Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Анализ изменчивости роста потомства фитоценотических экотипов лиственницы в Башкирском Предуралье

ВАК РФ 06.03.01, Лесные культуры, селекция, семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Анализ изменчивости роста потомства фитоценотических экотипов лиственницы в Башкирском Предуралье"

На лравах рукописи

Г7о ОД 2 3 НОВ 1998

АНДРИАНОВ ПЕТР ДЕНИСОВИЧ

АНАЛИЗ ИЗМЕНЧИВОСТИ РОСТА ПОТОМСТВА ФИТОЦЕНОТИЧЕСКИХ ЭКОТИПОВ ЛИСТВЕННИЦЫ В БАШКИРСКОМ ПРЕДУРАЛЬЕ

06.03.01 - лесные культуры, селекция, семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидат сельскохозяйственных наук

ЙОШКАР-ОЛА - 1998

Работа выполнена на кафедре лесных культур Башкирского государственного аграрного университета

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, заслуженный лесовод Республш Башкортостан Хайретдинов А.Ф.; кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, заслуженный лесовод Республики Башкортостан Ситдиков Р.Г.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Котов М.М.; кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Шигапов З.Х.

Ведущее предприятие - Министерство лесного хозяйства, природнь

ресурсов и охраны окружающей среды Республики Башкортостан

Защита диссертации состоится « £ >>^У/с^-7**--еЧ998 г. в -Ту"''часов заседании диссертационного совета Д 064.30.01 в карийском государственн техническом университете по адресу: 424024, Республика Марий Эл, Йошкар-Ола, пл. Ленииа, 3.

Отзывы на автореферат -в двух экземплярах с заверенными подписи просим присылать ученому секретарю диссертационного совета Д 064.30.01.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Марийскс государственного технического университета.

Автореферат разослан »А--*'-- 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных наук, доценг

Калинин К

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Малая изученность вопросов обоснования подбора :онкретных фитоценотических экотипов и схем смешения лесных культур ли-;твенннцы для условий Башкирского Предуралья, обуславливает актуальность емы данной диссертационной работы.

Цель и задачи исследований. Цель исследования заключается в изучении акономерностей внутрипопуляционной изменчивости, устойчивости и проективности потомства фитоценотических экотипов лиственницы в испыта-елышх культурах лесостепи Башкирского Предуралья.

Основные задачи исследования:

1. Изучение закономерностей изменения фенотипнческон и генотипиче-:кой структуры древостоев по интенсивности роста и устойчивости их в провесе естественного изреясивания в лесных культурах.

2. Изучение фенотипической изменчивости фитоценотических экотипов [иственницы Сукачева при различных вариантах смешения.

3. Оценка лесоводственной, генетической и экономической эффективности различных экотипов в условиях выращивания в лесостепи Башкирского Тредуралья.

Научная новизна. Применение метода системного анализа поведения ря-(а признаков (диаметра, высоты ствола), и устойчивости их к экстремальным 'словиям за 1966-1995 г.г. в сочетании с другими методами позволило выявить :опряженную изменчивость древостоев лиственницы Сукачева по степени пла-:тичности и интенсивности роста растений. Изучены и количественно оценены |ффекты взаимодействия генотипов со средой (ГТК по Селянинову, суммы :ффективных температур, суммы годовых осадков и суммы осадков за апрель -ноль). Показано, что при выращивании в смешанных культурах лучшие усло-1ия создаются при соотношении 1ЛЗЛп с размещением Л (5x2) Лп (5x0,75) при вдовом смешении. Селективная ценность фитоцлютических экотипов снижается по мере уменьшения степени устойчивости их к экстремальным условиям.

При создании культур необходимо ограничивать переброску семян в широтном направлении с юга на север не более 1°30' и по высоте над уровнем моря не более 850 м. При переброске семян с севера не наблюдается снижение темпов роста изучаемых экотипов.

Практическая ценность. Установление разнокачественности фитоценоти-ческих экотипов лиственницы Сукачева по степени их устойчивости к экстремальным условиям и интенсивности роста в онтогенезе позволяет произвести отбор наиболее перспективных экотипов для лесоразведения в условиях лесостепи Башкирского Предуралья.

Оптимизация различных способов смешения позволит повысить устойчивость и продуктивность листвеиницы Сукачева на по запасу и по сохранности. Снижение затрат на создание лесосеменной базы, предотвращение гибели лесны:: культур от засухи, получение дополнительной древесины за счет увеличения среднего прироста свидетельствует об экономической эффективности данной работы.

Личный вклад автора в разработку проблемы. Автор принял личьое участие в постановке задач, разработке методики, сборе и анализе литературных и экспериментальных данных, формировании научных положений и выводов.

Положения, выдвигаемые для защиты.

1. Закономерности роста испытательных культур лиственницы.

i

2. Продуктивность семенного потомства фитоценотических экотипов лиственницы в культурах.

Обоснованность выводов и достоверность результатов исследований обеспечивается достаточным объемом экспериментального материала, применением современных методов исследований и практической реализацией полученных результатов.

Апробация и публикации работы. Основные результаты исследования доложены и обсуждены на ежегодных конференциях по итогам научно-исследовательских работ профессорско-преподавательского состава БГАУ

(Уфа, 1995-1998), научно-практической конференции «Леса Башкортостана» (Уфа. 1997). По материалам исследования опубликовано 10 работ. На основе данных исследований составлены рекомендации по использованию семян лиственницы при лесовыращиванни в Республике Башкортостан, которые одобрены НТС Минлесхоза Республики Башкортостан и рекомендованы к внедрению (11.02.1997 г.). Исследования выполнены в БГАУ в порядке разработки комплексной научно-технической проблемы «Эколого-лесоводственная основа воспроизводства лесов Республики Башкортостан».

Структура и объем диссертации. Диссертация содержит 162 страниц машинописного текста, 49 табли", 15 рисунков; состоит из введения, 8 глав, заключения, списка использованной литературы из 250 наименований, в том числе 32 на иностранном языке, и приложений.

.СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ БАШКИРСКОГО ПРЕДУРАЛЬЯ

Расположение Башкирского Предуралья в глубине материка обуславливает резко выраженную континентальность климата, на который накладывает отпечаток близость Уральских гор. Преобладающими почвами являются черноземы и серые лесные почвы. Лесорастительные условия лесостепи Башкирского Предуралья благоприятны для выращивания лиственничных насаждений с высокой продуктивностью и защитной ролью.

В диссертации подробно описаны климат, геология, рельеф, гидрология, почвы и растительность Башкирского Предуралья.

2. ПРОГРАММА, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

В качестве объекта исследований нами были выбраны испытательные культуры лиственницы, созданные Свистуном Г.С\ под руководством профессора Тимофеева В.П. в 1966 году посадкой двухлетних сеянцев в 11 квартале

Красноярского лесничества Учебно-опытного лесхоза БГАУ. При создании их было использовано 4 вида лиственницы - европейская, широкочешуйчатая, сибирская и Сукачева из 26 географических пунктов. Общая площадь культур составляет 16 га. Все экотипы высаживались на участки и 0,5 га. К 1995 году из 26 местопроисхождений, представленных при создании испытательных культур, сохранились насаждения, созданные из семян, собранных в 16 лесхозах РБ. Все 16 лесхозов относятся к двум лесосеменным районам: Южноуральскому и Зауральскому лесостепному. По типам условия местопроизрастания материнских насаждений сохранившиеся культуры были разделены на три фитоцено-тических экотипа: экотип 1 - лиственничник на свежих суборях (Белорецкий, Кугарчинский и Инзерскиа лесхозы); экотип 2 - лиственничник на сухих суг-рудках (Миасский, Зилаирский, Узянский и Баймакский лесхозы); экотип 3 -листг.знничник на свежих и влажных сугрудках (Бурзянский, Салаватский, Аб-I зелиловский, Зигазинский, Хзмитовский, Карлыхановский, Учалинский, Кана-никольский лесхозы и Заповедник). Испытательные культуры лиственницы создавались в смешанном варианте с липой и елью при размещении по схеме: Л (5x2 м), Е (5x0,75 м), липа высаживалась в один ряд с лиственницей по 2 штуки между лиственницей через 0,67 м. Первоначальная густота 5000 шт/га; соотношение при посадке 1ЛЗЕ2Лп. Кроме того, сеянцы лиственницы, выращенные из семян, собранных в Кугарчннском лесхозе и Заповеднике, были высажены еще в двух вариантах смешения: только с липой мелколистной и с ясенем. Схема смешения в этих вариантах одинаковая: Л (5x2 м), Лп или Я (5x0,67 м). Первоначальная густота 4000 шт/га, соотношение при посадке 1ЛЗЛп или 1 1ЛЗЯ. Для изучения особенностей роста и производительности фитоценозов лиственницы различных экотипов в соответствии с ГОСТ 161280-70 и работой Молчанова А.А., Смирнова В.В. (1967) нами заложено 20 постоянных пробных плс-цадей площадью 0,5 га с рубкой модельных деревьев.

