Обенности роста и формирования фитомассы крон сосны кедровой сибирской в зависимости от интенсивности урожая в начальный период онтогенеза

ОБЕННОСТИ РОСТА И ФОРМИРОВАНИЯ ФИТОМАССЫ КРОН СОСНЫ КЕДРОВОЙ СИБИРСКОЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИНТЕНСИВНОСТИ УРОЖАЯ В НАЧАЛЬНЫЙ ПЕРИОД ОНТОГЕНЕЗА

©Н.П. Братилова, A.M. Пастухова УДК 630.181

Сибирский государственный техноло гический университет, Красноярск, Россия

В работе отражены особенности роста и формирования фитомассы крон кедра сибирского в начальный период репродуктивного развития (36-39 лет) в плантационных культурах, произрастающих в пригородной зоне г. Красноярска. Установлено, что формируемое число макростробилов, характеризующее биологическую урожайность кедра сибирского, отличается высоким уровнем изменчивости. Связь между числом макростробилов на дереве и диаметром ствола значительная. Выявлено, что особи, отличающиеся хорошей урожайностью, имеют большие показатели по высоте, диаметру ствола, размерам и фитомассе кроны по сравнению с экземплярами, образующими единичные шишки. Установлено, что растения с наиболее развитой кроной имеют хорошую и среднюю урожайность. Растения с единичными макростробилами имеют более узкую и компактную крону. Отселектированы экземпляры, отличающиеся большими размерами ствола и урожайностью. Полученные результаты рекомендуется учитывать при проведении отбора маточных растений, использу емых для размножения, выращивания отселектированного посадочного материала, используемого для создания высокопродуктивных плантационных культур.

The peculiarities of growing and accumulation of phitomass crown of Pinus sibirica at the beginning reproductive development (36-39 years) in plantation cultures in Krasnoyarsk suburbs are described in the article,

The forming number of macrostrobiles, characterizing biological crop capacity of Pinus sibirica differs by level of variability. The connection between number of macrostrobiles on the tree and diameter of t moderate. It is revealed that the samples differing by good crop capacity have large indexes on height, diamet" trunk, scale and phitomass of crown in comp arison with samples generating the single cones. It is settled plants with the largest crowns have good and middle crop capacity. The plants with single macrostrobiles differ narrow and compact crown. The samples with large crown and crop productivity were selected. The recei results are recommended to take into account while selecting plants using for reproduction, growing of sele: seeding material for making the high productive plantation cultures.

Введение. Выявление связей роста и семеношения кедра сибирского имеет большое научное и практическое значение. Создание продуктивных целевых культур определенной направленности - на семена, древесину, повышенную экологическую эффективность и т.д. диктует необходимость использования посадочного материала, который будет в большей мере соответствовать поставленным задачам. Селекционная оценка и отбор маточных растений, отличающихся повышенной урожай-ностью, размерами' ствола, кроны, фитомассой вегетативных и генеративных органов позволит создавать в будущем культуры комплексного использования, что особенно актуально при их размещении вблизи населенных пунктов. В первые десятилетия онтогенеза кедр сибирский выполняет повышенные экологические функции - ионизирует воздух, обогащает его фитонцидами, оказывает механическую преграду шуму и пыли; с вступлением растений в репродуктивный период к экологическому воздействию добавляется ценность кедра сибирского, как

орехоплодной породы. С выработкой репродуктивного и жизненного ресурса открывается возможность использования кедровой древесины. Создание

плантационных культур комплексного использования в пригородных зонах промышленных центров поможет решению ряда вопросов экологической стабилизации окружающей среды и удовлетворения повышенного спроса населения к кедровым орехам. Эффективность достижения этих целей повысится при использовании отселектированных маточных растений, отличающихся ускоренным формированием фитомассы кроны, особенно массы хвои, являющейся основным очи стителем воздуха, рано вступающих в пору семеношения и отличающихся повышенной урожайностью.

Аналитический обзор. Зависимость между урожайностью и показателями роста кедра сибирского, произрастающего в

естественных насаждениях, изучалась Т, Некрасовой

др.

А.И. Земляной, Т.П. Некрасова (198 0) отмечали, что наиболее урожайные деревья имеют хорошо развитую, густую компактную крону, канделяброобразную вершину, отличаются большей вы сотой и диаметром ствола в сравнении со средним значением древостоя. В.Н. Воробьев (1983) установил, что генеративное развитие деревьев оказывает существенное

влияние на ростовые процессы: при развитии стробило происходит снижение камбиальной активности в молодых побегах, в период, созревания шишек наблюдается обратный процесс. По данным Т.П. Некрасовой (1972) при формировании однолетних шишек латеральные побеги по длине могут потерять до 20 % прироста.

Также установлено, что для женских побегов характерен больший размер годичного прироста; мужских - средний, аполовых - слабый или промежуточный между ними (Воробьев, Горошкевич, 1991). Отмечено, что с возрастом длина и масса женских побегов уменьшаются (Воробьев, Воробьева, Горошкевич, 1989).

Выявлена зависимость между урожайностью и диаметром дерева кедра сибирского в возрасте 100-260 лет (Ирошников, 1963), многошишечностью и диаметром, высотой в начальный период репродуктивного развития (Матвеева, Радюк, Щерба, 1990).

Экспериментальная часть. Целью наших исследований явилось установление зависимости между урожайностью деревьев кедра сибирского в возрасте 36-39 лет и показателями их роста в плантационных культурах.

Урожайность деревьев устанавливали по числу макростробилов. Для определения биометрических показателей растений были использованы общепринятые в лесном хозяйстве методики (Молчанов, Смирнов,

1967; Родин, Ремезов, Базилевич, 1968 и др.). Фитомассу кроны определяли по пробным ветвям (Усольцев, Щерба, 1998).

Деревья кедра сибирского были рассортированы по вариантам, учитывая среднее многолетнее число макростробилов: от 0,2 до 3,5 шт. - плохая урожайность, 3,6 -13,5 - слабая, 13,6 - 23,5 - средняя и 23,6 и более - хорошая.

Формируемое число макростробилов, которое характеризует биологическую

урожайность кедра сибирского, отличается высоким уровнем изменчивости (У=85,6 %). Отмечено, что растения 39-летнего возраста, вступившие в репродуктивную фазу, отличаются по интенсивности образования макростробилов (рисунок 1).

Рисунок 1 - Распределение растений по числу макростробилов

Хорошая урожайность (23,6 шт. и более) наблюдалась только у 8,5 % растений, вступивших в репродуктивную фазу. Выделены единичные особи кедра сибирского, которые в изучаемом возрасте отличались наибольшей урожайностью: 6-40, 5-136, 5-108, 8-30, 8-51, 8-53. У 44,9 % растений среднее многолетнее число макростробилов составило 0,2 - 3,5 шт. Эти экземпляры только вступили в репродуктивную стадию развития и отличались нерегулярностью заложения женских стробилов.

В результате проведенных исследований установлено, что высота растений кедра сибирского в 39-летнем возрасте составляет

от 5,5 ± 0,16 м в группе с небольшим числом макростробилов до 6,5 ± 0,20 м у кедра сибирского с хорошей урожайностью.

Различия по высоте подтверждаются результатами математической обработки (1ф=3,78, что больше 1о5=1,96). Были отселектированы быстрорастущие особи, высота которых превышает среднюю на 2 о и более: 4-31, 5-2, 5-14, 5-15, 5-41, 5-74, 5-115, 5-122 и др.

Выявлено, что особи с хорошей урожайностью превышают растения сравниваемых групп по диаметру ствола на 8,1-29,4% (таблица 1).

Таблица 1 - Диаметр ствола кедра сибирского 39 -летнего возраста в зависимости от урожайности.

Оценка урожайности X ±Шх ±Ох У,% Іфпри

Плохая 11,3 0,31 2,89 25,6 8,41

Слабая 13,5 0,23 2,90 21,5 4,80

Средняя 14,7 0,32 2,82 19,2 2,50

Хорошая 16,0 0,47 2,56 16,0 -

см

Наблюдаются достоверные различия мевду растениями разных групп и по удельной энергии семеношения (таблица 2).

У кедра сибирского с хорошей урожайностью данный показатель на 35,8 -92,2 % выше, чем у сравниваемых групп.

Корреляция числа макростробилов на дереве и диаметра ствола значительная (г =

0,51).

В среднем удельная энергия семеношения кедра сибирского в изучаемом возрасте составляет 3,0 ± 0,12 шт./см. Отселектированы экземпляры,

превышающие данный показатель на 2а и более: 4-131, 5-108, 5-136, 6-40, 8-30, 9-87,951,9-52,9-53,9-71.

Таблица 2 - Удельная энергия семеношения кедра сибирского за четы

зехлетний период, шт./см

Оценка урожайности X ±Шх ±Ох Мах Х Міп X 1Ф

Плохая 0,6 0,05 0,44 2,3 0,1 19,70

Слабая 2,4 0,07 0,89 5,6 0,9 14,64

Средняя 5,1 0,12 1,04 7,8 3,4 7,35

Хорошая 7,9 0,37 2,01 13,4 4,6 -

Установлено, что у растений с развитой кроной, имеющей наибольшие размеры по диаметру, протяженности и объему, в начальном периоде репродуктивного

развития имеют хорошую и среднюю урожайность. Растения с единичными макростробилами формируют более узкую и компактную крону (таблица 3).

