Студенту

"Хвойные бореальной зоны" 2007г.,№2-3, с.

БИОРАЗНООБРАЗИЕ, ОТБОР И РАЗМНОЖЕНИЕ КЕДРОВЫХ СОСЕН В ПЛАНТАЦИОННЫХ КУЛЬТУРАХ ЗЕЛЕНОЙ ЗОНЫ КРАСНОЯРСКА

Матвеева Р.Н., Буторова О.Ф., Братилова Н.П.

ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»,
кафедра селекции и озеленения, 660049, г.Красноярск, пр. Мира 82, Россия,
т.(3912)278844, nvn@sibstu.kts.ru

В статье представлены результаты исследования географической изменчивости кедровых сосен (Pinus sibirica Du Tour и Pinus koraiensis Sieb. et Zucc.) при семенном и вегетативном размножении. Показано влияние видовой принадлежности подвоя на интенсивность роста прививочных плантаций. Приводятся данные анализа роста, формирования фитомассы и семеношения сосны кедровой сибирской местного происхождения в плантационных культурах зеленой зоны Красноярска в зависимости от биометрических показателей всходов и трехлетних сеянцев.
The investigation results about geographical variability of Pinus sibirica Du Tour and Pinus koraiensis Sieb. et Zucc. in seed and vegetative reproduction are described in the article. The influence the species plants for graft it was established. The peculiarities of growing and accumulation of phitomass and reproduction of Pinus sibirica in plantation cultures in green zone of Krasnoyarsk depend of biometric indexes one- and three-year seedlings.

Введение

Одним из путей сохранения генофонда и повышения биологического разнообразия лесных экосистем является создание насаждений искусственного происхождения, максимально соответствующих местным лесорастительным условиям и сочетающих в себе богатство провиниенций древесных пород (Веселин, 1994; Царев, 2000; Писаренко, 2003 и др.). Все большую актуальность приобретает создание плантационных лесных культур, высокая продуктивность которых достигается за счет подбора наиболее соответствую­щих поставленным целям видов растений, ис­пользования специально отселектированных форм, интенсивной агротехники. Большое внимание при создании целевых плантационных культур уделяется кедровым соснам. Кедровые насаждения не имеют аналогов на Земле по многообразию ценной продукции и экологической значимости. Отмечено, что полученная продукция в период онтогенеза кедровых сосен в несколько раз превышает стоимость древесины (Таланцев и др., 1978; Крылов и др., 1983; Игнатенко, 1988; Парамонов, 1999; Усольцев и др., 1998 и др.).

Объекты исследований

Плантационные культуры кедровых сосен: сибирской и корейской созданы в зеленой зоне Красноярска на территории Караульного лесничества учебно-опытного лесхоза СибГТУ семенным и вегетативным путем, с использованием прививок и черенкования. Посадочный материал (сеянцы, саженцы) и черенки с отселектированных маточных растений отличались по географической и формовой принадлежности. В качестве подвоев использованы сосна кедровая сибирская и сосна обыкновенная.

Результаты и обсуждение

При сравнении роста и биологической продуктивности кедровых сосен в условиях лесостепной зоны юга Средней Сибири выявлено, что сосна кедровая корейская уступает местному виду по показателям роста, но имеет хвою повышенной фитонцидной активности и формирует низкоопущенную крону, что является преимуществом при создании культур, защищающих от взвесей, находящихся в воздухе (Братилова, 2004). С целью изучения адаптационной способности интродуцированного вида устанавливался возраст его вступления в стадию репродуктивного развития. Образование шишек у некоторых экземпляров кедра корейского отмечалось в 22-летнем биологическом возрасте. К 40-летнему возрасту в плантационных культурах выявлено 23% семеносящих деревьев сосны кедровой корейской и 38 % сосны кедровой сибирской местного происхождения. В переводе на 1 га урожай шишек составил, соответственно, 126,9 кг и 65,9 кг. Сосна кедровая сибирская образует большее число шишек на дереве, но меньшей массы, что связано с биологическими особенностями видов. Масса шишек составляет небольшой процент от фитомассы кроны. Но этот показатель может варьировать и достигать больших значений в урожайные годы.
На рост кедровых сосен оказывает влияние не только видовая, но и географическая принадлежность (Ирошников, 1977, 1985; Матвеева и др., 2000, 2006; Кузнецова, 2003 и др.). На наших опытных объектах изучение роста, биологической продуктивности и семеношения потомств кедровых сосен в плантационных культурах показало хорошую адаптационную способность иркутского (черемховский), алтайского (атушкеньский, туштуезеньский, курли), хакасского (сонский) и красноярского (бирюсинский, шумихинский, танзыбейский) экотипов сосны сибирской и сосны корейской приморского происхождения (вакский). Отстает в росте в условиях зеленой зоны Красноярска потомство сосны сибирской читинского, казахстанского и ярцевского (север Красноярского края) происхождений, наиболее удаленных от условий произрастания маточных популяций, а также хабаровский экотип сосны корейской (таблица 1).