• Средние таксационные показатели насаждений определялись по методи-

ке Анучина (1982). Анализ ствола модельных деревьев производился по обще- • принятой в лесной таксации методике по 5 летним период м.

Лабораторные анализы почвы выполнены по общепринятой в почвоведении методике.

Для сравнительной оценки радиального прироста проводили измерения приростов с помощью микроскопов МБС-2, МБС-9 с точностью до 0,0 Г мм.

В целях наиболее эффективной стандартизации хривых прироста деревь-" ев для каждого экотипа вычисляли индексы прироста методом скользящих средних с пятилетним периодом сглаживания и шагом сглаживания 1 год 1 (Бнгвинскас, 1974; Комин, 1978). Исходный ряд приростов упрощался постоянной величиною, равной минимальному значению индекса прироста для рассматриваемого ряда. Тренды изменения прироста находились полиноминальным методом, с указанием детерминированной аппроксимации.

Оценку засухоустойчивости экотипов проводили по методу Котова М.М. (1982,1988).

Математическая обработка данных проводилась вариационно-статистическим методом с вычислением среднеарифметического значения (М), квадратического отклонения (а), ошибки среднего показателя (т), коэффици- 1 ента вариации (С), показателя точности (Р).

При корреляционно-регрессионных анализах использовались как сами показатели, так и приращения их от предыдущего гола (ГТК по Селянинову за -V-VIII, сумма годовых осадков, сумма осадков за V-VII, сумма температур выше 10СС, высота паводка, среднегодовая температура воздуха, продолжительность вегетационного периода). Для проведения регрессионного анализа была использована компьютерная программа «STRAZ» пошагового приближения.

Степень развития и распространенность ржавчины (MeJampsoridium betulae Arth) определялись на выделенных учетных деревьях по общепринятой в лесной фитопатологии методике (Соколова, Семенкова, 1981; Шевченко, 1983).

3. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

В данной главе рассмотрены итоги исследований отечественных и зарубежных авторов по наследственной изменчивости лиственницы. Обсуждены вопросы особенности роста, устойчивости и мрод/ктш.аости лиственничных насаждений как в специально заложенных географических и испытательных культурах, так и в производственных посадках.

В частности, анализируются работы Огневского В.Д. (1966), Сукачева В.Н. (1924, 1928, 1934, 1938. 1964, 1972), Дылиса ИВ. (1947, 1961, 1981), Тимофеева В.П. (1947, 1956. 1958, 1959, 1961, 1964, 1965, 1967, 1968, 1971, 1973, 1977), Правдина Л.Ф. (1967. 1975, 1978, 1984), Аврова Ф.Д. (1977, 1990, 1993), Дерюжкина Р,И. (1955, 1958, 1967, 1968. 1970, 1973), КоминаГ.Е. (1978, 1981, 1993), Котова М.М. (1982, 1988), Кулагина Ю.З. (1964, 1967, 1980), Мамаева С .А. (1970, 1972, 1974,1981, 1982, 1983, 1987, 1988, 1989), Махнева А.К. (1974, 1982, 1988), Миркина Б.М. (1978), Морозова Г.Ф. (1931, 1949, 1970), Родина А.Р. (1985,1987, 1997), Свистуна Г.Ф. (1966,1968,1970), Тихонова A.C. (1984), ' Хайретдинова А.Ф. (1982, 1984, 1990), Schober R. (1949,1958, 1987), Sindelar J.(1965, 1969,1984, 1987, 1988, 1993), Park Y.S., Fowler D.P. (1983), Barnes B.V. (1977), Feinauer H., Thren M. (1983), Finckenstein G. (1987), Haaseman W. (1970, 1986), Hanel G. (1991), Hattemer H.H. (1968), Lacaze J.-F., Birot Y. (1974).

На основании анализа литературы показывается, что видовая и внутривидовая изменчивость лиственницы очень высока и является одним из важнейших условий создания устойчивых и высокопродуктивных насаждений.

4. ПОЧВЕННЫЕ И МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследуемый нами опытный участок был заложен на притеррасной пойме р. Белой второй высотной группы на луговых черноземах слабовыщелочен-ных, тучных среднегумусных, тяжелосуглинистых, сформировавшихся на ал-лювно-делювиальных карбонатных породах.

Анализ изменчивости метеорологических данных проведен по двум точкам: метеостанции Кушнаренково, расположенной в км северо-западнее изучаемого района; метеостанции Уфа-Дема в 30 км юго-западнее.

Данные по метеостанций Уфа-Дема за 1965-1995 годы показывают, что засушливые периоды во время вегетации отмечались в 1965-1967, 1972-1975, 1981, 1982, 1987, 1989, 1992, 1995 годах. За рассматриваемые годы отмечаются два засушливых периода большой длительности - это лето 1972 и 1975 годов, когда дефицит влаги наступал в апреле-мае и продолжался до сентября. За рассматриваемый период наиболее суровыми были зимы 1968-1969, 1971-1972 и 1978-1979 годов. Жаркий ию :ь со средней температурой более +21°С отмечался в 1966, 1981, 1987, 1988 и 1989 годах. Безморозный период менее 100 дней отмечался 1969, 1971, 1976, 1979, 1985 и 1989'Годах, причем в 1969 году он был равен всего 85 дням.

По средней годовой температуре выделялись 1969 (-0,4°С), 1976 (+1,2°С) и 1986 годы с низкими значениями; 1975 (+4,9°С), 1981 (+4,5°С) и 1983 (+4,7°С) годы с высокими значениями этого показателя.

5. СОХРАННОСТЬ ПОТОМСТВА ФИТОЦЕНОТИЧЕСКИХ ЭКОТИПОВ ЛИСТВЕННИЦЫ В ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ КУЛЬТУРАХ БАШКИРСКОГО ПРЕ-

ДУРАЛЬЯ

Первое место по показателю сохранности лист: гнницы Сукачева занимает экотип 3 (63,67%). Экотип 1 по данному показателю стоит на втором месте (42,08%) и на третьем месте находится экотип 2 (41,67%). На сохранность большое влияние оказал тип лесных культур. Лучшие показатели сохранности лиственницы наблюдаются в случае смешения с липой (84,4% и 53,75% для экотипа 3 и экотипа 1 соответственно), на втором месте находятся насаждения, где лиственница высаживалась в смешении с липой и елью (70% и 29,23%) и на последнем месте по данному показателю стоят культуры, в которых лиственница высаживалась в смешении с ясенем (48,2% и 25%). Во всех вариантах

смешения потомство экотипа 3 всегда имеет лучшие показатели сохранности по сравнению с экотиподо 1. Наибольшим показателем сохранности характеризуются культуры, материнские насаждения которых располагаются по широте не более чем на 1°30' от места закладки культур, а по высоте над уровнем моря не выше 850 м.

6. АНАЛИЗ ДИНАМИКИ РОСТА ПОТОМСТВА ФИТОЦЕНОТИЧЕ-СКИХ ЭКОТИПОВ ЛИСТВЕННИЦЫ В ВЫСОТУ По показателям роста в высоту лиственницы Сукачева лучшие значения во все периоды имел экотип 3. Несколько меньшие показатели высоты у экотипа 1. Экотип 2 занимает третье место (табл. 1).

Таблица 1

Статистика средней высоты по фитоценошческим экотипам

j Экотип : Лесхоз, ! Порода Средняя а, м С,% Р,%

| гдеСыЛи' ) высота, м

.. ......... (собранн 'семеиа

....iL .. - 2 ! з : 4 5 6 7

¡JililhÄ ) ЙёлЬ^ёцкий' , л' ! 14,43 ±0,673 2,33 16,15 4,67

! Ättf 1 | Лй • 10,59 ±0,366 о;97 9,14 3,46

j ria' 1 i Е > 9,82 ± 0,407 0,99 10,15 4,15

| свекик' j ИНзерский i Л' ! 14,75 ±0,543 1,44 9,74 3.68

j CyÖOfWx 1 Л1г j Ю;78± 0,418 1,11 10,26 3,88

1 i Й ! $,22 ± 0,457 1,02 11,08 4,96

) В ! £78 ± 0,625 1,39 14,28 .6,39

1 Кугарчинскии Л1 S 1'3,57±0,513 , 1,54 11,34 3,91

ЛЬ ; 10,97 ±0,415 1,10 10,00 3,78

1 Е ! 9,95 ± 0,522 1,28 12,84 5,25

В сред- Л ' 14,23 ± 0,594 1,90 13,34 4,17

нем Лп ! 10,78 ± 0,400 1,06 9,85 3,71

Е 9,69 ± 0,447 1,11 11,44 4,61

Листвен- Миасский Л 1 11,23 ±0,516 1,55 13,78 4,60

ничник Лп 10,76 ±0,524 1,28 11,92 4,87

на В 5,64±0;20Й> 0,42 7,37 3,70

сухих Б 12,17 ±0,584 1,54 12,70 4,80

сугрудках Зилаирский Л 13,31 ± 0",534 1,69 12,69 4,01

Лп 1 <,02 ±0,267 0,76 6,85 2,42

Ё 5,53 ±0,193 Q.39 6,98 3.50

Узячский Л 12,41 ¿0,539 1,43 11,49 4,35

Лп 6,17 ± O.Sil. 0,72 11,72 8,20

и !

