Влияние зоогенной дефолиации на радиальный прирост сосны обыкновенной в условиях Оренбургской области

Влияние зоогенной дефолиации

V ^ V

на радиальный прирост сосны обыкновенной в условиях Оренбургской области

В.Р. Сагидуллин, аспирант, В.А. Симоненкова, к.с.-х.н., А.В. Борников, к.с.-х.н., Оренбургский ГАУ

В условиях степной зоны Оренбургской области интересные результаты получены в результате исследований влияния филлофагов на радиальный прирост сосновых насаждений в Соль-Илецком лесничестве.

Так как основные посадки культур сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в Соль-Илецком лесничестве были проведены от 20 до 50 лет назад, то за столь долгое время в сосняках сложились определённые взаимоотношения между живыми организмами и средой их обитания. Сосновые насаждения были высажены для закрепления песков. Почвы лесничества слабо гумусированные, что ухудшает приживаемость культур сосны обыкновенной. В сосняках достаточно освещения, но поскольку почвы бедны, то подлесок не отличается видовым разнообразием. Основные показатели таксационных характеристик показаны в таблице 1.

Основными вредителями сосновых насаждений Оренбургской области являются рыжий сосновый пилильщик (Neodiprion (Diprion, Lophyrus) sertifer Geoffr) и звёздчатый пилильщик-ткач (Acantholyda (Lyda, Tenthredo) nemoralis Thoms.), которые встречаются повсеместно во всех сосновых насаждениях. Хвоегрызущие филлофаги нарушают нормальный водообмен и ассимиляцию, что ведёт к потере радиального прироста и устойчивости.

Хвойные насаждения резко снижают радиальный прирост под влиянием потери хвои, при повторных объеданиях начинают усыхать. Объедание хвои ложногусеницами рыжего соснового пилильщика, независимо от возраста насаждения (1—4 классы), вызывает потери прироста по диаметру до 30% в год повреждения, так как зелёная масса хвои снижается,

следовательно, и снижается ассимиляционный аппарат. В год максимального повреждения хвои и последующие несколько лет идёт резкое снижение роста, так как хвойные насаждения, в отличие от лиственных, не могут восстанавливаться в короткое время.

Закономерность в ответной реакции ксилемы сосны обыкновенной на дефолиацию, вызванную сосновыми пилильщиками, заключается в том, что снижение радиального прироста предшествует снижению роста площади трахеид. По нашему мнению, отмеченная зависимость вызвана ухудшением роста за счёт потери ассимиляционного аппарата и снижением устойчивости к абиотическим факторам.

Объекты, методы и результаты исследований. Исследования были проведены на временных пробных площадях (ВПП), заложенных согласно требованиям ОСТа 56-60-83. На каждой ВПП выбирались 7 моделей, у которых производилось изъятие кернов на высоте 1,3 м с севера на юг и с запада на восток. Расчёт средних показателей радиального прироста и изменение в годы повреждения приведены в таблице 2.

В очагах рыжего соснового пилильщика и звёздчатого пилильщика-ткача наблюдалось значительное снижение радиального прироста сосновых насаждений. Наибольшее снижение прироста наблюдалось в годы вспышек массового размножения филлофагов (2011—1012 гг.), когда степень повреждения достигала 50—90%.

Наибольшую опасность для хвойных лесов в условиях степной зоны Оренбуржья представляют вспышки массового размножения рыжего соснового пилильщика и звёздчатого пилильщика-ткача. Особая вредоносность рыжего соснового пилильщика и звёздчатого пилильщика-ткача для искусственных насаждений заключается в полном уничтожении подроста хвойных пород, слабой регенерационной способности сосны в

1. Таксационная характеристика культур сосны обыкновенной

№ п/п Породный состав Возраст, лет Высота, м Класс бонитета Число стволов, экз/га Полнота Средний диаметр, см Площадь сечения, м2/га

1 10С 1б б,5 II 4242 1 9,2 28,1

2 10С Зб 11,5 I 109б 0,7 15,8 21,54

3 10С 40 15,5 II 51S 0,8 23,5 22,4

4 10С 50 18,7 II б01 0,9 22,б 24,2

5 10С 2б 9,З II 74S 0,7 15,0 13

Контроль

3 10С 50 20 II 1025 0,7 19,б 30,91

4 10С 24 7,1 II 73б 0,4 12,0 8,3б

2. Влияние рыжего соснового пилильщика и звёздчатого пилильщика-ткача на радиальный прирост сосны обыкновенной

№ п/п № дерева Высота, м Проекция кроны, м Диаметр без коры, см Средний прирост, мм Прирост во время повреждения, мм

1 1 6,8 1,7 10,1 1,45 1,015

1 2 5,5 1,2 6,85 1,7 1,19

1 3 5,8 1,1 6,75 1,45 1,015

1 4 5,9 1,1 9,2 1,75 1,225

1 5 6,2 0,9 11,5 2,15 1,505

1 6 6,5 3,7 5,05 1,1 0,77

1 7 6,9 0,75 4,55 1,15 0,805

2 1 4,9 2,2 21,5 1,45 1,015

2 2 3,9 2,2 18,25 1,2 0,84

2 3 5,8 2,75 16,3 0,85 0,595

2 4 6,7 1,57 14,2 1 0,7

2 5 7,4 2,4 12,75 0,9 0,63

2 6 6,1 0,92 5,75 0,875 0,6125

2 7 5,4 1,17 7,67 1,2 0,84

юго-восточной зоне Оренбургской области, последующем иссушении надпочвенного покрова, интенсивных процессах задернения, что в дальнейшем негативно сказывается на естественном подросте, так как затрудняется обсеменение.

Однако сложный комплекс внешних воздействий, которые испытывает древесное растение (погода, пожары, изменения ценотических условий, различное сочетание болезней и вредителей и пр.) и его внутренние ритмы развития усложняют выделение отдельных факторов и установление надёжных признаков-маркёров дефолиации в результате вспышек массового размножения сосновых пилильщиков [1].

Более сложная ответная реакция сосны обыкновенной на потерю хвои в результате атаки ложногусениц сосновых пилильщиков отмечается через уменьшение ширины годичных колец и доли поздней древесины, через изменения анатомического строения ксилемы, уменьшение диаметра ранних трахеид на всех высотах ствола и редукцию толщины их стенок. Более заметные отклонения от анатомической нормы строения наблюдаются в зоне трахеид поздней древесины, когда резко сокращается толщина стенок клеток [2].

На следующий год значительно изменяется соотношение между количеством ранней и поздней древесины в пользу последней [3]. У сосны обыкновенной в год дефолиации наряду с уменьшением ширины годичного кольца в поздней зоне формируются клетки с тонкими стенками, уменьшаются размеры клеточного люмена, уменьшается плотность годичных колец. В целом влияние дефолиации на структуру годичных колец можно классифицировать как опосредованное, оказывающее действие через уровень ассимилянтов и гормонов роста [4].

По данным ВПП, в годы дефолиации радиальный прирост и площадь клеток уменьшается до 50%. Причина заключается в раннем объедании хвои ложногусеницами рыжего соснового

пилильщика и звёздчатого пилильщика-ткача. Отмечается снижение доли поздней древесины. На следующий год резко (более чем в два раза) уменьшается ширина годичного кольца и площадь образующих его клеток. Средний показатель потери прироста — 0,39 мм.

Во время вспышек массового размножения рыжего соснового пилильщика и звёздчатого пилильщика-ткача возможно неоднократное объедание одного и того же дерева, так как фенологические особенности пилильщиков заключаются в том, что рыжий сосновый пилильщик относится к ранней фенологической группе, а звёздчатый пилильщик-ткач — к весенне-летней, следовательно, время повреждения насаждения будет разным [5].

При этом в период восстановления обнаружена интересная закономерность. Увеличению радиального прироста предшествует рост площади трахеид сосны обыкновенной на 34—35%.

Известно, что интенсивная дефолиация сопровождается значительной редукцией радиального прироста [3, 4].

При дефолиации значительно и резко уменьшается отношение объёма хвои к массе корневой системы. Как реакция на частичную дефолиацию у деревьев резко возрастает интенсивность транспирации. Установлено, что с увеличением интенсивности транспирации образуется больше круп-нопросветных тонкостенных трахеид у хвойных.

В период дефолиации и восстановления прироста коэффициент корреляции не значим. Причина заключается в нарушении существующих закономерностей как ответной реакции древесных на дефолиацию. Поэтому была поставлена задача — найти эти изменения и использовать найденные закономерности для установления времени прохождения вспышки массового размножения. В контрольных условиях уменьшение ширины годичного кольца сопровождается редукцией количества и площади трахеид как ранней, так и поздней древесины.

Вывод. Таким образом, следствием дефолиации является снижение радиального прироста, переход от ранней древесины к поздней становится более резким. Установлена умеренная связь между радиальным приростом и площадью ранних трахеид в периоды до и после дефолиации, а также в контроле (1,3—0,91). В год дефолиации идет снижение радиального прироста и площади клеток до 50%. Причина заключается в раннем объедании хвои ложногусеницами рыжего соснового пилильщика и звёздчатого пилильщика-ткача. Отмечается снижение доли поздней древесины. На следующий год резко (более чем в два раза) уменьшается ширина годичного кольца и площадь образующих его

клеток. Средний показатель потери прироста —

0.39.мм.

Литература

1. Павлов И.Н., Агеев А.А., Барабанова О.А. Формирование годичных колец у основных хвойных лесообразующих пород Сибири после дефолиации кроны Оепс1гоИтш зирегапз

ТзсЬер!/ // Хвойные бореальной зоны. 2009. № 2. С, 161-173.

2. Павлов И.Н., Агеев А.А. Влияние зоогенной дефолиации на структуру годичного слоя древесины сосны обыкновенной // Вестник СибГТУ. 2005. № 1. С. 27-28.

3. Ваганов Е.А., Терсков И.А. Анализ роста дерева по структуре годичных колец. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1977. 93 с.

4. Ваганов Е.А., Шашкин А.В. Рост и структура годичных колец хвойных. Новосибирск: Наука, 2000. 232 с.

5. Симоненкова В.А., Колтунов Е.В. Особенности динамики очагов массового размножения хвоегрызущих вредителей в лесах Южного Предуралья // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. Оренбург. 2013. № 2. С, 246-250.