Рисунок 1 – Фитомасса кроны потомств кедровых сосен в 42-летнем возрасте

В возрасте 42-х лет потомства кедровых сосен формируют в абсолютно сухом состоянии 6,5-13,7 кг хвои и 8,3-18,2 кг ветвей в зависимости от географического происхождения маточных популяций (рисунок 1).Помимо географического происхождения посадочного материала на рост, биологическую и семенную продуктивность оказывает влияние его формовая   принадлежность   (Ирошников,  1977;Усольцев, Щерба, 1998; Братилова, 2005 и др.). Зависимость между показателями сеянцев и дальнейшим ростом культур отмечали многие авторы.
П.П. Поповым (1976) установлено влияние высоты сеянцев ели в трехлетнем возрасте на их размеры в семилетнем. По данным Р.Н. Матвеевой (1994), сосна кедровая сибирская, имеющая в трёхлетнем возрасте наибольшие показатели высоты, диаметра стволика и числа почек, отличалась лучшим ростом в 10-летнем. И.И. Попивщий, Т.Д. Соломатова (2001) считали, что высокопродуктивные биотипы можно выделить еще на стадии семян по их массе, числу семядолей.
При изучении динамики роста сосны кедровой сибирского местного географического происхождения, отселектированной по числу семядолей (от 8 до 14 шт.), выявлено, что с 10- до 25-летнего биологического возраста наблюдалось достоверное превышение высоты у растений, имеющих 14 семядолей при отборе, что подтверждают и результаты дисперсионного анализа (Fф = 42,71 больше Fтабл. = 19,0). Доля влияния варианта на высоту в 25-летнем возрасте составляет 86 %. Отмечено повышенное накопление фитомассы растениями, имеющими при появлении всходов наибольшее число семядолей. Анализ семеношения кедра сибирского показал, что растения многосемядольной формы отличаются ранним репродуктивным развитием, урожайностью и большими размерами озими и шишек. В группе с 14 семядолями процент растений, сформировавших шишки в 21-25-летнем возрасте, был в 2-6 раз больше в сравнении с растениями, имевшим при отборе меньшее число семядолей.

При использовании в качестве маточников 6-, 15- и 20-летних растений сосны кедровой сибирской отмечено, что процесс корнеобразования интенсивнее протекал у черенков, срезанных с более молодых растений. Через 2 месяца после нарезки у черенков с 6-летних растений отмечено образование корней, с 15-летних – только зачатков корней у некоторых экземпляров, с 20-летних - каллюса.
Влияние географического происхождения маточников на образование каллюса и корней представлено в таблице 4.
Лучшим укоренением отличались черенки бурятского, тюменского и якутского происхождений.
Установлена индивидуальная изменчивость растений сосны кедровой сибирской по способности к укоренению черенков. Процент укоренения отдельных экземпляров варьировал от 0 до 100.
Рост и семеношение сосны кедровой сибирской черенкового происхождения зависят от ряда факторов, включающих генотип, возрастную, географическую принадлежность и др.

Заключение

42-летний опыт выращивания кедровых сосен в условиях зеленой зоны Красноярска позволил установить следующее:
1) лучший рост наблюдается при использовании сеянцев сосны кедровой сибирской поздней фенологической формы, имеющих наибольшее число семядолей (14 шт.) серповидной формы, длинную первичную хвою, 3-4 крупные верхушечные почки в трехлетнем возрасте, превышающие по высоте (при густых посадках) или диаметру средние показатели;
2) географическое происхождение маточных растений имеет большое значение при выращивании плантационных культур. В условиях лесостепной зоны юга Средней Сибири лучшим ростом и формированием фитомассы наряду с потомством местного происхождения отличается сосна кедровая сибирская иркутского и алтайского экотипов, а также сосна кедровая корейская приморского происхождения;
3) успешность размножения прививкой зависит от видовой принадлежности подвоя. При использовании в качестве подвоя сосны обыкновенной наблюдается интенсивный рост привоя, формирование наибольшей фитомассы, раннее семеношение. Но такие привитые экземпляры оказываются недолговечными (отпад из-за превышения диаметра привоя над подвоем начинается с 18-летнего возраста). Прививка сосны кедровой сибирской на подвой того же вида отличается более медленным ростом, но лучшим срастанием прививаемых компонентов, что указывает на их долговечность;
4) черенкование является самым трудным методом размножения кедровых сосен. Успешность укоренения зависит от возраста, географического происхождения, генотипа маточных растений. Лучше укореняются черенки, заготовленные с молодых растений (до 15-летнего возраста).
Таким образом, изучение биоразнообразия, проведение отбора и размножение ценных экземпляров кедровых сосен в плантационных культурах зеленой зоны Красноярска способствует сохранению ценного генофонда, формируемого тысячелетиями в различных лесорастительных условиях, позволяет формировать коллекции и использовать наиболее продуктивные экземпляры для создания культур различного целевого назначения.

