Структура разнообразия по вегетативной и генеративной структуре кроны кедра сибирского на плантации с разреженной посадкой

  • С. Н. Велисевич Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН https://orcid.org/0000-0003-4929-1681
  • А. В. Попов Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН https://orcid.org/0000-0001-7578-2455
Ключевые слова: кедр сибирский (Pinus sibirica Du Tour), плантация с разреженной посадкой, рост, половая репродукция, разнообразие, отбор

Аннотация

Исследования характера и природы разнообразия хозяйственно ценных признаков у лесных древесных видов представляют большой интерес не только с позиций лесной селекции и практического лесоводства, но и с общебиологической точки зрения. В ряду объектов внимания ученых-селекционеров особое место занимают орехоплодные виды, к числу которых принадлежит кедр сибирский. Его введение в культуру путем плантационного выращивания древесины и создания промышленных орехоплодных плантаций позволит в будущем резко снизить хозяйственную нагрузку на природные экосистемы. Цель настоящей работы состояла в анализе структуры разнообразия по росту и генеративному развитию кроны деревьев кедра сибирского на специально созданной плантации, где низкий уровень естественного отбора дает возможность для более результативной селекции на скороплодность, рост и семенную продуктивность. Плантация, расположенная на юге равнинной западносибирской части ареала (юг Томской области), создана из семян кедра местной популяции. Они были высажены в 1977 г. в качестве производственных культур с обычной плотностью (0,75×3 м). В 10-летнем возрасте их рассадили на расстоянии 8×8 м. На основе ретроспективного метода, позволяющего по следам на коре побегов восстановить ход их органогенеза и роста, реконструирована динамика вступления в половую репродукцию 89 модельных деревьев, достигших 40-летнего возраста, проведена сравнительная характеристика вегетативного и генеративного развития кроны. Полученные результаты показывают, что в целом исходная идея о зависимости эффективности отбора от условий, в которых формировалось насаждение, подтверждается. В естественном сомкнутом насаждении многие из выявленных в ходе данного исследования лидеров по плодоношению отстали бы из-за среднего или даже слабого роста и, возможно, не достигли бы репродуктивного возраста. На плантации с разреженной посадкой они сохранились и вышли в лидеры по плодоношению. Раннее начало плодоношения, даже в условиях разреженной посадки, положительно связано со скоростью роста в прегенеративный период онтогенеза (r = +0,65). Уровень различий по генеративному развитию деревьев оказался гораздо выше, чем по вегетативному. Обилие мужских побегов в кроне и относительная протяженность мужского генеративного яруса определялись прежде всего высотой деревьев. На развитие женской генеративной сферы активный рост дерева в высоту, напротив, не имел заметного влияния. Контрастные различия в связях мужской и женской сферы с различными показателями роста являются, по нашему мнению, весьма интересным результатом. Высокие деревья с неширокой кроной наиболее перспективны для селекции на пыльцевую продуктивность, поскольку имеют более протяженный мужской ярус и благодаря этому имеют больше мужских побегов в кроне. Деревья с широкой кроной перспективны для селекции на семенную продуктивность. Однако урожайность не во всех случаях является прямой функцией размера кроны, а зависит от конкретного генотипа дерева. Это подтверждается тем, что в каждой группе (высоких, средних
и низких деревьев) есть индивиды высокоурожайные и низкоурожайные, что открывает возможности для селекции на семенную продуктивность в группах, различающихся по уровню роста. Использование расчетного относительного показателя «на 1 м2 площади горизонтальной проекции кроны» дало возможность для отбора лучших деревьев по урожайности (сочетающих минимальный размер кроны с количеством шишек на единицу площади кроны) и росту (сочетающих большую высоту и узкую крону).
Для цитирования: Велисевич С.Н., Попов А.В. Структура разнообразия по вегетативной и генеративной структуре кроны кедра сибирского на плантации с разреженной посадкой // Лесн. журн. 2019. № 5. С. 35–47. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.5.35
Финансирование: Работа выполнена при поддержке РНФ (грант № 18-16-00058).
* Статья опубликована в рамках реализации программы развития научных журналов в 2019 г., по материалам XIX Международной конференции молодых ученых «Леса Евразии – Южный Урал» (25–30 августа 2019 г., г. Челябинск).

