AGRIS - 

2023

Olga I. Gavrilova | Kirill V. Gostev

Рассмотрены вопросы ускоренного выращивания качественного посадочного материала c применением способа подготовки семян намачиванием в обработанной разрядом низкотемпературной плазмы воде. Наиболее перспективным посадочным материалом являются сеянцы с закрытой корневой системой. Они выращиваются из сортового и улучшенного посевного материала в оптимальных условиях теплиц. При разных способах стимулирования прорастания зародыша семени представляет интерес воздействие на него «холодной» плазмой. С помощью специально разработанного прибора, позволяющего обрабатывать воду разрядом низкотемпературной плазмы, была получена обработанная плазмой вода для намачивания семян. Время обработки воды варьировало от 1 до 4 мин. После обработки плазмой вода имела отличные от обычной воды показатели кислотности (активация воды). Восстановление уровня кислотности обработанной плазмой воды заняло от 2 до 4 сут. Получены показатели всхожести и энергии прорастания для семян Pinus silvestrys и Picea abies, намачиваемых в воде с разной длительностью обработки плазмой. При намачивании семян в воде, обработанной плазмой в течение 1, 2 и 4 мин, энергия прорастания увеличилась для сосны на 20–31 %, для ели – на 6–18 % по сравнению с контролем (намачивание в дистиллированной воде). Техническая всхожесть семян сосны выросла на 11–21 %, ели – на 3–16 %. Результаты исследований демонстрируют изменение в структуре и составе питательного вещества семени, в строении зародыша и степени его развития. Анализ химического состава эндосперма семян через сутки после намачивания относительно сухих семян показал увеличение в нем содержания углерода на 2–3 % и уменьшение содержания кислорода на 1 %, калия – на 0,5 %. При намачивании семян в дистиллированнной воде содержание в эндосперме фосфора падает на 0,15 %, а содержание натрия - на 0,2 %. Для семян, намоченных в обработанной плазмой воде, содержание фосфора снизилось на 0,21–0,22 %, а содержание натрия не отмечено. Намачивание семян в обработанной плазмой воде стимулирует процессы их подготовки к прорастанию и дифференциацию тканей зародыша (формирование семядолей) по сравнению с семенами, намачиваемыми в дистиллированной воде. Для цитирования: Гаврилова О.И., Гостев К.В. Применение обработанной плазмой воды для подготовки семян хвойных пород к посеву // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 5. С. 204–211. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-5-204-211 | The article discusses the accelerated cultivation of quality planting material using the method of seed preparation by soaking in water treated in low-temperature plasma discharge. The most promising planting material are seedlings with closed root system. They are grown from improved seed grain in optimal conditions of greenhouses. Among various methods of stimulating germination of the seed germ, it is of interest to influence it with “cold” plasma. With the help of a specially designed device, which allows to treat water with lowtemperature plasma discharge, plasma-treated water for soaking seeds was obtained. The time of water treatment varied from 1 to 4 min. Water activated by plasma had acidity indicators other than those of ordinary water. The time of acidity level restoration was from 2 to 4 days. Germination rates and germination energy were obtained for seeds of Pinus silvestrys and Picea abies soaked in water with different duration of plasma treatment. When seeds were soaked in water treated with plasma for 1, 2 and 4 min, germination energy increased by 20–31 % for pine and by 6–18 % for spruce compared to the control (soaking in distilled water). Technical germination of pine seeds increased by 11–21 %, for spruce by 3–16 %. The results of research show changes in the structure and composition of the nutrient substance of the seed, in the structure of the germ and the degree of its development. Analysis of the chemical composition of seed endosperm a day after soaking relative to dry seeds showed an increase in its carbon content by 2–3 % and a decrease in oxygen by 1 %; potassium – by 0.5 %. When seeds were soaked in distilled water, the content of phosphorus in the endosperm decreased by 0.15 %, and the content of sodium – by 0.2 %. For seeds soaked in plasma treated water, phosphorus content decreased by 0.21–0.22 % and sodium content was not observed. Soaking seeds in plasma-treated water stimulates the processes of their preparation for germination and differentiation of germ tissues (formation of seed pods), compared to seeds soaked in water. For citation: Gavrilova O.I., Gostev K.V. Use of Plasma-treated Water to Prepare Seeds of Coniferous Species for Sowing. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 5, pp. 204–211. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-5-204-211