Библиографический список

1. Братилова, Н.П. Адаптационная способность кедра корейского на юге Средней Сибири / Н.П. Братилова // Лесное хозяйство. - 2004. - № 5.- С. 28-29.
2. Братилова, Н.П. Изменчивость кедра сибирского в плантационных культурах юга Средней Сибири в зависимости от формового разнообразия всходов и сеянцев [текст]/ Н.П. Братилова. - Красноярск: ГОУ ВПО «СибГТУ», 2005.- 130 с.
3. Веселин, Б.В. Больше внимания кедровым садам / Б.В. Веселин // Лесное хозяйство. – 1994. - № 5. – С. 40-41.
4. Игнатенко, М.М. Сибирский кедр (биология, интродукция, культура) [текст]/ М.М. Игнатенко. – М.: Наука, 1988. – 160 с.
5. Ирошников, А.И. Биоэкологические свойства и изменчивость кедра сибирского / А.И. Ирошников // Кедровые леса Сибири. – Новосибирск: Наука, 1985. – С. 8-40.
6. Ирошников, А.И. Полиморфизм хвойных Сибири / А.И. Ирошников // Проблемы лесоведения Сибири. – М.: Наука, 1977. – С. 89-123.
7. Крылов, Г.В. Кедр [текст]/ Г.В. Крылов, Н.К. Таланцев, Н.Ф. Козакова. – М.: Лесн. пром-сть, 1983. – 216 с.
8. Кузнецова, Г.В. Семеношение и качество семян клонов кедра сибирского разного происхождения на плантации в Красноярской лесостепи / Г.В. Кузнецова // Лесоведение. – 2003. - № 6. – С. 42-48.
9. Матвеева, Р.Н. Генетика, селекция, семеноводство кедра сибирского [текст]/ Р.Н. Матвеева, О.Ф. Буторова. – Красноярск: СибГТУ, 2000. – 243 с.
10. Матвеева, Р.Н. Изменчивость, отбор семенного потомства экотипов, плюсовых деревьев и формирование плантационных культур кедровых сосен в пригородной зоне Красноярска [текст]/ Р.Н.
11. Матвеева [и др.]. – Красноярск: СибГТУ, 2006. – 268 с.
12. Матвеева, Р.Н. Особенности хранения семян, выращивания посадочного материала и создания культур целевого назначения сосны сибирской: дисс. докт. с.-х. наук / Р.Н. Матвеева. – Йошкар-Ола. - 1994. – 368 с.
13. Парамонов, Е.Г. Войди в лес другом [текст]/ Е.Г. Парамонов. – Барнаул. – 1999. – 230 с.
14. Писаренко, А.И. Создание искусственных лесов [текст]/ А.И. Писаренко, М.Д. Мерзленко. – М.: Агропромиздат, 1990. – 269 с.
15. Попивщий, И.И. Характеристика лесных семян / И.И. Попивщий, Т.Д. Соломатова // Лесное хозяйство. – 2001. - № 6. – С. 25-27.
16. Попов, П.П. Ранняя диагностика быстроты роста ели сибирской / П.П. Попов // Лесное хозяйство. – 1976. - № 12. – С . 32-34.
17. Таланцев, Н.К. Кедровые леса [текст]/ Н.К. Таланцев, А.Н. Пряжников, Н.П. Мишуков. – М.: Лесн. пром-сть, 1978. – 176 с.
18. Усольцев, В.А. Структура фитомассы кедровых сосен в плантационных культурах [текст]/ В.А. Усольцев, Н.П. Щерба. - Красноярск: КГТА, 1998. - 134 с.
19. Царёв, А.П. Селекция и репродукция лесных древесных пород [текст]/ А.П. Царёв, С.П. Погиба, В.В. Тренин. - М.: Логос, 2002. - 520 с.