СЕЛЕКЦИОННОЕ СЕМЕНОВОДСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ЛЕСОРАЗВЕДЕНИЯ НА ЮГО-ВОСТОКЕ ЕВРОПЕЙСКОЙ ТЕРРИТОРИИ РОССИИ

Крючков, Сергей Николаевич

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
СЕЛЕКЦИОННОЕ СЕМЕНОВОДСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ЛЕСОРАЗВЕДЕНИЯ НА ЮГО-ВОСТОКЕ ЕВРОПЕЙСКОЙ ТЕРРИТОРИИ РОССИИ
ВАК РФ 06.03.01, Лесные культуры, селекция, семеноводство

Автореферат диссертации по теме "СЕЛЕКЦИОННОЕ СЕМЕНОВОДСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ЛЕСОРАЗВЕДЕНИЯ НА ЮГО-ВОСТОКЕ ЕВРОПЕЙСКОЙ ТЕРРИТОРИИ РОССИИ"

<*-з чне.

На правах рукописи

Крючков Сергей Николаевич

Селекционное семеноводство для защитного лесоразведения на юго-востоке Европейской территории России

Специальности: 06. 03. 04. - Агролесомелиорация и защитное лесоразведение, озеленение населённых пунктов 06. 03. 01. - Лесные культуры, селекция, семеноводство

Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора сельскохозяйственных наук

Волгоград - 2004

Работа выполнена в Государственном учреждении Всероссийском научно-исследовательском институте агролесомелиорации.

Научный консультант - член - корреспондент РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Маттис Гельмут Яковлевич.

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, академик РАСХН

Павловский Евгений Семенович;

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Ефимов Юрий Петрович; доктор сельскохозяйственных наук, профессор Маслов Юрий Михайлович,

Ведущая организация - Институт мелиорации и леса

Саратовского государственного аграрного университета.

Защита диссертации состоится « Й _» 2004 г.

в 10 часов на заседании диссертационного сов ^ Д-006.007.01 во Всероссийском научно-исследовательском инсти те агролесомелиорации по адресу:

400062, г. Волгоград, ул. Краснопресненская, 39, ВНИАЛМИ

С диссертацией можно ознакомиться в библиок Всероссийского научно-исследовательского института агрол& мелиорации.

Автореферат разослан « // » 2004г.

Учёный секретарь

диссертационного совета

Л. А. Петрова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Юго-восточный регион в равнинной части европейской территории России (ЕТР) включает степную, сухостепную, полупустынную природные зоны. Это обширная территория Нижнего Поволжья и Северо-Западного Прикаспия, объединённая бассейном реки Волги, является одним из районов мира, где процессы опустынивания к концу XX века охватили крупные территории. Продолжается разрушение земель водной и ветровой эрозии, загрязнение окружающей среды, что наносит большой урон народному хозяйству и здоровью людей.

Наука и практика сельского хозяйства убеждает в возможности противодействовать этим негативным явлениям с помощью комплекса биолого-мелиоративных мероприятий, основой которых служит лесомелиорация, которую следует рассматривать как важное звено экологической стратегии для сохранения и приумиожения природно-ресурсны.ч богатств государства (Павловский, Петров, Матгис, 1995).

В настоящее время в регионе создано более 500 тыс. га защитных лесных насаждений (ЗЛЫ) различного назначения. В соответствии с Федеральной программой развития агролесомелиоративных работ в России (1995), следует дополнительно создать 3,3 млн. га.

Несмотря на значительный опыт искусственного лесоразведения в условиях сухой степи, отражённый в трудах Г.Н. Высоцкого (1969), Н.А. Качинско-го (1970), С.А. Краевого (1970), учёных ВНИАЛМИ, и других научных учреждений, до настоящего времени отсутствует чёткое научное обоснование концепции создания устойчивых ЗЛН, обеспечивающих надёжный мелиоративный эффект. В целом состояние всех видов лесомелиоративных насаждений в регионе нельзя признать удовлетворительным.

Основными причинами неудач явились ошибки в подборе древесных видов, их несоответствие конкретным лесорастительным условиям, а также игнорирование элементарных правил лесосеменного районирования и селекционных достижений.

Имеются и нерешённые научные проблемы в области агролесомелиоративного производства, сохранении искусственных лесных насаждений в засушливом поясе страны, увеличения срока их мелиоративного воздействия на плодородие почв, урожай сельскохозяйственных культур, улучшение в целом экологического состояния сельских ландшафтов.

Особую актуальность представляет проблема создания нового поколения жизнеспособных ЗЛН из надёжного ассортимента на селекционно-генетической основе из семенного материала высших селекционных кондиций.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в разработке ассоримента древесных видов с учётом лесопригодности почв; принципов и стратегии селекционного семеноводства для лесоразведения в аридных условиях; методики отбора и оценки генофонда; ггехножлтпттоздания и экс-

плуатации высокоурожайных лесосеменных плантаций; научно обоснованного использования при степном лесоразведении семян ннорайонного происхождения с учётом географического и эколого-тн пологического районирования се-мянозаготовок, а также хозяйственно ценных гибридных форм; гарантированного размножения отобранного и районированного генофонда; усовершенствование существующих и применение новых технологий выращивания селекционного посадочного материала и защитных лесных насаждений.

Задачи исследований:

- разработка концепции создания устойчивых защитных лесных насаждений в аридных условиях;

- исследовать структуру природных популяций дуба на границе ареала;

- сравнительная оценка фенологических разновидностей дуба в естественных дубравах и защитных лесных насаждениях;

- усовершенствовать методику отбора популяций и биотипов ло признакам устойчивости, их комплексной оценки для семеноводства;

- разработать дифференцированные приёмы создания лесосеменных баз для отдельных древесных видов по природным зонам;

- усовершенствовать способы закладки объектов ПЛСБ в аридной зоне;

- изучить закономерности формирования урожаев семян на ЛСП, разработать приёмы их регулирования;

- составить программу создания ПЛСБ древесных видов по природным зонам, расчитать объёмы семянозаготовок и площади ЛСП для выполнения лесомелиоративных работ в регионе на перспективу.

Научная новизна.

- установлены причины низкой долговечности искусственных лесных насаждений в аридных условиях ЮВ ЕТР;

- разработан и обоснован надёжный ассортимент деревьев и кустарников с учётом их биоэкологии по административным и агролесомелиоративным районам региона, типам ЗЛН, учётом лесопригодности почв; дан прогноз их долговечности;

- определена концепция создания устойчивых защитных лесных насаждений в аридной зоне и новый принцип создания линейных ЗЛН, основанный на дифференцированной технологии посадки (а,с. № 1724095);

- впервые для региона разработана методология отбора маточных (плюсовых) деревьев, устойчивых популяций, экотипов, перспективных для защитного лесоразведения в экстремальных условиях, их генетико * селекционной оценки по потомству;

- изучены закономерности репродуктивного развития и формирования урожая семян главных и интродуцированных древесных видов под влиянием экологических и генетических факторов;

- разработаны и внедрены новые технологические приёмы размножения селекционного материала, закладки и эксплуатации ЛСП, испытательных культур и (слоновых архивов, повышения урожайности и улучшения условий роста

растений на лесосеменных объектах;

- определены эффективность различных методов отбора (популяцион-ного, семейного к индивидуального) и селекционный эффект лесосеменных плантаций различного генетического уровня;

- впервые в регионе изучены 80 климатических экогипов дуба, сосны и саксаула; дано научное обоснование географического и эколого-типологичес-кого районирования семянозаготовок этих видов для лесомелиоративных работ;

- составлена программа организации ПЛСБ по природным зонам аридного региона в расчёте на полную обеспеченность лесомелиоративных работ селекционно улучшенными семенами.

Практическая ценность и реализация результатов исследований. Практическая ценность результатов исследований заключается в реализации концепции повышения устойчивости ЗЛИ через создание крупных семеноводческих комплексов и нового поколения насаждений, выращенного на селекционно-генетической основе из надёжного ассортимента деревьев и кустарников с учётом их адаптационных возможностей.

Разработанные автором методики и практические рекомендации отбора устойчивых биотипов и популяций в аридной зоне широко используются предприятиями лесного хозяйства при создании объектов яесосемеиной базы.

Технологические приёмы закладки и эксплуатации ЛСП разного генетического уровня обеспечивают получение стабильного урожая селекционно улучшенных и элитных семян для создания генетически устойчивых ЗЛН в аридных условиях ЕТР.

Исследования климатических экогипов дуба и сосны позволили выделить наиболее перспективные для лесомелиорации в скорректировать границы их лесосеменного районирования.

Разработаны нормативные документы и методические рекомендации для руководства работами по созданию постоянной лесосеменной базы в регионе:

"Рекомендации по закладке лесосеменных плантаций древесных пород для защитного лесоразведения в сухой степи и полупустыне" (1981), "Методические рекомендации по созданию и эксплуатации лесосеменных плантаций для защитного лесоразведения"( 1989), "Концепция повышения устойчивости защитных лесных насаждений в экстремальных условиях произрастания" (1994), "Руководство по созданию устойчивых защитных лесных насаждений на крайнем юго-востоке ЕТР" (1996), "Руководство по селекционному семеноводству древесных видов для защитного лесоразведения на юго-востоке ЕТР (2000).

Под руководством и участии автора на предприятиях лесного хозяйства и опытных хозяйств ВНИАЛМИ Волгоградской, Астраханской, Ростовской обл. и республике Калмыкия выделено более 800 плюсовых деревьев, заложено 340 га ЛСП, клоновых архивов, испытательных и географических культур и более 150 га лесных насаждений из отселектированного посадочного мате-

риала. Результаты многолетних исследований географических культур сосны, дуба и саксаула нашли реализацию в "Лесосеменном районировании основных лесообразующих пород в СССР", введённом в действие в 1982 г.

Основные положения, выносимые на защиту

- Концепция создания устойчивых и высокоэффективных лесомелиоративных насаждений в экстремальных условиях на селекционно-генетической основе.

- Ассортимент деревьев и кустарников, адаптированных в засушливом регионе лесомелиоративного назначения.

- Методика отбора и оценки генофонда для создания объектов постоянной лесосеменной базы в аридном регионе.

- Технология создания ЛСП для защитного лесоразведения в засушливом регионе.

- Селекционная эффективность ЛСП разного генетического уровня и способов создания.

- Региональная программа селекционного семеноводства для степного лесоразведения.

- Лесосеменное районирование основных древесных видов для лесоразведения на юге России.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы представлялись и обсуждались на научных, научно - технических и научно - производственных конференциях, совещаниях и симпозиумах:

- на международных: Рига, 1981; Воронеж, 1989,1996; Западный Берлин (Германия), 1989; Корнюс (Польша), 1990; Петрозаводск, 2001; Волгоград, 2001,2002; Камышин, 2003;

- на всесоюзных; Москва, 1981,1987,1989; Ленинград, 1980; Рига, 1981; Воронеж, 1978, 1981, 1985; Свердловск, 1983; Саратов, 1983, 1990; Брянск, 1985; Барнаул, 1983, 1989; Новосибирск, 1986; Ашхабад, 1986; Львов, 1991; Куйбышев, 1982,1988; Ростов, 1994;

- на республиканских и областных конференциях и совещаниях: Новочеркасск, 1974, 1976; Волгоград , 1978, 1982, 1985, 1995, 2000; Воронеж, 1977, 1990, 2001; Элиста, 1985; Саратов, 1996; Ульяновск, 1999, а также ежегодно докладывались на учёных, научно - технических, проблемном советах ВНИАЛМИ, ЦНИИЛГиС (НИИЛГиС), отделении лесоводства и агролесомелиорации ВАСХНИЛ (РАСХН).

Личный вклад .автора. Диссертационная работа является результатом комплексных исследований автора в качестве исполнителя и руководителя научных темпданов НИР ВАСХНИЛ, (РАСХН) 1967 - 2002 гг. и соисполнителем тематики по лесной генетике, селекции и семеноводству - координатор ЦНИИЛГиС (НИИЛГиС) 1978-1995 гг. Сбор, анализ экспериментальных материалов, закладка полевых опытов, лабораторно-аналитические работы выполнены лично автором или при его непосредственном участии. Им сформулирована проблема, составлены программа исследований, рекомендации для произ-

водственной проверки и внедрения разработок на всех этапах.