Продолжение таблицы 1

1 2 3 4 5 6 7

Б 11.43 ±1,295 1,83 16 02 11,30

Баймакскнй Л '>45 4 0,411 1,16 11,68 4,13

Ли 7,62 + 0,525 1,05 13,78 6,90

Е 4,38 + 0,238 0,41 9,41 5,45

Б 11,96 ±0,364 1,03 8.60 3,04

В сред- Л 11,78 ± 0,504 1,49 12,62 4,28

нем Лп 9,78 ± 0,438 0,97 9,96 4,49

Е 5,26 ±0,211 0,41 7,74 4,02

Листвен- Бурзянекий Л 17,97 ±0,817 2,31 12,86 4,55

ничник Лп 10,54 ±0,336 . 0,95 9,01 2,18

на Е 8,88 ±0,153 1,01 11,41 5,11

свежих Салаватский - Л 15,65 ±0,743 2,35 15,02 4,75

и Лп 10,36 ±0,361 0,88 8,53 3,48

влажных Ь 4,71 ± 0.256 0,44 9,41 5,44

сугрудках Абзелиловский Л 14,58 ± 0,404 1,28 8,76 2,77

Лп 11,33 + 0,185 0.52 4,62 1,63

Е 11,40 ± 0,453 " 1,36 11,92 3,98

Зигазинскнй Л 16,94 ±0,823 2,73 16,11 4,86

Лп 10,67 ±0,33 0,87 8,18 3,09

Е 5,92 + 0,199 0,39 6,72 3,36

Б 7,7 ±0,571 1,14 14,83 7,42

Хамитовский Л 16,78 ± 0,797 2,76 16,45 4,75

Лп 10,55 + 0,48 1,17 11,14 4,55

Е 8,31+0,384 0,77 9,24 4,62

Карлыхановский Л 13,94 ±0,66 2,08 14,97 4,74

Лп 11,13 ±0,503 1,23 11,07 4,52

Е 10,32 ±0,535 1,19 11,59 5,19

Учапинский Л 15 ±0,553 1,66 9,06 3,69

Лп 11,09 + 0,312 0,88 7,95 2,81

Е 9,75 ± 0,273 0,72 7,41 2,80

Кананикольский Л 14,88 ±0,406 1,22 8,18 2,73

Лп 6,2 ± 0,302 0,52 8,43 4,87

Е 7,9 ±0,212 о,с-г 6,57 2,68

Заповедник Л 14,01 ±0,440 1,32 9,42 3,14

Лп 10,75 ±0,342 0,90 8,42 3,18

Е 9,12 ±0,402 0,98 10,80 4,41

В сред- Л 15,55 ± 0,656 2,09 13,44 4,22

нем Лп 10,58 ± 0,356 0,91 8,64 3,37

Е 8,98 ±0,313 0,94 10,48 4,21

Наименьшее варьирование данного признака свойственно насаждениям

лиственницы, созданным из семян, собранных в Абзелиловском, Учалинском, Кананикольском, Инзерском лесхозах и Заповеднике. Показатели коэффициентов вариации низкие (С < 10%) и средние (С < 20%). Роль метеорологических

показателей отдельных годов исследования в изменчивости высоты древостоя достигает 57,7%, а влияние генетических особенностей - 30,9%.

Результаты анализа достоверности различия средних высот между экотипами показали, что различи? достоверны на уровне 0,01 лежду экотипами 1 и 2 , а также экотипами 2 и 3.

Влияние типа лесных культур на показатели средней высоты было рассмотрено на примере экотипов 1 и 3 (табл. 2).

Таблица 2

Статистика средней высоты по фитоцеиотическим экотипам при различных

вариантах смешения __

Экотип Лесхоз, где были собраны семена Порода Средняя высота, м а, м С,% Р,%

Лиственничник Кугарчинский Л 13,57 ±0,513 1,54 11,34 3,91

на Лп 10,97 ±0,415 1.Ю 10,00 3,78

свсжих Е 9,95 ± 0,522 1,28 12.84 5,25

суборях Л 14,16 ±0,612 2,03 14,33 4,32

Лп 9,31 ±0,318 0,7Ь 8,37 3,42

Б 7,35 ± 0,060 0,13 1,82 0,81

Л 13,37 ±0,495 1,40 10,47 3,70

Я 6,65 ±0,136 0,30 4,57 2,05

Б 10,19 ±0,352 0,86 8,46 3,46

Лиственничник Заповедник Л 14,01 ±0,440 ' 1,32 9,42 3,14

на Лл 10,75 ±0,342 0,90 8,42 3,18

свежих и Е 9,12 ±0,402 0,98 10,80 4,41

влажных Л 14,41 ±0,490 1,55 10,75 3,40

сугрудках Лп 10,37 ±0,278 0,73 7,09 '2,68

1 ■1 Л 13,13 ±0,541 • 1,53 11,65 4,12

Я 10,9| ±0,242 0,64 5,87 2,22

По данным таблицы видно, что лучших показателей средней высоты рба экотипа достигали в случае смешения лиственницы с липой, худшие показатели высот отмечены для варианта смешения с ясенем.

Исследования показали хороший рост экотипа 3 лиственницы Сукачева в течение всего периода роста по сравнению со всеми остальными экотипами (табл. 3). Можно отметить неравномерность темпов роста отдельных насажде-

ний внутри экотипов. Культуры, созданные из семян Бурзяиского, Читинского и Хамитовского лесхозов всегда бычи лидерами, а нз Карлыхановского, нао-

Таблица 3

Ход роста по высоте потомства фитоценотических экотипов в испыта-_тельных культурах лиственницы, м__

Экотип Лесхоз, где Возраст, лет

были собраны

семена 5 10 15 20 25 30 ' 31

Лиственничник Белорецкий 1,63 4,14 7,39 10,33 12,54 14,27 14,43

на Инзерский 2,18 5.42 8,14 10,85 ' 13,03 14,52 14,77

свежих Кугарчинский 1,40 3,50 6,68 9,35 11,59 13,38 13,52

суборях В среднем 1,75 4,35 7,43 10.18 12,39 14,06 14,24

Лиственничник Миасский 1,38 3,25 6,08 8,29 9,76 11,03 11,23

на Зилаирский 1,28 4,23 7,25 9,25 11,22 12,63 12,92

сухих Узянский 1,15 3,29 5,66 8,07 10,16 12,18 12,45

сугрудках Баймакский 1,03 2,26 4,28 6,79 8,58 9,56 9,74

В среднем 1.21 3,26 5,82 8,10 9,93 11,35 11,58

Лиственничник Бурэянский 2,34 6,84 10,23 13,33 15,97 17,67 17,96

на Салаватский 1,53 5,08 8,51 .11,54 13,45 15,30 15,49

свежих Абзелиловский 1,66 4,44 7,95 10,63 12,91 14,41 14,60

и Зигазинский 2,58 6,12 9,71 12,59 15,03 16,72 16,94

влажных Хамитовский 2,74 6,46 9,65 12,32 14,81 16,59 16,81

сугруд*ах Карлыхановский 1,26 3,68 8,49 9,4В 11,63 13,42 13,74

Учалинский 1,65 4,06 7,54 10,48 13,05 14,78 15,04

Кананикопьский 1,82 4,85 7,90 10.81 12,98 14,62 14,81

Заповедник 2,06 4,84 7,68 10,18 12,50 13,91 14,05

В среднем 1,96 5,15 8,41 11,26 13,59 15,27 15,49

В среднем по згатипам 1,64 4,25 7,21 9,85 11,97 13,56 13,77

борот, отстают. Насаждения, созданные из семян Учалинского и Кананиколь-

ского лесхозов, имевшие несколько меньшую высоту ствола в возрасте до 10 лет, далее несколько улучшали свое место в ранжированном ряду по высоте.

Мы отмечаем значительное влияние типа лесных культур на темпы роста в высоту модельных деревьев. Так древостой лиственницы экотипа 3 в смешении с липой в любом возрасте имел большую высоту по сравнению с вариантом смешения с липой и елью. Такую же закономерность показывает древостой экотипа 1. Еще меньшие значения крайних высот модельных деревьев имели эти экотипы при посадке с ясенем обыкновенным (табл. 4).

В динамике роста по годам отмечается общая закономерность. Средне-периодические приросты по высоте резко изменялись в зависимости от возраста. Все экотипы максимальное значение среднепориодического прироста достигали к 15 летнему возрасту, а далее постепенно снижали его. При этом разни-

Таблица 4

Ход роста по высоте потомства фитоценотических экотипов в испытательных культурах лиственницы при различных вариантах смещения, м

Экотип Лесхоэ, где были Вариант В- эраст, лет

собраны семена смешения

5 10 15 20 25 30 31

Лиственничник на Кугарчинскнй 1ЛЗЕ2Лп 1,40 3,50 6,68 9,35 11,59 13,38 13,52

свежих суборях ШЛп 1,75 4,17 7,21 10,16 12,50 13,92 14,07

1ЛЗЯ 1,29 3,46 6,23 8,69 10,82 12,35 12,50

Лиственничник на Заповедник 1ЛЗЕ2ЛП 2,06 4,84 7,68 10,18 12,50 13,91 14,05

свежих и влажных ШЛп 2,05 5,01 8,91 11,61 13,32 14,41 14,55

сугрудлах шя 1,72 4,30 6,79 9,38 11,22 12,99 13,18

ца в показателях среднепериодических приростов в высоту между различными экотипами уменьшается, то есть происходит некоторое выравнивание в темпах роста в высоту у различных экотипов. Что можно объяснить усилением конкуренции за использование ресурсов среды в пределах поколения и динамикой изменения отпада в процессе роста и развития древостоя.

Важнейшей характеристикой динамики роста древостоя в высоту является ускорение хода роста, которое позволяет оценить изменения скорости роста в онтогенезе и влияние происхождения семян (фитоценотических экотипов) на этот показатель. Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что все экотипы имеют общую закономерность, которая заключается в следующем: максимального ускорения хода роста в высоту все экотипы достигали к 5 летнему возрасту, когда происходило увеличение и среднепериодического прироста; нулевое значение ускорения хода роста все экотипы имели при максимальных показателях текущего прироста в высоту (скорость роста); минимальные значения ускорения хода роста в высоту отмечаются к 25 летнему возрасту, когда происходило значительное снижение скорости роста. В динамике приростов в высоту имеются резкие спады их значений, которые главным образом обусловлены засушливыми условиями вегетационного периода 1972, 1973,1975,1981, 1982,1987, 1989 и 1995 годов.

Индексы текущего прироста в высоту приведены на рисунке ].

[-♦- Экотип 3 ~ * - Эюшп 1 -Л'' Зкогип 2 -«—Норма 2 липей*ыД (^ильгр ¡Норм*)]

Рис. 1. Индексы текущего прироста по высоте потомства фитоценогических зкогипоа лиственницы

Дендрохронологическин ряд имеет два цикла, которые присущи всем трем экотипам, со средней продолжительностью 11 лет (1970-1981 и. 19811993), что совпадает по продолжительности с циклами солнечной активности. Наличие общих циклов указывает на то, что на изменчивость прироста деревьев в высоту различных экотипов влияют одни и те же факторы. Однако в зависимости от происхождения семян роль каждого климатического фактора различна. И это приводит к снижению синхронности в изменчивости прироста в высоту деревьев различных экотипов. Особенно это заметно в экстремальные годы. Индексы приростов по высоте показывают, что наибольшую реакцию на колебания внешних климатических факторов имели экотипы 1 и 2. Депрессии индекса прироста по высоте главным образом обусловлены засушливыми условиями отдельных вегетационных периодов, которые в условиях лесостепи Республики Башкортостан повторяются 2-3 раза в десятилетие.

Самые тесные корреляционно-регрессионные связи были при парной корреляции из всеА факторов сравнения с ПК по Селянинову за май-август, суммой активных температур воздуха и суммой осадкоа '¡а апрель-июль. При

множественных корреляционно-регрессионных анализах дисперсия дендро-хронологических рядов по высоте, объяснимая изменениями этих параметров, в сумме составляет почти 60%. •

7. АНАЛИЗ ДИНАМИКИ РАДИАЛЬНОГО ПРИРОСТА ЛИСТВЕННИЦЫ РАЗЛИЧНЫХ ФИТОЦЕНОТИЧЕСКИХ ЭКОТИПОВ По диаметру ствола наибольшие показатели демонстрирует экотип 3. На втором месте По данному показателю стоит экотип !. Экотип 2 занимает последнее место по показателю диаметра ствола (табл. 5).

Следует отметить, что лучшими показателями диаметра обладают экоти-пы, происходящие по широте южнее не более 1°30' от учебно-опытного лесхоза и по высоте над уровнем моря до 850 м, материнские насаждения относятся к средневозрастным, приспевающим и спелым группам леса.

Таблица 5

Статистика среднего диаметра по фитоценотическим экотипам

Экотип Лесхоз, Порода Средний о, см С,% , Р,%

где были диаметр, см

собраны семена

1 2 3 4 5 6 7

Листвен- Белорецкий Л 19,01 ±0,865 2,99 15,76 4,55

ничник Лп 6,84 ± 0,206 0,54 7,97 3,01

на Е 6,56 ±0,248 0,61 9,25 3,79

свежих Инзерский Л 18,67 ±0,601 1,59 8,51 3,22

суборях Лп 8,58 ±0,312 0,83 9,62 3,64

Е 7,17 ±0,368 • 0,82 11,48 5,14

Б . 5,85 ±0,307 0,68 11,73 5.25

Кугарчинский Л 18,78 ±0,802 2,41 12,81 4,27

Лп 7,66 ±0,270 0,71 9,32 3,53

Е 7,51 ±0,421 1,03 13,73 5,61

В сред- • Л 18,85 ± 0,786 '2,52 13,27 4,17

нем Лл 7,69 ± 0,266 0,76 9,88 3,46

Е 7,03 ± 0,353 0,84 11.86 4,98

Листвен- Миасский Л 16,38 ±0,678 2,03 12,42 4,14

ничник Лп 7,54 ±0,315 0,77 10,24 4,18

на Е 4,54 ±0,112 0,22 4,93 2,47

сухих Б 8,00 ±0,318 0,84 10,51 3,98

сугрудках Зилаирский Л 15,49 ±0,625 1,98 12,78 4,04

. ' Лп 9.03 ±0,203 0,57 6,36 2,25

Продолжение таблицы 5

1 2 3 4 5 6 7

Е 4,80 ± 0,247 0,49 10,29 5,16

Узянский Л 14,68 ±0,568 1,50 . 10,24 3,87

Лп 3,36 ± 0,396 0,56 ' 16,66 11,80

Б 9,27 ± 0,964 1,36 . 14,70 10,40

Баймахский Л 11,66 ±0,488 1,38 И,83 4,19

Лп 4,52 ±0,268 0,54 11,86 5,94

Е 4,27 ±0.189 0,33 7,64 4,43

Б 7,70 ±0,231 0,65 8,48 3,00

В сред- Л 14,66 ± 0,599 1,78 12,12 4,09

нем Лп 7,11 ± 0,276 0,63 8,86 3,88

Е 4,56 ± 0,191 0,37 8,04 4,19

Листвен- Бурзянский Л 23,09 ± 0,967 2,73 11,84 4,19

ничник Лп 8,20 ± 0,246 0,70 8,49 3,01

на Е 6,23 ±0,366 0,82 13,13 5,89

свежих Салаватский Л 22,13 ±0,929 2,93 13,27 4,20

И Лп 7,24 ±0,252 0,62 8,52 3,49

влажных Е 4,25 ±0,225 0,39 9,15 5,30

сугрудках Абзелилсвский Л 22,18 ±0,601 1,90 8,56 2,71

Лп 9,62 ±0,136 0,39 4,00 1,41

Е 8,73 ±0,362 1,09 12,44 4,15

Зигазинский Л 21,8 ±0,939 3,12. 14,29 4,31

Лп 5,69 ±0,179 0,47 8,31 3,15

Е 4,61 ±0,136 0,27 5,90 2,96

Б '5,04 ±0,377 0,75 14,96 7,48

Хамитовский Л 21,13 ±0,906 3,14 14,85 4,29

Лп 7,77 ±0,254 0,62 8,01 3,27

Е 5,45 ±0,236 0,47 8,66 4,34

Карлыхановский Л 20,54 ±0,897 2,84 13,81 4,37

Лп 8,03 ±0,327 0,80 9,98 4,08

В 7,72 ± 0,325 • 0,72 9,41 4,22

Учалинский Л 20,97 ±0,719 2,16 10,29 3,43

Лп 8,47 ±0,207 0,59 б;91 2,45

Е- 7,32 ±0,187 0,49 6,76 2,56

Кананикольский Л 20,32 ±0,524 1,57 7,74 2,58

Лп 3,83 ±0,101 0,19 4,96 2,64

Е 5,92 ±0,153 • 0,38 6,33 2,59

Заповедник Л 20,41 ±0,447 1,34 6,60 2,19

Лп 7,72 ±0,226 0,60 7,75 2,93

Е 6,80 ±0,252 0,62 9,07 3,71

В сред- Л 21,39 ± 0,800 2,54 11,88 3,75

нем Лп 7,69 ± 0,225 0,59 7,68 2,56

Е 6,71 ± 0,271 0,69 10,24 4,03

♦ ; : Различия показателей среднего диаметра достоверны между всеми эко-

типами при уровне значимости 0,05.

Более северные местопроисхождения (Салаватский, Карлыхановский лесхозы) проявили большую биологичекую приспособленность в условиях С? лесостепи Башкирского Предуралья, чем южные. Роль метеорологических показателей годов исследования в изменчивости прироста диаметра ствола у лиственницы Сукачева достигает 69,4%, а роль генетической изменчивости эко-типов - 30,6%.

Отмечается влияние и схемы смешения на годичный прирост древесины как у экотипа 1, так и у экотипа 3. Причем это влияние прослеживается с одинаковой закономерностью изменения как в ритме, так и в отзывчивости на экстремальные условия роста по отдельным годам. Лучшие показатели прироста имели деревья в смешанных посадках с липой по сравнению со смешением с липой и елью, но в особенности это превосходство проявляется при сравнении со смешанными культурами лиственницы с ясенем (табл. 6).

Таблица 6

Статистика среднего диаметра по фитоценотическим экотипам при различных _вариантах смешения_______________

Экотип Лесхоз, где были собраны семена Порода Средний диаметр, см 17, СМ ' С, % Р,%

Лиственничник Кугарчинский Л 18,78 ± 0,802 2,41 ■ 12,81 4,27

на • Лп 7,66 ± 0,270 0,71 9,32 3,53

свежих Е 7,51 ±0,421 1,03 13,73 5,61

суборях Л 19,44 ±0,816' 2,71 13,92 4,20

Лп 5,82 ±0,171 0,42 7,20 2,94

Б 5,81 ±0,128 0,29 4,92 2,21

Л ■ 15,44 ±0,633 1,79 11,60 4,00

Я 5,86 ±0,119 0,27 4,54 2,03

Б 6,00 ±0,179 0,44 7,30 2,98

Лиственничник Заповедник Л 20,41 ± 0,447 1.34 6,60 2,19

на Лп 7,72 ±0,226 0,'60 7,75 2,93

свежих и Е 6,83 ±0.252 0,62 9.07 3,71

влажных Л 22.73 ± 0,754 2,26 9,96 3,32

сугрудках Лп 7,33 ±0,184 0,49 6,64 2,51

Л 17,27 ±0,622 1,76 10,19 3,60

Я 8,07 ±0,164 0,43 5,38 2,03

Ход роста диаметра ствола на высоте 1,3 м лиственницы Сукачева раз-

личного географического происхождения приведен в таблице 7. По абсолют-

ному показателю диаметра ствола к 31 году жизни прослеживается существенная межпопуляционная изменчивость.

Таблица 7

Ход роста по диаметру потомства фитоцонотических экотипов в испыта-_ тельных культурах лиственницы, см_

Экотип Лесхоз, где Возраст, лет

были

собраны 5 10 15 20 25 30 31

семена

Лиственничник Белорвцкий 0,80 2,83 7,41 12,27 15,24 17,55 17,80

на Инзерский 0,62 2,80 7,28 12,08 14,53 16,70 17,08

свежих Кугарчинский 0,04 2,97 6,75 10,42 13,67 16,05 16,27

суборях В среднем 0,49 2,87 7,15 11,59 14,48 16,77 17,05

Лиственничник Миасский 0,11 2,77 5,43 9,51 12,20 14,12 14,44

на Зипаирский 0,03 2,19 5,65 9,38 11,76 13,56 13,81

сухих Узянский 0,00 2,57 4,66 8,22 . Ю,44 12 Б4 12.88

сугрудках баймакский 0,00 1,51 '. 3,61 6,33 8,04 9,24 9,45

В среднем 0,04 2,26 . 4,84 8.36 10,61 12 37 12,64

Лиственничник Бурзянский 0,89 5,39 11,33 15,50 18,69 21,04 21,30

на Салаватский 0,02 I 4,62 ■ 10,41 14,83 17,47 ' 20,43 20.73

свежих Абзелкловский 0,83 1 3,52 ! 8,74, 14,31 17,81 ; 19,94 20,18

и Зигазинский 0,93 : 4,22 ' 9,28 14,38 17,21. 19,39, 19,67

влажных Хамитовский 0,87 5,34 , 9,44. 13;97 : 17/17 19,24. 19,52

сугрудках Карлыхаяовский 0,03 3,48 7,63 ■ 12,64. . 15,88 18,40 : 18,93

Учалинркий 0,46 2,81. : 7,31, • 12,42 ' 16,05 1 18,47 | 18,83

Кананикольский 0,77 3,08 : 7,91 13,03 15,85 18,07 ' 18,3-1

Заповедник 0,61 2,88 : 8,03 I 12,31 ' 15,54 18,03 18,23

В среднем 0,61 3,93 1 8,92 13,72 16.85 19,22 19.53

В среднем по экотипам 0,38 3,02 , 6,97 11,22 13,98 16,12 16,41

В пределах вида экотипы лиственницы проявляют существенные разли-

чия в ходе среднепернодического радиального прироста, определяемые наследственными особенностями происхождения семян. Эти различия проявляются с самого начала роста и развития, однако они, наиболее существенны к 1520 годам роста.

Следует отметить, что в то время, как одни насаждения, 9 течение всего периода роста сохраняют свое первенство в росте по диаметру щщ отставание, другие с возрастом улучшают свои ростовые показатели и повышают с„вр& место в шкале по росту.

Мы отмечаем значительное влияние типа лесных культур на рост модельных деревьев по диаметру. На примере насаждений экотипов 1 и 3 видно, что насаждения лиственницы в смешении с липой всегда имели преимущество по диаметру в сравнении с культурами, в которых лиственница смешана с ли-

пой и елью. Наименьшие значения диаметров модельных деревьев имели эко типы при посадке с ясенем обыкновенным (табл. 8).

Таблица 1

Ход роста по диаметру потомства фитоценотических экотипов в испытатель-

31

16^7 17,13 13,19 18,28 20,58 15.70

Рассматривая скорости роста диаметра ствола можно заметить, что га всем экотипам по мере роста и развития древостоя с начала роста до 20 ле: жизни происходит увеличение скорости роста, а далее резко снижается к 25 го дам и несколько выравнивается к 30. Экотип 3 максимальную скорость росл (1,005 см/год) достигает уже к 15 годам жизни и в течение 5 лет поддерживает ее и далее также резко снижает, но абсолютные значения их остаются высокими по сравнению с остальными экотипами.

Из анализа данных ускорения прироста в зависимости от происхождения экотипов и их возраста следует, что они описывают различные фазы динамики роста ствола. Первая фаза характерная для всех экотипов - фаза заметногс подъема ускорения прироста до 10-ти летнего возраста; вторая - медленное падение ускорения прироста дм экотипа 3 до 15 лет, для экотипа 1 ускорение прироста остается без изменений, насаждения экотипа 2 от 10 до 15 лет имели значительное снижение ускорения .прироста; третья - фаза максимального роста диаметра ствола, ей соответствует максимальное снижение ускорения прироста до нулевой отметки; четвертая - фаза замедления снижения прироста, здесь скорость прироста уменьшается, а ускорение прироста достигает минимума к 25 годам для всех экотипов.

Дендрохронологический ряд имеет три ццкла со средней продолжительностью 7-8 лет, которые присущи всем чрем экотипам (рис. 2). Наличие общих

ных культурах лиственницы при

различных вариантах смешения, см

Экотип

Лесхоз, где были собраны семена

Вариант смешения

Возраст, лег

10

\5

20

25

30

Лиственничник па свежих суборях

Ку1 арчинский

1ЛЗЕ2Лп

!ЛЗЛи

1ЛЗЯ

0,04 0,29 0,10

2,97 3,43 2,37

6,75 7,30 5,23

10,42 11,15 8,28

13,67 14,67 10,95

16,05 16,88 12,99

Лиственничник на свежих и влажных сугрудках

Заповедник

I ЛЗЕ2Лп

1ЛЗЛп

1ЛЗЯ

0,61 0,92 0,39

2,88 4,07 2,82

8,03 9,48 6,65

1*31 14,43 10,06

13,54 17,79 13,34

18,03 20,35 15,45

циклов дает основания предположить, что на изменчивость радиального прироста различных экотнпов в условиях С2 влияют одни и те же факторы, вероятно, климатической природы. Однако в зависимости от происхождения экотипа

Годы

В среднем по»йшпэд —й-Экотип 3 -а-Зшлип 2 -—- Gkjiaíi 1 ^-^Попмкомизлыплй (6 среднем по лкэып»»!: ,

Рис. 2. Индексы радиального прироста потомства фигоценотическых экотипоа лиственницы

роль каждого конкретного фактора различна, что приводит к снижению синхронности в изменчивости радиального прироста деревьев разных экотипов и проявлению особенностей в ответных реакциях этих деревьев на воздействие одних и тех же факторов. Особенно эти различия проявляются в экстремальные годы и в более молодом возрасте. * ' .

Перемещение семян лиственницы Сукачева в широтном направлении с ora в пределах 1°-2°50' (52°04'-53°39' с. ш.) оказывает отрицательное влияние ia рост диаметра ствола при выращивание на луговых черноземах слабовыще-юченных тучных, среднемощных тяжелосуглинистых почвах учебно-опытного iecxosa БГАУ. Перемещение семян этого вида в широтном направлении с се-шра в пределах 0°20' - 1°30' не оказывает отрицательного влияния на рост 1иаметра ствола. Перемещение семян по высоте над уровнем моря сказывается >езче. Горные местопроисхождения с высоты 850 и более м над уровнем моря i условиях Башкирского Предуралья растут замедленно, а с высоты 1000 м с

первого же года жизни отстают в росте и выпадают. Поэтому максимачьная высота перемещения семян должна быть ограничена 850 м над уровнем моря.

8. ПРОДУКТИВНОСТЬ ПОТОМСТВА ФИТОЦЕНОТИЧЕСКИХ ЭКОТИПОВ

ЛИСТВЕННИЦЫ

Но запасу лиственницы лидирующее место занимают насаждения экоти-па 3 (192,39 м'/га), где выделяются насаждения, созданные из семян, собранных в Кананикольском (289,62 м3/га), Абзелиловеком (270,20 м3/га), Салават-ском (235,69 м3/га) лесхозах. Второе место занимает экотип 1 (100,49 м'/га), где выделяется насаждение, созданное из семян Белорецкого лесхоза (142,70 м3/га). Наименьшие показатели запаса демонстрирует экотип 2 (44,45 м3/га).

Наши исследования показывают, что условия С2 Башкирского Предура-лья наиболее соответствуют биологическим требованиям экотипа 3 лиственницы Сукачева, но особенно выделяются : асаждения, созданные из семян Кана-никольского, Абзелиловского и Салаватского лесхозов, у которых средний прирост по запасу к 31 летнему возрасту составил соответственно - 9,34; 8,72; 7,6 м3/га за год.

Наиболее продуктивные насаждения в условиях С2 Башкирского Преду-ралья формируются при использовании семян, собранных в лиственничниках на свежих и влажных сугрудках (экотип 3). Географическое происхождение семян отражается на продуктивности смешанных культур. Заготовка и переброска семян в широтном направлении с юга более чем на 1°30' по сравнении: с координатами вновь создаваемой культуры резко снижает продуктивность насаждений. Высота над уровнем моря материнских насаждений должна быть не более 850 м.

Результаты исследования позволяют рекомендовать производству в целях повышения продуктивности, устойчивости и средообразующей эффективности, а так же для снижения затрат по уходу создавать смешанные культурь лиственницы Сукачева лучших экотипов с липой мелколистной при одноряд-

ном смещении составом 1 ЛЗЛп со схемой размещения Л (5x2) Лп (5x0,75). Использование ясеня обыкновенного для смешения с лиственницей Сукачева в условиях С2 Башкирского Предуралья недопустима. Ель обыкновенная мало устойчива в смешанных культурах с лиственницей Сукачева.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Заключение:

1. В повышении продуктивности лесов важная роль принадлежит генетическим и селекционным основам хозяйственных мероприятий. Высокопродуктивные насаждения, особенно в интенсивных хозяйствах, должны выращиваться за счет потомства от генетически лучших экотипов. обладающих хозяйственно ценными признаками. Для повышения продуктивности насаждений лучше вести отбор на быстроту роста, на резистентность к болезням и вредителям, другим неблагоприятным факторам и особенно к засухе.

2. В условиях С2 Башкирского Предуралья лиственница Сукачева формирует высокобопитетные насаждения (16 - 1а классов бон глета), при условии учета соответствия местопроисхождения семян и места создания лесных культур. На класс бонитета большое влияние оказывает не только выбор экотипа, но и тип лесных культур. Наши исследования показывают, что для роста в высоту И по диаметру лучшие условия к 31 летнему возрасту сложились а варианте смешения лиственницы с липой мелколистной.

3. Климатические, эдгфические, бпоценотические и другие условия лесостепи Башкортостана, регулирующие продуктивность лиственницы Сукачеза, вполне соответствуют ее биологическим требованиям. Перемещение семян экотипов лиственницы Сукачева для создания антропогенных лесных биогеоценозов в широтном направлении с юга допустима только в пределах не более 1°30'. Перенос же семян с севера в пределах 1°30" не оказал отрицательного действия на рост древостоя. Максимальная высота перемещения семян должна быть ограничена 850 м над уровнем моря.

4. Лучшей сохранностью в условиях С2 Башкирского Предуралья обладает потомство местных фитоценотических экотипов лиственницы Сукачева, лиственницы европейская, сибирская И широкочешуйчатая в данных условиях оказались неустойчивыми и выпали.

5. Из местных экотипов наибольшим показателем сохранности характеризуется экотип 3 (лиственничник на свежих и влажных сугрудках).

5. Среднепериодический прирост в высоту экотипов в условиях свежего сугрудка лесостепной зоны Башкирского Предуралья резко изменяется в зависимости от возраста, происхождения и типа лесных культур. Насаждения эко-типа 3 максимальное значение прироста в высоту достигают к 10-12 летнему, экотипа 1 - к 14-15 летнему, а экотипа 2 - к 20-22 летнему возрасту. Лучшие темпы и абсолютные конечные высоты имели древостой при совместном выращивании лиственницы Сукачева с липой мелколистной по сравнению с липой мелколистной и елью обыкновенной и особенно с ясенем обыкновенным.

6. Максимальное ускорение хода роста в высоту древостой всех групп экотипов достигали к 5 летнему возрасту, а минимальное - к 25 летнему. Денд-рохронологические ряды индексов приростов всех групп экотипов имеют два цикла со средней продолжительностью И лет (1970-1981 и.1981-1993 г.г.).

8. Самые тесные корреляционно-регрессионные связи среднегодового прироста в высоту у всех групп экотипов были с ГТК за май- август, суммой активных температур воздуха за вегетацию и суммой .осадков за апрель-июль месяцы. При множественных корреляционно-регрессионных анализах дисперсия дендрохронологических рядов по высоте, объяснимая изменениями этих параметров, в сумме составляет почти 60%.

11. Ежегодный радиальный прирост лиственницы Сукачева, произрастающей на свежем сугрудке (С2), обладает определенной инерционностью и его изменения неадекватно кратковременно действующим факторам. Дендро-хронологический ряд за 31 год роста имеет три цикла, которые присущи всем экотипам, со средней продолжительностью 7-8 лет. Наличие общих циклов да-

ет основание предположить, что на изменчивость радиального прироста деревьев различных экаттов в условиях Сг влияют одни и те же факторы, вероятно климатической природы.

12. Экотипы с высокой производительностью и высокими темпами роста

t

в онтогенезе к 31 летнему возрасту обладают и высокой устойчивостью к Melampsoridium betulae Arth..

13. Для повышения продуктивности, устойчивости и средообразующеп эффективности, а так же для снижения затрат по уходу необходимо создавать смешанные культуры лиственницы Сукачева лучших экотипов с липой мелколистной при однорядном смещении составом 1JI ЗЛп со схемой размещения Л ( 5-2 ) Лл (5х 0,75 ).

Рекомендации:

1. В условиях лесостепи Башкирского Предуралья при создании антропогенных лесных ценозов использовать потомство фитоценотичеСкого экотипа 3 (лиственничник на свежих и влажных сугрудках).

2. Оптимизация способов смешения позволит повысить устойчивость и продуктивность культур лиственницы Сукачева на 19,5% по запасу, 14,4% по сохранности. Рекомендуется создавать смешанные культуры с размещением Л (5 х 2) Ли (5 х 0,75) при рядовом смешении.

3. В связи с сокращением площадей, занятых естественными лиственничниками в Республике Башкортостан, а также с расширением объема работ по созданию культур лиственницы мы рекомендуем произвести селекционную оценку оставшихся естественных лиственничников, выделить резерваты и обязательно создать объекты лесосеменной базы.

»

Основные положения диссертации изложены в работах:

1. Путенихин В.П., Андрианов П.Д., Тимерьйнов А.Ш. Изучение популя-ционной структуры и сохранение генофонда лиственницы Сукачева на Южном Урале // Лесная генетика, селекция и физиология древесных растений. Материалы международного симпозиума. - М, 1989,- С. 111-112.

