Результаты селекционной оценки лесных культур лиственницы в Республике Мордовия

Статья по теме:

Результаты селекционной оценки лесных культур лиственницы в Республике Мордовия Прохорова Елена Валерьевна Новиков Петр Сергеевич.

Необходимость повышения устойчивости насаждений, быстрого восстановления лесной среды и улучшения рекреационных функций лесных экосистем Среднего Поволжья обуславливает целесообразность более широкого применения в искусственном лесовосстановлении быстрорастущих, жизнестойких и ценных видов древесных растений, одним из которых является лиственница. Исследования показывают, что отдельные сохранившиеся культуры лиственницы старших возрастов сформировали устойчивые, высокопродуктивные насаждения и имеют запас более 600 м³ на га, что свидетельствует о наличии в регионе перспективного для селекции и лесовосстановления ценного генофонда.

М.А. Карасева в своих работах [1, 2] отмечает, что выращивание высокопродуктивных и биологически устойчивых насаждений в Среднем Поволжье в настоящее время приобретает особую актуальность, так как неблагоприятное климатическое, рекреационное и техногенное воздействие привело к деградации дубрав и усыханию ельников на значительных площадях. Необходимость повышения устойчивости насаждений, быстрого восстановления лесной среды и улучшения рекреационных функций лесных экосистем региона обусловливает целесообразность более широкого применения в искусственном лесовосстановлении и лесоразведении быстрорастущих, жизнестойких и ценных видов древесных растений, одним из которых является лиственница.

В лесхозах Республики Мордовия [3] накоплен определенный опыт выращивания культур лиственницы сибирской. В настоящее время эта культура создана на площади 1750 га, возраст старых культур составляет 60−80 лет. В период с 1959 по 1968 гг. в лесхозах республики отпад культур составил 33% (59 га). Приживаемость варьировала от 62,1% до 84,1%. Связи приживаемости с годом производства культур не наблюдается. Закономерности в сохранности лесных культур лиственницы, созданных в период с 1959;1969г. в зависимости от густоты посадки не обнаружено. Изучение динамики изменения высоты и диаметра культур лиственницы с возрастом показывает, что в Республике Мордовия до55-летнего возраста культуры лиственницы имеют средние высоты и диаметры ниже, чем сосновые насаждения I и ЙЙ классов бонитета, а в более старшем возрасте — как у культур сосны I класса бонитета.

По данным А. Н. Орнатского [4, 5], анализ состояния и продуктивность культур лиственницы в условиях Республики Мордовия показал неоднозначные результаты: лиственница по продуктивности в 30 лет уступает сосне, но превосходит ель и березу. С одной стороны резкое несоответствие почвенно-грунтовых условий экологическим свойствам полученных семян привело к полному выпадению культур. С другой — недостаточный учет отмеченных выше двух факторов привел к формированию культур лиственницы, уступающих по продуктивности древостоям местных видов. И лишь там, где более или менее удачно решены проблемы взаимодействия генотипа со средой, лиственница показала возможности усиления ресурсного потенциала лесов региона. Запас таких насаждений варьирует от 290 до 520 м³ /га. Проведенные исследования показали возможность и целесообразность разведения лиственницы в культуре в изучаемом регионе.

Для создания лесных культур лиственницы требуются семена, количество которых определяется объёмами лесных культур. Главное условие, которое обеспечивает качество создаваемых культур — это отбор маточных насаждений, прошедших испытание в местных условиях [6].

Исследования показывают, что плюсовые деревья лиственницы, отобранные в культурах, характеризуются высокими показателями продуктивности. Опыт создания клоновых ЛСП лиственницы показывает возможность использования потомств плюсовых деревьев для целей семеноводства [7].

Цель работы: провести селекционную оценку лесных культур лиственницы с целью выделения кандидатов в плюсовые деревья.

Решаемые задачи: 1) изучить рост 45−50-летних культур лиственницы в Ардатовском лесничестве Республики Мордовия; 2) определить возможность отбора кандидатов в плюсовые деревья; 3) выполнить отбор кандидатов в плюсовые деревья.