Публикации, материалы научных исследований изложены в 97 работах, в том числе: 2 монографиях (в соавторстве); получено 2 патента на изобретение. Объём работ, опубликованных лично соискателем, составляет 30,05 п.л. Из опубликованных в соавторстве в диссертацию включены разработки, принадлежащие лично автору.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, предложений производству и списка использованной литературы (392 наименования, в том числе 18 на иностранных языках). Общий объём работы 461 страница, в том числе 164 таблицы, 20 рисунков, 6 приложений.

Работа выполнена при научной консультации члена-коррсспондента РАСХН, доктора с,- х. наук Г. Я. Маттиса.

В исследованиях и создании научных объектов принимали участие сотрудники ВНИАЛМИ: старший научный сотрудник Б. А. Мухаев, кандидат биологических наук Г, П. Архангельская, кандидат с.-х. наук О. И. Жукова, сотрудники Нижневолжской опытной станции по селекции древесных пород кандидаты с.-х. наук А. К. Зеленяк и А. П. Иозус, которым автор выражает глубокую благодарность.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Современное состояние защитных лесных насаждений засушливого региона ЮВ ЕТР

Юго-восточный регион европейской территории России (10В ЕТР) включает 4 экономических района и 18 субъектов федерации.

Район занимает огромную территорию, вытянутую в меридиальном направлении до 1500 км (от 41°08 до 56°39 северной широты). В широтном направлении максимальная его протяжённость 850 км (от 41*11 до 54° 18 восточной долготы).

Для правильного размещения лесомелиоративных объектов на сельскохозяйственных территориях ВНИАЛМИ разработано научно обоснованное лесомелиоративное районирование.

На территории России выделено 25 АЛМ районов, 9 из них входят в юго-восточный регион ЕТР (рис. 1).

По поч венно-климатическим условиям регион находится в степной, су-хостепной и полупустынной зонах европейской части страны. В степной части региона основными почвами являются южные и предкавказские чернозёмы, в сухостепной - каштановые, тёмно-каштановые; в полупустынной - светло-каштановые и бурые. Регион характеризуется комплексом неблагоприятных условий для ведения сельского хозяйства; засоленность и солонцеватость почв,

я да 150 »а«

'4 I

Рис. I. Агролесомелиоративные районы аридного региона ЕТР

10 - Предкавказский степной

10.1 — Приазовский

10.2 - Северо-ГТредкавказскнЙ

11 — Волго-Донской степной

12 - Заволжский степной

16 - Терско-Кумский сухостепной

16-Волго-Донской су хосте л ной ! 7 - Волго-Уральский сухостепной

19 - Ергенннс ко-Сарпинекнй

полупустынный

20 - Волго-Уральский полупустынный

21 - Чсрноземсльско-Прикаспийошй

пустынный 26 — Кааказская горная область

малое количество осадков (250-400 мм в год), частое повторение ззсушлнвых лет, низкие температуры зимой при неустойчивом снежном покрове, ветровая и водная эрозия почв и т.д. В регионе отсутствует естественная древесная растительность на равнинных и повышенных элементах рельефа.

При общей засушливости и коитинентальности климата состояние защитных лесных насаждений, почвенно-грунтовые и климатические условия в разных частях региона сильно отличаются.

Согласно разработкам ВНИАЛМИ по лесопригодности почвы выделены в 4 группы:

1. Почвы темноцветные, лугово-каштановые, тёмно-каштановые, песо-лонцеватые или сл або соло Fine ваты е, каштановые и светло-каштановые вне комплексов или в комплексе с солонцами до 10%. Почвенный профиль не имеет нерастворимых солей до глубины 200 см и более. Отличаются хорошими де-сорастительными условиями.

2. Каштановые, светло-каштановые слабо и среднесолонцеватые с участием солонцов от 10 до 25%. Солевые горизонты глубже 150 см. Возможно выращивание лесополос с предварительной мелиорацией солонцов.

3. Солонцеватые светло-каштановые с участием солонцов от 25 до 50%, лёгкие бурые почвы. Легкорастворимые соли глубже 100 см. Грунтовые воды глубоко. Лесовыращивание возможно только при коренной мелиорации почв.

4. Почвы светло-каштановые с участием солонцов более 50%, солончаки, глубокие пески, бурые почвы. Выращивание лесных насаждений возможно при условии орошения.

В сухостепной зоне лесопригодные почвы составляют всего 21-38% территории. Из них около трети площадей представлены условно лесопригодными.

Учитывая неудовлетворительное состояние ЗЛН, созданных в разные годы, требуется принципиально новый подход к восстановлению существующих и закладке новых. В связи с этим необходимо более глубоко рассмотреть проблему повышения их устойчивости.

Основными причинами неудовлетворительного состояния ЗЛН являются: несоответствие между генетически обусловленными биологическими свойствами растений и экологическим фоном, в первую очередь, почвенно-гидроло-гаческнми условиями, наличием солонцов, близкого залегания солевых горн-зонтов и рельефа местности. Мозаичность лесорастителыодх условий является следствием "зигзагообразное™" продольного профиля лесных полос - чередование древостоев хорошего состояния по выщелоченным западинам и понижениям, суховершинных и усыхающих - по пологим склонам и усохших - по микроводоразделам н возвышениям (Кулик, Маттис, 1974).

Хлоридное и сульфатное засоление (0,6-1,0%) на глубине 1-1,2 м для большинства древесных видов является высокотоксичным. Кустарники, имеющие поверхностную корневую систему, успешно произрастают при близком залегании солей (до 100 см).

Одной из причин депрессии ЗЛН в регионе являются ошибки, допущен-

ные в выборе ассортимента. Из-за периодически повторяющихся в регионе жёстких климатических ситуаций отмечено массовое усы хан не лесомелиоративных насаждений на зональных каштановых почвах с участием дуба, берёзы, вяза приземистого, лоха узколистного, робинии лжеакации, абрикоса, гледичии и др. В то же время в этой критической ситуации практически не пострадали ясень ланцетный, вяз граболистный (берест), вяз обыкновенный, клён татарский, груша лесная и многие кустарниковые виды (карагана, скумпия, смородина золотая, жимолость, аморфа и др.). На фоне усохших растений выделялись сохранившиеся морозоустойчивые особи робинии и гибридных форм вязов.

Преждевременная гибель ЗЛН в регионе нередко связана с несоблюдением технологии и агротехники выращивания: использования нерайонирован-ного посевного и посадочного материала, загущенной посадки, мелкой предпосадочной подготовки почвы, несвоевременного проведения уходов за почвой.

Следовательно, повышение долговечности лесомелиоративных насаждений должно осуществляться комплексом экологических, биологических, технологических и агротехнических мероприятий, основанных на анализе причин их депрессии.

2. пути повышения устойчивости и эффективности лесных насаждений в аридном регионе етр

2,1. Ассортимент деревьев и кустарников для лесомелиоративных целей

Принцип агролесомелиоративного районирования реализован через рекомендуемый ассортимент древесных видов в зависимости от лесопригодности почв.

Учитывая наличие в аридной зоне огромных площадей засоленных почв, растения следует высаживать в строгом соответствии с их солеустойчивостью. Известно, что в условиях почвенной засухи угнетающее действие вредных солей возрастает в несколько раз. Это обстоятельство следует учитывать при подборе ассортимента в экстремальных условиях особенно на почвах низкой лесо-пригодности.

На основании литературных данных (Мигунова, 1951; Кретинин, 1995) и собственных исследований (Маттис, Крючков, Мухаев, 1986), деревья и кустарники по устойчивости к засолению можно распределить на 5 групп по степени возрастания этого признака (табл. 1).

При искусственном расширении ареала продвижение растений с севера на юг идёт более успешно, чем с юга на север, что лимитируется их морозоустойчивостью и зимостойкостью.

По нашим исследованиям в порядке снижения морозоустойчивости древесные виды составят следующий ряд: лиственница, сосна обыкновенная, берё-

за, вяз обыкновенный, клён остролистный, ясень обыкновенный, дуб черешча-тый, берест, вяз приземистый, робиния, гледичия, сосна крымская, лох, абрикос, саксаул.

Таблица I

Допустимые, угнетающие и токснчные количества легкорастворнмых солей для деревьев, кустарников, полукустарников

Категория выносливости пород Порог токсичности; сумма солей, % Деревья, кустарники

Очень слабо солевыносливые >0,3 Ель, сосна, лиственница

Слабо солевыносливые >0,4 Берёза, липа, клён, дуб, тополь, гледичия, вяз обыкновенный

Солевыносливые >0,5 Лох, абрикос, айлант, ясень, робиния, вяз приземистый, ка-рагана, аморфа, смоодина золотая, скумпия, жимолость, боярышник, яблоня лесная

Наиболее солевыносливые >0,7 Тамарикс ветвистый, терескен серый, камфоросма, кохия, полынь

Солеустойчивые > 1,5 Саксаул чёрный, солянки

В аридной зоне, характеризующейся дефицитом влаги в почве, предпочтение отдаётся засухоустойчивым видам, которые довольствуются небольшим количеством влаги и экономно её расходуют. Наиболее засухоустойчивыми в аридном регионе являются (по степени возрастания): сосна обыкновенная и крымская, можжевельники, дао черешчатый, ясень ланцетный, абрикос, яблоня лесная, скумпия, жимолость, аморфа, карагана, тамарикс, саксаул.

Опыт степного лесоразведения позволяет подвести итог испытания многих интродуцированных видов. В таблице 2 приведены фактические усреднённые данные долговечности деревьев и кустарников по результатам учёта состояния ЗЛН, созданных в 50-60-х годах на каштановых почвах сухостепной зоны. Они свидетельствуют, что прогноз долговечности некоторых авторов в 70-80 гг., был существенно занижен (Краевой, 1978; Савельева, 1980 и др.). Это связано со стабилизацией общего состояния сохранившихся после отпада древесных видов.

Долговечность ЗЛН в аридных условиях невелика, а отсутствие естественного возобновления вынуждает проводить короткие искусственные ротации, не используя большие резервы в подборе ассортимента. Например, в степной зоне (АЛМР 10,11,12) созданы системы лесных полос из малоценных глав-

пых пород (клён ясенелистный, вяз приземистый, ясень ланцетный, недолговечные тополя). Игнорируются аборигенные виды (дуб черешчатый, берёза, липа и др.); не используются в лучших условиях ценные иитродуценты - дубы красный н пирамидальный, лиственницы, клён остролистный и ясень обыкновенный, сосны крымская и жёлтая, плодовые и ягодные виды (груша, лещина, облепиха, шефердия, арония, ирга, рябина гибридная, калина и многие другие).

Таблица 2

Долговечность семенного поколения деревьев и кустарников в условиях сухостепной зоны юго-восточного региона ЕТР

Порода Группа лесопригодности почв

I II III. IV

Деревья

Дуб черешчатый 40-50 25-30 - -

Вяз приземистый 25-30 20-25 10-15 5-7

Вяз обыкновенный 25-40 20-30 20-25 -

Берест 40-50 30-35 25-30 5-10

Гибриды вяза 30-50 30-35 10-15 -

Робиния лжеакация 40-50 30-35 10-15 -

Ясень ланцетный 40-50 25-30 15-20 -

Кустарники

Скумпия 40-50 30-40 20-25 -

Клён татарский 30-50 25-40 15-20 -

Тамарикс 40-60 30-50 20-30 10-25

Карагана древовидная 50-70 40-50 30-40 -

Смородина золотая 20-25 20-25 10-15 -

В сухой степи (15,16,17 АЛМР), характеризующейся разнообразием почвенных, гидрологических и топографических условий, следует применять дифференцированные методы посадки. В лучших (интразональных) условиях вводить ценные главные породы, а в более трудных (зональных) - засухо-соле-устойчивые деревья и кустарники.