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

С. Н. Велисевич, Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН

канд. биол. наук; ResearcherID: N-1661-2015

А. В. Попов, Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН

аспирант; ResearcherID: K-7504-2017

Литература

Авров Ф.Д. Самоопыление, перекрестное скрещивание и свободное опыление кедра сибирского в припоселковом южно-таежном кедровнике // Проблемы кедра: Семеношение и размножение. Томск: Томский науч. центр СО АН СССР, 1990. Вып. 4. С. 3–7. [Avrov F.D. Self-pollination, Cross-breeding and Free Pollination of Siberian Cedar in the Southern Taiga Peri-urban Cedar Forest. Problems of Cedar: Seed-bearing and Reproduction. Tomsk, Tomsk Scientific Center SB RAS USSR, 1990, vol. 4, pp. 3–7].

Воробьев В.Н., Воробьева Н.А., Горошкевич С.Н. Рост и пол кедра сибирского. Новосибирск: Наука, 1989. 167 с. [Vorobyov V.N., Vorobyeva N.A., Goroshkevich S.N. Growth and Gender of Siberian Cedar. Novosibirsk, Nauka, 1989. 167 p.].

Горошкевич С.Н. Пространственно-временная и структурно-функциональная организация кроны кедра сибирского: автореф. дис. … д-ра биол. наук. Томск, 2011. 37 с. [Goroshkevich S.N. Spatio-temporal and Structural-functional Organization of the Siberian Cedar Crown: Dr. Biol. Sci. Diss. Abs. Tomsk, 2011. 37 p.].

Долголиков В.И. Семенное потомство быстрорастущих деревьев хвойных пород // Выращивание и формирование высокопродуктивных насаждений в южной подзоне тайги / под ред. В.Е. Максимова. Л.: Наука, 1984. С. 55–60. [Dolgolikov V.I. Seed

Progeny of the Fast-growing Conifer Trees. Cultivation and Formation of Highly Productive Plantations in the Southern Taiga Subzone. Leningrad, Nauka, 1984, pp. 55–60].

Ирошников А.И. Полиморфизм популяций кедра сибирского // Изменчивость древесных растений Сибири / под ред. Е.Г Минина, А.И. Ирошникова. Красноярск: Ин-т леса и древесины СО АН СССР, 1974. С. 77–103. [Iroshnikov A.I. Polymorphism of Siberian Cedar Populations. Variability of Woody Plants of Siberia. Krasnoyarsk, ILID SB AS USSR, 1974, p. 77–103].

Матвеева Р.Н., Милютин Л.И., Буторова О.Ф., Братилова Н.П. Отбор деревьев кедра сибирского высокой репродуктивной способности на географической лесосеменной плантации // Лесн. журн. 2017. № 2. С. 9–20. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.2.9. [Matveyeva R.N., Mil’utin L.I., Butorova O.F., Bratilova N.P. Selection of the Highly Reproductive Siberian Cedar Trees at a Geograрhic Tree Seed Orchard. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2017, no. 2, pp. 9–20].

Некрасова Т.П. Биологические основы семеношения кедра сибирского. Новосибирск: Наука, 1972. 272 с. [Nekrasova T.P. Biological Basis of the Siberian Cedar Seed Production. Novosibirsk, Nauka, 1972. 272 p.].

Титов Е.В. Плантационное выращивание кедровых сосен: учеб. пособие. Воронеж: Воронеж. гос. лесотехн. акад., 2004. 165 с. [Titov Ye.V. Plantation Growth of the Cedar Pines: Study Guide. Voronezh, 2004. 165 p.].

Титов Е.В. Эффективный метод определения урожайности прививок кедра сибирского // Лесотехн. журн. 2015. № 3. С. 112–122. DOI: 10.12737/14159 [Titov E.V. Effective Method for Determining the Yield of Grafts of Siberian Cedar. Lesotehničeskij žurnal [Forestry Engineering Journal], 2015, no. 3, pp. 112–122]. DOI: 10.12737/14159

Шутов И.В. Плантационное лесоводство. СПб.: Изд-во Политех. ун-та, 2007. 366 с. [Shutov I.V. Plantation Forestry. SPb, 2007. 366 p.].

Яблоков А.С. Лесосеменное хозяйство. М.: Лесн. пром-сть, 1965. 466 с. [Yablokov A.S. Forest Seed Management. Moscow, 1965. 466 p.].

Burczyk J., Adams W.T., Shimizu J.Y. Mating Patterns and Pollen Dispersal in a Natural Knobcone Pine (Pinus attenuata Lemmon) Stand. Heredit, 1996. vol. 77, pp. 251–260.

El-Kassaby Y.A. Clonal-row vs. Random Seed Orchard Designs: Mating Pattern and Seed Yield of Western Hemlock (Tsuga heterophylla (Raf.) Sarg.). Forest Genetics. 2003, vol. 10, pp. 121–217.

Feilberg L., Sоegaard B. Historical Review of Seed Orchards. Forestry Commission Bulletin, 1975, vol. 54, pp. 1–8.

Funda T., El-Kassaby Y. A. Seed Orchard Genetics. CAB Reviews, 2012, vol. 7, no. 013, pp. 1–23.

Gietrych M. Seed Orchard Designs. Forestry Commission Bulletin, 1975, vol. 54, pp. 25–37.

Ho R.H., Schooley H.O. A Review of Tree Crown Management in Conifer Orchards. The Forestry Chronicle, 1995, vol. 71, no. 3, pp. 311–316.

Kleinschmit J., Khurana D.K., Gerhold H.D., Libby W.J. Past, Present, and Anticipated Applications of Clonal Forestry. Clonal Forestry II / Ed. by M.R. Ahuja, W.J. Libby. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1993, pp. 9–41. https://doi.org/10.1007/978-3-642-84813-1_2

Lindgren D., Karlsson B., Andersson B., Prescher F. Swedish Seed Orchards for Scots Pine and Norway Spruce. Seed Orchard Conference. Umea, Sweden, 2008, pp. 142–153.

Matheson A.C., Willcocks K.W. Seed Yield in a Radiata Pine Seed Orchard Following Pollarding. New Zealand Journal Forestry Sciences, 1976, vol. 6, pp. 14–18.

Matras J. A Review of the Seed Orchard Programme in Poland. Seed Orchard Conference. Umea, Sweden, 2008, pp. 165–171.

Nikkanen T. A Review of Scots Pine and Norway Spruce Seed Orchards in Finland. Seed Orchard Conference. Umea, Sweden, 2008, pp. 195–198.

Sala A., Hopping К., McIntire E. J.B., Delzon S., Crone E.E. Masting in Whitebark Pine (Pinus albicaulis) Depletes Stored Nutrients. New Phytologist. 2012, vol. 196, pp. 189–199.

Webber J.E. Western Hemlock: A Manual for Tree Improvement Seed Production. Research Branch. B.C. Ministry of Forests and Range. 2000. Work Paper 44. 27 р.

Zobel B.J., Barber J., Brown C.L., Perry T.O. Seed Orchards – Their Concept and Management. Journal of Forestry, 1958, vol. 56, pp. 815–825.

Опубликован
2019-10-22
Как цитировать
Велисевич, С., и А. Попов. Структура разнообразия по вегетативной и генеративной структуре кроны кедра сибирского на плантации с разреженной посадкой. Лесной журнал, вып. 5, Oct. 2019, с. 35, doi:10.17238/issn0536-1036.2019.5.35.
Раздел
ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО