Главная

Исследовательские группы

Совет по защите докторских диссертаций

Научный журнал
Хвойные бореальной зоны
(в перечне ВАК)

Многолетний опыт географических культур в мировой науке показывает, что сосна разного географического происхождения в экспериментах очень сильно различается по восприимчивости к патогенам (Пихельгас, 1982; Проказин и др., 1983; Ромедер и Шенбах, 1962; Martinsson, 1979; Hantula J. и др., 2002 и др.).
Объектами исследований данного сообщения являются географические культуры сосны обыкновенной, созданные в 1976 году на дерново-подзолистой песчаной и темно-серой лесной суглинистой почвах в Приангарье (Богучан ское
_______________________
*Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ № 07-04-00292 и РФФИ-БРФФИ № 08-04-90001.
лесничество Красноярского края). В географических культурах испытывается 84 климатических экотипа сосны обыкновенной (далее в тексте их называем климатипами), место происхождений которых находится от Скандинавского п-ва до Охотского моря (от 50°10' до 69°40' с.ш. и от 26°28' до 138° 00' в.д.). В эксперименте климатипы представляют четыре подвида (географические расы) сосны обыкновенной: сосна северная, или лапландская (P. sylvestris subsp. lapponica Fries); сосна обыкновенная лесная (P. sylvestris subsp. sylvestris L.); сосна сибирская (P. sylvestris subsp. sibirica Ledeb.); сосна кулундинская, или степная (P. sylvestris subsp. kulundensis Sukaczew).
Географические культуры сосны на песчаной почве в течение 30-летнего периода жизни перенесли заболевания обыкновенным и снежным шютте, ценангиевым некрозом, на темно-серой лесной почве у сосны наблюдается поражение грибами ржавчинниками. Идентификация этих заболеваний была проведена специалистами фитопатологами Института леса им В.Н Сукачева И.С. Коссинской и Г.Н. Лебковой. В период развития каждого заболевания оценка жизненного состояния деревьев проводилась методом глазомерного учета степени повреждений почек, хвои, побегов, стволов у всех деревьев.
Первое заболевание, наблюдаемое у сосны разного географического происхождения, было вызвано обыкновенным шютте (LophodermiumpinastriChev. в стадии LeptestromapinastriDesm.) в двухлетнем возрасте на питомнике. У сеянцев вначале наблюдалось пожелтение, затем усыхание хвои и полная их элиминация. Интенсивность элиминации в географических посевах варьировала от 1 до 38 %, у сеянцев контрольного варианта (богучанский климатип) составляла 4 %. На второй год развития болезни отпад сеянцев усилился и достигал 20 % у контроля и 42 % у потомств, место происхождение которых было значительно отдаленно от пункта испытания в западном и юго-западном направлениях. В основном к этой группе относились потомства сосны из центральных районов России (Московская, Владимирская, Тамбовская области), Урала и Поволжья (Саратовская и Свердловская области, Татарстан, Удмуртия, Башкортостан). Наибольшая элиминация сеянцев (до 85 %), наблюдался у западных и южных потомств сосны (Гомельская, Ровенская, Киевская и Сумская области).
Второе сильное повреждение географических культур сосны было вызвано снежным шютте (Phacidiuminfestans Karst.) и наблюдалось в возрасте восьми лет на участке с песчаной почвой. В это время культуры на песчаной почве существенно уступали в росте культурам на темно-серой лесной почве. Пределы колебания средней высоты 8 летних потомств разных климатипов на песчаной почве составляли 28–70 см, на темно-серой лесной – 49–95 см. Характер повреждений снежным шютте был различным. У сильно поврежденных деревьев наблюдалось засыхание верхушечной почки и элиминация более 50 % хвои в кроне. У деревьев со средней тяжестью повреждений элиминация хвои варьировала от 20 до 40 %. У слабо поврежденных деревьев элиминация хвои не превышала 20 %.