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2023

Т.Е. Галдина | А.И. ЧернодубовƗ | М.И. Михайлова

Географические культуры сосны обыкновенной в Центральной лесостепи, созданные М.М. Вересеным в 1959 г., стали природной лабораторией для проведения генетико-экологических исследований с целью решения практических вопросов лесосеменного районирования. Изучение внутривидового разнообразия Pinus sylvestris L. в географических культурах Центральной лесостепи позволяет проследить закономерности формирования культур разного происхождения при различном уровне экологических, генетических и климатических факторов. Представлены результаты многолетних обследований географических культур P. sylvestris L. в Центральной лесостепи. Результаты позволяют говорить о сильной степени влияния экологических и генетических факторов на особенности роста, устойчивость, стволовую продуктивность и репродуктивную способность сосны обыкновенной в новых условиях произрастания. Изучение изменчивости морфометрических показателей генеративных органов сосны обыкновенной в географических культурах свидетельствует о воздействии экологических, географических и генетических факторов на способность к семеношению, размеры, окраску шишек, окраску и массу 1000 шт. семян, выход семян, полнозернистость, энергию прорастания, абсолютную всхожесть. Генетические факторы, которые запрограммированы происхождением, определяют константу различия между размерами и цветом шишек и семян, а также на фоне погодных условий – репродуктивную способность в новом месте произрастания в зависимости от происхождения. Так, нами отмечено, что сосна обыкновенная разного географического происхождения вступает в фазу «цветения» в различные сроки: северные климатипы на 5–7 дней раньше, южные – на 5 дней позднее, чем местный (воронежский климатип). Изменчивость параметров генеративных органов сосны также зависит от ее географического происхождения, размер и масса шишки находятся в прямой зависимости от географической широты. При продвижении с севера на юг длина и масса шишки увеличиваются. Выход семян при свободном опылении к фактору географического происхождения строго не приурочен, так как климатипы окружены различными опылителями. Масса 1000 шт. семян изменяется с той же закономерностью, что и в естественных древостоях ареала сосны: с увеличением географической широты происхождения климатипа возрастает и масса. При перемещении сосны обыкновенной в новые условия произрастания прослеживается существенное влияние генетических факторов, которые и определяют устойчивость, стволовую продуктивность и репродуктивную способность вида. Для цитирования: Галдина Т.Е., Чернодубов А.И., Михайлова М.И. Внутривидовое разнообразие Pinus sylvestris L. в географических культурах Центральной лесостепи // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 3. С. 84–98. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-84-98 | The provenance trials of Scots pine (Pinus sylvestris L.) in the Central Russian forest-steppe area were established by M.M. Veresen in 1959. They have become a natural laboratory for genetic and environmental research in order to solve the practical issues of forest seed zoning. The study of the intraspecific diversity of the provenance trials makes it possible to distinguish patterns in the formation of species with various origins under the influence of different ecological, genetic, and climatic conditions. This article presents the results of a multi-year research project. This allows us to state with full responsibility the strong influence of environmental and genetic factors on the characteristics of growth, resistance, trunk productivity, and reproductive capacity of Scots pine in new growing conditions. The generative parts of the study objects were also examined by morphometric indicators. The changes were revealed in seed production, size, cone coloring, color and weight of 1000 pieces of seeds, seed release, seed fullness, germinative energy, and absolute germination. Genetic factors, which are programmed by ancestry, define the constancy of the difference in size and color of cones and seeds. In addition, genetic factors, along with the weather conditions of a new location, regulate reproductive ability. It was noted that Scots pine with different geographical origins enters the flowering phase at different times. The northern trees are 5–7 days earlier than locals; the southern trees are 5 days later. They were studied in the climate of the Voronezh region. The variability in the characteristics of the generative organs of Scots pine is also affected by its place of birth. The size and weight of the cone are directly related to the geographic latitude. The length and weight of the cone increase with movement from north to south. There is no strict relationship between the release of the seeds during free pollination and the place of origin since the study objects were surrounded by various pollinators. The weight of 1000 seeds changes with the same regularity as in natural stands of pine: it increases with the geographical latitude of the origin. Consequently, under the influence of new growing conditions, Scots pine is strongly affected by its genetic factors that determine the stability, trunk productivity, and reproductive capacity of the species. For citation: Galdina T.E., Chernodubov A.I., Mikhailova M.I. Intraspecific Diversity of Pinus sylvestris L. in Provenance Trials of the Central Russian Forest-Steppe Area. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 3, pp. 84–98. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-84-98