Объекты исследования. Рост лиственницы изучался на трех участках лесных культур в Ардатовском лесничестве Республики Мордовия, заложенных в кварталах 7, 8, 70, в возрасте, соответственно, 50,47,45 лет. В квартале № 7 заложена одна пробная площадь, в квартале № 8 — пять пробных площадей и в квартале № 70 — две пробные площади. Размеры проб в зависимости от учтенных на них растений (от 50 до 100 шт.) составляли от 400 до 1470 м². Почвы дерново-слабоподзолистые суглинистые, свежие, в квартале 8 — дерново-подзолистые легкосуглинистые, с наличием каменистых включений. Судя по живому напочвенному покрову, включающему в состав крапиву, медуницу, пижму, копытень, землянику, ландыш, почвы достаточно богаты элементами питания и благоприятны для роста лиственницы по механическому составу. Культуры созданы посадкой сеянцев в плужные борозды, с расстоянием между бороздами 2,5 — 3,0 м, с шагом посадки 0,75 м.

Методика исследоваий. На каждой пробной площади измерены от 50 до 100 штук деревьев. Всего измерено 504 дерева. У каждого дерева измеряли высоту и высоту до живой кроны высотомером марки Suunto, окружность ствола мерной лентой. Также отмечали качественные показатели: толщину сучьев, разделяя их на три группы — тонкие, средние, толстые; прямизну ствола. Все полученные данные подвергались статистической обработке в программе Microsoft Excel.

Интерпретация результатов. К моменту обследования число сохранившихся растений лиственницы на восьми пробных площадях оказалось неодинаковым (табл.1).

В расчете на 1 га число деревьев лиственницы варьировало от 440 до 1300 штук. Такая сохранность зависит не только от приживаемости после посадки, но и последующих уходов на данных лесокультурных площадях. По-видимому, сохранились наиболее быстрорастущие экземпляры, которые на первых этапах роста смогли выйти за пределы высоты мощного травяного покрова.

Показатели роста анализировались по двум параметрам: высоте и окружности ствола.

Таблица 1 — Количество пробных площадей (шт.), площадь (м2) и число деревьев на 1га.

В расчете на 1 га число деревьев лиственницы варьировало от 440 до 1300 штук. Такая сохранность зависит не только от приживаемости после посадки, но и последующих уходов на данных лесокультурных площадях. По-видимому, сохранились наиболее быстрорастущие экземпляры, которые на первых этапах роста смогли выйти за пределы высоты мощного травяного покрова.

Показатели роста анализировались по двум параметрам: высоте и окружности ствола.

Как видно из данных таблицы 2, высота лиственницы в изученных кварталах варьирует от 23,2 до 24,3 м, с пределами высоты — 8м — 33 м. Коэффициент вариации в зависимости от пробы составляет 7,2 — 28%, т. е. изменчивость высоты умеренная и большая.

Таблица 2 — Статистические показатели высоты (м) лиственницы в культурах.

Квартал.	Лет.	№ пробы.	±Sx.	д.	V, %.	Min.	Max.	P, %.
			23,6±0,18.	1,7.	7,2.	20,0.	26,0.	1,0.
			22,9±0,91.	6,43.	28,1.	7,5.	31,0.	4,0.
			25,4±0,83.	5,89.	23,2.	11,5.	33,0.	3,3.
			21,6±0,57.	5,68.	26,4.	8,0.	32,0.	2,6.
			27,2±0,55.	3,89.	14,3.	15,5.	33,0.	2,0.
			27,0±0,43.	3,07.	11,4.	16,0.	32,0.	1,6.
Среднее по кв.№ 8.	24,3±0,33.	5,73.	23,6.	7,5.	33,0.	1,4.
			23,1±0,21.	2,15.	9,3.	15,0.	26,8.	0,9.
			23,3±0,32.	2,29.	9,8.	17,0.	30,0.	1,4.
Среднее по кв.№ 70.	23,2±0,18.	2,19.	9,5.	15,0.	30,0.	0,8.