Наблюдения за динамикой заболевания снежным шютте показали, что степень и доля поврежденных деревьев в культурах зависит от географического происхождения сосны. Повреждение, охватившее от 50 до 100 % деревьев в блоке, наблюдалось в основном у климатипов из центральных (Московская, Владимирская, Горьковская, Костромская, Брянская, Тамбовская, Воронежская, Пензенская, Рязанская области), западных районов ареала сосны (Латвия, Ровенская, Псковская, Гомельская области), южных (Сумская, Киевская, области), а также Казахстана (Семипалатинская область) и некоторых южных и лесостепных районов Сибири (Омская, Новосибирская области, Алтайский край, юг Красноярского края). Большая часть деревьев у этих климатипов характеризовалась сильным повреждением, выразившимся в элиминации верхушечной почки и более 60 % хвои в кроне. Устойчивыми к снежному шютте оказались в основном климатипы сосны Сибири и три климатипа с европейского севера. Более 80 % здоровых деревьев отмечено у потомств сосны Красноярского края, Якутии, Иркутской и Читинской областей, а также Мурманской области и Коми.
Заболевание географических культур сосны снежным шютте сказалось на их сохранности и росте. В связи с элиминацией более 50 % хвои и усыханием верхушечных почек центрального и боковых побегов у деревьев сосны не толерантных климатипов происходило замещение центрального побега за счет живого побега нижней мутовки. В дальнейшем растение приобретало кустистую форму. Такая форма ствола наблюдается на участке с песчаной почвой у потомства сосны подвидов «сосна обыкновенная» из европейской части России и «сосна кулундинская» из ленточных и степных боров Казахстана и Южной Сибири.
В 23-25 летнем возрасте (1997-99 гг.) в географических культурах, произрастающих на песчаной почве, было зафиксировано повреждение хвои, вызванное ценангиевым некрозом. Возбудителем этого грибного заболевания являлся Cenangiumabietis (Pers) Pehm.. Повреждение выражалось в пожелтении и покраснении хвои молодых побегов деревьев сосны. Таксационные характеристики в этом возрасте у климатипов на участке варьировали: средняя высота от 2,7 до 6,5 м, диаметр от 2,2 до 7,9 см.
Дифференцировка деревьев сосны обыкновенной по степени поврежденности хвои выявила климатипы с различной устойчивостью к патогену. Лучшей устойчивостью отличались климатипы из районов европейского севера (Карелия, Мурманская и Архангельская области) и Сибири (Красноярский край, Иркутская и Читинской области, республика Саха). От 50 до 90% деревьев этих климатипов имели здоровую или слабо поврежденную хвою. К менее устойчивым климатипам, с сильной и средней степенью повреждения хвои, относились потомства сосны из Прибалтики, центральных районов России, ряда районов Поволжья и Урала, а также из южных районов Сибири. Доля пораженных деревьев, с сильной и средней степенью повреждения хвои, варьировала у них от 50до 80 %.
Самая низкая устойчивость отмечается у потомств сосны из Пензенской, Воронежской, Сумской, Оренбургской, Владимирской областей. У этой группы климатипов выявлен массовый характер (80-100% деревьев) повреждений хвои сильной и средней степени.
Таким образом, наиболее высокая резистентность к ценангиевому некрозу отмечалась у потомств сосны обыкновенной подвидов «северная лапландская» и «сибирская» южно-таежной подзоны. Низкая устойчивость к патогену отмечалась у потомств сосны подвидов – «кулундинской», «обыкновенной» и «сибирской» из южных районов Сибири. Так как исследуемые 84 климатипа сосны обыкновенной находятся в одинаковых климатических и экологических условиях, то можно сделать вывод, что наблюдаемая дифференциация сосны по устойчивости к патогенам обусловлена генетическими особенностями, эволюционно закрепленными в потомстве в местах их происхождения.