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2023

В.Ю. Острошенко | Л.Ю. Острошенко

Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) является перспективным интродуцентом, который может быть использован для восстановления лесных насаждений в южной части Приморского края. Данная древесная порода имеет водорегулирующее и горноукрепительное значение. Широко применяется в народном хозяйстве. Однако рубка леса приводит к сокращению площади ее произрастания. Один из способов ускоренного восстановления сосны обыкновенной – использование стимуляторов роста. Цель настоящей работы – исследование воздействия препаратов натурального (Циркон, Экопин, Рибав-Экстра), а также синтетического (Крезацин, Эпин-Экстра) происхождения на грунтовую всхожесть семян и биометрические показатели 1–2-летних сеянцев сосны обыкновенной: высоту, диаметр корневой шейки, длину мочки корня и биомассу. Перед посевом семена в течение 1 ч. замачивали в растворе KMnO4 (0,5 %), а затем в растворах стимуляторов роста, концентрация которых составляла 1·4·10–3 мл/л, в течение 20 ч. В качестве контроля служили семена, не обработанные стимуляторами. На 15-й день определяли грунтовую всхожесть. В рамках того же опыта выявляли эффективность стимуляторов при корневой подкормке 1–2-летних сеянцев. Концентрации растворов – 0,2 и 0,1 мл/л воды. Для сравнения использовали сеянцы, подкормка которых не осуществлялась. Установлено, что значительный эффект на грунтовую всхожесть семян оказали препараты Крезацин, Рибав-Экстра и Экопин – всхожесть 92,7–94,0 %. Превышение по отношению к контролю – 5,7–7,2 %. При выращивании сеянцев сосны обыкновенной наиболее эффективны стимуляторы роста Крезацин, Рибав-Экстра, Циркон и Экопин. В 1-й год роста отмечено увеличение показателей высоты сеянцев на 20,3–43,5 %, диаметра у корневой шейки – на 22,2–38,9 %, длины мочки корня – на 23,5–52,9 %. Во 2-й год роста эти показатели превышали контроль на 18,4–75,5; 2,9–11,8 и 15,0–36,1 % соответственно. Биомасса 2-летних сеянцев в случае применения указанных стимуляторов увеличилась в сравнении с контрольной группой на 63,7–185,2 %. Концентрация раствора 0,1 мл/л более эффективна. Двулетние сеянцы сосны обыкновенной, выращенные с применением корневой подкормки растворами с указанными выше препаратами, по биометрическим показателям соответствуют требованиям Правил лесовосстановления 2020 г., существенно превышая обозначенные там значения. Данные сеянцы можно использовать для закладки лесных массивов и в озеленении районов населенных пунктов. Для цитирования: Острошенко В.Ю., Острошенко Л.Ю. Влияние стимуляторов на всхожесть семян и рост сеянцев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 4. С. 93–104. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-4-93-104 | Scots pine (Pinus sylvestris L.) is a potential introduced plant that can be used for reforestation in the southern part of Primorsky Krai. This plant is valuable for water regulation and mountain strengthening. It is widely used in the national economy. However, the growing area of the stands reduces with logging. It is possible to speed up the regeneration process by applying growth stimulants. The purpose of this study is to investigate the impact of natural (Zircon, Ekopin, Ribav-Extra) and synthetic (Krezatzin, Epin-Extra) growth stimulants on seed germination and biometric parameters of annual and biennial Scots pine seedlings (height, root collar diameter, length of root lobes, and biomass). Before cultivation, the seeds were soaked for 1 hour in a solution of KMnO4 (0.5 %) followed by 20 hours in growth stimulant solutions with concentrations 1.4·10–3 ml/l. The control group was presented with seeds without stimulant treatment. The soil germination was controlled on day 15. It was also determined the effectiveness of the stimulants as root top dressing for annual and biennial seedlings. The concentrations of the solutions were 0.2 and 0.1 ml/l with water as a solvent. The referentce group was seedlings without fertilization. Krezatzin, Ribav-Extra, and Ecopin had a significant impact on seed germination (92.7–94.0 %), exceeding the control group by 5.7–7.2 %. Krezatzin, Ribav-Extra, Zircon and Ecopin were most effective for Scots pine seedlings. In the first year of growth, seedling height increased by 20.3–43.5 %, root collar diameter by 22.2–38.9 %, root lobe length by 23.5–52.9 %. In the second year, these indicators exceeded the control group by 18.4–75.5, 2.9–11.8 and 15.0–36.1 %, respectively. The biomass of biennial seedlings increased by 63.7–185.2 % compared to the control group with the use of these stimulants. The solution concentration of 0.1 ml/l was more effective. The biennial seedlings grown using the stimulants as root top dressing according to biometric indicators meet the requirements of the Reforestation Regulations 2020, significantly exceeding the values specified in them. These seedlings can be used for planting woodlands and landscaping in populated areas. For citation: Ostroshenko V.Yu., Ostroshenko L.Yu. Influence of Growth Stimulants on Seed Germination and Seedlings Growth of Scots Pine (Pinus sylvestris L.). Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 4, pp. 93–104. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-4-93-104

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2023

Т.А. Турчина | О.А. Банникова

На песках и песчаных почвах степной зоны европейской части России в период 2009–2020 гг. создавались лесные культуры сосны крымской (Pinus pallasiana D. Don). При анализе причин низкой эффективности лесовосстановления авторами предложена гипотеза о том, что правила посадки, рекомендуемые для сосны обыкновенной в части величины заглубления корневой шейки и обычно применяемые для сосны крымской, для последней могут быть неприемлемыми. Цель работы – на основе анализа динамики приживаемости и сохранности растений в лесных культурах на бугристых песках обосновать необходимость заглубления корневой шейки сеянцев и наиболее оптимальную величину заглубления. Экспериментальные лесные культуры созданы в 2017 г. Испытаны варианты глубины расположения корневой шейки растений относительно поверхности почвы 0, 2, 4, 6 см и до начала охвоенной части сеянца. Контролем служили лесные культуры, созданные механизированным способом, при котором глубина посадки растений составляла 6 см и более. При посадке вручную максимальная приживаемость (94,2–94,6 % в 1-й год) и сохранность растений (67,0–94,6 % на 4-й год), а также их наиболее равномерное распределение по лесокультурной площади (коэффициент вариации – 6,6–28,8 %) выявлены в вариантах с глубиной посадки 2 и 4 см. Отсутствие заглубления и глубокая посадка (на 6 см) приводят к уменьшению приживаемости и сохранности растений на 7,6–18,6 % и увеличению диапазона варьирования этих показателей (10,2–60,6 %). При механизированной посадке с заглублением корневой шейки на 6 см и более количество сохранившихся растений минимально (58,4 и 32,7 % – в 1-й и 4-й годы соответственно), а вариация показателя максимальная (30,5–70,1 %). Аналитическое выравнивание возрастной динамики густоты показало, что прогнозируемая густота не достигнет нормативной величины в вариантах при отсутствии заглубления и при глубокой посадке сеянцев. Установленные статистически значимые различия приживаемости лесных культур на протяжении всего периода наблюдений (tф = 2,12–4,38 > t05 = 2,12–2,45) свидетельствуют о целесообразности заглубления корневой шейки при посадке растений. Оптимальной ее величиной следует считать 2–4 см, но не более чем до начала охвоенной части сеянца. Для цитирования: Турчина Т.А., Банникова О.А. Создание лесных культур сосны крымской (Pinus pallasiana D. Don) на бугристых песках в степной зоне России // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 4. С. 76–92. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-4-76-92 | Forest crop cultivation of Crimean pine (Pinus pallasiana D. Don) was implemented in 2009–2020 on sandy and sand included soils in the steppe zone of the European part of Russia. During the analysis of the reasons for the low efficiency of reforestation, the authors proposed the hypothesis that the rules of planting recommended for Scots pine relative to the depth of rooting may not be acceptable for Crimean pine. The purpose of the work is to substantiate the necessity and the most optimal value of deepening the root collar of Crimean pine seedlings on hilly sands. Experimental forest cultures were planted in 2017. The depth of the plant collar relative to the soil surface was tested at 0, 2, 4, 6 cm, and until the seedling’s foliated part. The reference group was created by machine cultivation, which required a rooting depth of 6 cm or more. In the case of hand cultivation, the variants with planting depths of 2 and 4 cm had the highest rates of plant survival (94.2–94.6 % in the first year), plant safety (67.0–94.6 % in the fourth year), and their most even distribution over the silvicultural area (variation coefficient (υ) at 6.6–28.8 %). The lack of deepening and very deep planting by 6 cm led to a decrease in plant survival and preservation by 7.6–18.6 % with an increase in the range of the variation coefficient (υ, 10.2–60.6 %). The mechanized planting with a root collar depth over 6 cm gave the lowest number of preserved plants (58.4 % in the first year, 32.7 % in the fourth year), and the greatest range for the variation coefficient (υ, 30.5–70.1 %). An analytical equalization of the density of age dynamics showed that the predicted density would not reach the normative value with low and very deep planting. The established statistically significant differences in the survival rate of forest cultures throughout the observation period (tf = 2.12–4.38> t05 = 2.12–2.45) indicated the expediency of deepening the root collar. The optimal value is 2–4 cm, but until the seedling’s foliated part. For citation: Turchina T.A., Bannikova O.A. Creation of Forest Cultures of Crimean Pine (Pinus pallasiana D. Don) on the Hilly Sands in the Steppe Zone of Russia. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 4, pp. 76–92. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-4-76-92

