Оценка биоразнообразия дуба для семеноводства и защитного лесоразведения в сухой степи

АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

УДК 634.0.232.3

ОЦЕНКА БИОРАЗНООБРАЗИЯ ДУБА ДЛЯ СЕМЕНОВОДСТВА И ЗАЩИТНОГО ЛЕСОРАЗВЕДЕНИЯ В СУХОЙ СТЕПИ

А.С. Стольнов, аспирант С.Н. Крючков, доктор сельскохозяйственных наук

ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации

Приведены результаты комплексной оценки видов, экотипов и форм дуба, перспективных для лесоразведения, технологии их массовой репродукции для создания постоянной лесо-семенной базы в сухостепной зоне.

Ключевые слова: селекция, семеноводство, лесомелиорация, репродукция, лесо-семенная плантация, селекционная оценка.

При выращивании дубовых насаждений в засушливых условиях в последние годы используют экотипы и формы различного географического происхождения, а также интродуцированные виды и гибриды, которые недостаточно изучены в засушливых условиях и требуют дополнительных исследований их адаптационной способности и надёжной репродукции на юге ЕТР.

Цель исследований заключалась в лесоводственной и биологической оценке видов, экотипов и форм дуба в насаждениях засушливого региона; разработке методов отбора маточных (плюсовых) деревьев, их испытания по потомству, технологии создания и эксплуатации высокоурожайных лесосеменных плантаций; научно -обоснованного использования при лесоразведении семян инорайонного происхождения и хозяйственно ценных интродуцированных видов и гибридных форм.

Дуб - одна из основных лесообразующих пород в степи и лесостепи, отличается высокой засухоустойчивостью, солеустойчивостью, образуя множество географических, экологических, фенологических, морфологических форм [5]

Анализ развития селекционного семеноводства дуба свидетельствует о незавершённости многих важных направлений в этой отрасли.

Традиционные методы селекции и семеноводства дуба в лесоводстве исключают применение его для защитного лесоразведения.

Основой селекционной работы с дубом для лесомелиорации является выделение генофонда по признакам, характеризующим жизнеспособность исходного материала -засухо-, соле- и морозоустойчивость, стойкость против вредителей и болезней [6].

Отбор лучших (плюсовых) насаждений и деревьев проводился согласно «Руководству по селекционному семеноводству для защитного лесоразведения» [1], разработанному ВНИАЛМИ.

Оценка устойчивости дубков к абиотическим факторам проводилась у их потомств, выращенных в вегетационных сосудах при искусственном моделировании экстремальных ситуаций, биофизических экспресс-методов, водного обмена [4].

Комплексную оценку клонов и семей проводили путём ранжирования показателей роста, плодоношения, эффективности отбора и селекционного эффекта [2].

Объектами исследований служили селекционно-семеноводческие комплексы, архивы популяций, клонов и гибридов, географические культуры, системы защитных лесных насаждений и естественные дубравы на ЮВ ЕТР.

В сухостепной зоне Нижнего Поволжья естественная древесная растительность в основном представлена нагорными, байрачными и пойменными дубравами, включающими эдафотипы нескольких групп местообитаний.

Сравнительная оценка экотипов выявила, что в засуху сеянцы байрачного эко-типа сохраняли тургор при интенсивном росте; у дубков пойменного происхождения наблюдалась депрессия и снижение прироста.

Оценка на иммунность к сосудистому микозу и мучнистой росе выявила такую же высокую устойчивость потомства из нагорных и байрачных популяций, как и у материнских насаждений.

При искусственном промораживании байрачные (ергенинские) дубки выдерживали критический минимум до -21 °С, пойменные - до -16 °С.

Комплексная биологическая оценка разных экотипов дуба свидетельствует о преимуществе местной ергенинской популяции, которое выразилось в её высокой адаптации в трудных условиях произрастания.

Исследования роста и развития дуба на южной границе не выявили его фенологических разновидностей.

Только в Шемякинской (байрачной) дубраве на севере Волгоградской области у дуба резко обозначены рано- и позднораспускающиеся формы, у которых сроки раскрытия почек не совпадали на 14-30 дней. Стационарные наблюдения выявили, что поздний дуб в тальвежной части балки (кв.36) не повреждался весенними заморозками и листогрызущими вредителями, лучше переносил зимние морозы, формируя прямые полнодревесные стволы.

С ухудшением условий произрастания преимущество позднораспускающейся разновидности теряется. На водоразделах и сухих местообитаниях поздний дуб не успевает так полно, как ранний, использовать осенне-зимнюю влагу и уступает последнему по энергии роста, качеству древесины, менее устойчив к грибным заболеваниям.

В засушливых условиях фенологические свойства ранней формы обусловливают ее преимущество перед поздней по величине годичного прироста, приуроченного к более благоприятному ранне-весеннему периоду. У ранних дубков менее выражено снижение роста после засушливых лет, что подтверждает их приспособительные возможности и перспективность при защитном лесоразведении в сухой степи.

В искусственных дубравах и защитных лесных насаждениях под влиянием неблагоприятных факторов в засушливые годы и годы с очень холодными зимами произошёл естественный отбор биотипов дуба, устойчивых к их действию, которые выделены в качестве кандидатов в плюсовые деревья. Между ростом материнских деревьев и их потомством в испытательных культурах корреляционная связь увеличивается от 0,07 в первый год до 0,24 к 25 годам.

По итогам испытаний 40 % изучаемых потомств обладали повышенной засухоустойчивостью, по сравнению с контролем.

Одним из главных факторов, ограничивающих разведение дуба в сухой степи, является почвенное засоление.

При концентрации ионов хлора 0,08 % в вегетационных сосудах наибольшую устойчивость проявили потомства опытных дубов из Чапурниковской и Григоровой дубрав и деревья-долгожители из Ольховского лесничества Волгоградской области.

Эти клоны являются перспективными при лесоразведении на слабосолонцеватых почвах.

Оценка морозоустойчивости опытных растений в вегетационных опытах выявила пределы критических температур, которые составили -15-22 °С и зависят от их типологического происхождения. Различия между потомствами в пределах отдельной

популяции по морозоустойчивости незначительны. Более резкие различия между представителями отдельных экотипов. Исключительно зимостойкие эдафотипы байрачных ергенинских дубрав.

Наиболее устойчивы к инфекции сосудистого микоза были представители нагорных экотипов байрачных дубрав. У пойменных дубков устойчивых потомств не выявлено.

По результатам комплексной оценки кандидатов в плюсовые деревья выделено и аттестовано всего 19 % плюсовых потомств от первоначального количества, что свидетельствует о низкой эффективности плюсовой селекции при жёстких параметрах отбора и оценки в экстремальных лесорастительных условиях.

Низкая эффективность индивидуального отбора дуба в сухой степи подтверждается при исследовании потомств плюсовых деревьев на лесосеменных объектах: клоно-вых архивах, семенных плантациях, испытательных культурах.

Поэтому для создания ЛСП высшего генетического уровня целесообразно использовать приёмы поэтапного интенсивного отбора лучших биотипов с отбраковкой неперспективных клонов.

Из результатов многолетней селекционной работы следует, что предварительная оценка дуба по потомству может быть получена в возрасте 10 -15 лет. Окончательную оценку можно получить в течение 20-25 лет - период примерно равный У возраста лесовозобновительной рубки ЗЛН.

В сухой степи и полупустыне под закладку ЛСП следует использовать интро-зональные участки с лучшими лесорастительными условиями.

Оптимальная схема посадки деревьев дуба в ЛСП для чернозёмной степи 10х5 м с последующим разреживанием к 25-30 годам до густоты 10х10 м; в сухой степи и полупустыне приемлема схема размещения 10х5 м на весь срок эксплуатации.

Закладка клоновых ЛСП дуба осуществлялась прививкой черенков плюсовых деревьев на подвои, выращенные на постоянном месте и посадкой сеянцев с закрытой корневой системой, привитых в условиях питомника.

Наиболее эффективны прививки на 3-летние контейнерные саженцы в питомнике и на 5-6-летние подвои на постоянном месте.

К высокоурожайным относят потомства, вдвое превышающие среднюю семенную продуктивность ЛСП [1]. Создание в перспективе ЛСП только из таких потомств обеспечит значительное увеличение их семенной продуктивности.