В последние 15 лет в географических культурах на участке с темно-серой лесной почвой наблюдаются повреждения, вызванные грибами- ржавчинниками (Cronatrium flaccidum (Alb. et Schw.) Wint и Peridermiumpini (Pers.)Lew. etKleb.). Cледствием этих повреждений являются язвы на стволах деревьев. Локализация язв чаще наблюдается на высоте 0,5-1,0 м от поверхности почвы, реже их локализация достигает 1,5-2,0 м.
В эксперименте наблюдается четкое различие в резистентности потомств сосны обыкновенной разных климатипов к смоляному раку. Поражаются этим патогеном деревья различного роста и развития. Максимальное поражение деревьев этим патогеном у сосны в географических культурах составляет 10 %, минимальное - 0,21 %. У контрольного климатипа (Богучанский лесхоз Красноярского края) число поврежденных деревьев не превышает 1,0 %. К климатипам с максимальной долей пораженных деревьев (от 4 до10 %) относятся потомства сосны из степных, лесостепных районов европейской части России, юга Урала, Казахстана и юга Сибири (челнавский, бузулукский, дюртюлинский, курганский, долонский, кяхтинский, ракитовский, минусинский). Меньшая встречаемость пораженных деревьев (1-4 %) отмечается у климатипов из южно-таежной подзоны.
Результаты оценки устойчивости 84 климатипов сосны обыкновенной к грибным заболеваниям в пределах разных экспериментальных участков показывают генетическую неоднородность вида, обособленную влиянием эколого-климатических факторов мест происхождения. На разных экологических фонах в географических культурах, у одних и тех же климатипов сосны обыкновенной, проявляется неодинаковая устойчивость к патогенам. На бедных сухих почвах (тип леса сосняк толокнянковый, песчаная почва) географические культуры сосны подвержены обыкновенному и снежному шютте, ценангиевому некрозу, на более богатых и влажных почвах (темно-серая лесная, тип леса сосняк разнотравный) выявлены грибы-ржавчинники, возбудители смоляного рака (пузырчатая ржавчина или рак-серянка).
Известно, что в естественных сосняках фацидиоз (Phacidiuminfestans) встречается начиная с северной границы леса. В северной подзоне тайги имеются благоприятные условия для развития и распространения патогенов. Их негативное действие усиливается с повышением широты местности, по мере ухудшения почвенно-климатических условий и усугубляется значительной продолжительностью зимнего периода с устойчивым снежным покровом. В географических культурах Приангарья у северных климатипов сосны обыкновенной: подвидов «северная лапландская» и «сибирская» из южно-таежной подзоны выявлена более высокая устойчивость к патогенам. Можно предположить, что у потомств сосны северных популяций выработалась сопротивляемость к патогенам. У климатипов сосны из западных, центральных и южных районов ареала, (подвидов «кулундинская» и «обыкновенная») в местах их происхождения не сформировалась резистентность к грибным заболеваниям, поэтому в пункте испытания (в условиях Приангарья) они являются уязвимыми к патогенам.

Библиографический список

Пихельгас Э.И. Географические опытные культуры сосны обыкновенной в Эстонской ССР // Географические опыты в лесной селекции Прибалтики. - Рига: Зинатне. 1982. - С. 73-81.
Проказин А.Е., Куракин Б.Н. Происхождение сеянцев сосны обыкновенной и устойчивость их к шютте // Лесн. Хоз-во. - 1983. № 2. - с. 51-53.
Ромедер Э., Шенбах Г. Генетика и селекция лесных пород. - М., 1962.- 267 с.
Hantula J., Kasanen R., Kaitera J. and Moricca S. Analyses of genetic variation suggest that pine rusts Cronartium flaccidum and Peridermium pini belong to the same species // Mycological Research. - 2002. V. 106. – P. 203-209.
Martinsson O. Testing Scots Pine for resistance to Lophodermium Needle Cast. Studia Forestalia Suecica. 1979. №. 150. - 63 pp.