В полупустынной и пустынной зонах, которые являются объектом пастбищного лесоразведения и характеризуются экстремально тяжёлыми лесорас-тительными условиями (19, 20, 21 АЛМР) ассортимент резко ограничен. Он представлен соле- и засухоустойчивыми кустарниками и полукустарниками.

Основой правильного подбора ассортимента для ЗЛН является агролесомелиоративное районирование территории России с учётом группировки почв по лесопригодности.

2.2. Концепция повышения устойчивости лесомелиоративных насаждений в аридном регионе

Более чем вековой опыт степного лесоразведения в России высветил положительные и отрицательные стороны грандиозного эксперимента. При правильном подборе ассортимента и высокой агротехнике выращивания мно-

гие насаждения находятся в хорошем состоянии. Примером служат отдельные участки госполос и отдельные системы ЗЛЯ в Волгоградской, Ростовской областях, республике Калмыкия,

Учитывая современное состояние сохранившихся старо возраст пых искусственных 3JIH в сухой степи и полупустыне, а также выявление причин их неудовлетворительного состояния, предложена концепция повышения устойчивости лесомелиоративных насаждений в экстремально засушливых условиях (патент Лз 2117423).

Технология выращивания ЗЛН в экстремально засушливых условиях (сухая степь и полупустыня - АЛМР 16, 17,19,20) включает комплекс экологических, технологических и биологических мероприятий повышения устойчивости и жизнеспособности искусственных насаждений. Экологические мероприятия предусматривают тщательную классификацию лесорастительных условий и группировку почв по лесо при годности; технологические - комплекс специальных приёмов выращивания защитных лесных насаждений, разработанных для аридного региона; биологические - мелиорация почвы перед посадкой, генетическое улучшение древесных пород.

1. Дифференцированная посадка определённого состава древесных видов предполагает их посадку на предварительно вычлененных участках по группам лесо при годности: 1 - наиболее ценные высокорослые и долговечные деревья (дуб, ясень, плодовые и др.), II - селекционно улучшенные, комплексно устойчивые виды, формы и гибриды деревьев (вяз, робиния, гледичия и др.) в сочетании с кустарниками в ряду, III - засухо- и солеустойчивые кустарники (тамарикс, карагана, скумпия, смородина золотая и др.) (рис. 2).

2. Создание чистых кустарниковых кулис в особо трудных условиях произрастания (солонцах и засолённых участках свыше 25%) из солеустойчи-вых видов - тамарикс, карагана и др.;

3. Организация собственной постоянной лесосеменной базы (ПЛСБ) для производства семян селекционно улучшенных и элитных, выращивание из них посадочного материала с ценными биологическими и морфологическими признаками.

Эффективность предложенного способа лесоразведения определяется долговечностью лесонасаждений, удлинением срока экономического и экологического воздействия на прилегающие территории.

23. Семеноводство древесных пород для лесоразведения в засушливых условиях

Схема исследований и практической работы по семеноводству древесных ввдов в лесном хозяйстве складывается из трёх этапов: первичный отбор насаждений или биотипов по фенотипу; создание ЛСП из их семенного или вегетативного потомства для получения улучшенных, или сортовых семян; создание ЛСП второго порядка из потомств с проверенными наследственными

Рис. 2. Концепция лесоразведения в аридном регионе

признаками, продуцирующие элитные семена. (Верески, Ефимов, Арефьев, 1985; Молотков, Патлаи, 1982 и др.).

Наши исследования проводились по такой же схеме. Однако имеются существенные различия от классического семеноводства, применяемого в лесном хозяйстве (Маттнс, 1981; Маттис, Крючков, 2003),

Наиболее пригодными и надёжными для отбора устойчивых популяций и особей для защитного лесоразведения являются старые лесные насаждения, испытавшие систематическое воздействие экстремальных условий. Такое сочетание неблагоприятных условий на обширной территории ЮВ ЕТР за последнюю треть ХХ-го столетия складываюсь неоднократно и поэтому все искусственные насаждения в регионе стали ареной достоверного отбора устойчивых биотипов. Однако, происхождение большинства насаждений в аридной зоне неизвестно. Выгодно отличаются от них и нор а ионные популяции, в географических культурах известного происхождения. Цепными объектами отбора являются исчезающие естественные популяции реликтовых байрачных дубрав, меловые сосняки, на южной границе ареала, спонтанные гибриды и отдельные сохранившиеся в жёстких условиях произрастания деревья-долгожители.

3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Объектами селекционной инвентаризации и отбора ценного генофонда служили естественные, искусственные насаждения дуба, сосны, робинии, ильмовых, саксаула и других видов, произрастающие в лесхозах Волгоградской, Астраханской, Саратовской, Ростовской областей и Республики Калмыкия, а также странах СНГ: Украине, Казахстане, Узбекистане, Туркмении. Наиболее ценные из них представлены в таблице 3.

Для выполнения программы исследований заложены 2S стационарных опытных селекционных объектов на площади 310 га; отобрано 880 плюсовых деревьев древесных видов, 627 из которых занесены в госреестр.

Наиболее пригодными для индивидуального отбора являются искусственные лесные насаждения, прошедшие в процессе длительного периода систематическое воздействие экстремальных условий.

Сохранившиеся в процессе испытания адаптировавшиеся особи явились маточным материалом в селекционной работе по отбору устойчивых генотипов для лесоразведения в аридных условиях (рис. 3).

Выделение природных популяций проводили в соответствии с "Положением о выделении и сохранении генетического фонда древесных пород в лесах СССР" (1982).

Изучение внутривидового разнообразия проводилось на основе методических положений (Кобранов, 1925; Сукачёв, 1972; Правдин, 1974; Некрасов, 1973; Драгавцев, 1972; Яблоков, 1965; Пятницкий, 1971; Мамаев, Махнев, 1995; Ефимов, 1997; Шутяев, 1998 и др.).

Таблица 3

Характеристика объектов, выделенных дли селекционной работы в юго-восточном регионе ETC

Наименование объектов Древесные виды Площадь, га Возраст, лет Количество клонов, семей, климата-пов, шт. Цель селекционных работ

Естественные популяции на ЮВ границе ареала (Чалурниковская Грягорова, Шемя-кинская) дуб 2000 90-150 Сохранение, воспроизводство генетически ценных высокоадаптированных насаждений и биоразнообразия перевод в особо охраняемые объекты, размножение через систему популяцион-пыхЛСП

Старовозрастные культуры и естественные сосняки (Камышинский, АрчединскиЙ, Михайловский, Вольский (Саратовский) сосна 7000 80-110 Тоже

Плюсовые деревья, выделенные в естественных и искусственных насаждениях ЮВ региона дуб сосна об. сосна 1фым. вяз робиния лиственица ясень об. ясень ланц. груша 70-180 70-110 70-110 40-70 40-70 80 90-100 40 30 137 220 76 65 70 17 55 20 25 'Выделение хозяйственно ценных биотипов, устойчивых к абиотическим факторам, быстрорастущих, с высокой репродуктивной способностью для клоповых и семейственных леп

Лесосемекные плантации в Новоаннинском, Волгоградском) Элистинском лесхозах дуо сосна листвен нкца вяз робиния 65 65 22 25 15 15-18 15-18 20 20-22 20 54 46 17 60 44 Производство элитных семян и сеянцев для создания долговечных и продуктивных лесных насаждений

Клоновые архивы, коллекции ш ые участки (Волгоградский лесхоз, ОПХ ВНИАЛМИ) дуб робиния сосна вяз 17 5,5 3,0 3,5 26 26 23 28 33 44 28 51 Оценка и сохранение генофонда, выделение элиты, получение материала для репродукции

Географические культуры (Октябрьский, Элистинский, ХарабалинскиЙ лесхозы) дуб сосна саксаул 28 26 10 25 21 20 31 33 22 Выявление перспективных географических э коптов для де-сосеменного районирования

Деревья-долгожители дуб 300-400 12 Сохранение и размножение уникальных и высокоадатирован-ных особей

Рис. 3. Схема селекционно-генетического метода повышения устойчивости ЗЛН на крайнем ЮВ ЕТР

Фенологические формы выделялись путём учёта распустившихся дубков по методике ЕнысовоЙ (1964).

Методика отбора плюсовых деревьев для защитного лесоразведения разработана с учётом специфики лесорастительных условий аридной зоны и целей селекции (Озолин, Маттяс, 1975; Мйттис, Крючков и др., 1996). Она заключается в следующем.

Проводили предварительный отбор лучших биотипов по росту, состоянию и развитию. Затем устанавливали идентичность условий произрастания предварительно выделенных экземпляров и окружающих деревьев путём почвенного обследования и топографической съёмки.

Для объективной оценки фенотипов в дополнение полевым опытам проводили эколого-физиологические, биохимические и морфо-генетические исследования. Анатомо-морфологическое строение листьев и побегов изучалось по общей ботанической методике A.A. Яценко-Хмелевского (1954) и С.С. Пятницкого (1961).

Физико-механические и химические свойства почв изучались согласно ГОСТ 12071- 73. Содержание гумуса - колориметрическим методом.

На втором этапе оценка генофонда проводилась путём моделирования экстремальных ситуаций.

Оценка солеустойчивости в вегетационных сосудах при искусственном засолении 0,1-0,7% концентрации ионов хлора и 0,3%-ной сульфатов.

Засухоустойчивость определялась в таких же сосудах путём искусственной засухи с доведением влажности почвы до двойной максимальной гигроскопичности.

Жаростойкость листьев определялась по Ф.Ф. Моцкову (1976) и изменению электропроводности тканей {Мухаев, 1982); интенсивность транспира-ции быстрым взвешиванием листьев (Иванов и др., 1950); динамика потери воды изолированными листьями по Ничипоровичу (1980); поглотительная способность корней для воды по проницаемости цитоплазмы (Гриненко, Поспелова, 1976), способность протоплазмы клеток переносить обезвоживание по выходу электролитов и по регистрации электропроводности тканей при подсушивании (Методические указания по электрофизнологической оценке древесных растений на устойчивость к неблагоприятным условиям среды, 1982).

Морозоустойчивость выделенных деревьев определялась промораживанием 1-2-летних потомств в холодильной установке при температурах -9, -12, -15, -18, -21°С при 24-часовой экспозиции. Критической считалась температура, при которой погибало 50% растений.

Для диагностики устойчивости растений к экстремальным ситуациям изучалось содержание пигментов по методике A.A. Шлык (1971), P.C. Ламарь, О.В. Сахаровой (1973). При идентификации отселектированных форм использовали метод цитохимических реакций (В.И. Сафонов, М.П. Сафонова, 1971).

Устойчивость потомств к сосудистому микозу и голландской болезни определялась путём инфицирования под кору культуры грибка возбудителя по

методике Е.А. Крюковой (1975).

Цитй! енеш чес кие исследования выполнялись на временных препаратах (Навашин, 1936, Рыбин, 1967, Паушева, 1974). Полученные характеристики обработаны методами вариационной статистики (Дворецкий, 1971; Пяохин-ский, 1970).

При размножении ценных форм испытывались методы: зелёными, стеблевыми и корневыми черенками, прививкой черенком с использованием методик Б.С. Ермакова (1975), Р.Х. Турецкой (1961), Б.М. Сидорченко (1949), В.И. Белоуса (1971), Е.П. Проказина (1960), АЛ. Иозуса (1981) и др.

Создание объектов ПЛСБ проводилось согласно разработок сотрудников отдела биологии ВНИАЛМИ (Матис, Крючков, Мухаев, 1986).

Влияние генетических и экологических факторов на рост и урожайность клонов и семей оценивали методами генетического анализа, коэффициента наследуемости, показателя эффективности отбора (Петров, 1973; Роне, 1978; Райт, 1978; Лакин, 1980; Булыгин, 1985, Ефимов, 1997.).