Сравнение высоты лиственницы в квартале № 8 на пяти пробных площадях показало, что в пределах одного участка площадью 10 га параметры высоты в разных местах значительно отличаются. Высота на первой пробной площади составляет 22,9 м, а на пятой пробной площади — 27,0 м. Коэффициент достоверности различия (td=4,10) показывает, что отличия между высотами достоверны. Одним из главных факторов, влияющим на высоту деревьев, следует считать сохранность растений и сложившуюся густоту. О влиянии количества деревьев на рост можно проследить по распределению лиственницы по ступеням высоты на пробах в квартале № 8 (рис. 1).

В одном и том же возрасте, в близких условиях роста, но при разной густоте, распределение деревьев по ступеням высоты неодинаково. При большой густоте (907−1280 шт./га) деревья представлены как в низких ступенях высоты (до 14м) с долей 10 — 13%, так и в высоких (24м и выше) с долей 26 — 37%. На пробах с меньшей густотой (440−480 шт./га) наибольшая доля растений представлена в ступенях 24,1 — 34 м (84 — 88%).

Рисунок 1 — Распределение деревьев по ступеням высоты в кв.№ 8.

Окружность ствола в культурах лиственницы на изучаемых участках (в кварталах № 7,8 и 70) соответственно, равна 95, 78 и 90 см (или диаметр 30, 25, 29см) (таб. 3).

Таблица 3 — Статистические показатели окружности ствола (см) лиственницы в культурах.

Наибольшие показатели окружности ствола лиственницы выявлены в квартале № 7 — 94,9 см, а в квартале № 70 — наименьшие (89,8 см), но эти различия не достоверны td=1,7. Достоверно меньше окружность ствола у деревьев в квартале № 8, как по сравнению с показателями в квартале № 7 (td=5,26), так и по сравнению с окружностью ствола деревьев в квартале № 70 (td=5,34).

Окружность ствола неодинакова не только в разных кварталах, но также в пределах одного квартала при разной густоте. В квартале № 8 на пяти пробных площадях окружность, соответственно равна 59,5; 62,2; 61,9; 109,8; 112,8 см. На пробных площадях с густотой 1280, 907, 960 шт./га окружность ствола составляет, соответственно, 59,5, 62,2, 61,9 см. Показатель достоверности различия между этими величинами равен 0,7 — 0,8, следовательно окружность ствола на этих пробах достоверно не отличается. Наоборот, на пробе при густоте 1280 шт./га, окружность ствола составила 59,5 см, что в 1,9 раз меньше, чем на пробе с густотой 440 шт./га, т. е. окружность ствола достоверно меньше (td=13,3). Следовательно, при меньшей густоте рост по диаметру светолюбивой лиственницы лучше, чем при большей густоте.

Распределение стволов лиственницы по ступеням толщины в квартале 8 по пробным площадям представлено на рисунке 2.

Рисунок 2 — Распределение деревьев по ступеням толщины в кв.№ 8.

Основная доля растений — 53−62% на пробных площадях с густотой 907−1280 шт./га приходится на ступени толщины — 20,1−50,0 см. На пробах с количеством деревьев 440−480 шт./га распределение иное. В ступенях толщины 20,1−50,0 см деревьев нет. В ступенях 60,1−90 см — доля растений 3,8−8,0%. Наибольшая доля растений 72−82% приходится на ступени от 100,1 до 140 см. Таким образом, распределение деревьев по ступеням толщины наглядно показывает, что лучший рост по диаметру у лиственницы наблюдается при густоте 440−480 шт./га.

Качественные характеристики ствола определяются такими показателями, как развитие живой кроны, степень очищения ствола от сучьев и искривление ствола.

Степень развития кроны характеризует протяженность ствола до кроны. Протяженность ствола до живой кроны у лиственницы на разных пробах составляет 9,7 — 16,3 м, с пределами от 0,5 до 23 м. Доля живой кроны от общей высоты составляет 36 — 55%, это говорит о том, что крона у лиственницы хороша развита.

Очищение ствола от сучьев происходит на разной высоте, начиная с 1 м до 15 м, но преимущественно с 4 — 8 м. Оно зависит от густоты насаждений и от толщины сучков. По толщине сучки разделены на тонкие, средние, толстые. Их соотношение на разных пробах неодинаково, например, в квартале № 8 на пробной площади № 4 деревья с тонкими сучками составляют 52%, с толстыми — 14%, на пятой пробе, соответственно, 48 и 14%. В квартале № 70 соотношение деревьев с тонкими и толстыми сучками следующее: на пробе № 1 — 75 и 8%, на пробе № 2 — 38 и 8%. Т. е., преимущественно, на изучаемых участках лиственница имеет тонкие и средние по толщине сучки.

Для лиственницы характерно искривление ствола. На разных пробных площадях количество искривленных стволов неодинаково, также как и степень искривления. Искривление стволов начинается с 4 м, у некоторых стволов с 6, 8 м, других — с 10 м и на большей высоте. Доля искривленных стволов в квартале № 8 варьирует от 32 до 63,3%, в квартале № 70- 17,3−25% искривленных стволов.

Исследования показали, что 40−50-летние насаждения лиственницы отличаются по количественным показателям. Сравнение показателей роста с таблицами хода роста для культур лиственницы, составленной В. П. Тимофеевым, показало, что изучаемые культуры относятся к древостоям I класса бонитета.

Распределение по ступеням высоты и окружности показало, что на всех пробных площадях выделяется группа растений, существенно превосходящая по высоте и окружности средние деревья. Среди них на каждой пробной площади были выделены кандидаты в плюсовые деревья, в первую очередь по количественным признакам, а затем по качественным: прямизне ствола, толщине сучьев — с тонкими сучками, а также по степени очищения стволов от сучьев, высоте до живой кроны (табл. 4).

лиственница мордовия поволжье Таблица 4 — Статистические показатели кандидатов деревьев лиственницы в плюсовые.

Показатели.	± Sx.	д.	V, %.	Min.	Max.	Р,%.
Высота, м.	28,9 ± 0,22.	1,7.	5,9.	26,5.	33,0.	0,8.
Окружность ствола, см.	124,2±1,4.	10,6.	8,5.	108,1.	155,0.	1,1.
Высота до живой кроны, м.	16,3±0,3.	2,3.	14,3.	6,5.	20,0.	1,9.

Деревья лиственницы, выделенные кандидатами в плюсовые деревья, имеют высоту на 10 — 15% выше среднего дерева, окружность ствола больше среднего дерева на 130 — 150%. Эти деревья имеют прямые стволы, хорошо развитую конусовидную крону, с протяженностью 12 — 14 м, с долей 50 — 56% от длины ствола, тонкие сучья и хорошо очищенные от них стволы. Всего выделен 51 кандидат в плюсовое дерево.

Выводы

Исследуемые лесные культуры лиственницы в Ардатовском лесничестве Республики Мордовия следует считать наиболее адаптированными в условиях интродукции. Деревья, выделенные в кандидаты плюсовые, следует аттестовать и использовать для создания лесосеменных плантаций.

Работа выполнена в рамках реализации ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на на 2007 — 2013 годы» при финансовой поддержке Минобрнауки России (Государственный контракт № 14.518.11.7055 от 20.07.2012 г.) на базе Биотехнологического комплекса по воспроизводству высших растений в условиях «чистой комнаты».

• 1. Карасева, М. А. Лиственница сибирская в Среднем Поволжье: научное издание/М.А. Карасева. — Йошкар-Ола: МарГТУ, 2003. — 376с.
• 2. Карасева, М.А. Эколого-физиологические и агротехнические основы выращивания культур лиственницы сибирской (Larix sibirica Led.) в Среднем Поволжье: автореф. дис. … д-р. с-х. наук: 06.03.01 /М.А. Карасева. — Йошкар-Ола, 2004. — 48с.
• 3. Орнатский, А. Н. Опыт создания культур лиственницы сибирской в лесхозах Республики Мордовия /А.Н. Орнатский//Экол. и леса Поволжья, Марийск. гос. техн. ун-т. — Йошкар-Ола, 1999. — С.179−181.
• 4. Орнатский, А. Н. Изучение таксационно-лесоводственных показателей культур лиственницы в Республике Мордовия /А.Н. Орнатский// Соврем. пробл. учета и рац. использ. лес. ресурсов: Матер. докл. регион. науч.-практ. конф., посвящ. 100-летию со дня рожд. д-ра с.-х. наук, проф. М. Л. Дворецкого, Йошкар-Ола, 27 янв., 1998. — Йошкар-Ола. 1998. — С.120−121.
• 5. Орнатский, А. Н. Обогащение лесных ресурсов Республики Мордовия посредством интродукции лиственницы сибирской: автореф. дис. … канд. биол. наук: 03.00.32 /А.Н. Орнатский. — Йошкар-Ола, 2002. — 16с.
• 6. Карасева, М. А. Биоэкологические основы выращивания культур лиственницы сибирской в Среднем Поволжье/М. А. Карасева//Повышение устойчивости и продуктивности дубрав, опыт и перспективы выращивания насаждений лиственницы в европейской части России. Материалы совещания — семинара.-Казань, 2005.-с.86−91.
• 7. Лебедева, Э. П. Перспективы создания лесосеменной базы лиственницы на генетико-селекционной основе/Э. П. Лебедева, Е. В. Прохорова// Повышение устойчивости и продуктивности дубрав, опыт и перспективы выращивания насаждений лиственницы в европейской части России. Материалы совещания — семинара.-Казань, 2005.-с.207−212.
• 8. Karaseva, M.A. Listvennica sibirskaja v Srednem Povolzh’e: nauchnoe izdanie/M.A. Karaseva. — Joshkar-Ola: MarGTU, 2003. — 376s.
• 9. Karaseva, M.A. Jekologo-fiziologicheskie i agrotehnicheskie osnovy vyrashhivanija kul’tur listvennicy sibirskoj (Larix sibirica Led.) v Srednem Povolzh’e: avtoref. dis. … d-r. s-h. nauk: 06.03.01 /M.A. Karaseva. — Joshkar-Ola, 2004. — 48s.
• 10. Ornatskij, A.N. Opyt sozdanija kul’tur listvennicy sibirskoj v leshozah Respubliki Mordovija /A.N. Ornatskij//Jekol. i lesa Povolzh’ja, Marijsk. gos. tehn. un-t. — Joshkar-Ola, 1999. — S.179−181.
• 11. Ornatskij, A.N. Izuchenie taksacionno-lesovodstvennyh pokazatelej kul’tur listvennicy v Respublike Mordovija /A.N. Ornatskij// Sovrem. probl. ucheta i rac. ispol’z. les. resursov: Mater. dokl. region. nauch.-prakt. konf., posvjashh. 100-letiju so dnja rozhd. d-ra s.-h. nauk, prof. M.L.Dvoreckogo, Joshkar-Ola, 27 janv., 1998. — Joshkar-Ola. 1998. — S.120−121.
• 12. Ornatskij, A.N. Obogashhenie lesnyh resursov Respubliki Mordovija posredstvom introdukcii listvennicy sibirskoj: avtoref. dis. … kand. biol. nauk: 03.00.32 /A.N. Ornatskij. — Joshkar-Ola, 2002. — 16s.
• 13. Karaseva, M. A. Biojekologicheskie osnovy vyrashhivanija kul’tur listvennicy sibirskoj v Srednem Povolzh’e/M. A. Karaseva//Povyshenie ustojchivosti i produktivnosti dubrav, opyt i perspektivy vyrashhivanija nasazhdenij listvennicy v evropejskoj chasti Rossii. Materialy soveshhanija — seminara.-Kazan', 2005.-s.86−91.
• 14. Lebedeva, Je. P. Perspektivy sozdanija lesosemennoj bazy listvennicy na genetiko-selekcionnoj osnove/Je. P. Lebedeva, E. V. Prohorova// Povyshenie ustojchivosti i produktivnosti dubrav, opyt i perspektivy vyrashhivanija nasazhdenij listvennicy v evropejskoj chasti Rossii. Materialy soveshhanija — seminara.-Kazan', 2005.-s.207−212.