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2023

Mariya V. Ermakova | Svetlana K. Stetsenko | Elena M. Andreeva

В Уральском регионе сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) выполняет ведущую средообразующую функцию и является экономически ценной древесной породой. Многолетнее применение комплекса пестицидов в лесных питомниках, где выращивают сосну, привело к пестицидному загрязнению пахотной почвы. Такое состояние почв вызывает нарушение роста и развития сеянцев, ослабляет их способность к преодолению трудного периода пересадки в лесную среду. Биостимуляторы, созданные из продуктов переработки хвои пихты и ели, а также органический мелиорант (лесная подстилка из сосново-березового насаждения) изучались как способные снижать отрицательное воздействие пестицидов на сеянцы сосны. В то же время биологически активные препараты и субстраты могут становиться причиной сдвигов метаболических процессов молодых растений, что отражается на формировании физических характеристик стволиков. Цель исследования – оценить, как под воздействием высокоактивных веществ разной природы изменяется плотность древесины у 2-летних сеянцев сосны обыкновенной, выращиваемых в лесных питомниках Среднего Урала. Объектами исследования стали 2-летние сеянцы сосны, выкопанные осенью на производственных полях и экспериментальных площадках в разных лесных питомниках. В лабораторных условиях устанавливали морфометрические показатели сеянцев. Базисную плотность древесины стволиков в 1-й и 2-й годы роста определяли по методу максимальной влажности. Выявлено, что метаболическая активность пестицидов и биостимуляторов приводит к изменениям в формировании физических свойств стволиков на начальных этапах роста сосны: при выращивании сеянцев на загрязненной пестицидами почве высота сеянцев ниже, а базисная плотность древесины стволика выше по сравнению с контролем. Лесная подстилка из смешанного насаждения при внесении ее в почву лесного питомника позволяет получать сеянцы большей высоты и не оказывает существенного влияния на процесс формирования физико-механических свойств древесины. Применение биостимуляторов ведет к быстрому росту стволиков, но при этом плотность древесины уменьшается относительно контрольного варианта. В дальнейшем необходимы корректирующие мероприятия и разработка сбалансированной агротехники для получения сосны с требуемыми физическими качествами древесины. Изучение особенностей формирования качественных характеристик посадочного материала в случае использования интенсивных технологий в питомниках поможет разработать целевые модели последующего применения получаемых сеянцев при лесопользовании. Для цитирования: Ермакова М.В., Стеценко С.К., Андреева Е.М. Влияние высокоактивных соединений на механические свойства древесины двухлетних сеянцев сосны обыкновенной в лесных питомниках // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 1. С. 88–99. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-1-88-99 | Scots pine (Pinus sylvestris L.) has the leading environment-forming function. Also, the pine is an economically valuable tree species in the Ural region. The long-term use of the pesticide complex in forest nurseries has led to the pesticide pollution of the arable soil, which causes disruption in the pine seedlings growth, weakening their ability to overcome the difficult period of transportation into the forest environment. The use of biostimulants created from extracts of fir and spruce needles, as well as organic ameliorant (forest litter from pinebirch plantations), is considered as a way to reduce the negative impact of pesticides on pine seedlings. At the same time, biologically active preparations and substrates can lead to shifts in the metabolic processes of young plants, which affect the formation of physical characteristics of the stems. The research aims at assessing how wood density changes under the influence of highly active substances of different nature in two-year-old Scots pine seedlings grown in forest nurseries of the Middle Urals. The study objects were two-years-old pine seedlings dug out in autumn from sylvicultural fields and experimental sites in different forest nurseries. Morphometric parameters of seedlings were determined in the laboratory conditions. The basic wood density of stems in the 1st and 2nd years of growth was determined by the method of maximum humidity. It was found that the metabolic activity of pesticides and biostimulants leads to changes in the formation of physical properties of stems at the initial stages of pine growth: when growing seedlings in pesticide-polluted soil, the height of seedlings is lower, and the basic density of stem wood is higher, compared to control group. Forest litter from mixed plantations (birch-pine), when introduced to the forest nursery soil, produces seedlings of greater height and has no significant effect on the formation of physical and mechanical properties of wood. The seed treatment by biostimulants leads to a rapid increase in the stems size, but the wood density decreases, relative to the control option. Corrective measures and the development of balanced agronomic machinery for production of pine with the required physical qualities of wood are needed in the future. The study of the qualitative characteristics formation features of trees, when using intensive technologies in nurseries, is necessary for the development of target models for the subsequent use of such seedlings in forest management. For citation: Ermakova M.V., Stetsenko S.K., Andreeva E.M. Influence of Highly Active Compounds on Mechanical Properties of Wood of Two-Year-Old Scots Pine Seedlings in Forest Nurseries. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 1, pp. 88–99. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-1-88-99