Таблица 3 - Характеристика кроны кедра сибирского 39 -летнего возраста

Оценка урожайности X ±Шх ±Ох У,% Іфпри

Диаметр крон, м

Плохая 2,7 0,07 0,66 24,4 8,11

Слабая 3,2 0,04 0,53 16,6 3,75

Средняя 3,4 0,06 0,52 15,3 1,32

Хорошая 3,5 0,08 0,43 12,0 -

Протяженность кроны, м

Плохая 4,8 0,15 1,45 30,1 3,10

Слабая 5,7 0,12 1,50 26,4 0,43

Средняя 5,8 0,17 1,45 25,2 0,57

Хорошая 5,6 0,21 1,11 19,8 -

Из приведенных данных видно, что показатели кроны у растений кедра сибирского с большим образованием макростробилов достоверно превышают аналогичные у деревьев с плохой

урожайностью.

Проведен сравнительный анализ

фракционного состава фитомассы кроны у растений разной урожайности.

Выявлено, что масса хвои и побегов растений с хорошей урожайностью не имеет достоверных различий с показателями

особей, отличающихся средней и слабой урожайностью в первом классе возраста, но превышает массу хвои и побегов

экземпляров с наименьшим числом

макростробилов на 15,9 и 20,3 %

соответственно (таблица 4).

Отмечается большой уровень

изменчивости показателя массы кроны в группе с хорошей урожайностью, что указывает на целесообразность проведения отбора экземпляров по данному критерию и в этой группе.

Таким образом, на основе полученных результатов, можно сделать следующие выводы: кедр сибирский с хорошей

урожайностью на начальном этапе репродуктивного развития отличается большим диаметром ствола, массой кроны, что необходимо учитывать при проведении отбора маточных растений, используемых для выращивания высокопродуктивного потомства целевого назначения.

Хвойные бореальные зоны. 2004. Выпуск 2.

Таблица 4 - Фитомасса кроны кедра сибирского 39 -летнего возраста в абсолютно сухом

состоянии, кг

Оценка урожайности X ±Шх ±Ох У,% 1ф, при

Хвоя

Плохая 6,82 0,307 2,897 42,5 2,64

Хорошая 8,23 0,438 2,399 29,6 -

Боковые побеги

Плохая 8,37 0,460 4,343 51,9 2,58

Хорошая 10,50 0,685 3,751 35,7 -

Крона

Плохая 15,19 0,767 7,236 47,6 2,59

Хорошая 18,72 1,123 6,149 32,8 -

Библиографический список

1. Воробьев В.Н. Биологические основы комплексного использования кедровых лесов.-Новосибирск: Наука. Сиб. отд., 1983.-300 с.

2. Воробьев В.Н., Воробьева Н.А., Горошкевич С.Н. Рост и пол кедра сибирского.- Новосибирск: Наука. Сиб. отд., 1989.-167 с.

3. Воробьев В.Н., Горошкевич С.Н. Генеративная ярусность кроны кедра сибирского // Лесоведение.-1991.-№ 1.- С. 4247.

4. Земляной А.И., Некрасова Т.П.

5. Принципы отбора плюсовых деревьев кедра сибирского по семенной продуктивности // Селекция, генетика и семеноводство древесных пород как основа создания высокопродуктивных лесов - тез. докл..-М.-1980.-Ч. 1.-С. 116-118.

6. Ирошников А.И. Плодоношение кедра сибирского в Восточной Сибири // Материалы по изучению лесов Сибири и Дальнего Востока: труды конф.-Красноярск,1963.- С. 233-248.

7. Матвеева Р.Н., Радюк В.А., Щерба (Братилова) Н.П. Отбор сосны кедровой

Поступила в редакцию 15 октября 2004 г.

сибирской с целью получения сортов-клонов, отличающихся ранней репродуктивной деятельностью // Научно-технический и социальный прогресс лесопромышленного комплекса Восточно-Сибирского региона: Сб. статей.- Красноярск, 1990,- Т.1.-С. 65-70.

7. Молчанов А.А., Смирнов В.В. Методика изучения прироста древесных растений. - М.: Наука, 1967. - 100 с.

8. Некрасова Т.П. Биологические основы семеношения кедра сибирского. -Новосибирск: Наука. Сиб. отд., 1972.- 278 с.

9. Родин А.С, Ремезов Н.П., Базилевич Н.Л. Методические указания к изучению динамики и биологического круговорота в фитоценозах. - Л.: Наука, 1968. - 144 с.

Ю.Усольцев В.А., Щерба (Братилова) Н.П. Структура фитомассы кедровых сосен в плантационных культурах.- Монография.-Красноярск: КГТА, 1998.- 134 с.

11. Храмова Н.Ф., Храмов А.А. Семенная продуктивность и фитомасса кедра сибирского // Биология семенного размножения хвойных Западной Сибири. -Новосибирск. - 1974. - С. 95