Урожайность ЛСП дуба связана с густотой посадки. К 20 годам суммарный урожай желудей с 1 га ЛСП плотного (400 шт./га) и редкого (200 шт./га) вариантов практически выравнивается.

ЛСП дуба с густотой 200 шт./га полностью смыкаются в узких междурядьях к 15-летнему возрасту, и требуют 50 % изреживания в рядах.

На светло-каштановых почвах эффективны минеральные удобрения, которые на второй-третий год после внесения увеличили выход доброкачественных желудей в ЛСП на 25-30 %.

Динамика опада завязей и желудей свидетельствует, что наибольшее их количество опадает в период роста и формирования - с третьей декады июля до середины августа. До 73 % желудей поражается желудёвым долгоносиком и плодожоркой.

Следовательно, основным приёмом сохранения урожая на ЛСП дуба является их защита от вредителей на всех этапах формирования.

В регионе испытывалось около десятка видов дуба. В результате комплексной оценки выявлены высокие адаптационные возможности новых видов дуба (красного,

пирамидального, крупноплодного), не уступавшим по физиологическим константам представителям местной популяции дуба черешчатого.

Из гибридов селекции С.С. Пятницкого наиболее продуктивно потомство дуба Высоцкого. По средним показателям роста в высоту этот гибрид на 30-40 % превосходил исходные родительские виды (дубы крупнопыльниковый и черешчатый).

В течение двух засушливых лет (2007, 2010) представители этого гибрида и дуба красного имели высокую водоудерживающую способность и активный водообмен. Сохранившиеся в хорошем состоянии экземпляры дубов Высоцкого и красного, приспособленные к периодическому недостатку влаги в почве, высоким температурам и сухости воздуха, следует использовать в качестве маточников для искусственного лесоразведения и озеленения на юге ЕТР.

Работы по созданию и уходу за объектами постоянной лесосеменной базы (ПЛСБ) дуба для лесомелиоративных целей на юге ЕТР целесообразно выполнять в системе селекционно-семеноводческих центров (ССЦ), обеспечивающих семенами определённые административные или агролесомелиоративые районы [5].

Выводы

1. Селекционная оценка природных популяций и биоразнообразия дуба проводится в целях их сохранения воспроизводством, выделением лучших генотипов для лесомелиорации и семеноводства.

Наиболее адаптивны в сухой степи ергенинские дубы, генетически связанные с дубравами Северного Кавказа. Нагорные эдафотипы байрачных дубов, адаптированные в условиях аридного климата, составляют ценный генофонд для лесоразведения в сухой степи.

2. При организации ПЛСБ ведётся селекционный отбор и оценка генофонда дуба по засухо-, соле-, морозоустойчивости, интенсивности роста и плодоношению, устойчивости к сосудистым болезням. Перспективен отбор устойчивых местных адаптированных дубрав, которые используют для репродукции в популяционных ЛСП.

3. Для лесоразведения на юге ЕТР перспективны дубы красный, пирамидальный и крупноплодный, которые служат альтернативой аборигенному дубу черешчато-му, не уступая ему по таксационным показателям, превосходя по устойчивости к вредителям, болезням, декоративным свойствам.

4. Эффективность селекции и семеноводства дуба выражается в повышении долговечности и качественного состава будущих защитных насаждений, расширении биоразнообразия видов и форм рода Quercus, получении ценного семенного материала для репродукции.

Библиографический список

1. Крючков, С. Н. Лесоразведение в засушливых условиях [Текст]: монография / С.Н. Крючков, Г.Я. Маттис. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2014. - 300 с.

2. Научно-методические указания по формированию генетически устойчивых защитных лесных экосистем в агроландшафтах засушливого пояса РФ [Текст].

3. Развитие лесного семеноводства на период 2009-2020 годы [Электронный ресурс]. -ФЦП Пушкино: ФГУ «Рослесозащита» 2008. http: // www.rcfh.ru /.

4. Руководство по селекционному семеноводству древесных видов для защитного лесоразведения в аридных условиях европейской территории России [Текст]. - М., 2001. - 72 с.

5. Стратегия развития защитного лесоразведения в Российской Федерации на период до 2020 года [Текст]. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2008. - 34 с.

6. Федеральная программа развития агролесомелиоративных работ в России [Текст]. -Волгоград, 1995 - 245 с.

E-mail: global-green@mail.ru