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2023

Б.В. Раевский | А.А. Ильинов

С помощью 4-ядерных микросателлитных локусов осуществлена сравнительная оценка уровня генетического разнообразия Петрозаводской и Заонежской лесосеменных плантаций сосны обыкновенной I порядка и испытательных культур, созданных полусибсовыми семенными потомствами клонов с Петрозаводской лесосеменной плантации. Для выявления нуль-аллелей и исключения ошибок генотипирования использована программа Micro-Checker. Для изучения генетической структуры селекционных объектов с точки зрения пропорции редких и наиболее общих аллелей для каждого отобранного дерева определены коэффициенты генетической оригинальности. На лесосеменных плантациях и в испытательных культурах обнаружена значительная доля (27,3–37,0 %) наиболее редких и, напротив, невысокая доля наиболее типичных (3,3–14,8 %) аллелей для данной части ареала сосны. Для Петрозаводской лесосеменной плантации установлено наибольшее число (40) аллелей из всех выявленных (51). Тест на соответствие частот аллелей ожидаемым по Харди–Вайнбергу показал достоверный дефицит гетерозигот на обеих лесосеменных плантациях и в испытательных культурах. Все селекционные объекты характеризовались высоким уровнем аллельного и генетического разнообразия (среднее число аллелей на локус – 7,75–10,50; среднее эффективное число аллелей – 5,00–6,54; наблюдаемая и ожидаемая гетерозиготность соответственно – 0,60–0,70 и 0,63–0,71), обнаруженные отличия оказались статистически недостоверными. Результаты молекулярной дисперсии AMOVA (5 %) свидетельствуют об отсутствии значительной генетической дифференциации между селекционными объектами. Причина дефицита гетерозигот – не только наличие нуль-аллелей. В процессе селекции в итоге случайного отбора ограниченного числа генотипов (клонов) соотношение частот аллелей может не соответствовать соотношению в естественной популяции. Выявленный у селекционных объектов высокий уровень наиболее редких для данной части ареала сосны аллелей также можно объяснить влиянием отбора. Полученные результаты будут использованы при создании селекционных объектов повышенной генетической ценности. Для цитирования: Ильинов А.А., Раевский Б.В. Микросателлитные локусы в генетической оценке плюсовых деревьев Pinus sylvestris L. // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 3. С. 48–68. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-48-68 | In this study, a comparative analysis was performed to estimate the genetic diversity levels of Pinus sylvestris L. in 49 seed orchards of I generation and progeny test plantings using 4-nucleus microsatellite loci. The seed orchards are located in the Petrozavodsk and Zaonezhye regions of the Republic of Karelia. The progeny trials were created by half-sibling seed progenies of the clones in the Petrozavodsk seed orchard. Micro-Checker software was used to identify null alleles and exclude genotyping errors. Coefficients of genetic originality were determined by examining the genetic structure of breeding objects in relation to the proportion between the rare and the dominant alleles for each selected tree. A major part of the rarest alleles (27.3–37.0 %) and a small fraction of the most common alleles (3.3–14.8 %) were detected for the distinct range of the pine trees in both seed orchards and test cultures. The largest number (40) of all identified alleles (51) was found in the Petrozavodsk seed orchard. The Hardy-Weinberg test comparing allele rates to expectational values showed a lack of heterozygotes in each category of the empirical substances. The selected material also had high levels of allelic and genetic diversity. The average number of alleles per locus ranged from 7.75 to 10.50. The average effective number was from 5.00 to 6.54. The observed heterozygosity varied from 0.60 to 0.70. The expected heterozygosity was 0.63–0.71. The numerical deviations were statistically insignificant. The AMOVA molecular dispersion result was 5 %, indicating the absence of significant genetic differentiation between the breeding objects. The heterozygote deficiency was caused not only by the presence of null alleles, but also by the selection. Namely, the set of alleles in the experimental material, randomly selected from a limited number of genotypes (clones), may differ from the natural population. The high level of the rarest alleles in the given range of the pine trees can also be explained as a selection effect. The results obtained in this study are important for creating breeding objects with higher genetic value. For citation: Ilinov A.A., Raevsky B.V. Genetic Evaluation by Microsatellite Loci of Pinus sylvestris L. Plus Trees. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 3, pp. 48–68. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-48-68

