Состояние географических культур сосны обыкновенной (Pinus Sylvestris l.) в условиях Центральной лесостепи

В решении задач интенсификации и рационализации лесного хозяйства сосна обыкновенная, как основной хозяйственный вид, имеет первостепенное значение. Происхождение семян оказывает существенное влияние на биологические особенности экотипов в новых условиях роста, что сказывается на всех хозяйственно важных показателях сосны (сохранность, продуктивность, качество стволов) [1−5].

Объектами исследования послужили географические культуры, заложенные в 1959 году под руководством профессора М. М. Вересина на территории Воронежского мехлесхоза. Опыт является одним из самых крупных в СНГ. Семена получены через сеть контрольно-семенных станций, всего 245 образцов, представляющих 228 лесхозов.

Изучение опытных культур проводилось на 33 пробных площадях. Различия по широте между крайними составили от Воронежа до Архангельска, по долготе от Калининграда до Перми. Биологический возраст на момент обследования культур 50 года.

Одним из важных показателей, характеризующих состояние культур на момент обследования является сохранность. Сохранность культур характеризует приспособленность данного географического экотипа к новым условиям местопроизрастания и особенность роста в этих условиях (таблица 1).

сосна лесостепь продуктивность географический Таблица 1 — Сохранность культур сосны обыкновенной в возрасте 50 лет.

Анализ полученных результатов по сохранности позволяет сделать вывод, что наилучшей сохранностью обладают местные происхождения (Хреновской бор 31, 8% и Усманское лесничество 27, 8%), а также некоторые экотипы, по-видимому, из близких экологических условий произрастания к географическим культурам (республики Марий Эл, Латвия, Эстония, Ярославская, Новгородская, Костромская области). Наименьшая сохранность отмечена у Нижегородского экотипа (11%), а также у Брянского, Пензенского, Владимирского, Чувашского (12−14%).

Анализ данных по сохранности свидетельствует о тесной связи приживаемости, сохранности и устойчивости культур с географическим происхождением семян. С удалением места произрастания материнских древостоев на север, северо-восток, восток устойчивость или сохранность культур всех происхождений в целом существенно снижается. Существенное влияние на сохранность культур оказывают почвенные (эдафические) условия произрастания материнских насаждений, в которых были заготовлены образцы. Так, например в одном и том же лесосеменном районе (Лесосеменное районирование…, 1982) сохранность колеблется в пределах от 11−27% (семена заготовлены для нижегородского экотипа в 80−100-летнем возрасте во влажном бору (А₃), для чувашского — в 80−100-летнем возрасте в свежей субори (В₂), для марийского — в 60-летнем возрасте в свежем бору (А₂), для мордовского — в 20-летнем возрасте в свежем бору (А₂)).

Изучение исследуемых культур уже проводилось М. М. Вересиным и А. М. Шутяевым в возрасте 16 и 27 лет (таблица 2) [1, 5].

В 1972 г. М. М. Вересин и А. М. Шутяев проводили обмер основных вариантов, представляющих различные части ареала сосны (табл. 2). На момент обследования (16 лет) сохранность колебалась в пределах 6−89%. Наибольшая сохранность у северных сосен — 83%, северо-восточных — 71%, центрально-черноземных — 53%. Сохранность местных сосен — 67, 3%. (Вересин, Шутяев, 1978).

Таблица 2 — Характеристика основных таксационных показателей в географических культурах различных возрастов.

• * - данные Вересина, Шутяева (1978);
• ** - данные Шутяева (1983);
• *** - данные Галдиной (2004).

При наступлении биологического возраста 27 лет в 1983 году А. М. Шутяевым проводился обмер 63 экотипов, представляющих основные регионы ареала сосны.

Сохранность культур ухудшается от группы северных экотипов (67%), к северо-восточной (53%), и центрально-черноземной (30%). Что касается воронежского (контроль — Усманский бор), то доля сохранившихся деревьев составляет 43%. Отпад произошел, в основном, в первый же год из-за сильной пораженности сеянцев шютте и засушливого лета.

Как уже отмечалось ранее, в начальный период до смыкания культур отпад в них происходит главным образом за счет различных повреждений растений вредителями, болезнями, животными и людьми [1, 5]. .

Именно в этот период происходит наибольший процент отбора лучших генотипов, более выносливых и устойчивых к различным видам повреждений. Об этом свидетельствует также тот факт, что в период приживания у местных происхождений произошел большой процент отпада из-за шютте [1, 5].

После смыкания культур роль внешних факторов в процессе отпада снижается. Все большее значение приобретает влияние растений друг на друга, их конкуренция за свет, влагу и элементы питания, а также наследственные признаки. Именно эта конкуренция приводит в конечном счете к постепенному ослаблению и гибели отстающих в росте растений (естественное усыхание деревьев), то есть в насаждениях усиливается процесс естественного отбора и влияние географического происхождения семян, используемых для закладки культур.

В результате изучения показателей исследуемых культур в возрасте 16, 27 и 40 лет было обнаружено, что при первом (16 лет) и втором (27 лет) обмере лучшими по сохранности оказались северные экотипы, в возрасте 40 лет на первое место выходят местные происхождения. Таким образом, большое влияние на сохранность культур имеет географическое происхождение семян. Так, например, северная группа популяций в период приживания более устойчива к посторонним факторам (болезнь шютте, снеголом, произошедший в Воронежской области в 1969 году), но в борьбе за выживание (естественный отбор) является наименее устойчивой в данных условиях произрастания.

Совершенно противоречивая картина наблюдается при обследовании продуктивности геокультур (таблица 3).

В результате исследований выявлено, что наибольшую среднюю высоту имеют образцы Житомирского (30, 58 м), Тернопольского (30, 43 м), Татарского (30, 42 м), Курского (30, 14 м) и Тамбовскоо (30, 00 м) климатипов, наименьшая средняя высота наблюдается у Вологодского (21, 83 м), Воронежского (Боровое) (19, 70 м) и Воронежского (Хреновое) (22, 00 м).

Таблица 2 — Таксационная характеристика географических культур сосны обыкновенной.

Коэффициент изменчивости в данном случае составляет от 0, 1 до 8%. Точность опыта находится в границах от 0, 99 до 4, 38%. t=22, 83−101, 4.

Характеризуя показатели продуктивности следует отметить, что наибольший диаметр имеют Минский (22, 31 см), Рязанский (21, 29 см), Винницкий (22, 56 см), Белгородский (22, 14), Пензенский (21, 67 см), Горьковский 21, 87 см), Сумский (22, 03 см). Минимальный диаметр отмечен у происхождений Вологодского (15, 29 см), Костромского (15, 26 см), Латвийского (15, 49 см) и Марийского (15, 80 см) климатипов.

Рост по диаметру связан в большей степени с сохранностью или количеством деревьев на единицу площади. Поэтому у климатипов с большей сохранностью диаметр имеет наименьшее значение, а у образцов с максимальным ходом роста по диаметру сохранность составляет только 11%.

Из таблицы видно, что наибольший объём ствола выявлен у Минского (0, 425) образца, что связано с невысокой сохранностью и высокими таксационными показателями (диаметр, высота). Местные образцы имеют средний объём ствола (0, 241 -0, 249). Минимальный объём ствола отмечен у Костромского климатипа (0, 192).

Для более детального изучения приспособляемости к новым условиям местопроизрастания нами исследовался в изучаемых образцах текущий прирост и ход роста по диаметру и высоте.

На рисунке 1 четко прослеживается, что уже в первые 15 лет жизни образцы разных географических происхождений имеют не одинаковый ход роста по диаметру. Величина этих различий, по-видимому, обусловлена как наследственными свойствами, так и влиянием условий внешней среды. Средний прирост по диаметру различных происхождений после 40 лет интерполируются, т. е. сглаживаются. По-видимому, в этом возрасте постепенно начинает преобладать рост древостоев в толщину, т. е. по диаметр.

Рис. 1 — Ход роста по диаметру	Рис. 2 — Ход роста по высоте

Лучший прирост по высоте показали самые западные образцы (Латвия, Литва) и образцы, материнская порода которых произрастает в близких с западными париродно-климатических и эдафических условиях. Но самый высокий показатель среднего прироста отмечен у Нижегородского происхождения (54, 0 см). самый низкий (30, 1 см) — у Архангельского экотипа.

На прирост культур по высоте явно большое влияние оказывают природно-климатические условия и их изменения (рисунок 3). Особенно это четко прослеживается в годы засухи (1967, 1972, 1975, 1985), когда прирост по высоте резко падает вниз и составляет в среднем у всех культур 25−34 см.

Рис. 3 — Текущий прирост по высоте

Однако текущего прироста по диаметру совершенно не реагирует на изменения природно-климатических условий, что свидетельствует о тесной связи диаметра с наследственностью.

Таким образом, результаты дендроклиматологического анализа показали, что в динамике прироста по диаметру и погодных условий наблюдается сопряженный циклический характер изменчивости. Четко прослеживается связь динамики прироста с осадками (прямая) и температурой воздуха (обратная).

Результаты данных прироста по диаметру (ширина годичного кольца) древостоев различного географического происхождения по годам с экстремально неблагоприятными погодными условиями позволили найти различия в адаптации отдельных климатипов к местным климатическим условиям. Дендроклиматологический анализ экспериментального материала позволил установить, что лучшие по росту в высоту и общей продуктивности климатипы в большинстве случаев менее устойчивы к засухам.

Интересная картина наблюдается при обследовании геокультур по качеству ствола (таблица 3).

Из таблицы видно, что лучшими показателями по прямоствольности характеризуются образцы Архангельского климатипа. Самыми кривоствольными оказались местные климатипы. Причина этого, по-видимому, заключается в том, что материнские насаждения, с которых собраны семена, произрастают в наиболее благоприятных условиях местопроизрастания и побеги заканчивают свой рост, не успевая до наступления холодов одревеснеть. И, как следствие, страдают от морозов и снеголома.

Суковатость стволов также понижает качество древостоев. развитие сучьев, в значительной мере, обусловлено развитием крон.

Таблица 3 — Качество ствола культур сосны обыкновенной.

Наибольшая суковатость отмечается у Сумского климатипа. У образцов Карельской ССР отмечается очень хорошее качество ствола.

Анализ высоты прикрепления первого живого сучка, указывающая на выход деловой древесины, позволил выделить лучший — Вологодский климатип. Худшими по этому показателю явились Эстонский и Марийский климатипов (9, 65 м и 9, 67 м соответственно).

Корреляционный анализ таксационных показателей сосны обыкновенной различных возрастов позволяет выявить высокую связь между сохранностью в 16 лет и сохранностью в 27, 40 лет, а также высокую и обратную связь с диаметром и высотой различных возрастов. Корреляционная матрица свидетельствует, что влияние сохранности в 16 лет к 40 годам на все таксационные и качественные показатели ослабевает.

Показатель корреляции рангов (по Спирмену) достоверен по сохранности 1972 и 2000 гг. (r = 0, 694), 1972 г. и 1983 г. (r = 0, 666), 1983 и 2000 гг. (r = 0, 525).

Библиографический список

• 1. Вересин М. М. Испытание потомств географических популяций сосны обыкновенной в Воронежской области // Межвуз. сб. науч. тр. Защитное лесоразведение и лесные культуры. — Воронеж, 1987. — Вып. 5. — С. 27−33.
• 2. Галдина Т. Е. Внутривидовое разнообразие форм сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в географических культурах центральной лесостепи//Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений: Материалы XIII Международной научной конференции. — Красноярск: СибГТу, 2010. С.26−29
• 3. Галдина Т. Е. Сосны обыкновенной из таежных и смешанных лесов в географических культурах Центральной лесостепи // Автореферат дис. … к.с.-х.н.- Воронеж: ВГЛТА, 2003. 20 с.
• 4. Галдина Т. Е. Сосна обыкновенная из таежных и смешанных лесов в географических культурах центральной лесостепи: Дис… канд. с.-х. наук: 06.03.01: Воронеж, 2003, 127 c.
• 5. Шутяев, А. М. Продуктивность географических популяций сосны обыкновенной // Лесное хозяйство, 1990. — N 11. — С.36 — 38.