При изучении влияния родительских признаков на семенное потомство использовали иерархические дисперсионные комплексы, определяющие со-подчинённость структурных компонентов (Лакин, 1980). При распределении клонов и семей по рангам роста и плодоношения, расчёте эффективности разных способов отбора, селекционного эффекта при разной интенсивности отбора руководствовались разработками Ю.П. Ефимова (1981) и Ю.Е. Булыгана (1985).

4. СЕЛЕКЦИОННАЯ ОЦЕНКА ПОПУЛЯЦИЙ И БИОРАЗНООБРАЗИЯ ЛЕСООБРАЗУЮЩИХ ПОРОД В АРИДНОЙ ЗОНЕ

Основой улучшения древесных видов методами селекции является их внутривидовой полиморфизм.

Изучение биоразнообразия в лесном хозяйстве проводится в связи с использованием лесных ресурсов и их воспроизводством.

На современном этапе выделено несколько типов и уровней биоразнообразия лесообразующих пород (Мамаев, Махнев, 1995, Шутяев, 1998),

В основу попудяционной селекции А.М. Шутяев (1998) ставит "жизненно-стратегический уровень" биоразнообразия, который основан на исследовании географического и экологического распространения таксонов и их использовании.

Особо полиморфными на юге России являются представители рода дуб (Quercus), а его внутриродовая изменчивость предопределяет наличие разновидностей, форм и биотипов.

Основные площади естественных лесов в районе исследования сосредоточены в поймах рек, балках с главной породой дубом, которые образуют нагорные, байрачные и пойменные дубравы.

На юго-восточной границе ареала дуба выделен юго-восточный клнма-

тип, который по своему генезису обособился на расы: среднего Придонья (северную) и ергенинскую (южную). Ергекинские дубы южного происхождения, так как в прошлом связаны с растительностью Северного Кавказа. Об этом свидетельствует ксероморфное строение вегетативных органов, габитус кроны и др. (Чернявский, 1963; Крючков, 1983).

В пределах южного климатипа у дуба не произошла дифференциация на фенологические формы, но он имеет ряд экотипов н островных популяций, приуроченных к определённым условиям, генетически связанных между собой, но сохранивших определённую самостоятельность, подтверждающуюся в передаче приобретённых признаков потомству. Нагорные эдафотипы ергенин-схой байрачной популяции отличаются засухоустойчивостью, зимостойкостью, хорошо адаптировались в условиях аридного климата и представляют ценный генофонд для репродукции в жёстких лесорастительных условиях сухостепной зоны.

Учитывая обеднённый генофонд этих дубрав, рекомендуется их восстановить через систему селекционного семеноводства.

Юго-восточной границей российских массивных дубрав является При-волжско-Донской (северный) оиматип, характеризующийся фенологическими разновидностями и эдафическими экотнпами, которые сформировали разные структуры популяций.

Южная граница естественного распространения позднораспускающейся разновидности проходит в пределах Волгоградской области по р. Хопёр. Типичная шемякинская дубрава на правом берегу Хопра представляет сложную симпатрическую популяцию: днища балок занимают позднораспускающиеся особи, на склонах южной и восточной экспозиции и в пойме произрастает ра-нораспускающаяся разновидность. На порослевом фоне 80-!00-летних древо-стоев сохранились 200-300-летние мощные деревья семенного происхождения, которые должны составить основу будущих лесов.

Резервом повышения качественного состава ЗЛН является дифференцированное использование желудей разных фенологических разновидностей. В сухой степи вполне очевидно преимущество ранней разновидности: по величине годичного прироста, приуроченному к благоприятному ранневесеннему периоду, ксероморфности. При создании лесных культур интенсивного типа в чернозёмной степи и лесовосстановлении более эффективны нагорные эдафотипы позднораспускающейся разновидности. Создание объектов постоянной лесосеменной базы феноформ дуба в регионе ведётся раздельно.

При обеднённом местном генофонде преимущество по продуктивности, сохранности и качественным показателям принадлежит популяциям дуба из центра его ареала (Теллермановский и Шипов массивы Воронежской области, Шебекинский и Алексеевский климатические экотипк Белгородской области, дубравы Сумской, Луганской областей Украины и др.). Рекомендации об использовании в степном лесоразведении желудей из пойменных условий и юга России требуют пересмотра.

Выращивание сосны на юго-востоке ЕТР подтверждает перспективы использования семенного материала от старовозрастных адаптированных антропогенных популяций в пределах лесосеменных районов, а также естественных популяций на юго-восточной границе ареала, особенно меловых эдафотн-пов Правобережья Волги. 25-летний опыт географических посевов показал перспективность семенного материала из западных областей лесной зоны России, лесостепной Украины, степной зоны России. Лучшие показатели по комплексу признаков имели: Прикарпатский (реликтовый), Саратовский (меловой), Камышинский (местный искусственный), Сумской, Донецкий, Черкасский (Украина) климатические экотппы.

5. РЕЗУЛЬТАТЫ СОЗДАНИЯ ПОСТОЯННОЙ ЛЕСОСЕ -МЕННОЙ БАЗЫ ОСНОВНЫХ ДРЕВЕСНЫХ ВИДОВ В АРИДНОЙ ЗОНЕ

Постоянная лесосеменкая база (ПЛСБ) - отдельные насаждения или деревья, отобранные в природе или специально созданные на основе селекции для регулярного получения семян с желаемыми наследственными и посевными качествами. Она включает плюсовые деревья и насаждения, постоянные яссо-семенные участки и лесосеменные плантации (ЛСП),

В пределах аридного региона европейской территории России (ЕТР) выделяются контрастные природные зоны с разными приёмами лесного семеноводства для агролесомелиоративного и лесохозяйственного производства.

В пределах каждой природной зоны отбирается генофонд для создания лесосеменной базы в объёмах полной потребности плановых работ лесовыра-щивания.

При организации ПЛСБ для лесомелиорации учитывается природное районирование и цели лесомелиорации и селекции (табл. 4).

Таблица 4

Основные принципы селекционного семеноводства по природным зонам аридного регнока ЕТР

Природная зона иАЛМР (см. рис.1) Основное целевое направление лесной мелиорации Объект отбора Цель селекции

1 2 3 4

Степная чернозёмных почв (10,11,12) Полезащитное лесоразведение и прогивоэроз ионная мелиорация Природные популяции, старовозрастные насаждения, экзоты, старинные парки Высота ствола, форма кроны, устойчивость к абиотическим факторам

1 2 3 4

Сухостспная каштановых почв (15, 16, 17) 11ОЛ С^ и и^г ГГ ЦС V лс* соразведенке, про-тивоэрозионная мелиорация, реже -пастбищное лесоразведение Старсвозрасткы е насаждения интро-ду центов, байрач-ные леса, экзогы Устойчивость, мелиоративные свойства биотипов, равномерность плодоношения

Полупустынная и пустынная светло-каштановых и бурых почв (19,20,21) Пастбищное лесоразведение Старовозрастные искусственные насаждения, Пр1ф0Д-кые популяции джузгуца и тамарикса Устойчивость к природным условиям, поедаемость кормовой массы

5.1. Семеноводство главных древесных пород

Дуб является одной из главных пород и для степного лесоразведения на чернозёмах и тёмно-каштановых почвах региона.

Впервые отбор маточных (плюсовых) деревьев дуба в регионе проведён в 1969 - 1973 гг. в естественных и искусственных насаждениях, Волгоградской, Астраханской областей и Республики Калмыкии.

Отобрано 99 биотипов (кандидатов в плюсовые деревья) в естественных и искусственных насаждениях 25-150-летнего возраста: из нагорных, пойменных, байрачных дубрав н ГЛП Волгоградской и Астраханской областей.

Наблюдения за плодоношением отобранных маточных деревьев позволили выявить деревья с относительно стабильным и интенсивным урожаем и крупными желудями, которые представляют ценность для степного лесоразведения.

Установлено, что урожайность желудей зависела от сложившихся погодных условий в период всего цикла формирования.

Оценка потомств по росту показала, что изменчивость высоты до 70% обусловлена условиями внешней среды, а не генотипом материнских растений, что указывает на необходимость их тщательной проверки по потомству. В аридных условиях показатель быстроты роста желателен, но не является главным. Более важна устойчивость к неблагоприятным факторам.

Исследования засухоустойчивости потомств выявили, что около половины (46) имели более высокие показатели, чем контрольные растения. Следовательно, отбор по этому признаку является довольно эффективным. 32 клона имели положительные показатели по устойчивости к токсическому действию солей. Солеусгойчивьге особи в равной мере встречались у представителей естественных и искусственных насаждений.

Реакция растений к низким температурам была связана с нх типологи-

ческим происхождением. Наиболее морозоустойчивы потомства из местных байрачных дубрав и старых искусственных насаждений Астраханской области и Калмыкии, подвергшихся жёсткому естественному отбору.

Наибольшая поражаемость инфекционными заболеваниями отмечена у потомств пойменных дубов. Более устойчивы представители нагорных и байрачных дубрав, следовательно первоначальный отбор по данному признаку целесообразно проводить на популяционном уровне, затем - индивидуальном.

Разностороннее изучение биологических свойств отобранных кандидатов в плюсовые деревья позволило сгруппировать их по комплексу признаков, ценных для защитного лесоразведения. Исследования выявили небольшой "выход" таких деревьев (около 20%). Они являются основой для создания ЛСП первого поколения, но свидетельствуют, что возможность выделения биотипов универсального типа, сочетающих все положительные признаки, очень ограничена.

Низкая эффективность индивидуального отбора подтверждается и на объектах ПЛСБ.

Анализ семенных и вегетативных потомств в целом показывает слабые различия селектируемых признаков между клонами, семьями я погомствами от среднего популяционвого уровня. В целом вегетативные потомства имели лучшие показатели плодоношения и состояния, но эти преимущества практического значения не имели. Это подтверждает, что создание ПЛСБ базы дуба из десосеменных объектов первого поколения без отбраковки нежелательных потомств малоэффективно. Поэтому для создания ЛСП высшего генетического уровня целесообразно использовать приёмы интенсивного отбора лучших биотипов в процессе их изучения на лесосеменных объектах.

Распределение клоков по рангам роста н интенсивности плодоношения позволяет рассчитать эффективность 20 и 40%-ного отбора по этим признакам (табл.5).

Таблица 5

Сравнительная эффективность разных способов отбора дуба в 10-летней клоновой ЛСП Новоаннннского лесхоза

Относительная эффективность отбора

Показатели Интенсив- к среднему рангу по вариантам, %

ность отбор по отбор по отбор по

отбора, росту клонов урожайности комплексу

% клонов

Урожай семян 20 103 122 120

40 105 157 134

Средняя высо- 20 122 109 112

та клонов 40 157 104 134

При отборе по интенсивности роста клонов их урожайность при возрастании от ¿0 до 4(з-/а отбракованных потомств возрастает слабо, а при отборе на урожайность наблюдается даже отрицательный эффект. Это свидетельствует о целесообразности отбора только по комплексу признаков.

При популяциоином отборе дуба и дальнейшей репродукции в популя-циониых ЛСП возможно агротехническими мероприятиями стимулировать плодоношение, сохраняя полиморфизм диких природных популяций. Они служат базой для отбора селекционного материала в ЛСП второго порядка.

Сосна. Опыт селекционной работы с сосной в сухой степи убеждает в перспективности использования естественного отбора для создания устойчивых биогеоценозов с широким генетическим разнообразием. При выделении плюсовых деревьев обращалось основное внимание на показатели роста, устойчивости потомств и репродуктивную способность. По этому принципу выделены камышинская и арчединская популяции. Эти же насаждения отличаются большим наличием плюсовых деревьев.

Надёжным приёмом является длительное испытание семенных и вегетативных потомств на объектах лесосеменной базы.

В условиях степной зоны (Новоаннинский лесхоз) исследование 58 потомств сосны обыкновенной, прошедших первичный отбор при ранжировании их по хозяйственно-ценным признакам, позволило выделить 28 клонов для ЛСП второго поколения.