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2023

А.А. Вайс | Г.С. Вараксин | С.К. Мамедова | Е.А. Ануев | О.А. Герасимова

В настоящее время наблюдается ряд процессов, которые обуславливают воздействие на лесные экосистемы таких неблагоприятных факторов, как лесные пожары, фитопатогенное и инвазивное влияние, изменение климатических условий (повышение температуры). Цель исследования – определение потенциального запаса древесной и углеродной составляющей детрита по основным категориям (сухостой, валеж и пни), а также прогнозирование количества древесных остатков в условиях подтаежно-лесостепного района Средней Сибири. Исследование крупного детрита проводилось в чистых по составу сосняках. В качестве учетной единицы использовалась круговая площадка постоянного радиуса. Запас сухостоя составил в сосняках 82 % от общего запаса крупного детрита, валежа – 16 % (1,5–18,3 м3‧га–1), пней – 2 % (0–2,6 м3‧га–1). Количество детрита не превысило 11 % от общего запаса древостоя. Качество условий местопроизрастания оказывает значительное влияние на запас детрита через интенсивность роста, поскольку в лучших условиях она выше. В древостоях I класса бонитета аккумулируется бóльшая часть крупного древесного детрита (66,4 %), т. е. почти в 2 раза больше, чем в насаждениях, относящихся ко II классу, – 33,6 %. В высокополнотных древостоях (от 0,81 и выше) запас углерода сухостоя, валежа и пней в целом значительно выше, чем в среднеполнотных насаждениях (0,6–0,8). Возраст и средняя высота древостоя являются значимыми показателями для прогнозирования запасов древесины и углерода сухостоя. Количество древесины и углерода валежа зависит также от полноты и общего запаса древесины в насаждении. Получены регрессионные уравнения, позволяющие спрогнозировать объем крупного древесного детрита. Таким образом, в исследуемых древостоях наблюдаются деструктивные процессы (крупный древесный детрит), которые вызваны как влиянием возрастной структуры (вступлением древостоев в стадию спелости и перестойности), так и биогенными факторами, причина которых – снижение устойчивости лесных массивов под воздействием патогенеза и климатических изменений. Для цитирования: Вайс А.А., Вараксин Г.С., Мамедова С.К., Ануев Е.А., Герасимова О.А. Детрит в высокополнотных сосновых насаждениях подтаежно-лесостепного района Средней Сибири // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 3. С. 9–20. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-9-20 | At the present time, certain harmful effects are observed that affect forest ecosystems. They are forest fires, phytopathogenic activities, and invasive influence, in addition to changes in climatic conditions, in particular an increase in temperature. The study is intended to determine the potential stock of wood and carbon compounds in detritus. The principal categories for it are snags, downed dead wood, and stumps. Additionally, it predicts the amount of wood residues in the conditions of the taiga forest-steppe subzone of Central Siberia. A coarse woody detritus was examined in the structurally pure forests of Scots pine (Pinus sylvestris L.). A circular area of constant radius was used as an accounting unit. The cause woody detritus in snag was 82 %, in downed dead wood was 16 % (1.5–18.3 m3‧ha–1), in stumps was 2 % (0–2.6 m3‧ha–1). The content of detritus was found in only 11 % of the total stock of the stand. The environmental quality at the location of growth had a strong effect on the amount of detritus because of the growth rate of the trees, which is higher in the ideal conditions. Most of the coarse woody detritus (66.4 %) was accumulated in the stands of productivity class I, which was almost double that in the stands of productivity class II (33.6 %). The carbon content in snags, downed dead wood, and stumps was higher in high-density stands (0.81 or more) than in medium-density stands (0.6–0.8). The age and average height of the stand were considerable indicators for predicting stocks of wood and carbon in snags. The amount of wood and carbon in the downed dead wood also depended on the growth density and total stock of wood at the location. The regression equations were generated to predict the volume of the coarse wood detritus. According to the results, it can be concluded that in the investigated stands the destructive processes were identified, which were determined by the concentration of detritus. The production of detritus was activated by both age composition, when a major part of the trees enters the mature or overmature stages, and biogenic factors, which were stimulated by pathogenesis and climatic changes. For citation: Vais A.A., Varaksin G.S., Mamedova S.K., Anuev E.A., Gerasimova O.A. Detritus Inside High Density Pine Stands in the Taiga Forest-Steppe Subzone of Central Siberia. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 3, pp. 9–20. (In Russ.). https:// doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-9-20