2. Путенихин В.П., Старова Н.В., Андрианов П.Д., Васютин О.В., Янбаев Ю.А. О программе селекции лиственницы в Башкирии // Лесное хозяйство. -№4. - 199L- С. 28-30.

3. Тимерьянов А.Ш., Андрианов П.Д. Монотерпены эфирного масла лиственницы Сукачева на Южном Урале // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. - №4. - 1997.- С. 107-110

4. Андрианов П.Д. Географические культуры лиственницы в учебно-опытном лесхозе //Тезисы докладов научной конференции профессорско-преподавательского состава БГАУ.- Уфа, i993,- С. 29.

5. Путенихин В.П., Аверкина М.П., Андрианов П.Д., Пряхина И.В. Культура тканей лиственницы Сукачева //Генетика, селекция и биотехнология лесных древесных и травянистых растений. - Уфа, 1993,- С. 77-85.

6. Андрианов П.Д. Изучение возможности использованияотношения К и Са как критерия ювенильности при размножении лиственницы in vitro //Генетика, селекция и биотехнология лесных древесных и травянистых растений. - Уфа, 1993,-С. 86-89.

7. Андрианов П.Д. Некоторые итоги выращивания лиственницы в Башкирском Предуралье //Материалы научной конференции молодых ученых. -Уфа, 1996-С.78-80.

8. Андрианов П.Д. Влияние типов лесных культур на рост и продуктивность насаждений лиственницы в условиях учебно-опытного лесхоза Башкирского госагроуниверситета // Материалы региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «проблемы агропромышленного комплекса на Южном Урале и Поволжье».- Уфа, 1997.- С. 146-147.

9. Ситдиков Р.Г., Андрианов П.Д., Камалов Р.Г. Выбор видов и климатн-иов лиственницы при лесовыращивании в Республике Башкортостан II Леса Башкортостана: современное состояние и перспективы. Материалы научно-практической конференции. - Уфа, 1997,- С. 179-180.

10. Андрианов П.Д. Особенности роста лиственницы в условиях учебно-опытного лесхоза Башкирского госагроуниверситета// Леса Башкортостана: современное состояние и перспективы. Материалы научно-практической конц,„ ренции. - Уфа, 1997.- С. 174-175.

Подписано к печати 30.09.98 г. Формат 60x84/16. Объем 1 п. л. Бумага писчая. Печать офсетная. Тираж 110 экз. Уфа, БГАУ, заказ № 183

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Андрианов, Петр Денисович, Уфа

- •; - >*. / у :... " ;

.. ../ О / / Л : Л'

Башкирский государственный аграрный университет

На правах рукописи

Андрианов Петр Денисович

Анализ изменчивости роста потомства фитоценотических экотипов лиственницы в Башкирском Предуралье

06.03.01 - лесные культуры, селекция, семеноводство

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидат сельскохозяйственных наук

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, заслуженный лесовод Республики Башкортостан Хайретдинов А.Ф. кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, заслуженный лесовод Республики Башкортостан Ситдиков Р.Г.

Уфа - 1998

Оглавление.

Введение........................................................................................................................4

Глава 1. Естественно-исторические условия Башкирского

Предуралья.....................................................................................................8

1.1. Климат.........................................................................................................8

1.2. Геология и рельеф....................................................................................11

1.3. Гидрология...............................................................................................12

1.4. Почвы........................................................................................................13

1.5. Растительность.........................................................................................14

Глава 2. Программа, объекты и методика исследований......................................17

2.1. Программа и объекты исследований.....................................................17

2.2. Методика исследований..........................................................................27

Глава 3. Состояние вопроса......................................................................................31

3.1. Выбор видов и экотипов лиственницы для лесных культур...............31

3.2. Особенности роста лиственницы в высоту...........................................47

3.3. Особенности роста лиственницы по диаметру.....................................53

3.4. Влияние типа лесных культур на продуктивность..............................57

Глава 4. Почвенные и метеорологические условия места исследования............61

4.1. Лесорастительные свойства почв учебно-опытного лесхоза

БГАУ.........................................................................................................61

4.2. Метеорологические условия роста испытательных культур лиственницы в Башкирском Предуралье..............................................65

Глава 5. Сохранность потомства фитоценотических экотипов лиственницы в испытательных культурах

Башкирского Предуралья...........................................................................67

5.1. Сохранность потомства фитоценотических экотипов лиственницы..............................................................................................67

5.2. Выводы......................................................................................................72

Глава 6. Анализ динамики роста потомства фитоценотических

экотипов лиственницы в высоту...............................................................72

6.1. Динамика роста в высоту........................................................................72

6.2. Выводы......................................................................................................98

Глава 7. Анализ динамики радиального прироста лиственницы

различных фитоценотических экотипов................................................100

7.1. Динамика радиального прироста..........................................................100

7.2. Динамика роста диаметра ствола.........................................................117

7.3. Выводы....................................................................................................127

Глава 8. Продуктивность потомства фитоценотических экотипов

лиственницы..............................................................................................130

8.1. Продуктивность испытательных культур лиственницы....................130

8.2. Влияние типа лесных культур на рост и продуктивность насаждений лиственницы......................................................................138

8.3. Выводы....................................................................................................143

Заключение и предложения..........................................................................144

Литература......................................................................................................149

Приложения....................................................................................................163

Введение

Интенсификация лесного хозяйства предусматривает улучшение качественного состава и продуктивности леса. В решении этой задачи значительная роль отводится расширению посадок культур хвойных пород и в том числе лиственницы Сукачева.

В программах улучшения лесов в числе других мер предусматривается селекция лучших экотипов и особей внутри популяций (Родин, 1987; Котов, 1988; Родин, Проказин, 1997). В связи с этим возникает проблема оценки гено-типического разнообразия популяций, идентификации генотипов по фенотипам, оценки селективной ценности генотипов в разных лесорастительных условиях. Испытательные культуры позволяют выявить закономерности изменчивости наследственных свойств лесных пород в системе генотип - среда. Длительность онтогенеза, панмиксия, поликарпичность, отсутствие четко выраженных границ и другие признаки популяций (Мамаев, Семериков, 1981; Мамаев, 1983; Правдин, 1964, 1984; Авров, 1990) обуславливают их гетерогенность с набором экологически пластичных генотипов. В этих условиях генетически контролируемые морфологические признаки, как правило, мало пригодны, а прямой отбор по фенотипу оказывается не всегда эффективным, о чем свидетельствует большой опыт «плюсовой селекции». Это с одной стороны подчеркивает значимость проблемы идентификации генотипов по фенотипам, начиная с ранних этапов органогенеза (Морозов, 1978; Драгавцев, 1981; Кулагин, 1964, 1967, 1980; Путенихин, 1993), а с другой побуждает к поиску признаков, характеризующих устойчивость и продуктивность древостоев, поддающихся объективной оценке в природе и эксперименте. В качестве таких признаков нами приняты рост деревьев и продуктивность в экстремальные годы.

С учетом влияния предшествующих лет жизни древесных популяций эту оценку можно проводить только в культурах, созданных из семян, собранных в

различных лесорастительных условиях и имеющих довольно длительный период роста в конкретных лесорастительных условиях. С интенсивностью роста связана продуктивность насаждений. Интенсивность роста зависит от многих параметров среды произрастания в конкретных зонах. В связи с этим познание закономерностей изменчивости этих признаков поможет глубже понять природу популяции лиственницы Сукачева, разработать конкретные методы направленного изменения экологической и генетической структуры природных популяций (Шварц, 1972; Котов, 1988; Авров, 1990) и сохранения их существующего генофонда.

Лиственница отличается долговечностью, быстрым ростом, высокими техническими качествами древесины, резко выраженными ветро- и почвозащитными и водорегулирующими, декоративными и санитарно-гигиеническими свойствами, устойчивостью против вредных климатических воздействий и пожаров, повреждений грибами и насекомыми (Сукачев, 1924, 1938; Дылис, 1947, 1961; Тимофеев, 1977); поэтому изучение закономерностей ростовых процессов в культурах различных экотипов лиственницы в условиях свежего сугрудка Башкирского Предуралья имеет большое научное и практическое значение.

Цель и задачи исследований.

Цель исследования заключается в изучении закономерностей внутрипо-пуляционной изменчивости, устойчивости и продуктивности потомства фито-ценотических экотипов лиственницы в испытательных культурах лесостепи Башкирского Предуралья.

Основные задачи исследования.

1. Изучение закономерностей изменения фенотипической и генотипиче-ской структуры древостоев по интенсивности роста и устойчивости их в процессе естественного изреживания в лесных культурах.

2. Изучение фенотипической изменчивости фитоценотических экотипов лиственницы Сукачева при различных вариантах смешения.

3. Оценка лесоводственной, генетической и экономической эффективности различных экотипов в условиях выращивания в лесостепи Башкирского Предуралья.