Сравнительное изучение сосен, интродуцированных в условиях сухой степи, показало перспективность сосен крымской и жёлтой, не уступающие по росту и состоянию сосне обыкновенной. Длиннохвойные сосны отличались лучшей устойчивостью после сильных засух. Эти качества объясняются особенностями анатомического строения ассимилирующих органов.

Следовательно, сосны крымская и жёлтая, имея преимущества над сосной обыкновенной по засухоустойчивости, не повреждаясь болезнями и вредителями, должны использоваться для лесоразведения в жёстких условиях сухой степи.

5.2. Селекционное семеноводство хозяйственно ценных ннтродуцентов

Многие интродуцированные виды прошли этап адаптации и акклиматизации в экстремальных условиях аридного региона и сформировали устойчивые искусственные популяции. В процессе многолетней селекционной работы ВНИАЛМИ с участием соискателя разработаны теоретические принципы организации ПЛСБ наиболее ценных из них, созданы крупные научно-производственные объекты {Озолин, Хавилов; Жукова, 1996; Маттис, Крючков, 2003).

Робиния лжеакация успешно интродуцирована в Россию и нашла широкое распространение в защитном лесоразведении южных регионов благодаря быстрому росту, высоким мелиоративным свойствам, ценной древесине, лёгкостью размножения, мёдопродуктивностыо, почвоулучшающим свойствам и др.

Однако ЗЛН в Волгоградской, Астраханской областях и республике Калмыкия нередко подмерзают, а в отдельные годы (1968/69 и ¡971/72 гг.) наблюдалась их массовая гибель.

В процессе исследований выявлены группы растений по продолжительности роста, Необмерзающие (зимостойкие) отличаются коротким периодом роста. Растения продолжительного роста, как правило, ежегодно обмерзают (до 60% годичного прироста).

На светло-каштановой почве в ЗЛН особи с коротким периодом роста в 20-летнем возрасте имели среднюю высоту 12,5 м, диаметр 24 см; растения продолжительного роста (обмерзающие) соответственно 7,8 м и 16 см.

Робиния вполне удовлетворительно переносит летние засухи, достаточна солеустойчива - переносит содержание солей до 1 % по сухому остатку (Ми-гунова, 1976).

В сухой степи до 10 лет растёт интенсивно на всех фонах с ежегодным приростом 80-120 см (Крючков, Жукова, 1998).

Робиния имеет ряд ценных морфологических форм, в т.ч. пирамидальную и мачтовую, которые интродуцировали из Нижпеднепровской опытной станции УкрНИИЛХА в сухостепную зону Поволжья.

Недостаток этих форм робинии - слабая завязываемость плодов и относительно низкая зимостойкость. Однако по таксационным показателям, качеству древесины, мелиоративным свойствам и устойчивости к огнёвке имеют большое преимущество перед типичными растениями.

Отбор и репродукция морозоустойчивых форм позволяет переместить границу использования робинии в северо-восточную часть региона.

Отбор 60 морозоустойчивых особей робинии проведён в ЗЛН крайнего ЮВ ЕТР после суровых зим.

Более стойкими к действию низких температур оказались растения, выделенные в самых жёстких условиях произрастания на светло-каштановых и бурых почвах Волгоградской, Астраханской областей и республики Калмыкии,

Особи типичной формы показали самую высокую морозоустойчивость (-18°С). Менее устойчива мачтовая форма (-1б°С). Уязвимой к морозам -пирамидальная форма (-12°С), что можно объяснить её слабой адаптацией в жёстких условиях (рис. 4).

Растения всех групп, предварительно подвергшиеся засухе, показали резкое снижение морозоустойчивости по сравнению с особями оптимального фона.

Исследования засухо- и солеустойчивости выделенных деревьев показали менее контрастные различия от контрольных растений.

Многоплановые исследования генофонда позволили оценить их по комплексу признаков, ценных для защитного лесоразведения в регионе. Из отобранных клоков 38% удовлетворяли требованиям плюсовых деревьев. Они составили основу ПЛСБ робинии и нового устойчивого поколения ЗЛН в регионе.

-9 -12 -15 -18 -20

температура промораживания

■ ■■ критическая температура

--------пирамидальная форма

---------мачтовая форма

- морозоустойчивая

Рис. 4. Сохранность робинии при искусственном промораживании

При закладке ЛСП робинии в условиях ЮВ ЕТР оптимальным размещением растений является схема 5x10 м с кустарниками в широких междурядьях, исключающая проведение изреживаний.

Бессемянные формы (мачтовая и пирамидальная) размножаются в маточных плантациях с расчётом последующего вегетативного размножения в питомниках. В аридном регионе с участием автора заложено более 30 га десо-семенных объектов робинии. Наибольшим мелиоративным эффектом обладают мачтовые н пирамидальные формы, но эти свойства могут быть реализованы в пределах границ их надёжного произрастания (15,16 АЛМР).

Ильмовые в ЗЛН на юго-востоке ЕТР в основном представлены вязом приземистым, весьма неоднородным по морфологическим и экологическим свойствам.

Экспедициями ВНИАЛМИ, обследовавшими в 1972 и 1973 гг. ЗЛН на юго-востоке ЕТР после жестоких засух и зим, отобраны хорошо сохранившиеся деревья среди усохших и усыхающих насаждений.

Из 61 отобранного дерева 12 составлял вяз приземистый (В), 14 берест (Б), 20 гибриды с преобладанием признаков береста (Б х Б), 15 гибрида с преобладанием признаков вяза (В х Б).

Маточные деревья из всех систематических групп значительно превосходили средние таксационные показатели насаждений. Наибольшее превышение над контрольными отмечено у растений гибридного происхождения.

Исследованиями репродуктивных процессов установлено, что наиболее качественный урожай наблюдался в годы при тёплой сухой погоде в период цветения. Обнаружены особи с ежегодно стабильным плодоношением.

Оценка восприимчивости к голландской болезни выявила устойчивость вяза приземистого, берест был более чувствителен к инфекции; гибриды занимали промежуточное положение между родительскими видами, но всс выделенные особи устойчивее контрольных. Выявлены причины успешной адаптации генофонда.

После устранения почвенной засухи в вегетационных опытах среди потомства контрольных деревьев вяза приземистого отмечено 77% погибших растений, а у плюсовых лишь 15%; гибридные формы не пострадали.

Растения вяза приземистого отселектировались по признаку солеустой-чивости в процессе эволюции, поэтому были более устойчивыми чем берест, произрастающий по балкам на достаточно выщелоченных местоположениях.

В ходе прямого промораживания выявлено, что наиболее морозоустойчивые берест н его гибриды с вязом приземистым - их корни выдерживают температуры от -20° до -24°С. Для вяза приземистого она составила-16"С. Морозоустойчивость снижается в условиях недостаточной влажности почвы и наличия токсических солей (табл. б).

Таблица 6

Оценка маточных деревьев вяза по потомству

Группы вяза Восприимчивость к голландской болезни Засухоустойчивость Солеустончи-вость МорозоустоЙчи вость

балл процент к контролю балл процент к контролю балл процент к контролю критическая температура, °С процент к контролю

В 0,4 50 4,5 118 4,4 133 -16,5 106

ВхБ 0,9 112 39 4,3 Ш 134 4,2 Ш 191 - -

БхВ 1,4 Ш 61 3,8 100 3,3 100 150 -19,5 126 89

5 2,0 87 3,6 112 2,7 123 23,5 107

Контроль [вяз) 0,8 100 3,8 100 2,3 100 15,5 100

Контроль (берест) 2,3 100 3,2 100 2,2 100 22,0 100

Повторное обследование маточных деревьев ильмовых через 25 лет после отбора позволило дать им надёжную оценку.

В группу лидеров по всем параметрам входят берест и его гибриды. Исследования клоновой ЛСП в 22-летнем возрасте подтверждают эффективность плантационного семеноводства ильмовых. По комплексу положительных признаков выделено 16 клонов из группы береста и его гибридов в ЛСП 2-го поколения. Эти биотипы использованы для создания ПЛСБ на ЮВ ЕТР. Закладку ЛСП проводили дифференцированно по систематическим группам. Достаточно адаптивным для сухостепных районов является вяз гладкий. Семеноводство его ведётся на основе селекции на устойчивость к графиозу.

Ясени (ланцетный и обыкновенный) занимают значительное место в составе защитных лесных насаждений в сухой степи. Первый считается более засухоустойчивым. Однако последний по таксационным показателям и состоянию в старых насаждениях ЮВ ЕТР не уступает, а превосходит ланцетный и меньше повреждается древесницей. Поэтому оба вида в соответствующих экологических нишах должны найти применение. ЛСП ясеней создавали с учётом двудомности (полового диморфизма).

На ЮВ ЕТР у ясеня ланцетного в разновозрастных посадках преобладали мужские особи (отношение женских к мужским от 1 : 1,7 до 1 : 2,6). Женские особи значительно отставали в росте.

Преимущество мужских генотипов по всем параметрам усиливается в экстремальных условиях. Этот факт подтверждает возможность использования полового диморфизма для повышения биологической устойчивости ЗЛН в трудных лесорастительных условиях.

Теоретические аспекты создания лесосеменной базы ясеней в сухой степи сводятся к правильному подбору и размножению на объектах лесосеменной базы соле-, засухоустойчивых и быстрорастущих генотипов с высокой репродуктивной способностью. Отбор мужских и женских деревьев проводили дифференцированно. ЛСП создавали привитыми саженцами, выдерживая соотношение разнополых особей. Женские особи составляли 2/3 или 3/4 от общего количества потомств.

В ГЛП Волгоград - Элиста - Черкесск отобрано 36 плюсовых деревьев ясеня ланцетного 48-летнего возраста. Превышение маточных деревьев по высоте н диаметру над контрольными составило соответственно 18 и 50%,

Создание объектов постоянной лесосеменной базы ясеней ведётся в Волгоградском и Элистинском семеноводческих комплексах.

5.3. Семеноводство кустарников и полукустарников в полупустыне и пустыне

Современное состояние естественных пастбищ на обширных площадях юго-восточного региона ЕТР характеризуется низкой урожайностью, резким колебанием кормовой массы по годам и сезонам, деградацией биогеоценозов.

В улучшении экологической обстановки и создании надёжной кормовой базы значительная роль отводится интродукции, селекции и семеноводству кормовых культур из природной флоры пустынь и полупустынь.

Для создания продуктивных пастбищ перспективными являются кустарники и полукустарники родов: саксаул, тамарикс, джузгун, терескен, черкез, чогон, изень, кейреук, комфоросма, имеющие разную биоэкологию в районе интродукции. Поэтому исследования их хозяйственно-биологических свойств позволят правильно районировать и эффективно использовать в соответствующих экологических нишах при комплексной фитомелиорации.

Лимитирующим фактором при интродукции саксаула чёрного в Северный ПрикаспиЙ является недостаточная зимостойкость, а причиной гибели -игнорирование эколого-географического происхождения исходных материнских насаждений.

Оптимальные условия для роста и развития саксаула складываются при относительной почвенной засухе (30-40 ПВ) и слабом засолении. На однородном фопе наиболее зимостойки местные адаптированные репродуценты и представители регионов с наиболее суровым климатом (Приаралье, северный Казахстан, Монголия).

При интродукции у саксаула сокращается вегетационный период и сроки созревания семян по сравнению с естественными местообитаниями, проявляется реакция на изменение внешних условий, а следовательно, адаптация к ним.

Интенсивным ростом и приростом фитомассы (в т.ч. поедаемой) характеризуются представители' местной репродукции. По накоплению условно-поедаемой массы лидирует саксаул зайсанский из Монголии, имея низкие таксационные показатели.

В итоге многолетней селекционной работы выделены перспективные климатипы и маточные растения саксаула для создания лесосеменной базы и лесоразведения на аридных пастбищах ЮВ ЕТР.

Основой лесосеменной базы саксаула в регионе могут быть естественные популяции и лучшие биотипы из северных районов Казахстана и местные интродуценты, прошедшие оценку по комплексу хозяйственно-ценных признаков, в том числе репродуктивной способности.