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2023

А.Е. Кухта | О.В. Максимова | В.В. Кузнецова

Цель данной работы – сравнительный анализ изменчивости линейных и радиальных приростов сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L). побережья Кандалакшского залива Белого моря в зависимости от условий произрастания, а также оценка отклика этого вида на воздействия температур и осадков текущего и предыдущего вегетационных сезонов. Использованы стандартные способы измерений и анализа данных. В качестве показателя отклика древостоев на воздействия факторов среды обитания служила динамика приростов в высоту и по диаметру. Проведена статистическая оценка вариабельности приростов в зависимости от типа местообитания, а также оценка связи биометрических показателей древостоев с суммами осадков и средними температурами. Для рядов индексов линейных приростов выявлены значимые отличия между различными биотопами; для радиальных – не выявлены. Таким образом, по рядам радиальных приростов возможно проводить наблюдения за типичным поведением изменчивости деревьев вне зависимости от типа биотопа. Это дает основание к осуществлению долгосрочного ретроспективного анализа взаимоотношений древостоев и среды с использованием древесно-кольцевых хронологий без учета условий произрастания. Подтверждена роль осадков как лимитирующего фактора для радиальных и линейных приростов в ходе фенофазы роста междоузлий и развития ранней древесины. Лимитирующая роль температур обнаружена для радиальных приростов лишь на этапах формирования поздней древесины и накопления ресурсов для роста в следующем вегетационном сезоне. Выявлена высокая чувствительность к воздействиям климатических факторов линейных приростов, что обуславливает их бо́льшую информативность в качестве критерия оценки состояния лесных экосистем для коротких (до 30 лет) периодов. Однако это, в свою очередь, диктует невозможность формирования многолетних рядов, как для радиальных приростов, что является существенным ограничением прииспользовании данного метода. Сделано заключение о том, что выбор методов анализа по линейным или по радиальным приростам определяется целями планируемого исследования – мониторинга лесных экосистем в современных условиях изменения климата или долгосрочного палеоклиматического анализа. Для цитирования: Кухта А.Е., Максимова О.В., Кузнецова В.В. Воздействие климатических факторов на приросты сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) на побережье Кандалакшского залива Белого моря // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 4. С. 105–119. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-4-105-119 | The purpose of this study is a comparative analysis of linear and radial increments of Scots pine (Pinus sylvestris L.) as a response to the growing conditions on the coast of the Kandalaksha Bay of the White Sea, as well as an evaluation of the temperature and precipitation influences of the current and previous growing seasons. These were applied to the conventional methods of measurement and data analysis. The dynamics of growth in height and diameter were employed as indicators of the stands' response to habitant conditions. A statistical analysis of the growth rates was performed, which vary depending on habitat type, as well as an assessment of the connection between biometric indicators of the stands and the amount of precipitation and mean temperature. The significant differences in the series of linear increment increases were found as distinctions between biotopes, but they were absent for the radial increment. Therefore, it is possible to monitor the typical behavior of tree diversity independent of the biotope type using radial growth series. This provides the foundation for a long-term retrospective analysis of environmental impact on the stands by using the annual rings of the trees without taking growing conditions into account. Precipitation was determined to be a limiting factor for radial and linear growth throughout the phenophase of internodal growth and early wood formation. Temperature was identified as a limiting factor for radial development only during the stages of late wood formation and resource accumulation for the following growing season. The high sensitivity of linear increases to climatic conditions was revealed, which makes it useful as a criterion for assessing the state of forest ecosystems over short time periods (up to 30 years). However, this, in turn, dictates the impossibility of forming long-term linear increment series, as for radial growth, which is a significant limitation of this method. The choice of linear or radial growth analysis methods is concluded to be determined by the goals of the intended study, i.e., monitoring forest ecosystems under current climate change conditions or long-term paleoclimate analysis. For citation: Koukhta A.E., Maksimova O.V., Kuznetsova V.V. Influence of Climatic Factors on Scots Pine (Pinus sylvestris L.) Growth on the Coast of the Kandalaksha Bay of the White Sea. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 4, pp. 105–119. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-4-105-119

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2023

С.В. Ребко | П.Г. Мельник | А.В. Козел | Л.Ф. Поплавская | П.В. Тупик | В.В. Носников

Для эффективного и рационального использования в производстве древесины сосны обыкновенной различного географического происхождения необходимо знать ее физико-механические свойства. Целью исследования является определение физических (плотность древесины в абсолютно сухом состоянии и при 12%-й влажности) и механических (прочность древесины при сжатии вдоль волокон и при статическом изгибе) свойств древесины 17 климатических экотипов сосны и проведение сравнительного анализа полученных показателей в отдельности для каждого происхождения и при их группировке по подвидам в соответствии с классификацией Л.Ф. Правдина. Диапазон географического происхождения мест заготовки семян – от 47 до 62° с. ш. и от 22 до 85° в. д. Для проведения исследований была использована современная универсальная испытательная машина MTS Insight 100. Установлено, что плотность древесины в абсолютно сухом состоянии варьирует от 370 (курский климатип) до 524 кг/м3 (волгоградский климатип), при 12%-й влажности – от 397 (курский климатип) до 550 кг/м3 (волгоградский климатип). Прочность древесины исследуемых климатипов при сжатии вдоль волокон составила от 32 (курский климатип) до 54 МПа (волгоградский климатип), при статическом изгибе – от 55 до 92 МПа у вологодского и ульяновского климатипов соответственно. Максимальная плотность древесины при 12%-й влажности характерна для подвида сосны обыкновенной европейской и составляет 497±8 кг/м3, минимальное значение данного показателя у сосны обыкновенной сибирской – 423±30 кг/м3. Промежуточное положение занимают сосны лапландская и лесостепная со значениями 483±16 и 464±12 кг/м3 соответственно. Прочность древесины при сжатии вдоль волокон у исследуемых подвидов составила от 47±1 (европейская) до 33±4 МПа (сибирская), у сосны лапландской – 44±2 МПа и несколько ниже у сосны лесостепной – 42±2 МПа. Максимальная прочность древесины при статическом изгибе характерна для сосны европейской – 78±4 МПа, а минимальная – для сосны сибирской – 61±14 МПа. Данный показатель имеет равные значения для сосны лесостепной и лапландской – 72±4 МПа. Для цитирования: Ребко С.В., Мельник П.Г., Козел А.В., Поплавская Л.Ф., Тупик П.В., Носников В.В. Сравнительная оценка физико-механических свойств древесины различных климатипов сосны обыкновенной // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 4. С. 26–40. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-4-26-40 | It is important to comprehend the physical and mechanical properties of Scots pine wood from various geographical origins in order to use it effectively and rationally in production. The purpose of the study is to determine the physical and mechanical properties of Scots pine wood from 17 climatic ecotypes and to conduct a comparative analysis of the received indicators for the studied climatypes separately and for subspecies, which were grouped according to the classification of L.F. Pravdin. The physical properties that were chosen for the investigation were wood density in an absolutely dry state and at 12 % moisture content. The mechanical characteristics were the tensile strength of the wood along the fibers and the tensile strength in static bending. The range of geographic origins of the seed harvesting locations was from 47 to 62 °N and 22 to 85 °E. The investigation was conducted using contemporary universal testing equipment, MTS Insight 100. It was found that the density of the wood varied from 370 kg/m3 (Kursk climatype) to 524 kg/m3 (Volgograd climatype) under absolutely dry conditions and from 397 kg/m3 (Kursk climatype) to 550 kg/m3 (Volgograd climatype) at 12 % moisture content. The tensile strength of wood along the fibers ranged from 32 MPa (Kursk climatype) to 54 MPa (Volgograd climatype), while the tensile strength in static bending was from 55 to 92 MPa for the Vologda and Ulyanovsk climatypes, respectively. The maximum wood density at 12 % moisture content was 497±8 kg/m3, which is typical for European subspecies. The minimum value of this indicator was 423±30 kg/m3. The medium values had Lapland subspecies and Steppe subspecies 483±16 kg/m3 and 464±12 kg/m3, respectively. The tensile strength of wood along the fibers in the studied subspecies ranged from 47±1 MPa (European subspecies) to 33±4 MPa (Siberian subspecies). For Lapland subspecies, it was 44±2 MPa and slightly lower for Steppe subspecies, which was 42±2 MPa. The maximum value of the tensile strength in static bending for European subspecies was 78±4 MPa. The minimum value for the Siberian subspecies was 61±14 MPa. This indicator was equal for Steppe subspecies and Lapland subspecies, which was 72±4 MPa. For citation: Rabko S.U., Melnik P.G., Kozel A.V., Paplauskaya L.F., Tupik P.V., Nosnikau V.V. Comparison of Physical and Mechanical Properties of Scots Pine Wood Grown in Different Climatypes. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 4, pp. 26–40. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-4-26-40

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2023

Н.Н. Бессчетнова | В.П. Бессчетнов | Н.А. Бабич | В.А. Брынцев

An essential stage in the establishment of seed orchards is the formation of an optimal composition, avoiding inbreeding depression in the produced seed material, which develops as a result of crossbreeding between closely related plus trees. The negative effect can be reduced by ensuring the genetic heterogeneity of the seeds. The purpose of this study is to give a relative evaluation of the plus trees of Scots pine (Pinus sylvestris L.) as one of the most economically significant tree species on the European continent according to their physiological conditions. The formation and lignification of the xylem of the plus trees were investigated in the Nizhny Novgorod region of Russia. A histochemical examination was performed using the reaction of phloroglucinol to lignin. Phenotypic differences in the physiological conditions of plus trees appeared on a uniform ecological background that indicates their genotypic determinism. This fact was confirmed by ANOVA. The share of the influence of differences between the proper plus trees was between 25.16±8.91 % and 53.98±5.48 %. According to the results of the factor and cluster analysis, the association of plus trees was generated by the similarity of the multidimensional estimates of the xylem conditions. The objects that were statistically most distant from the others were determined. The hereditary conditionality of the identified differences among plus trees allows us to consider their grouping into clusters as genotypically determined. This information provides a reasonable approach to the formation of an assortment of Scots pine clonal seed orchards. For citation: Besschetnova N.N., Besschetnov V.P., Babich N.A., Bryntsev V.A. Differentiation of Plus Trees of Scots Pine by Xylem Conditions. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 4, pp. 9–25. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-4-9-25 | Важным моментом при создании лесосеменных плантаций является формирование их оптимального состава, позволяющего избежать проявлений инбредной депрессии получаемого на них семенного материала, которая возникает вследствие скрещивания между близкородственными плюсовыми деревьями. Этот негативный эффект можно снизить путем обеспечения наследственной гетерогенности материала для создания лесосеменных плантаций. Цель работы – дать сравнительную оценку плюсовых деревьев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) как одной из наиболее значимых в хозяйственном плане древесных пород на Европейском континенте по их физиологическому состоянию. Изучено образование и одревеснение ксилемы плюсовых деревьев, выделенных в Нижегородской области России. Проведено гистохимическое исследование с использованием реакции флороглюцина на лигнин. Фенотипические различия в физиологическом состоянии плюсовых деревьев проявились на выровненном экологическом фоне, что указывает на их генотипический детерминизм. Данный факт подтвержден дисперсионным анализом. Доля влияния различий между собственно плюсовыми деревьями составила от 25,16±8,91 до 53,98±5,48 %. По результатам факторного и кластерного анализа выполнено объединение плюсовых деревьев на основе сходства по всему комплексу оценок состояния ксилемы. Идентифицированы объекты, статисти чески наиболее удаленные от остальных в многомерном пространстве признаков. Наследственный характер различий, установленных между плюсовыми деревьями, позволяет рассматривать их группирование по кластерам как генотипически обусловленное. Результаты исследования дают возможность обоснованно подходить к формированию ассортимента клоновых лесосеменных плантаций сосны обыкновенной. Для цитирования: Besschetnova N.N., Besschetnov V.P., Babich N.A., Bryntsev V.A. Differentiation of Plus Trees of Scots Pine by Xylem Conditions // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 4. С. 9–25. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-4-9-25

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation