кроны по стволу, диаметр кроны, а на спилах устанавливались радиальные приросты по 5-летним периодам за все годы жизни дерева).
Шишки собирались с верхней и средней частей кроны, в нижней части шишек не было. К верхней части кроны относили ее 1/3 начиная с вершины, следующую 1 /3
— к средней части. Шишки пересчитывали, замеряли по длине, толщине, определяли массу, а затем рассушивали, семена выколачивали и обескрыливали вручную, затем разделяли по цветовым расам: черные, серые, белые. Образцы семян поступали на Алтайскую контрольносеменную станцию для определения посевных качеств: энергия прорастания,
всхожесть, масса 1000 семян, процент загнивших и пустых семян.
Результаты исследований
Сосновое насаждение в типе леса сухой бор пологих всхолмлений отличаются средней продуктивностью (класс бонитета 3) в спелом возрасте с запасом древесины около 240 м3/га. В экстремальных
почвенно-климатических условиях подавляющая часть сосновых насаждений по возрасту отнесена к разновозрастным, что связано с неодновременным появлением подроста. В данном случае на пробной площади № 1 в настоящее время присутствуют 3 поколения деревьев (без подроста) (табл. 1). В динамике формирование данного насаждения происходило на открытом месте (вырубка или гарь), когда в полуденном конусе тени от нескольких сохранившихся деревьев появился самосев и стал подростом, то через 10-15 лет уже в его конусе тени появились новые экземпляры самосева. На образовавшейся около 120 лет назад вырубке к настоящему времени оставшиеся молодые деревья сосны достигли возраста 140 лет. Они способствовали появлению подроста, возраст которого в настоящее время 120 лет, а в окнах верхнего полога появился подрост третьего поколения. Деревья различного возраста имеют и различный средний прирост по высоте. Если средний прирост у 130-летних деревьев составляет 16,4±1,3 см в год, у 120-летних — 18,3±2,0, то у 90-летних деревьев — 22,2±1,4 см в год, то есть более молодые деревья имеют и более высокую интенсивность роста в высоту.
Даже одновозрастные деревья сосны по морфологическим показателям существенно отличаются друг от друга (табл. 2). В сравнении с деревьями I класса по диаметру на высоте груди деревья II класса составляют 77,4%, а IV класса — 35,9, а по высоте, соответственно, 104,7; 80,2%. Основной верхний полог насаждения составляют деревья МИ классов роста, а деревья IV класса — кандидаты на отпад.
Достаточно показательны и размеры крон деревьев. Если объем кроны дерева
1 класса роста (234 м3) принять за 100%, то объем кроны у дерева II класса составит 34,6%, III — 2,5%, а IV — 0,9%. Различный объем крон зависит как от ее протяженности по стволу, так и от ее диаметра, то есть от развитости сучьев.
В процессе жизнедеятельности камбий откладывает внутрь ствола клетки, образующие годичные слои с ранней и поздней древесиной, а также и наружу, которые служат покровным слоем дерева — корой. На поперечном разрезе ствола можно замерить наиболее толстую часть коры и подсчитать на ней число лет ее сохранности. И если по толщине коры деревья I и IV классов роста различаются в
2 раза, то возраст ее сохранности равен 29 и 22 годам.
Таблица 1
Характеристика пробных площадей
№ п/п Состав насаждения Возраст, лет Высота, м Диаметр 1,3 м, см Класс бонитета Полнота Запас, м3/га
7С 120 22 30
1 2С 90 20 28 3 0,7 240
1С 140 23 37
2 10С 115 22 28 3 0,7 235
Таблица 2
Морфологические показатели деревьев сосны различных классов роста
Показатели Классы роста
1 2 3 4
Диаметр на 1,3 м, см 49,6 38,4 26,7 18,3
% 100,0 77,4 53,8 36,9
Диаметр на 0,0 м, см 58 43 29 22
Возраст, лет 128 130 124 110
Высота общая, м 23,2 24,3 20,9 18,6
% 100,0 104,7 90,1 80,2
Высота прикрепления кроны, м 7,3 12,9 17,3 17,1
Длина кроны, м 15,9 11,4 3,6 2,1
Диаметр кроны, м 7,5 4,9 2,5 2,0
Площадь кроны, м2 44,2 18,1 4,9 3,1
Объем кроны, м3 234,0 81,0 5,9 2,2
Толщина коры, мм 44 35 25 20
Сохранение коры, лет 29 25 18 22
Число деревьев, шт. 7 8 7 3
Таблица 3
Динамика радиального прироста у деревьев разных классов роста по 20-летним периодам роста
Класс роста Д ш.к., см Периоды,лет
0-20 21-40 41-60 61-80 81-100 101-120
1 58 93,2 49,6 35,6 28,0 18,7 12,8
2 43 57,5 29,3 20,2 22,4 17,524 15,3
3 29 43,6 15,9 18,0 16,6 16,0 11,5
4 22 31,4 15,6 14,9 13,1 10,0 8,2
Примечание. Д ш.к. — диаметр дерева у шейки корня.
Радиальный прирост по диаметру наглядно отражает не только оптимальность экологических условий, но и положение дерева в насаждении, что находит отражение в классах роста (табл. 3). Даже в одновозрастном насаждении деревья сосны растут не только в различных микроусловиях, но и имеют различную интенсивность роста в наследственном отношении.
По диаметру деревья сосны растут в течение всего вегетационного периода и в течение всей жизни, но наиболее интенсивно в течение первых 20 лет. И даже в этом возрасте уже налицо существенные различия. Если принять за 100% прирост у деревьев I класса, то у деревьев II класса он составит 61,7%, а IV класса — 33,7%. С увеличением возраста радиальный прирост у деревьев всех классов роста снижается, но наиболее интенсивно — у деревьев I класса роста, к 120-летнему возрасту он составляет 13,7% от величины прироста в 20 лет. У деревьев других классов роста снижение интенсивности прироста происходит более замедленно, и к 120 годам он составляет более 26% по отношению к I классу возраста.
В естественных спелых сосновых насаждениях с полнотой 0,7 и выше образование шишек происходит в верхней и средней частях кроны, в нижней части шишек нет. У деревьев IV класса роста шишек не образуется совсем, а у деревьев III класса в незначительном количестве и только в верхней части кроны.
Размеры шишек изменяются в зависимости от многих факторов, больше всего в связи с возрастом дерева, его наслед-
ственными особенностями и условиями роста, а в пределах одного дерева — от места шишек в кроне [4].
Наиболее крупные шишки по длине, толщине и массе присущи деревьям I класса роста, несколько меньшие размеры у шишек с деревьев II класса, хотя существенного различия между ними нет. Это относится к шишкам, собранным как с верхней, так и со средней частей кроны. Наименее крупные шишки у деревьев III класса роста, между их биометрическими размерами и размерами шишек с деревьев I и II классов роста имеется существенное различие (табл. 4).
Л.Ф. Правдин по коэффициенту формы шишек (отношение длины к толщине) выделил 4 группы. Все исследованные шишки относятся к широкой форме (2,02,5), а по длине только шишки с верхней части крон у деревьев I класса относятся к средним, а все остальные — к мелким [1].
Семена сосны разделялись на цветовые расы — черные, серые и белые (рис.). Масса семян существенно различалась от класса роста деревьев и нахождения в кроне шишки. Повышенный удельный вес свойственен семенам черной расы, собранных с деревьев I и II классов роста с верхней части кроны: у деревьев I класса
— 46,8%, II класса — 46,4%. У этих деревьев также повышенный удельный вес данной расы и в средней части кроны, соответственно, — 42,2 и 41,7%. Самое низкое содержание семян черной расы свойственно деревьям III класса роста —
Таблица 4
28,1%.
Биометрические показатели шишек сосны по частям кроны
Класс роста Длина, мм Толщина, мм Масса, г Коэфф. формы
верхняя средняя верхняя средняя верхняя средняя
I 40,8± 1,1 36,9± 1,5 19,5±0,6 17,8± 1,3 7,2±0,6 5,9±0,4 2,09/2,14
II 38,4±0,7 33,4±0,9 17,8±0,3 16,9±1,0 6,3±1,0 5,3±0,8 2,16/2,09
III 32,7±1,5 - 14,2±1,4 - 4,6±0,5 - 2,11/-
НСР05 4,35 3,65 3,40 0,55 3,33 0,67
Примечание. Коэффициент формы — числитель верхняя часть кроны; знаменатель — средняя часть.
Рис. Удельный вес рас семян в разных частях крон деревьев сосны:
1 — черные верх, 2 — черные середина, 3 — серые верх, 4 — серые середина, 5 — белые верх, 6 — белые середина; ряд 1 — I класс роста, ряд 2 — II класс, ряд 3 — III класс роста
В отношении серой и белой рас семян следует сказать, что их удельный вес у деревьев I и II классов роста понижается до 15,8 и 24,5% в средней части кроны, в то время как у деревьев III класса происходит повышение доли таких семян до 44,6%.
Количество семян в шишках оказалось совершенно не равнозначным. Наибольшее их количество находится в шишках на деревьях I класса роста — 9,6 шт., несколько меньшее (7,3 шт.) — у деревьев
II класса и незначительное количество (2,7 шт.) — в шишках на деревьях III класса роста. Имеет место общая тенденция увеличения количества семян в шишках, развившихся в верхней части кроны — для деревьев I класса это превышение над средними шишками составляет 88,9%, а для деревьев II класса — 11,6%.
Таким образом, можно констатировать, что в кроне деревьев всех классов роста присутствуют шишки, содержащие
все расы семян, но меньшая доля белой расы находится в верхней части кроны у деревьев I и II классов роста. Считается, что повышенными посевными качествами обладают семена черной и серой рас, поэтому сбор шишек следует проводить с деревьев I и II классов роста. В таблице 5 приведена биометрическая характеристика семян сосны.
В целом семена с деревьев I класса роста несколько отличаются по энергии прорастания и всхожести от семян с деревьев II класса в сторону повышения, хотя оно находится в пределах ошибки опыта. В то же время масса 1000 штук семян с деревьев I класса на 12,1% выше аналогичной массы семян с деревьев II класса, что, по-видимому, связано с различной долей семян белой расы, соответственно, 16,8 и 20,6%, которые в большей степени оказываются пустыми. Семена с деревьев I и II классов роста практически в одинаковой степени подвергаются загниванию.
Таблица 5
Биометрическая характеристика семян сосны
Класс роста/ часть кроны Энергия прорастания, % Всхожесть, % Масса 1000 штук, г Запаренные, % Загнившие, % Класс качества
1/верхняя 91 94 11,5 1,4 4,3 I
1/средняя 84 86 10,8 2,3 11,2 I
Среднее 87,5 90,0 11,1 1,8 7,7
2/верхняя 91 94 10,5 1,2 4,4 I
2/средняя 86 87 10,1 2,2 11,1 II
Среднее 88,5 90,5 10,3 1,7 7,7
3/верхняя 67 69 6,1 6,2 25,0 III
Низкими посевными качествами обладают семена с деревьев III класса роста, которые по ГОСТ 14161-86 относятся к нижней границе 3 класса или к не стандартным по всхожести [5]. Отдельно следует указать на довольно значительную массу 1000 семян с деревьев I и II классов роста, которая превышает 10 г.
Между массой шишки и массой 1000 семян существует высокая тесная положительная связь (г = 0,86±0,12), что свидетельствует о целесообразности сортировки шишек перед рассушиванием с удалением мелких.
Таким образом, осуществлять сбор сосновых шишек в спелых насаждениях при проведении рубок различного назначения следует лишь на деревьях I и II классов роста, на которых формируются наиболее крупные шишки с более тяжелыми семенами, имеющими повышенные посевные качества.
Библиографический список
1. Правдин Л.Ф. Сосна обыкновенная / Л.Ф. Правдин. — М.: Наука, 1964. — 192 с.
2. Ткаченко А.Н. Репродуктивная способность клонов сосны на лесосеменной плантации Брянской области / А.Н. Ткаченко // Лесное хозяйство. — 2001. — № 1. — С. 38-39.
3. Шейкина О.В. Биометрические показатели шишек клонов плюсовых деревьев сосны обыкновенной на лесосеменной плантации в Нижегородской области / О.В. Шейкина, Н.А. Пертюкова, Г.Н. Во-хминцева // Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений. — Красноярск, 2008. — С. 116-118.
4. Некрасова Т.П. Плодоношение сосны обыкновенной / Т.П. Некрасова // Естественное возобновление хвойных в Западной Сибири. — Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1962. — С. 15-29.
5. Гост 14161-86. Семена хвойных древесных пород. Посевные качества. — М.: Госстандарт СССР, 1986. — 10 с.
+ + +