Личный вклад автора в разработку проблемы. Автор принял личное участие в постановке задач, разработке методики, сборе и анализе литературных и экспериментальных данных, формировании научных положений и выводов.

Научная новизна. Применение метода системного анализа поведения ряда признаков (диаметра, высоты ствола) и устойчивости их к экстремальным условиям за 1966-1995 г.г. в сочетании с другими методами позволило выявить сопряженную изменчивость древостоев лиственницы Сукачева по степени пластичности и интенсивности роста растений. Изучены и количественно оценены эффекты взаимодействия генотипов со средой (ГТК по Селянинову, суммы эффективных температур, суммы годовых осадков и суммы осадков за апрель -июль). Показано, что при выращивании в смешанных культурах лучшие условия создаются при соотношении 1 ЛЗЛп с размещением Л (5x2) Лп (5x0,75) при рядовом смешении. Селективная ценность фитоценотических экотипов снижается по мере уменьшения степени устойчивости их к экстремальным условиям. При создании культур необходимо ограничивать переброску семян в широтном направлении с юга на север не более 1°30' и по высоте над уровнем моря не более 850 м. При переброске семян с севера не наблюдается снижение темпов роста изучаемых экотипов.

Обоснованность и достоверность результатов исследований обеспечивается достаточным объемом экспериментального материала, применением современных методов исследований и практической реализацией полученных результатов.

Практическое значение результатов исследования.

Установление разнокачественности фитоценотических экотипов лиственницы Сукачева по степени их устойчивости к экстремальным условиям и интенсивности роста в онтогенезе позволяет произвести отбор наиболее пер-

спективных экотипов для лесоразведения в условиях лесостепи Башкирского Предуралья.

Оптимизация различных способов смешения позволит повысить устойчивость и продуктивность лиственницы Сукачева на 19,5% по запасу, 14,4% по сохранности. Снижение затрат на создание лесосеменной базы, предотвращение гибели лесных культур от засухи, получение дополнительной древесины за счет увеличения среднего прироста на 6 м3/га по сравнению со средним по

о

всем экотипам (5,45 м /га) свидетельствует об экономической эффективности данной работы.

На защиту выносятся:

1. Закономерности роста испытательных культур лиственницы.

2. Продуктивность семенного потомства фитоценотических экотипов лиственницы в культурах.

Апробация. Основные результаты исследования доложены и обсуждены на ежегодных конференциях по итогам научно-исследовательских работ профессорско-преподавательского состава БГАУ (Уфа, 1995-1998), научно-практической конференции «Леса Башкортостана» (Уфа. 1997),

Публикации. По материалам исследования опубликовано 10 работ. Исследования выполнены в БГАУ в порядке разработки комплексной научно-технической проблемы «Эколого-лесоводственная основа воспроизводства лесов Республики Башкортостан».

Внедрение. Результаты исследования предназначены для лесокультурно-го производства и создания постоянной лесосеменной базы в РБ. На основе данных исследований составлены рекомендации по использованию семян лиственницы при лесовыращивании в Республике Башкортостан, которые одобрены НТС Минлесхоза Республики Башкортостан и рекомендованы к внедрению (11.02.1997 г.). Методика исследований может быть реализована при изучении испытательных и опытно-производственных культур. Результаты исследования внедряются в учебный процесс.

В сборе полевых материалов принимали участие студенты лесохозяйст-венного факультета, при почвенных описаниях и лесопатологической оценке насаждений - доценты Ишимьяров А.Ш. и Ганиев М.М., которым автор выражает свою благодарность.

Структура и объем диссертации.

Диссертация содержит 162 страниц машинописного текста, 49 таблиц, 15 рисунков; состоит из введения, 8 глав, заключения, списка использованной литературы из 250 наименований, в том числе 32 на иностранном языке, и приложений.

Глава 1. Естественно-исторические условия Башкирского Предуралья.

Территория Башкирского Предуралья отличается большим разнообразием природных условий, что обуславливается ее географическим местоположением, обширностью территории и наличием Уральских гор.

По природно-ландшафтным условиям территория республики делится на три резко отличных естественно-исторические провинции: Предуралье, Южный Урал и Зауралье (Тайчинов, Бульчук, 1975).

В Предуралье, на долю которого приходится около 65% всей территории республики, вследствие его меридиональной протяженности, наблюдается отчетливо выраженная горизонтальная зональность как в отношении растительного покрова, так и почв (Хазиев и др., 1995). По общему естественно-историческому районированию оно относится к лесостепной зоне, по лесорас-тительному районированию - к западному Предуральскому лесостепному району.

1.1. Климат

Расположение Башкирского Предуралья в глубине материка обуславливает резко выраженную континентальность климата, который мы характеризу-

ем данными метеостанции Уфа-Дема, находящейся в 15-20 км юго-западнее района исследования (рис. 1).

Средняя годовая температура воздуха 2,5 °С. Средняя температура самого холодного месяца (январь) - 14,6°С, самого теплого (июль) 19,0°С. Плюсовые температуры могут отмечаться во все месяцы года, а безморозным является только июль. Поздневесенние заморозки возможны вплоть до 3 июля, ран-невесенние отмечаются с 10 августа, а средняя продолжительность безморозного периода равна 137 дням. Близка к этому продолжительность малого вегетационного периода (дни со средней температурой более 10°С) равная 134 дням (10 мая - 20 сентября), большой вегетационный период (дни со средней температурой более 5°С) равен в среднем 164 дням (20 апреля - 5 октября). Сумма активных температур изменяется от 2300 до 2500°С.

Осадков за год выпадает около 550-600 мм. За теплый период (апрель -октябрь) выпадает их в виде дождей около 2/3 от вышеуказанного объема, а в холодный период (ноябрь - март) - 1/3.

В конце первой декады ноября на территории Предуралья устанавливается снежный покров. К концу зимы (вторая декада марта) снежный покров достигает наибольшей высоты - 46-52 см.

Снеготаяние обычно начинается в третьей декаде марта. Продолжительность его в среднем 21 день - к 16 апреля устойчивый снежный покров сходит. Полное оттаивание почвы происходит в среднем в третьей декаде апреля.

Средняя годовая относительная влажность воздуха равная 75%, доходит до 85% в декабре, а минимальная характерна для мая - 59%.

Средняя скорость ветра за год - 3,3 м/сек, в вегетационный период - 2,8 м/сек. Преобладают ветры южных и юго-западных направлений, очень редки восточные, северо- и юго-восточные направления ветра. В вегетационный период учащаются ветры северных румбов.

Среднемесячная температура воздуха, °С

Минимум —о—Средняя Максимум

Среднемесячное количество осадков в мм 60 т 1—1

50 -

а 40 -

3 30-

и 20-

10 -

о 4-1—Ц—1———1_|_1———1_(_1—1+1———Ц_1—

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Месяцы

Рис. 1. Климатические данные по метеостанции Уфа-Дема.

Климатические особенности региона сказываются на развитии лесной растительности; резкие перепады от тепла к холоду, неустойчивая погода в весенне-летний период приводит к возникновению поздне-весенних и ранне-осенних заморозков, опасных для лесных культур, естественного возобновления и плодоношения ряда пород, но в целом климатические условия района исследования благоприятны для внедрения лиственницы в лесные культуры.

1.2. Геология и рельеф

Предуралье расположено на востоке Русской равнины, юго-западную часть которого занимает Бугульминско-Белебеевская возвышенность. Район проведения исследований расположен в зоне так называемого Увалистого Прибелья.

В стратиграфическом отношении верхняя часть геологического профиля представлена в основном отложениями пермской системы палеозоя. В основании этих напластований лежат осадки нижнепермского моря в виде известняков артинского яруса, гипсов и ангидридов кунгурского яруса (Хазиев и др., 1985). Уфимский ярус представлен отложениями континентального периода: песчаниками, красноцветными глинами, мергелями и конгломератами.

Территория Предуралья характеризуется волнисто-увалистым рельефом с врезанными ложбинами, с большим количеством возвышений, с пологими склонами. Абсолютные высоты колеблются между 100-420 м над уровнем моря. Степень расчлененности рельефа 0,75-3,5 км/км2. Глубина местных базисов эрозии доходит до 50-250 м, средние уклоны от 1 до 10° (Научно-обоснованные системы ..., 1982). Увалы имеют в общем мягкие и довольно расплывчатые очертания, но с явно выраженной ассимметрией склонов. Они большей частью вытянуты в меридиональном и близком к нему направлении. Имеют распространение карстовые формы рельефа, большей частью на вершинах увалов.

Общий ландшафт территории Предуралья слагается из чередования холмистых увалов с равнинами, которые в свою очередь, прорезаны многочисленными долинами рек и оврагов. В образовании рельефа главное значение имело развитие гидрографической сети и связанные с ней эрозионные процессы, которые, несмотря на значительное колебание абсолютных высот, и определили отнесение всех лесов к категории равнинных. Культуры лиственницы в данных условиях отличаю