Высоко адаптивными мелиорантами и ценными пастбищными растениями являются тамариксы: рыхлый, изящный, Мейера, ветвистый, "Майский снег". Интродуценты проходят полный цикл развития, формируют доброкачественные семена. Тамариксы вступают в репродуктивную стадию на 2 год, но шпродуценты имеют более поздние сроки цветения и созревания, чем аборигенные виды.

Наиболее солеустойчивыми являются тамариксы: рыхлый, изящный и Мейера; быстрорастущим: "Майский снег" - гибридная форма с хорошо выраженным эффектом гетерозиса. Оценка тамариксов по комплексу хозяйственно-ценных признаков позволила дать рекомендации по организации семеноводст-

ва и определить их хозяйственное назначение для конкретных агролесомелиоративных насаждений.

Перспективными для фитомелиорации и обогащения биоразнообразия аридных территорий, в т.ч. пастбищных угодий, являются джузгуны, терескен, черкез, камфоросма, кохия, которые имеют многообразие экотипов и хозяйственно-ценных форм. Определены перспективы их внедрения для определённых экологических ниш и в оптимальных сочетаниях с другими видами; даны рекомендации по созданию их семенных баз.

6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЁМЫ СОЗДАНИЯ ЛЕСОСЕМЕН -НЫХ ОБЪЕКТОВ В АРИДНОМ РЕГИОНЕ

Завершающей формой ПЛСБ являются ЛСП, которые создаются вегетативным или семенным размножением выделенных по фенотипу "плюсовых" деревьев.

Селекционный и экономический эффект создания специализированных лесосемепных объектов определяется затратами на их создание и прибылью, полученной от лесонасаждений, созданных на селекционно-генетической основе.

В этом плане стоит задача научного обоснования оптимальной модели ЛСП {Ефимов, 1997; Райт, 1978; Молотков, 1982; Маттис, Озолин, 1980 и др.).

На современном этапе ЛСП предназначены для массового производства генетически ценного семенного материала древесных видов в течение длительного времеии (Ьшс^зг, 1954; Ромедср, Шенбах, 1962; ЗагУаэ, 1970; РаЙт,1978; Яблоков, 1962; Вересин, 1963; Котов, 1982; Молотков и др., 1982; Любавская, 1982; Ефимов, 1978,1980, 1997; Озолин, Маттис, 1978).

Используя принципы аналитической селекции при интенсивном отборе, можно достичь высокого селекционного эффекта. Вместе с тем в будущих поколениях снижается генетический полиморфизм диких природных популяций.

Чтобы избежать негативных явлений семеноводство предлагается вести в двух направлениях: популяционном и плантационном (Молотков и др., 1982, Ефимов, 1981, Маттис, Крючков, 2003 и др.).

За пределами ареалов главных пород в жёстких лесорастительных условиях плантационное направление имеет свою специфику. Селекционный эффект определяется биологической устойчивостью и мелиоративными свойствами (Озолин, Матшс, 1978, Маттис, Крючков, 1989).

Многие вопросы плантационного семеноводства до настоящего времени остаются проблемными.

На первом этапе для главных древесных видов создавали ЛСП первого порядка из потомства плюсовых деревьев, не прошедших предварительной генетической оценки. ЛСП второго поколения создавали только из генетически проверенного селекционного материала.

При создании клоновых ЛСП для каждого древесного вида применяли

разные способы вегетативного размножения, в зависимости от их биологии.

В условиях сухой степи и полупустыни для ильмовых, робинии и хвойных пород лучшим способом является прививка вприклад сердцевиной на камбий (по Е.П. Прокази ну); для дуба - "в мешок" или за кору. Для быстрорастущих видов использовали 1-летний подвой, хвойных - 2-летний, дуба - 2-3-летний. Лучшее время прививки одревесневшими черенками - период интенсивного сокодвижения весной; для окулировки спящим глазком - конец лета или осенью.

Кор несобственные саженцы ильмовых, робинии и некоторых других пород целесообразно выращивать из корневых черенков от плюсовых деревьев; саженцы плюсовых деревьев тополей, ив, тамарикса и джузгуна получать из стеблевых черенков.

Разработана технология зелёного черенкования уникальных бессемянных пирамидальной я мачтовой форм робинии, которая основана на выборе оптимальных параметров; сроков черенкования, микроклимата, субстрата, регуляторов роста, физиологического состояния растения, создания благоприятных условий перезимовки и пересадки укоренённых растений на доращивание.

В процессе многолетних исследований установлено, что успех зелёного черенкования зависит от режима температуры и влажности, физиологического состояния эксплантанта и биологических особенностей материнских растений.

Уникальные формы отселектироваиных растений размножаются путём клонального микроразмножения разработанного ВНИАЛМИ (Архангельская, 1990).

Под закладку ЛСП в чернозёмной степи подбираются площади на зональной почве, пригодной для выращивания районированных видов деревьев (дуб, берёза, лиственница, сосна и др.).

Оптимальными по размерам считают площади ЛСП, обеспечивающие потребность в семенах каждой древесной породы для определённого административного или агролесомелиоративного района (не менее 10 га). В сухой степи и полупустыне под ЛСП подбираются интрозональные участки с лучшими лесорастительными условиями.

Из-за пестроты почвенных условий и отсутствия в аридном регионе ле-сопригодкых площадей, иногда при небольшой потребности в семенах допускается минимальная площадь ЛСП одного вида до 3 га. Лучшие площади используют под ценные, требовательные к плодородию породы, а худшие - для менее требовательных видов, в т.ч. кустарников.

Почва под ЛСП готовится по системе 1-2-летнего чёрного пара. Перед посадкой маркируется в соответствии со схемой закладки ЛСП.

Размещение семей и клонов производится с учётом максимальной пространственной изоляции родственных потомств. Наиболее приемлема регулярно повторяющаяся схема систематического смешения в соответствии с действующими указаниями.

В чернозёмной степи для обеспечения генетической разнокачественно-

стн на ЛСП должно быть представлено потомство не менее 50 плюсовых деревьев, с равным представительсгвом каждого из них. Для сухой степк и полупустыни при ограниченной возможности отбора плюсовых деревьев, минимальное представительство потомств допускается до 20-25.

Растения высаживаются ранней весной. Оптимальная густота деревьев в ЛСП в черноземной степи 10x5 м, с последующим разреживанием к 25-30 годам до 10x10; в сухой степи и полупустыне для деревьев принимается схема 10x5 м, для кустаников 5x5 м на весь срок эксплуатации. Направление рядов ориентируется с запада на восток для обеспечения максимального освещения. Коллекционные культуры популяций и архивы клонов создаются с порядной схемой размещения потомств.

Уход за ЛСП заключается в периодической культивации междурядий в двух направлениях, уборке сорняков в приствольных кругах, формировании штамба с удалением поросли на стволе ниже места прививки.

Для повышения урожайности ЛСП применяется комплекс мероприятий, направленных па обеспечение хорошего роста и развития семенных деревьев, их регулярного плодоношения, создание условий для заготовки плодов. Основной приём повышения урожайности ЛСП - использование высокоурожайных клонов при отборе плюсовых деревьев, который в лучших вариантах способствует повышению урожая семян в 2-6 раз.

Повышению репродуктивной способности маточников в ЛСП способствует применение комплекса агротехнических мероприятий: периодическая культивация почвы, внесение минеральных удобрений и обработка регуляторами роста, искусственное доопыление и др,

Наиболее распространённым и доступным приёмом улучшения плодоношения является улучшение условий роста путём подбора благоприятного местопроизрастания ЛСП и проведения агротехнических и лесохозяйственных мероприятий при которых у растений активизируются обменные процессы и накопление питательных веществ.

При формировании урожая растения потребляют питательные элементы, которые необходимо пополнять. Наши исследования подтверждают, что улучшение почвенного питания интенсифицирует плодоношение, сокращает срок вступления в генеративную стадию, повышает качество семян. Особую актуальность приёмы повышения урожайности ЛСП приобретают в аридной зоне при недостатке влаги, солонцеватости почвогрунтов, недостатке питательных веществ в почве, В условиях сухой степи на светло-каштановых почвах внесение полной смеси удобрений (И^оРггоК^о) на второй год после внесения на ЛСП вяза усилило плодоношение на 60%, полнозернистость возросла на 30%.

В условиях почвенной засухи на удобренном фоне складывался более благоприятный водный режим для растений, У дуба на второй и третий годы после внесения отпад завязей снизился на 30%. Действие удобрений (полной смеси) сказалось и на качестве семян. У робинии в 6-летней ЛСП выход добро-

качественных семян увеличился вдвое.

В качестве стимуляторов плодоношения использовали и регуляторы роста. Сведения об их действии до настоящего времени противоречивы. (Ефимов, Белобородов, 1978, Ноздрачёв, 1977 и др.). Опыты с обработкой крон древесных видов хлорорганичесхвми препаратами (тур, щдрел) на ЛСП показали положительное влияние на большинстве вариантов. У ильмовых урожайность повысилась на 25%, а полнозернистость на 40%. У робинии почти вдвое снизилась повреждаемость акациевой огнёвкой. На ЛСП дуба в десятилетнем возрасте в результате двухкратной обработки (май и июнь) препаратом тур (0,5 мл/л) отпад завязей снизился на 15%.

Эффективным методом повышения продуктивности и доброкачественности семян берёзы в условиях Оренбургской области явилось искусственное доопыление во время массового цветения.

7. эффективность селекционного семеноводства

древесных видов для лесомелиорации аридных

экосистем

Эффективность применения селекционно-генетических методов в лесомелиорация аридных территорий определяется долговечностью созданных насаждений и удлинением срока экономического и экологического воздействия их на мелиорируемые территории. Доказательством эффективности селекционных методов является долговечность и состояние многих защитных лесных насаждений в аридном регионе, созданных из районированного семенного материала и ассортимента, соответствующего конкретным лесорастигельным условиям. ( участки ГЛП Камышин - Волгоград, ЗЛН Богдинского степного участка ВНИАЛМИ, Абганеровская ЗЛН из гибридного вяза и многие другие). Применение нового (дифференцированного) способа лесоразведения (а.с. № 1724095) позволит повысить долговечность защитных лесных насаждений в 1,5-2 раза, а в некоторых вариантах намного больше.

7.1. Программа организации постоянной семенной базы для лесоразведения в засушливом регионе ЕТР

> Важнейшей задачей лесомелиораторов региона является практическое

осуществление программы организации ПЛСБ для полного удовлетворения потребности производства в семенах. Для расчёта площадей ЛСП необходимо иметь следующие сведения по агролесомелиоративному (административному) району: общие и среднегодовые объёмы работ по лесоразведению; ассортимент деревьев и кустарников; нормы расхода семян и выхода посадочного материала в питомниках; нормы расхода посадочного материала для создания ЗЛН; проектируемая урожайность древесных видов в ЛСП по природным зонам.

Объёмы работ по лесоразведению в аридном регионе но видам насаждений и субьектам РФ взяты из Федеральной программы развития а!рилесоме-лиоративных работ в России (1995). По научно обоснованным нормативам в России требуется иметь 6022 тыс. га ЗЛН. К настоящему времени сохранилось 2750 тыс. га. Следовательно, до 2015 г. требуется заложить ещё 3272 тыс. га. Почти 2/3 этого объёма работ (2094 тыс, га) приходится на аридный регион ЕТР, что составляет 139,6 тыс. га/год, в том числе в степной зоне 51,9, сухо-степной 39,6, в полупустыне 40,5 и пустыне 7,6 тыс. га. Для рекомендуемых древесных видов следует произвести расчёт необходимых площадей ЛСП.

Для определения потребности в семенах использовалось дифференцированное соотношение между участием в составе насаждений деревьев (главных и сопутствующих) и кустарников (%): для степной зоны 75:25, сухостеп-ной 60:40, полупустынной 30:70 и пустынной 10:90. Кроме того, учитывалось, что процент участия деревьев увеличивается в полезащитных лесных полосах, а кустарников - в протнвоэрозионных. Нормы высева семян и плановый выход посадочного материала с 1 га продуцирующей площади питомника определены в соответствии со справочниками и "Наставлением по выращиванию посадочного материала в лесных питомниках" (1979). Число посадочных мест на 1 га ЗЛН установлено в соответствии с действующими инструктивными указаниями по проектированию и выращиванию защитных лесных насаждений на землях сельскохозяйственных предприятий, 1979.

Расчёты показали, что общая потребность в ЛСП для защитного лесоразведения в аридном регионе ЕТР составляет 7 тыс.га, в т.ч. в степи 3,39, сухой степи 1,69, полупустыне 1,58 и пустыне 0,34 тыс. га (табл.7),

Таблица 7

Общая потребность лесосеменных плантаций (ЛСП) для защитного лесоразведения в аридном регионе ЕТР

Природные зоны Номера агролесомелиоративных районов Группы пород Среднегодовая площадь посадки, тыс. га Потребность семян, тонн Расчётная площадь ЛСП, га

1 2 3 4 5 6

Степная 10, 11,12 Главные Сопутствующие Кустарники Итого: 31,0 7,9 12,9 51,8 1482 41 68 1591 2387 293 713 3393

Сухостеп-ная 15,16,17 Главные Сопутствующие Кустарники Итого: 18,7 5,6 15,3 39,6 506 23 37 566 1027 154 509 1690

] 2 3 4 5 6

Полупус- 19, 20 Главные 9,9 21 153

тынная Сопутствующие 2,8 12 83

Кустарники 27,8 122 1319

Итого: 40,5 155 1585

Пустынная 21 Деревья 0,7 3 9

Кустарники 6,9 29 330

Итого: 7,6 32 339

Всего: 139,6 2344 7007

Руководствуясь объёмами работ по защитному лесоразведению по субъектам Федерации рассчитаны площади Л СП всех древесных видов, необходимые для полного удовлетворения потребности лесомелиоративных мероприятий аридного региона в селекционно улучшенных семенах.

выводы

1. Аридный регион России, расположенный в сухостепной, полупустынной и пустынной зонах характеризуется комплексом неблагоприятных условий.

Для повышения продуктивности земель в регионе применяется лесомелиоративная защита. На землях сельхозпредприятий создано около 2,8 млн. га различных видов ЗЛН, а в соответствии с Федеральной программой проектируется дополнительно создать 3,3 млн. га.

2. Общее состояние ЗЛН в регионе нельзя признать удовлетворительным и причинами их депрессии являются; несоответствие между биологическими потребностями роста и развития древесных видов и экологическими условиями; ошибки при подборе ассортимента, нарушение научно-обоснованной технологии выращивания ЗЛН, игнорирование наследственных (генетических) свойств исходного посадочного и посевного материала. Поэтому основой выращивания долговечных насаждений является дифференцированное лесоразведение с учётом лесопрнгодности почв и использованием отселектированного и районированного посевного материала (а.с. Ха 1724095).

3. Естественные леса в регионе сосредоточены в поймах рек и балках, которые образуют нагорные, байрачные и пойменные дубравы, составляющие ценный местный генофонд для лесоразведения в засушливых условиях.

Сохранившиеся популяции находятся на грани депрессии. Обеднённый генофонд возможно сохранить и восстановить через систему селекционного семеноводства: выделение лучших популяций и семенных биотипов (плюсовых деревьев) с последующим поэтапным их размножением на ЛСП различного генетического уровня.

4. Резервом повышения качественного состава ЗЛН является рациональное использование желудей фенологической разновидности. в сухой сте-

пи вполне очевидно преимущество раннем разновидности (по ксероморфности и др.), величине годичного прироста. При создании лепных культур интенсивного типа в чернозёмной степи и лесовосстановлении более эффективны нагорные эдафотипы позднорас пускающей с я разновидности. Создание объектов постоянной лесосеменнон базы дуба в регионе следует вести раздельно по каждой фенологической форме.

5. При недостатке местных желудей вполне перспективно использование посевного материала от полиморфных популяций из центра ареала (Тел-лсрмановский и Шипов массивы Воронежской области, ШебекипскиЙ и Алексее вский климатические экотипы Белгородской области, дубравы Сумской, Луганской областей Украины, Деснянской популяции Витебской области). Рекомендации об использовании в степном лесоразведении желудей из пойменных условий и байрачных порослевых дубрав юга России требуют пересмотра. В каждом лесосеменном районе необходимо использовать исходный материал, не заражённый опасными болезнями (микозом, бактериозом).

6. При выращивании сосны в засушливых условиях перспективно использование семенного материала от старовозрастных адаптированных антропогенных популяций в пределах выделенного лесосеменного района, а также из естественных популяций на юго-восточной границе ареала, в т.ч. меловых эдафотипов. Лучшие показатели по комплексу признаков в географических культурах имели: Прикарпатский (реликтовый), Саратовский (меловой), Ка-мышинский (местный искусственный), Сумской, Донецкий, Черкасский (Украина) климатические экотипы.

7. В аридном регионе ЕТР выделяются три контрастные природные зоны с дифференцированными приёмами лесного семеноводства для агролесомелиоративного и лесохозяйственного производства: степная, сухостешгая, полупустынная и пустынная.

Для каждой разработан ассортимент деревьев и кустарников, рекомендованы плюсовые насаждения и деревья для создания объектов ПЛСБ, обеспечивающих потребность в селекционно-улучшенных и элитных семенах.

Организация селекционного семеноводства ведётся дифференцированно по каждой древесной породе с учётом её биоэкологии и целей селекции.

8. Семеноводство дуба основано на популяционной и клоповой селекции. Плюсовая селекция используется в чернозёмной степи по классическому методу, применяемому в лесном хозяйстве. В сухой степи основу селекции представляют высокоадаптированные местные популяции. На первом этапе создаются популяционные ЛСП. Плантации второго порядка закладываются из клонов, прошедших комплексную оценку признаков {засухо-, соле-, морозо- и энтомоустойчивость). Семеноводство пойменного экотипа ведётся в целях его улучшения и локального использования только в условиях поймы.

9. Семеноводство сосны развивается путём группового и индивидуального отбора природных и адаптированных искусственных насаждений; создания популяционных, а на втором этапе ЛСП высшего генетического уровня по-

еле тщательной отбраковки нежелательных клонов.

Для лесоразведения в южных районах региона используются сосны крымская и жёлтая (орегонская), семеноводство которых ведётся на основе клоновой селекции.

10. Ильмовые в регионе представлены интродуцированным вязом приземистым, образовавшим спонтанные гибриды с аборигенным вязом граболи-стным (берестом), отличающиеся гетерозисом и высокой устойчивостью. Берест и его гибриды используются в лесомелиорации на основе индивидуального отбора, оценки по засухо-, соле- и морозоустойчивости, устойчивости к голландской болезни и создания клоновых или семейственных ЛСП.

11. Семеноводство робинии ведётся только путём плюсовой селекции -отбора необмерзающих особей с признаками интенсивного роста, качества стволов, кроны и создания клоновых ЛСП.

Наиболее высокими мелиоративными свойствами обладают мачтовая и пирамидальная формы робинии. Их внедрение возможно при создании маточных плантаций от лучших особей, а использование ограничивается в благоприятных лесорастительных и климатических условиях Юга России.

12. Семеноводство кустарников ведётся на основе отбора лучших популяций или групп растений по мелиоративным свойствам, засухо- и солеусгой-чивости, продуктивности биомассы, кормовым достоинствам, урожайности, из которых создают семейственные или популяционные ЛСП.

В улучшении экологической обстановки и создании надёжной кормовой базы на пустынных пастбищах перспективна интродукция кустарников и полукустарников родов: саксаул, тамарикс, джузгун, терескен, черкез, чогон, изень, кейреук, камфоросма.

Основой лесосеменной базы саксаула являются естественные популяции и лучшие биотипы из северных районов Казахстана и адаптированные местные интродуценты.

Адаптивными мелиорантами являются тамариксы: рыхлый, изящный, Мейера, ветвистый, "Майский снег", оценка которых по комплексу хозяйственно-ценных признаков выявила их конкретное мелиоративное назначение.

Перспективными для пастбищных угодий являются джузгуны, терескен, черкез, камфоросма, кохия, имеющие хозяйственно-ценные формы, каждая из которых эффективна в определённых экологических нишах.

13. Для создания клоновых ЛСП в аридной зоне разработаны отдельные приёмы вегетативного размножения (черенкование, прививки, клональное микроразмножение и др.).

Размещение семей и клонов на ЛСП производится с учётом максимальной пространственной изоляции родственных потомств в соответствии с действующими указаниями.

Оптимальная густота главных древесных видов в ЛСП, обеспечивающая проведение селекционных и агротехнических приёмов в лучших условиях, составляет 10x5 м, с изреживанием к 25-30 годам до 10x10 м; в сухой степи и по-

лупустыне для деревьев рекомендуется 10x5 м, для кустарников 5x5 м на весь срок эксплуатации.

14. Для повышения урожайности ЛСП применяется комплекс мероприятий по обеспечению хорошего роста и развития семейных деревьев, их регулярного плодоношения, создание условий для заготовки плодов и семян; использование высокоурожайных потомств, применение комплекса агротехнических мероприятий в соответствии с рекомендациями, разработанными для засушливого региона ЕТР.

СПИСОК ОСНОВНЫХ НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Отбор лучших экземпляров дуба в защитных лесных насаждениях су-хостепной зоны // Бюллетень ВНИАЛМИ. - Вып. 9 (62), 1971. - С. 15-1 б.

2. Отбор маточных деревьев в аридных условиях для защитного лесоразведения // Вестник с/х науки. - 1973. - № 6. М.: изд-во Колос. - С. 60-67 (соавторы ГЛ. Маттис, А.П. Баданов, В.Д. Савичев, B.C. Хавилов).

3. Особенности прохождения фенофаз у рано- и позднораспускающихся форм дуба черешчатого в условиях сухой степи Н Бюллетень ВНИАЛМИ. Вып. 2(18), 1975.-С. 45-46.

4. Интродукция сосен в Нижнем Поволжье И Бюллетень ВНИАЛМИ. Вып. 1(26). - Волгоград, 1978. - С. 43-47 (соавтор А.П. Иозус).

5. Вегетативное размножение дуба для создания семенных плантаций в степи // Бюллетень ВНИАЛМИ. Вып. 1(26), 1978. - С.78-80 (соавтор AB. Хав-роньин).

6. Сравнительная оценка фенологических форм дуба в защитных насаждениях Нижнего Поволжья // Собрание науч. тр. "Повышение устойчивости и долговечности защитных насаждений". - Волгоград, 1980. - С. 82-90.

7. Рекомендации по закладке лесосеменных плантаций древесных пород для защитного лесоразведения в сухой степи и полупустыне // Гослесхоз. - М., 1981. - С. 30 (соавторы Г.П. Озолин, Г.Я. Маттис).

8. Дубравы Волгоградской области и их селекционная ценность // Сб.: Состояние и охрана биологических ресурсов Волгоградской обл. - Волгоград, 1981.-С. 30-32.

9. Современное состояние и перспективы лесного семеноводства для защитного лесоразведения // Сб.; Разработка основ селекции древесных пород, ч. I. - Рига, 1981. - С, 92-94.

10. Селекционная оценка естественных популяций дуба на юго-восточной границе ареала для целей семеноводства // Бюллетень ВНИАЛМИ. - Вып. 2(38), 1982. - С. 11-14.

11. Влияние биологических и экологических факторов на репродуктивное развитие плюсовых деревьев вяза и дуба в сухой степи // Бюллетень

ВНИАЛМИ. - Вып. 2(38), 1982. - С. 22-25.

12. Байрачные леса в Нижнем Поволжье, как ценный генофонд естественной флоры П Сб.: Интродукция, акклиматизация и охрана растений на Урале и в Поволжье. - Куйбышев, 1982. - С. 52-55.

13. Пути улучшения семеноводства древесных пород для защитного лесоразведения U Сб.; Защитные лесные насаждения и их роль в лесоаграрном ландшафте. - Барнаул, 1983. - С. 92-98.

14. Селекционные основы семеноводства дуба в Нижнем Поволжье // Сб, науч. тр. ВНИАЛМИ "Биологические особенности интродукции и селекции древесных пород для защитного лесоразведения". - Волгоград, 1983,- С. 58-69.

15. Опыт организации лесного семеноводства для защитного лесоразведения//Сб. науч. тр. Саратовского СХИ. - Саратов, 1983, - С. 24-32.

16. Особенности размножения маточных деревьев дуба в аридных условиях it Сб. науч. тр. "Селекционные основы повышения устойчивости защитных лесных насаждений в аридной зоне". - Вып.1(84). - Волгоград, 1985. -С. 116-123.

17. Пути создания семенной базы саксаула в Прикаспии // Сб. науч. тр. "Селекционные основы повышения устойчивости защитных лесных насаждений в аридной зоне". - Вып. 1(84). - Волгоград, 1985. - С. 28-34 (соавторы Х.Б. Солтанов, Л.В, Тунякина),

18. Разработка перспективных приёмов семеноводства дуба для защитного лесоразведения в Нижнем Поволжье // Автореф. диссертации на соискание учёной степени канд. с.-х. наук. - Свердловск, 1983. - 23 с.

19. Опыт организации семеноводства древесных пород для создания устойчивых защитных насаждений в аридной зоне // Мат-лы Всесоюз. коорд. совещания "Разработка научных основ и технологического создания лесных культур па основе селекции и комплексной механизации работ". - Брянск, 1985. - С. 61- 62.

20. Семеноводство древесных пород для степного лесоразведения // М.: Агропромвддат, 1986. - 214 с. (соавторы ГЛ. Маггис, Б.А. Мухаев).

21. Технология создания лесосемеиных плантаций в степи и полупустыне // В сб.: Защитное лесоразведение и повышение плодородия почв. Новосибирск, 1986. - С. 52-54.

22. Методические основы семеноводства саксаула в Прикаспии И Бюллетень ВНИАЛМИ. - Вып. 3 (49). - Волгоград, 1986. - С. 4-7 (соавтор Б.А. Мухаев).

23. Отбор клонов сосны и дуба для лесосеменных плантаций второго поколения // Бюллетень ВНИАЛМИ. - Вып. 3 (49). - Волгоград, 1986. - С. 8-12 (соавтор А.П. Иозус).

24. Особенности плодоношения сосны на лесосеменных плантациях И Лесное хозяйство. - 1987.-X® 12. - С. 36-38 (соавтор А.П. Иозус).

25. Ценные объекты лесной растительности в Волгоградской области // Мат-лы межотр. научно-практич. конференции "Состояние и охрана биологи-

ческих ресурсов Волгоградской обл." - Волгоград, 1987. - С. 64-67 (соавтор Г.Я, Маттис).

26. Использование хозяйственно-ценных форм белой акации в защитном лесоразведении // Материалы межотр. научно-практич. конференции "Состояние и охрана биологических ресурсов Волгоградской обл." - Волгоград, 1987. - С. 57-59 (соавтор О.И. Жукова).

27. Создание лесных полос с использованием методов селекции 1! В сб.: Повышение эффективности защитных лесонасаждений. Гослесхоз. М. - 1987. -С. 27-50.

28. Организация семеноводства саксаула в Прикаспии // В сб.: Повышение эффективности мелиоративных насаждений на аридных пастбищах, - Волгоград, 1987. - С. 26-31,

29. Организация лесосеменной базы и выращивания посадочного материала для защитного лесоразведения (литературный обзор) // ЦБНТИ лесхоз, -М., 1988. - 78 с. (соавтор Г.Я. Маттис).

30. Перспективные климатипы сосны для защитного лесоразведения в сухой степи // Бюллетень ВНИАЛМИ. - Вып. 2(54), 1988. - С. 30-33 (соавтор А.П. Иозус).

31. Стабилизирование плодоношения древесных пород П Бюллетень ВНИАЛМИ. - Вып. 2(54), 1988. - С. 23-26.

32. Методические рекомендации по созданию и эксплуатации лесосе-менных плантаций для защитного лесоразведения // М., 1989, ВАСХНИЛ. -17 с. (соавтор ГЛ. Матгис).

33. Основы селекционного семеноводства для защитного лесоразведения И Лесная генетика селекции и физиология древесных растений. Материалы международного симпозиума (25-30 сентября 1989 г., Воронеж). - М., 1989. -С. 134-136 (соавтор Г.Я. Маттис).

34. Итоги и направления селекционных работ по дубу и сосне в Нижнем Поволжье // В сб.: Вопросы лесной биогеоценологаи экологии и охраны природы в степной зоне. - Куйбышев, 1988. - С. 27-37 (соавторы А.П. Иозус, A.B. Хавроньик).

35. Селекционное семеноводство вяза для защитного лесоразведения в сухой степи // Бюллетень ВНИАЛМИ. Вып. 2(57). - Волгоград, 1990. - С. 3-9. (соавтор Г.Я. Маттис).

36. К вопросу создания лесосеменной базы робинии лжеакации в Нижнем Поволжье // Бюллетень ВНИАЛМИ. - Вып. 2(57). - Волгоград, 1990. -С. 10-16 (соавтор О.И. Жукова).

37. Основные направления селекционного семеноводства дуба в сухой степи // В сб.: Улучшение качественного состава защитных лесных насаждений методами селекции, интродукции, семеноводства. - Вып, 3(101). - С. 91-98.

38. Концепция повышения устойчивости защитных лесных насаждений в экстремальных условиях произрастания // Изд. ВНИАЛМИ. - Волгоград, 1994. - 26 с. (соавторы Г.Я. Маттис, А.М. Степанов).

39. Организация постоянной лесосеменной базы s Волгоградской области // Лесное хозяйство. -1996. - № 2. - С. 36-37.

40. Селекция робинии лжеакации на морозоустойчивость // Сб.: Фнто-мелиорадия Нечерноземья. - Вып. 1(107). - Волгоград, 1996. - С. 159-167 (соавтор О.И. Жукова).

41. Руководство по созданию устойчивых защитных лесных насаждений на крайнем юго-востоке европейской территории России И Изд. Федеральной службы лесного хозяйства. - М., 1996. - 80 с. (соавторы ГЛ. Маттис, Н.И. Шульгин и др.).

42. Природные условия и ресурсы Волгоградской области // Изд. "Перемена". - Волгоград, 1996. - 264 с. (соавторы В.А. Брылёв, Г.Я. Маттис и др.).

43. Перспективы селекционных работ для лесомелиорации Северного Прикаспия if Сб.: Агролесоландшафты: проблемы, свойства, управление и оценка. - Вып. 1 (106). - Волгоград, 1995. - С. 207-215.

44. Государственные лесные полосы как объекты селекционной работы И Сб.: Защитное лесоразведение; история, достижения, перспективы. - Вып. 1(108). - Волгоград, 1998. - С. 131-137.

45. Рекомендации по экологии использования водных источников и сбалансированного состава растительности Волгоградской области II Комитет по печати и информации. - Волгоград, 1997. - 72 с. (соавторы И.Г. Зыков, А.М. Степанов).

46. Технология создания и эксплуатации лесосеменных плантаций в аридной зоне // В сб.: Генетика и селекция на службе лесу. - Воронеж, 1997. -С, 222-228.

47. Способ создания полосного насаждения//Патент № 2117423. Бюлл. № 23.20.08.98. - 6 с. (соавторы ГЛ. Маттис, В.М. Кретинин).

48. Principles of selective seed production for protective Afforestation in sub- Arid Zones // Proceedings of the international symposium "Forest, genetics, breedinq and physiol oqy of woody plants". Moscow, 1989. - C. 164-165. (G.Mattis).

49. Selection work ASL means of improving the resistance of oak in protective forests of USSR southern AREAS. Proceedings of the international symposium, Komik, Poland, May. 15-18,1990. (G. Mattis).

50. Технология создания лесосеменных плантаций // Тезисы докладов Международной научно-практической конференции. - Воронеж, НИИЛГнС, 1996. - С. 82.

51. Перспективы использования биоразнообразия дуба в лесомелиорации и озеленении // В сб.: Проблемы природопользования и сохранения биоразнообразия в условиях опустынивания. - Волгоград, 2000. - С. 209-211.

52. К вопросу организации семеноводства саксаула чёрного в Северном Прикаспии if Научные исследования 1981-1985 гг. Минлесхоз РСФСР. - М.: Лесная промышленность, 1986. - С. 231-236.

53. Особенности организации лесосеменной базы для агролесомелиорации // Роль проектных и научных разработок в научно-техническом прогрессе

лесохозяйствеиного производства. Госкомитет СССР, "Союзгипролесхоз". - М.,

10Й5 с 1

а О, - Ч-у.

54. Руководство по селекционному семеноводству древесных видов для защитного лесоразведения в аридных условиях Европейской территории России. - М.т РАСХН, 2001, - 72 с. (соавторы Г.Я. Матгис, Б.А. Мухаев идр.).

55. Использование биоразнообразия дуба в защитном лесоразведении на юге России // Лесная селекция на рубеже тысячелетий. Мат-лы междун. конф. (26-29 июня 2001 г.). - Воронеж. 2001. - С. 40-41.

56. Принципы селекционного семеноводства для защитного лесоразведения в аридной зоне // Сб.: Теория и практика лесомелиор. и лесоаграрного освоения аридных территорий. Волгоград. ВНИАЛМИ. - Вып. 1(109). - 2001. -С. 179-191 (соавтор Г.Я. Мзпис).

57. Особенности селекционного семеноводства в лесомелиорации // Сб.: Агролесомелиорация: проблемы, пути их решения, перспективы. Мат-лы межд. конф. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2001. - С. 263-265,

58. Адаптационные возможности робинии лжеакации в защитных лесных насаждениях аридного региона // Сб.: Агролесомелиорация: проблемы, пути их решения, перспективы. Мат-лы межд, конф. Волгоград: ВНИАЛМИ, 2001.-С. 274-276.

59. Лесоразведение в засушливых условиях. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2003. - 298 с. (соавтор Г.Я. Маттис).

60. Эффективность почвоулучшающих видов в лесомелиорации агро-ландшафтов // Акту альт проблем! сучастного землеробства. Мат-лы межд. конф. - Луганьск, 2003. - С. 231-237.

61. Способ вегетативного размножения древесных растений. Патент на изобретение № 2200384 от 2003 г. (соавторы Г.П. Архангельская, О.И. Жукова).

62. Основные достижения селекции и семеноводства древесных видов для защитного лесоразведения // Вековой опыт формирования лесных экосистем в агропандшафтах засушливого региона. Мат-лы межд. научно-практич. конф. Волгоград: ВНИАЛМИ, 2003. - С. 9-15.

63. Технология создания лесосеменных объектов в аридном регионе II Вековой опыт формирования лесных экосистем в агроландшафтах засушливого региона. Мат-лы межд, научно-практич. конф. - Волгоград: ВНИАЛМИ,2003. -С 46-51.

64. Повышение эффективности агролесомелиоративных комплексов на юге России // Региональные проблемы природопользования, Мат-лы круглого стола. - Волгоград: ВолГУ, 2003. - С. 64-71.

65. Перспективы селекционного семеноводства древесных видов в Прикаспийском регионе // Сб.: Лесное хоз-во Поволжья, - Саратов. - Вып. 5. - 2002. - С. 223-231 (соавторы О.И. Жукова, И.Ю. Подковыров).

Подписано в печать 4.02.2004. Заказ 1. Тираж 100. Печат. лист. 2. 400062, г. Волгоград, ул. Краснопресненская, 39. Печатно-множительный участок ВНИАЛМИ.

- л

Информация о работе

Крючков, Сергей Николаевич
доктора сельскохозяйственных наук
Волгоград, 2004
ВАК 06.03.01

Автореферат

Похожие работы