Sibs Progeny of Curly Birch at the Zaonezhye Forest Seed Orchard
DOI:
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-5-9–26Keywords:
curly birch, Betula pendula Roth var. carelica (Mercklin) Hämet-Ahti, forest seed orchard, sibs progeny, birch growth, birch development, birch shape diversityAbstract
The article reports the results of studies on the growth and development of curly birch sibs progeny (produced through controlled pollination) aged 35 and 15 years growing in the Zaonezhye forest seed orchard (sites 1 and 2, respectively) in south-eastern Karelia, Medvezhyegorsky District. The number of trees with signs of wood figure in the seed progeny of curly birch in site 1 was 67 % by the age of 20 years, and by the age of 35 years – almost 80 %. This can probably be attributed to the genetic characteristics of the parent (plus) trees on one hand and to the favorable conditions in the forest seed orchard during the first years of the sibs progeny development on the other. Four of the 36 hybrid families (selected to include forward- and backcrossing products) were used for the case study of the growth and development patterns in stands of different age. The sibs progeny of these hybrid families was dominated by high-stemmed plants, but the main trunk shape in the 15-year-old stand was one with necks and muffs, while in the 35-year-old stand – with small protuberances. The rate of height growth in the trees decreased notably with age, whereas radial (stem diameter) growth, on the contrary, accelerated. As the bark grew thicker, however, the formerly bulgy surface “smoothed down”. We have also identified specific features of the ground vegetation formed under the effect of curly birch plantations of different age (15- and 35 years old). A conclusion drawn from the study is that good results from targeted cultivation of curly birch with figured grain (e.g., for sliced veneer) can be achieved already by the age of 20–35 years. Furthermore, considering the
number of trees and their origin, this forest seed orchard constitutes an essential part of the valuable gene pool of curly birch, which may turn into a source for expanded reproduction of the resources of this unique member of the European forest tree flora.
Acknowledgements: The research was carried out with the financial support from the Russian Science Foundation (project № 22-16-00096 “Identification of genetic factors controlling the wood pattering trait in curly birch using high-throughput genotyping”). The authors would like to thank M.L. Shchurova for providing project documentation for the establishment of the Zaonezhye forest seed orchard and participation in the field survey of curly birch plantations in 2006 and 2022, аs well as O.S. Serebryakova and N.E. Petrova for participation in the expedition and assistance in collecting field materials in 2022.
For citation: Vetchinnikova L.V., Titov A.F., Kostina E.E., Zhigunov A.V. Sibs Progeny of Curly Birch at the Zaonezhye Forest Seed Orchard. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 5, pp. 9–26. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-5-9-26
Downloads
References
Бабаев Р.Н. Селекционная оценка представителей рода береза (Betula L.) при интродукции в Среднее Поволжье на примере Нижегородской области: дис. … канд. с.-х. наук. Н. Новгород, 2022. 345 с. Babaev R.N. Breeding Evaluation of Representatives of the Genus Birch (Betula L.) during Introduction into the Middle Volga Region on the Example of Nizhny Novgorod Region: Cand. Agric. Sci. Diss. Arkhangelsk, 2022. 345 p. (In Russ.).
Багаев С.С. Лесокультурное освоение осушенных земель на территории Костромской низины // Повышение эффективности лесного комплекса: материалы Пятой Всерос. нац. науч.-практ. конф. с междунар. участием, Петрозаводск, 22 мая 2019 г. Петрозаводск: ПетрГУ, 2019. С. 14–15. Bagaev S.S. Forestry Development of Drained Lands on the Territory of the Kostroma Lowland. Increasing the Efficiency of the Forest Complex: Materials of the 5th All-Russian National Scientific and Practical. Conf. with International Participation. 2019. Petrozavodsk, PetrSU, pp. 14–15. (In Russ.).
Ветчинникова Л.В., Титов А.Ф. Карельская береза: важнейшие результаты и перспективы исследований: моногр. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2021. 243 с. Vetchinnikova L.V., Titov A.F. Curly Birch: Major Results and Research Perspectives. Petrozavodsk, KarRC RAS Publ., 2021. 243 p. (In Russ.).
Ветчинникова Л.В., Титов А.Ф. Клональное микроразмножение редких представителей рода Betula L. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2022. 51 с. Vetchinnikova L.V., Titov A.F. Clonal Micropropagation of Rare Representatives of the Genus Betula L. Petrozavodsk, KarRC RAS Publ., 2022. 51 р. (In Russ.).
Ветчинникова Л.В., Титов А.Ф., Костина Е.Э., Серебрякова О.С., Жигунов А.В. Особенности напочвенного покрова, сформированного под влиянием насаждений карельской березы в условиях Заонежья (Республика Карелия) // Изв. СПбЛТА. 2022. Вып. 240. С. 6–24. Vetchinnikova L.V., Titov A.F., Kostina E.E., Serebryakova O.S., Zhigunov A.V. Special Features of the Ground Vegetation Formed under the Effect of Curly Birch Stands in Zaonezhye, Republic оf Karelia. Izvestia Sankt-Peterburgskoj Lesotehniceskoj Akademii, 2022, iss. 240, pp. 6–24. (In Russ.). https://doi.org/10.21266/2079-4304.2022.240.6-24
Ветчинникова Л.В., Титов А.Ф., Кузнецова Т.Ю. Карельская береза: биологические особенности, динамика ресурсов и воспроизводство: моногр. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2013. 312 c. Vetchinnikova L.V., Titov A.F., Kuznetsova T.J. Curly Birch: Biological Characteristics, Resource Dynamics, and Reproduction. Petrozavodsk, KarRC RAS Publ., 2013. 312 p. (In Russ.).
Горелов Н.И., Козлов Н.А., Козьмин А.В. Испытательные культуры деревьев березы карельской // Лесн. хоз-во. 2011. № 1. С. 27–28. Gorelov N.I., Kozlov N.A., Kozmin A.V. Test Cultures of Curly Birch Trees. Lesnoye Khozyaystvo, 2011, no. 1, pp. 27–28. (In Russ.).
Коллекция in vitro клонов редких растений семейства Betulaceae // Научнотехнологическая инфраструктура Российской Федерации. Режим доступа: https://ckp-rf.ru/catalog/usu/465691/ (дата обращения: 03.07.23). Collection of in vitro Clones of Rare Species of the Betulacea Family. (In Russ.).
Кравченко А.В. Конспект флоры Карелии. Петрозаводск: КарНЦ РАН 2007. 403 с. Kravchenko A.V. Сompendium of Karelian Flora. Petrozavodsk, KarRC RAS Publ., 2007. 403 p. (In Russ.).
Лаур Н.В. Единый генетико-селекционный комплекс. Петрозаводск: ПетрГУ, 2011. 130 с. Laur N.V. Unified Genetic and Breeding Complex. Petrozavodsk, PetrGU Publ., 2011. 130 p. (In Russ.).
Мамаев С.А. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений: (На примере семейства Pinaceae на Урале). М.: Наука, 1973. 284 с. Mamaev S.A. Forms of Intraspecific Variability of Woody Plants. Moscow, Nauka Publ., 1973. 284 p. (In Russ.).
Мордась А.А., Раевский Б.В., Акимова Е.В. Рост и развитие полусибсовых потомств сосны обыкновенной на ранних этапах онтогенеза // Научные основы селекции древесных растений Севера. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 1998. С. 43–50. Mordas A.A., Raevsky B.V., Akimova E.V. Growth and Development of Semi-sibs Scotch Pine Progeny at the Early Stages of Ontogenesis. Scientific Bases of Breeding Woody Plants of the North. Petrozavodsk, KarRC RAS Publ., 1998, pp. 43–50 (In Russ.).
Плантариум. Растения и лишайники России и сопредельных стран: открытый онлайн атлас и определитель растений. 2007–2023. Режим доступа: https://www.plantarium.ru/ (дата обращения: 27.06.23). Plantarium: Open On-line Atlas and Key to Plants and Lichens of Russia and Neighboring Countries, 2007–2023. (In Russ.).
Прокопюк В.М., Раевский Б.В. Современное состояние объектов генетикоселекционного комплекса хвойных видов Республики Карелия // Тр. КарНЦ РАН. 2022. № 3. С. 22–27. Prokopyuk V.M., Raevsky B.V. The Current State of the Conifer Species Selective Breeding Network in the Republic of Karelia. Transactions of the Karelian Research Centre of the Russian Academy of Sciences, 2022, no. 3, pp. 22–27. (In Russ.). https://doi.org/10.17076/eco1506
Рабочий проект реконструкции лесосеменной плантации первого порядка в Заонежском лесхозе Республики Карелия. М., 2003. 127 с. Detailed Project for Reconstruction of the First Order Forest Seed Plantation in Zaonezhsky Forestry Enterprise of the Republic of Karelia. Moscow, 2003. 127 p. (In Russ.).
Раевский Б.В. Современное состояние и перспективы развития единого генетикоселекционного комплекса Карелии // Изв. вузов. Лесн. журн. 2013. № 5. С. 88–95. Raevsky B.V. The Current State and Development Perspectives of Woody Species Breeding Base in Karelia. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2013, no. 5, pp. 88–95. (In Russ.). http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/13b/lkh9.pdf
Раевский Б.В., Игнатенко Р.В., Новичонок Е.В., Прокопюк В.М., Куклина К.К. Современное состояние селекции и семеноводства хвойных пород // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 6. С. 9–37. Raevsky B.V., Ignatenko R.V., Novichonok E.V., Prokopiuk V.M., Kuklina K.K. The Current State of Conifer Species Breeding and Seed Production. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2022, no. 6, pp. 9–37. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-6-9-37
Раевский Б.В., Куклина К.К., Щурова М.Л. Селекционно-генетическая оценка плюсовых деревьев сосны обыкновенной в Карелии // Тр. КарНЦ РАН. 2020. № 3. С. 45–59. Raevsky B.V., Kuklina K.K., Schurova M.L. Genetic and Breeding Assessment of Scotch Pine Plus Trees in Karelia. Transactions of the Karelian Research Centre of the Russian Academy of Sciences, 2020, no. 3, pp. 45–59. (In Russ.). https://doi.org/10.17076/eb1163
Раменская М.Л. Анализ флоры Мурманской области и Карелии. Л.: Наука, 1983. 215 с. Ramenskaya M.L. Analysis of Flora in the Murmansk Region and the Republic of Karelia. Leningrad, Nauka Publ., 1983. 215 p. (In Russ.).
Сидор А.И., Ковалевич А.И., Луферова Н.С., Ревяко И.Д., Мальцева Л.В., Фомин Е.А. Карелка: Что имеем … // Лесн. и охотничье хоз-во. 2016. № 11. С. 18–23. Sidor A.I., Kovalevich A.I., Luferova N.S., Revuako I.D., Maltseva L.V., Fomin E.A. Curly Birch: What do We Have…. Forestry and Hunting. 2016, no. 11, pp. 18–23. (In Russ.).
Солодовников А.Н. Показатели плодородия почв под лиственными и хвойными лесами в среднетаежной подзоне Северо-Запада России // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 6. Ст. 602. Режим доступа: https://s.science-education.ru/pdf/2015/6/226.pdf (дата обращения: 03.07.23). Solodovnikov A.N. Soil Fertility Indicators under Deciduous and Coniferous Forests in the Middle Taiga Subzone of Northwest Russia. Modern Problems of Science and Education, 2015, no. 6, 602 р. (In Russ.).
Тарасова Ю.В., Матвеев И.В., Орешкин Д.Г. Влияние одиночных берез (Betula pendula Roth) на характеристики почв некоторых растительных сообществ таежной зоны // Вестн. СПбГУ. 2003. Сер. 3: Биология. Вып. 3(19). С. 37–46. Tarasova J.V., Matveev I.V., Oreshkin D.G. The Influence of Single Birches (Betula рendula Roth) on Characteristics of Soil in Some Plant Communities in the Taiga Zone. Bulletin of St. Petersburg State University, 2003, ser. 3, iss. 3 (no. 19), pp. 37–46. (In Russ.).
Царев А.П., Лаур Н.В., Щурова М.Л. Состояние и проблемы развития постоянной лесосеменной базы в Республике Карелия // Тр. лесоинж. фак. ПетрГУ. Петрозаводск, 1996. Вып. 1. С. 100–103. Tsarev A.P., Laur N.V., Shchurova M.L. The Current State and Development Problems of Permanent Forest Seed Base in the Republic of Karelia. Proceedings of the Forest Engineering Faculty of PetrSU. Petrosavodsk, 1996. Iss. 1, pp. 100–103. (In Russ.). https://doi.org/10.15393/j2.art.1996.2377
Цыганов Д.Н. Фитоиндикация экологических режимов в подзоне хвойношироколиственных лесов. М.: Наука, 1983. 197 с. Cyganov D.N. Phyto-indication of Ecological Regimes in the Subzone of Coniferous-deciduous Forests. Moscow, Nauka Publ., 1983. 197 p. (In Russ.).
Щурова М.Л. Состояние насаждений карельской березы в Республике Карелия // Структурные и функциональные отклонения от нормального роста и развития растений под воздействием факторов среды: материалы междунар. конф., Петрозаводск, 20–24 июня 2001 г. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2011. С. 305–310. Shurova M.L. The Current State of Curly Birch Plantations in the Republic of Karelia. Structural and Functional Deviations from Normal Growth and Development of Plants under the Influence of Environmental Factors. Material of intern. conf. Petrozavodsk, KarRC RAS Publ., 2011, pp. 305–310. (In Russ.).
Ellenberg H. Zeigerwerte der Gefasspflanzen Mitteleuropas. Gottingen, 1974. 97 p. (In Germ.).
Ellenberg H. Vegetation Mitteleuropas mit den Alpen. In Оkologischer, Dynamischer und Historischer Sicht. Stuttgart, 1996. 1095 s. (In Germ.).
Landolt E. Okologische Zeigerwerts zur Sweizer Flora. Veroff. Geobot. Inst. Zurich, 1977. H. 64. P. 1–208. (In Germ.).
Niemistö P. Effect of Growing Density on Biomass and Stem Volume Growth of Downy Birch Stands on Peatland in Western and Northern Finland. Silva Fennica, 2013, vol. 47, no. 4, рр. 1–24. https://doi.org/10.14214/sf.1002
Paganová V. Analysis of Inheritance and Growth of Curly Birch Progenies from Controlled Hybridisation and Possibilities of their Utilisation for Timber Production in Agricultural Landscape. Czech Journal of Genetics and Plant Breeding, 2004, vol. 40, no. 2, pp. 51–62. https://doi.org/10.17221/3700-CJGPB
Perala D.A., Alvin A.A. Regeneration Silviculture of Birch – A Review. For. Ecol. Manage, 1990, vol. 32, рр. 39–77. https://doi.org/10.1016/0378-1127(90)90105-K
