Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Биология и формовое разнообразие облепихи крушиновой на Северо-Западном Кавказе

ВАК РФ 06.03.01, Лесные культуры, селекция, семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Биология и формовое разнообразие облепихи крушиновой на Северо-Западном Кавказе"

На правах рукрписи

Черноштанов Николай Алексеевич

□□3488515

БИОЛОГИЯ И ФОРМОВОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ОБЛЕПИХИ КРУШИНОВОЙ НА СЕВЕРО-ЗАПАДНОМ КАВКАЗЕ

Специальность 06.03.01 - Лесные культуры, селекция, семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 О ДЕК 2009

Волгоград 2009

003488515

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Майкопский государственный технологический университет»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Сухоруких Юрий Иванович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

Крючков Сергей Николаевич

кандидат сельскохозяйственных наук Зеленяк Александр Карпович

Ведущая организация: Управление лесами Республики Адыгея

Защита состоится 24 декабря 2009 г. в 14 час. на заседании диссертационного совета Д 006.007.01 при ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации» по адресу: 400062, г. Волгоград - 62, Университетский проспект, 97, а/я 2153, ГНУ ВНИАЛМИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института агролесомелиорации и на сайте www.vnialrni.ru

Автореферат разослан 21 ноября 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Л.А. Петрова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Облепиха крушиновая (ШррорИаг rhamnoid.es Ь) уникальна по многообразию практического использования. Ее плоды содержат биологически активные вещества, которые повышают иммунитет человека, укрепляют его сердечно-сосудистую систему, снижают риск онкологических заболеваний. Плоды облепихи широко используются в пищевых производствах. Она применяется для рекультивации техногенных ландшафтов, в противоэрозионных насаждениях и в целях озеленения.

На Северо-Западном Кавказе в долинах рек произрастают естественные насаждения облепихи, которые к настоящему времени остаются еще недостаточно изученными. Здесь, к сожалению, еще отсутствуют ее окультуренные плодовые плантации. Попытки интродукции сибирских и алтайских сортов облепихи в лесхозы Краснодарского края, предпринятые в 70-х годах прошлого века, оказались неудачными вследствие несоответствия биологии интродуцентов местным почвенио-климатическим условиям. Поэтому продолжает оставаться актуальной проблема создания промышленных плантаций облепихи на основе отобранных местных перспективных форм. Работы в этом направлении в регионе еще не проводились.

Цель и задачи исследования. Основной целью настоящей работы является изучение биологических особенностей, выявление формового разнообразия и отбор форм облепихи с хозяйственно-ценными признаками.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1 \ ч т»тт»? ^ГЛОО УЧ т! т-1 п <-> IIIГ1 гтт ттлгт»» V»» 1 то Оо погчл^ ппл ттттл»# ТгГо

I ) у lK.i-i.Ilti АХ> И П.иОиЛ.и.Щ» уу^^иилп 11СД ч>«11 С*ДП 1Ч<ЛШ\и

2) выявить возрастную и половую структуру, биологическую урожайность популяции облепихи;

3) изучить внутривидовое разнообразие облепихи по хозяйственно-ценным признакам;

4) выявить корреляционные связи между отдельными признаками,

5) провести фенологические наблюдения за развитием облепихи в местных условиях;

6) отобрать перспективные формы по комплексу хозяйственно-ценных признаков;

7) рассчитать экономическую эффективность создания плантаций облепихи. Научная новизна работы.

Впервые определены площадь, внутривидовая структура и состояние насаждений, уточнены некоторые биологические особенности, изучен цикл развития, отобраны перспективные формы для промышленных плантаций, рассчитана экономическая эффективность использования местных форм облепихи для промышленного возделывания на Северо-Западном Кавказе. Положения, выносимые на защиту.

1. На Северо-Западном Кавказе облепиха крушиновая характеризуется высоким полиморфизмом, что позволяет отбирать перспективные формы по комплексу хозяйственно-значимых признаков.

2. Особенности роста, развития и плодоношения вида.

3. Облепиха неконкурентна в смешанных естественных фитоценозах и малопродуктивна на тяжелых почвах, что следует учитывать при её выращивании.

4. Окупаемость затрат на создание и эксплуатацию промышленных плантаций облепихи пищевого назначения проявляется на 7 год. Плантация на получение масла окупает все предыдущие расходы уже в первый год плодоношения.

Практическая значимость работы. Результаты диссертационной работы могут быть использованы:

• для создания промышленных плантаций пищевого и медицинского назначения,

• при проектировании и выращивании полезащитных, рекультивационных и озеленительных насаждений,

• для оценки и прогнозов урожайности облепихи в Краснодарском крае и Республике Адыгея.

Материалы исследования используются в учебном процессе при изучении дисциплины «Лесная селекция», «Дендрология», «Лесомелиорация ландшафтов» на экологическом факультете ГОУ ВПО «Майкопский государственный технологический университет».

Обоснованность и достоверность результатов. Результаты исследования базируются на обширном экспериментальном материале, собранном по апробированным методикам и обработанном методами математической статистики с использованием компьютерных программ.

Личный вклад автора. Автором самостоятельно выбрано направление исследования, разработана программа и методика работ, лично осуществлены: сбор полевого материала, его обработка, анализ и обобщение, формулировка выводов, подготовка основных результатов исследования к публикации.

Апробация работы. Результаты исследования докладывались на расширенном заседании кафедры лесохозяйственных дисциплин, ученом совете экологического факультета, научных конференциях Майкопского государственного технологического университета (2006,2008 гг.).

Исследования выполнены в рамках темы «Экосистемы Западного Кавказа», № гос. регистрации 01.20.000.2832 тематического плана инициативных научно-исследовательских работ Майкопского государственного технологического университета.

Публикации. По материалам исследования опубликовано семь научных работ, в том числе одна статья в реферируемом научном журнале из перечня ВАК. Объем публикаций - 1,3 пл., доля участия - 100%.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 138 страницах компьютерного текста, состоит из введения, шести глав, заключения, рекомендаций производству и приложений. Список использованных источников включает 130 наименований, в том числе 21 - на иностранных языках. Текст содержит 9 таблиц, 35 рисунков и два приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 Природные условия Северо-Западного Кавказа

По характеру рельефа Северо-Западный Кавказ разделяется на равнинную и горную части. В геоморфологическом отношении горы СевероЗападного Кавказа представляют собой западный поперечный сегмент Большого Кавказа (Региональная геоморфология ..., 1979). В отличие от Центрального Кавказа здесь преобладает низко- и среднегорный эрозионно-денудационный рельеф, формирующийся в отложениях мела и нижнего палеогена.

В горах наиболее распространены мезозойские отложения, окаймляющие отложения палеозоя. Юрские отложения представлены преимущественно осадочными породами и песчаниками. Палеогеновые отложения морского и континентального происхождения состоят из глин, песков, песчаников, а миоценовые отложения - из детритовых и песчанистых известняков, а также известняковых песчаников.

Почвы Северо-Западного Кавказа разнообразны. На равнинной части распространены карбонатные, типичные, выщелоченные и слитые черноземы, лушБО-черноземные, луговые и лугово-аллювиальные, торфяно-глссвые и перегнойно-глеевые почвы, а в горах - серые лесные, бурые горно-лесные, перегнойно-карбонатные и горно-луговые почвы.

Климат характеризуется интенсивным притоком солнечной радиации от 115 ккал/см2 на севере до 120 ккал/см2 на юге. Продолжительность солнечного сияния сост2вляст 22О0-2400 чзеов в год Суммз. срсднссуточных температур

рглггпл/\'я та прпмпп г трмирпятупямы аиппр 10°^ па пшшиицпм трппмтлпим

составляет 3400...3600°С, в предгорьях 3000...3400иС, в горах 1000°С. Период со среднесуточной температурой воздуха выше 10°С составляет 196 дней. Наиболее теплая часть лета с температурой воздуха выше 15°С продолжается 140 дней и более. Средняя месячная температура воздуха в июле, самом теплом месяце года, на равнинной территории составляет 23...24°, предгорьях 20...22°.

В горах прослеживается вертикальная поясность климата. Количество осадков за год увеличивается по территории в направлении с севера на юг и в среднем составляет на большей части равнинных районов 500...600 мм. В предгорьях и прилегающих к ним равнинных районах оно увеличивается до 700...800 мм, а в горах до 800...2000 мм.

Распределение растительности региона определено сложностью и сильной расчлененностью рельефа, исключительным разнообразием геологических, почвенных и климатических факторов. Флора Северо-Западного Кавказа насчитывает около 30 тыс. видов, из которых более половины - это сосудистые растения. В составе дендрофлоры - 165 видов, из них 142 -листопадных, 16 - вечнозеленых лиственных и 7 - хвойных. Из общего числа видов реликтовых - 22%, эндемичных - 24%. Высокогорная флора включает в себя 819 видов травянистых растений, их которых 287 - эндемики.

2 Аналитический обзор

Приведены данные о систематическом положении, происхождении латинского названия, подвидах, климатипах, ареале, биологических и морфологических особенностях, сортах, направлениях селекции, размножении, практическом использовании, урожайности и механизации сбора плодов.

Данные о систематике вида содержатся в работах Т.Т. Трофимова (1963), А. 1*01^ (1971), И.П. Елисеева (1983, 1986), Е.И. Пантелеевой (1993). Вследствие ее значительного полиморфизма среди систематиков нет однозначного мнения о том один это вид или несколько. По мнению Н.Е. Булыгина (2002) род ШррорИае Ь. представлен одним видом - ШррорЬае rhamnoLd.es Ь. Ботаник Редер различал два вида облепихи - Н. яаПЫ/оНа О.Боп. (иволистная) и Н. rhamnoid.es Ь. (крушиновая).

По морфологическим признакам семян облепиха крушиновая разделяется на четыре географические расы: сибирскую, центрально-среднеазиатскую, кавказскую и западноевропейскую (Трофимов, 1963).

На территории бывшего СССР в пределах ареала облепихи выделены пять климатипов (Елисеев, 1974, 1974; 1982). В Российской Федерации расположены Сибирский, Кавказский и Прибалтийский климатипы, за пределами России еще два - Карпатский и Среднеазиатский.

Центром происхождения облепихи, считается Центральная Азия. Естественный ареал облепихи включает Китай, Монголию, Индию, Непал, Пакистан, Россию, Казахстан, Узбекистан, Турцию, Румынию, Швейцарию, Великобританию, Францию, Данию, Голландию, Германию, Польшу, Финляндию, Швецию, Норвегию и Исландию. Более 90% площади или 1,5 млн. га облепиховых насаждений приходится на Китай.

Почти во всех районах облепиховые заросли приурочены к почвам особого механического состава - песчано-иллювиальным наносам, галечникам (Трофимов, 1976, 1988). Это очень существенная биологическая особенность вида.

Описание дикорастущих насаждений облепихи крушиновой для разных регионов России и бывшего СССР приводят в своих работах Авдеев (1979), Амшеев (1998), Арбаков (1998), Головатый (1980) Долгачева (1987), Ермаков (1978, 1981), Тодуа (1986), Филатов (1984), Попов (1929), Саримсаков (1979), Шапиро (1979) и др.

Облепиха - двудомное растение с раздельнополыми цветками. Она светолюбива и считается гигромезофитом. Растения хорошо растут и плодоносят на легких, водо- и воздухопроницаемых плодородных почвах. Имеющиеся на корнях облепихи клубеньковые актиномицеты способны усваивать азот из воздуха.

Первые в мире сорта облепихи были получены в России. Все они берут начало от тункинской популяции. Основными селекционными центрами этой культуры являются НИИ садоводства Сибири им. М.А. Лисавенко, Новосибирская и Бурятская плодово-ягодные опытные станции, Институт цитологии и генетики (Новосибирск), Ботанический сад МГУ, Горьковский СХИ (ныне Нижегородский аграрный государственный университет).

К 1998 г. было районировано 35 сортов (Гончаров, 1998). В последнее десятилетие появились новые сорта: Новость Алтая, Отрадная, Превосходная и др. Многие формы проходят сортоиспытание. В настоящее время в России продолжается работа по селекции облепихи на урожайность, крупноплодность, снижение колючести, зимостойкость, устойчивость к болезням, сухой отрыв, механизированную уборку урожая плодов, пригодность для тяжёлых почв. Районированные сорта облепихи в регионе отсутствуют. Урожай плодов облепихи в естественных насаждениях варьирует от 0.2 до 2,6 т/га (Койков, 1982; Ермаков, 1986; Крайнев, 1971; Гатин, 1961; Губанов, 1976; Суров, 1981; Салатова, 1976; Головатый, 1980).

3 Программа, объекты и методики исследований

Цель работы - выявить формовое разнообразие облепихи СевероЗападного Кавказа и отобрать формы с хозяйственно-ценными признаками.

Программой исследования предусматривалось решение следующих

задач:

1) уточнить ареал и площадь облепихи па Северо-Западном Кавказе;

2) выявить возрастную и половую структуру, биологическую урожайность популяции облепихи;

3) изучить внутривидовое разнообразие облепихи по хозяйственно-ценным признакам;

4) выявить корреляционные связи между отдельными признаками,

5) п^-овссти Фенологические наблюдения за развитием местных облепихи;

6) отобрать перспективные формы облепихи:

7) рассчитать экономическую эффективность выращивания отобранных пепспективных ^о^м облепихи на промышленных плантациях. Объектами исследований явились естественные насаждения облепихи

(Hippophae rhamnoides L.) Краснодарского края и Республики Адыгея. Материал собран на 73 участках в бассейнах рек Уруп, Лаба и Белая. Координаты и описание участков приведены в приложении А диссертации. Район исследования находится в юго-восточной части Северо-Западного Кавказа. Его крайние точки ограничены координатами 43° 58' 27" - 45° 03' 10" северной широты и 39° 52' 19" - 41° 36' 00" восточной долготы. Протяженность района исследования в меридиональном направлении составляет 125 км, в широтном - 93 км.

Исследования проводились по маршрутным ходам с закладкой пробных площадей на каждом локальном участке. Насаждения облепихи на пробных площадях обследовались в соответствии с методиками, принятыми в геоботанике и таксации (Основы ..., 1964; ОСТ 56-69-83; Полевая геоботаника, 1972, 1976; Программа и методика ..., 1974; Раменский, 1971; Сукачев, 1957). Координаты участков фиксировались прибором GPS.

У каждого дерева (куста) определялись следующие показатели: диаметр ствола на высоте 0,3 м от земли, высота, диаметр кроны, возраст, санитарное состояние, балл урожайности и урожайность.

Возраст растений определялся с помощью приростного бурава и оценивался в соответствии с рекомендациями Н.Т Койкова (1978). Санитарное состояние оценивалось на основании «Санитарных правил ...» (1992).

Динамика роста облепихи изучена путём анализа хода роста модельных растений методом, принятым в лесной таксации. С этой целью были взяты три модели в возрасте 15-17 лет. Выпилы из главных осевых побегов производились через 10 см. Ход роста по диаметру ствола анализировался на поперечном срезе, сделанном на высоте 0,3 м.

По урожайности растения классифицированы следующим образом:

] балл, очень низкоурожайные;

2 балла, низкоурожайные;

3 балла, среднеурожайные;

4 балла, высокоурожайные;

5 баллов, очень высокоурожайные.

Модельные растения на пробпых площадях для определения урожайности плодов выбирались из числа средних по высоте, диаметру ствола, кроны и баллу урожайности. Урожайность устанавливали в период полного созревания следующим образом. Измерялась общая длина плодоносящих побегов. Из их средней части по сторонам света секатором вырезались отрезки побегов длиной ао 0,20 ... 0,25 м с плодами. Срезанные веточки складывались и снабжались этикетками. В камеральных условиях плоды обрывали и взвешивали. Урожай плодов подсчитывался по формуле:

V = гп *Ь/1*103, (1)

где У — урожай плодов с куста (дерева), кг;

ш - масса собранных плодов со срезанных веточек, г;

I , - длина плодоносных ветвей, м;

1 - длина срезанных ветвей, м;

103 - количество граммов в кг.

Урожай плодов на пробной площади получали как произведение урожайности модельного растения на их количество на пробе (0,01 га) с последующим переводом на 1 га.

Описание морфологических признаков проводилось по методике В.Т. Кондратова (1977).

По отношению длины к ширине плоды разделялись на округлые (1,00 ... 1,19) и овальные (1,20 ... 1,39).

Поскольку исследование было направлено на определение экономически ценных характеристик, которые очень важны при выборе перспективных форм, изучались также следующие количественные характеристики: длина и ширина плода (мм); длина плодоножки (мм) и характер отрыва плодов; масса плода (мг), степень покрытия побегов колючками.

Размеры плодов и семян, длина плодоножки измерялись измерительной лупой (10х) с точностью 0,1 мм. Количество измеряемых плодов с одного растения определялось, исходя из основных положений теории планирования эксперимента.

По размерам плоды облепихи разделялись на 3 группы: мелкие - длиной менее 7 мм; средние - от 7 до 9 мм и крупные - 9 мм и более.

По цвету плоды разделялись на 5 групп: желтые, желтовато-оранжевые, оранжевые, красновато-оранжевые и красные.

Для определения степени покрытия побегов колючками и их длине («околюченность» побегов) применялась 5-балльная шкала.

Фенологические наблюдения проведены по методике И.Н. Бейдеман (1954,1974), а обработка фенодат - по методике Г.Н. Зайцева (1977, 1981).

Материалы полевых исследований обработаны методами математической статистики (Лакин, 1980: Плохинский, 1970: Роккцкии, 1973) с использованием пакета прикладных статистических программ.

4 Биологические особенности облепихи крушиновой на СевероЗападном Кавказе

4.1 Распространение облепихи в регионе

Все обследованные участки расположены в верхнем и среднем течениях рек. Отсутствие облепихи в нижнем течении объясняется, на наш взгляд, утяжелением механического состава аллювиальных наносов с уменьшением скорости течения в этой части продольного профиля горных рек. Тяжелые глинистые и суглинистые почвы не соответствуют биологии данного растения.

Диапазон абсолютных отметок исследованных участков охватывает высоты 120 ... 692 м (рис. 1).

Рисунок 1. Распределение участков по абсолютной высоте

101- 201- 301- 401- 501- 601200 300 400 500 600 700

Высота над уровнем моря, м

Наибольшее количество участков (22 или 30,1%) сосредоточено на высотах 101-200 м, остальные расположены на высотах от 201 до 700 м над уровнем моря.

Пример распространение облепихи в пойме р. Уруп показан на рисунке 2.

с

ift

ж

"«¿M» » ■ * •

f Ф. î T

12 3 4

Рисунок 2. Трансекта по левому берегу р. Уруп с лугово-аллювиал ьными почвами в районе х. Хлопонин (1 - яблоня лесная, 2 - облепиха, 3 - ива белая, 4 - бузина

По берегам рек естественные ленточные насаждения облепихи перемежаются с насаждениями других пород и с безлесными участками.

По нашим наблюдениям заросли облепихи на Северо-Западном Кавказе часто приурочены к понижениям рельефа (рис. 3).

Рисунок 3. Трансекта поперек русла р. Уруп (1 — облепиха, 2 — ива белая, 3 - разнотравье)

Такая приуроченность к западинам свидетельствует о влаголюбии

облепихи.

4.2 Возраст и возрастные фазы развитии облепихи

В исследованной популяции представлены растения от 1 года до 35 лет. Класс возраста облепихи установлен равным пяти годам (Койков, 1978). По фазам развития растения облепихи разделены на вкргинильные, генеративные и сенильные (Работнов, 1992). Распределение растений по классам возраста и

¡ам развития показано ка рисунке 4.

II III IV V м Класс возраста

Фаза рззвития (1- виргинильная, 2- генеративная, 3- сенильная)

а

А 1>о

б

Рисунок 4. распределение растении но классам возраста (а) и фазам развития (б)

В обследованной популяции преобладают особи до 10 лет, на долю которых приходится 75% всех растений. Предельным классом возраста является VII, который достигают только мужские растения. Женские индивиды не доживают до этого возраста в связи с механическими повреждениями при заготовке плодов неорганизованными сборщиками. Молодые растения составляют 21%, средневозрастные - 54%, приспевающие - 14%, спелые - 8%, перестойные - 3%. Средний возраст облепихи равен 9 годам.

Подавляющее большинство растений в обследованной популяции имеет корнеотпрысковое происхождение, и виргинильный период для них в условиях полного освещения длится два года. Плодоношение корневых отпрысков облепихи в регионе начинается с трех - четырех лет. В особо благоприятных

условиях мы наблюдали образование плодов корневыми отпрысками уже в возрасте двух лет. Однако такие случаи чрезвычайно редки.

Обследованная популяция характеризуется тремя существенными признаками, позволяющими отнести ее к популяции нормального типа (Работнов, 1992): растения в онтогенезе проходят полный цикл развития от эмбрионального до сенильного, популяция имеет высокий процент (84%) генеративных особей, она самовозобновляется и поддерживается без

пттиАло^шп тн1от1сло той»

Ж1У1 ч/и Ш1иуи х V•

43 Ход роста облепихи по высоте, днаметру ствола н кроны Графики хода роста модельных растений представлены на рисунке 5.

а) б)

Рисунок 5. Ход роста облепихи: а) по высоте, б) - по диаметру ствола

Из графика на рисунке 5а следует, что ежегодный прирост в высоту примерно до 10 лет остается пластически постоянным, после чего начинает снижаться. На наш взгляд это связало с достижением растениями в этом

пластических веществ на формирование урожая. На графике 56 видно аналогичное рисунку 5а, но менее выраженное, снижение прироста по диаметру после 10 лет.

Графики свидетельствуют о том, что к 15-17 года:»? у облепихи начинает проявляться депрессия в росте.

Ход роста по диаметру кроны аналогичен таковым для высоты и диаметру ствола. Следует отметить слабое развитие крон в горизонтальной проекции вследствие отмирания нижних ветвей.

4.4 Строение кроны облепихи

Высота растений в зависимости от возраста и условий местопроизрастания колеблется в пределах от 0,3 до 10,0 м. Количество скелетных ветвей варьирует от трех до восьми. Ветвление начинается на высоте ОД - 0,6 м. Генеративные растения облепихи имеют побеги трех типов: ростовые, смешанные (вегетативно-генеративные) и генеративные. Их функции специализированы.

Максимальное развитие в ширину крона достигает только у не затененных растений облепихи. В сомкнутых насаждениях крона облепихи как одной из самых светолюбивых пород быстро отмирает снизу уже в молодом

возрасте, в связи с чем плодоношение смещается в ее верхнюю часть. Естественное формирование кроны заканчивается в наших условиях на восьмой-девягый год. К этому возрасту урожайность достигает максимального значения, вегетативный рост начинает затухать и линейные приросты уменьшаются.

Крона облепихи никогда не загущается. Она постоянно остается сквозистой, что способствует развитию под ней светолюбивых растений, в т.ч. корневищных злаков, снижающих плодовую продуктивность растений.

4,5 Строение корневой системы и корнеотпрысковое возобновление облепихи

Корневая система облепихи поверхностная, сильно разветвленная, состоящая из корней различной специализации. Её строение на луговых черноземах по данным раскопок показано на рисунке 6.

нисунок 6. Строение корневой системы облепихи: 1-5 — корневые отпрыски (кроны удалены); 6-8 - заглубляющиеся в почву корневые мочки

Основной шнуровидный корень залегает на глубине 5-7 см. При общей длине 185 см на нем расположено пять корневых отпрысков в возрасте от одного года до четырех лет. Собственная корневая система даже четырехлетнего отпрыска (4) остается еще слабо развитой. Отдельные корни второго порядка оканчиваются мочкой, которая заглубляется в почву на 15-20 см.

Слабое развитие на поверхностно расположенном горизонтальном корне мелких всасывающих корешков и наличие густых отпрысков свидетельствует о том, что его главные функции - это проводящая и регенеративная. Основную роль в минеральном питании молодых отпрысков играет корневая система материнского растения, связь с которой сохраняется по нашим данным до 10-12 лет.

По нашему мнению глубина распространения корней облепихи в регионе зависит от типа, механического состава и мощности почвы.

На песчано-галечниковых отложениях распространение корней в глубину определяется мощностью песчаных наносов: с увеличением песчаного слоя корневая система заглубляется до 30-40 см. Более глубоко расположенные корни облепихи отмирают вследствие недостатка кислорода.

( Материнское растение

На Северо-Западном Кавказе корневая система генеративного растения облепихи может удаляться от материнского растения на 6-8 м.

Густота корневых отпрысков в обследованной популяции может достигать 40-50 тыс. на 1 га. Как у всех светолюбивых растений, естественное изреживание отпрысков облепихи протекает очень интенсивно. Уже в период полного плодоношения густота снижается до 500 - 1500 растений на 1 га.

4.6 Пространственно-временная динамика насаждений облепихи

Многими авторами отмечается способность облепихи изменять конфигурацию образуемых ею насаждений и занимать свободные пространства. В условиях Северо-Западного Кавказа пространственному распространению этого растения способствуют водные течения и фазаны. На песчано-галечниковых отложениях семена облепихи распространяются водой, а на лугово-аллювиальных почвах, расположенных на удалении от русла, -чтицами. Семена быстро прорастают, образуя чистые куртины за счет корневых отпрысков. Куртины разрастаются, занимая свободные места. Постепенно в них проникают древесные растения местной зональной флоры (ива белая, тополь белый, тополь черный, дикоплодовые). Кусты облепихи при затенении плохо растут, перестают плодоносить и при наличии свободных мест вытесняются на периферию. Если свободные пространства с подходящими почвами отсутствуют или изолированы уплотненными грунтами, то растения облепихи отмирают.

Нами наблюдалось полное исчезновение ленточного насаждения облепихи длиной 75 м и шириной 5-8 м вследствие разрастания пойменного ИиСз^дбНпЯ нвы белой

4.7 Фенология облепихи

Несоответствие местных климатических условий для интродуцированных из Сибири и Алтая сортов облепихи стало причиной их гибели в некоторых лесхозах региона в 70 годах прошлого века. Поэтому для создания её промышленных плантаций в районе исследования необходимо использовать местные перспективные формы. При отборе важное значение имеет изучение фенологии растений (табл. 1).

Таблица 1 - Фенологические фазы облепихи на Северо-Западном Кавказе

Фенологическая фаза Годы наблюдений Средняя дата

2003 2004 2005

1. Набухание почек 31.03 3.03 18.03 17.03+8

2. Распускание почек 7.04. 13.03 26.03 26.03±7

3. Начало роста побегов 16.04 29.03 9.04 8.04±5

4. Начало цветения 21.04 7.04 13.04 14.04±4

5. Окончание цветения 1.05 15.04 23.04 23.04±5

6. Распускание листьев 4.05 19.04 26.04 26.04±4

7. Созревание плодов 10.08 2.08 7.08 6.08±2

8. Окончание роста побегов 28.08 20.08 24.08 24.08±2

9. Опадение листьев 18.11 26.11 23.11 22.11 ±2

Вегетационный период 232 268 244 249±11

По нашим наблюдениям облепиха крушиновая начинает вегетировать в марте. За три года (2003-2005) средняя продолжительность периода вегетации составила 249±11 дней (минимальная 232 дня в 2003, максимальная 268 в 2004

году)-

Средняя продолжительность покоя растений составляет 117±11 дней. Самый короткий период покоя зарегистрирован в 2004 г. (98 дней), а наиболее продолжительный - в 2003 г. (134 дня).

Длительность вегетационного периода и периода покоя, даты наступления фенологических фаз у облепихи крушиновой зависят от погодных условий. Для пробуждения от зимнего покоя, начала ростовых процессов и цветения ей необходима температура выше 5°С. Осадки и влажность воздуха влияют на продолжительность генеративных фаз развития.

По данным ГМС «Майкоп» за период исследования 2003-2005 гг. самым

тпппсти* Й1.1П ОППА гг»тт _ гпрпцргпплкяс трмпрпятл/пя +1 9 7°Р угтплиым . . „„ ----- -----._,. ------------------------

годом был 2003 - среднегодовая температура +11,1°С. За весь период

наблюдений среднегодовая температура составила +11,9°С, среднегодовое

количество осадков 980 мм.

5 Формовое разнообразие облепихи и отбор местных перспективных

форм

Площадь популяции облепихи в регионе по нашим оценкам составляет 40 га. В исследованной популяции преобладают особи до 10 лет.

Санитарное состояние облепихи характеризуется средним баллом 1,03 (без учета сухостоя), что свидетельствует о хорошем состоянии насаждений. На долю женских растений приходится 45%, на долю мужских 42%.

5.1 Формоксб разнообразие по биометрическим покяззтелям Высота облепихи колеблется от 0,5 до 10,0 м, диаметр от 1 до 21 см, ширина кроны от 1,0 до 3,5 м. Согласно тесту Колмогорова-Смирнова распределение частот по всем трем параметрам существенно отклоняется от нормального. Биометрические параметры женских особей облепихи представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Размерная структура женских растений облепихи

Параметры Высота, м Диаметр, см Диаметр кроны, м

Среднее 4,63±0,19 5,53±0,11 1,92±0,08

Минимум 0,5 1,0 1,0

Максимум 10,0 21,0 3,5

Медиана 4,0 4,6 1,9

Мода 3,0 3,0 1,8

Мужские экземпляры крупнее женских на 18-26 % вследствие меньших механических повреждений и более интенсивного вегетативного роста в связи с отсутствием затрат пластических веществ на плодоношение.

Гистограммы распределения растений по изучаемым признакам представлены на рисунках 7-11.

35 30 * 26 г го 1« -------------- ---- -

т 1и

[ |||ц, ,

0.5 1.5 2.5 3,5 4,5 5.5 6,5 7.5 8,5 8,5 10,5 Высота растений, м

3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 Диаметр растений, см

а б

Рисунок 7. Распределение женских растений облепихи по высоте (а) и по диаметру ствола (б)

5.2 Формовое разнообразие по урожайности

Обследование зарослей облепихи выявило следующее распределение

женских плодоносящих ососеи по урожаинисш плодив фис.о).

50 -

40

т 30 -

!;

20

10

0

2 3 4 Урожайность, балл

гисунок б. распределение растений по урожайности В пппупипии Преобладают

у I ыи

имеются и высокоурожайные растения, имеющие балл по этому признаку, равный 5. Средняя урожайность одного женского растения составляет 0,365 кг.

5.3 Формовое разнообразие по околюченности побегов

Наличие колючек («отточенность») на побегах облепихи в значительной степени усложняет ручной сбор плодов, который до настоящего времени является основным. Поэтому селекция на уменьшение густоты и длины шипов, а также их жесткости имеет большое практическое значение. Лучшие сорта облепихи отечественной селекции вообще лишены колючек.

Формовое разнообразие изученных насаждений облепихи по данному признаку характеризует рисунок 9.

у » 1,6667х' - гглзвх* ♦ 78,798« - 47,9 = 0,9001

I I

2 3 4 6

Окояоченностъ побегов, балл

Рисунок 9. Распределение женских растений облепихи по околюченности побегов

Растения с очень слабым, слабым и умеренным проявлением признака «околюченность побегов» составляют 82,7% от общего числа обследованных растений.

5.4 Формовое разнообразие по качеству плодов

Качественными характеристиками плодов облепихи являются их

размеры, масса, цвет, длина плодоножки, характер отрыва и количество плодов в грозди.

Ро1идт| н »«алло пгшчлп

• 1.1 ■ Ы1.11Х £>*>> .> 11.14,1./..

Распределение женских растений облепихи по длине плода показано на рисунке 10.

53 7_з у д дз я я 93 оя 153 1пд 113

Длина гшода, мм

а б

Рисунок 10, Распределение растений облепихи по длине (а) и величине (б) плодов: (1-мелкие, 2-средние, 3-крупные)

В обследованной популяции преобладают растения со средними плодами,

К^т/пиопттппоМР Ло^МИ 1 п пКптт ни^ггр .Г'тпччи'

Масса плода облепихи напрямую зависит от его размеров и изменяется в

г.^^пг.пг.« : : ^ ..г « —. ол т/*—---------------

11 .¡ал 1 1 ли, си^лл» о п^м ли. л^ллцдрпцпсш вармаЦНИ

данного параметра между растениями в популяции составляет в среднем 34,8%, что значительно выше, чем для отдельных растений (5,2-14,3%). Это свидетельствует о перспективности отбора крупноплодных форм облепихи в регионе.

5.4.2 Цвет плодов

Цвет зрелых плодов зависит от концентрации в них каротиноидов и колеблется от жёлтого до красного с переходными оранжевыми оттенками. Содержание каротиноидов увеличивается от жёлтоплодных форм к красноплодньш. В.П. Петрова (1987) отмечает почти полное отсутствие каротина в плодах кавказской облепихи. По нашему мнению, это не совсем так, о чем свидетельствует представленная ниже гистограмма (рис. 11).

» +

7 40

1 30

7 20

зо.з

Цвет плодов, балл

Рисунок 11. Распределение растений

облепихи по цвету плодов: (1 -желтый, 2-желтовато-оранжевый, 3 -оранжевый, 4-красновато-оранжевый, 5-красный)

В обследованной популяции преобладают желтоллодные низкокаротинные формы, составляющие 52,4%. Однако остальная часть обследованных растений в той или иной степени содержит каротин: на долю высококаротинных особей красновато-оранжевого и красного цветов приходится 7,5 %.

5.4.3 Форма плодов и длина плодоножка

По форме плодов растения примерно поровну разделились на округлые и овальные. Цилиндрические плоды в данной популяции не отмечены.

Длина плодоножки облепихи является важным параметром, определяющим удобство ручного сбора плодов. В отличие от других плодовых у облепихи отсутствует разделительный слой клеток между плодоножкой и побегом. Этим, в частности, объясняется сравнительно большие усилия для отрыва плодов от ветвей, а также их длительную сохранность на ветвях почти в течение всей зимы.

Длина плодоножки у женских особей облепихи колеблется от 1,0 до 5,5 мм, в среднем составляя 3,25 ± 0,07 мм.

5.4.4 Размеры семян

Из всех органов облепихи семена являются наименее вариабельными по размерам. Их длина в исследованной популяции колеблется от 4,2 до 6,6 мм, в среднем составляя 5,25 ± 0,04 мм. Медиана равна 5,2, мода 5,0 мм; стандартное отклонение 0,48, асимметрия 1,03, эксцесс 2,20.

Средняя ширина семян в обследованной популяции составляет 2,24±0,02 мм. Минимальное значение данного признака равно 1,9 мм, максимальное 2,7 мм

Модели распределения облепихи по изучаемым признакам описывается уравнениями следующего вида:

у = (а+Ь*х+с*х2+с1*х3)/(1+е*х+Рх^*х3), (2)

у = (а+Ь*х+с*х2+а*х3+е*х4/(1+Рх+в*х2+Ь*х3+1*х4), (3)

где у - частота, %; х - изучаемые признаки;

а, Ь, с, с), е, £ Ь,! — постоянные коэффициенты. Коэффициент детерминации уравнений Я2 = 0,9650 ... 0,9997.

Установлена средняя ранговая корреляция Спирмена для признаков диаметр кроны - диаметр ствола, длина плода - ширина плода, длина плода -цвет плода (г = 0,47-0,59); для признаков высота ствола - диаметр ствола, длина плода - длина семени, ширина плода - ширина семени корреляция приближается к высокой (г = 0,63-0,71).

5.5 Перспективные формы облепихи

У облепихи из одной генеративной почки развиваются несколько цветков, образующих соцветие. В почках женских растений формируется до 910 цветков и такое же количество плодов в виде грозди. Многоцветковые формы более продуктивны (Игошина, 1998). Считается, что формирование гроздей и сближенное их размещение затрудняет ручной сбор плодов

(Пантелеева, 1998). Мы полагаем, что такое гроздевое формирование плодов, наоборот, облегчает труд сборщиков, т.к. позволяет легко отделять сразу по нескольку плодов. Отобранные по признаку гроздеплодности формы имеют в среднем по 6,6 шт. плодов в грозди.

Всего в регионе по комплексу хозяйственно-ценных признаков отобрано 8 форм облепихи. Карточки предварительного отбора представлены в приложении Б диссертации. В дальнейшем отобранные формы планируется размножить и подвергнуть сортоиспытанию.

Отобранные формы облепихи характеризует таблица 3.

Таблица 3 - Характеристика отобранных перспективных форм облепихи

% формы Урожайность, кг Характер плодоношения Средняя масса плода, г Длина плодоножки, мм Околюченность, балл Отрыв Цвет плода*

1 6,3 Гроздеплодное 0,19 3,0 2 Сухой Ж.-ор.

2 7,4 Гроздеплодное 0,16 2,8 1 Сухой Ж.-ор.

3 5,7 Гроздеплодное 0,14 3,2 2 Сухой Ж.-ор.

Л Н 6,8 Гроздеплодное 0,14 3,1 т ¿. Сухой Ж.-ор.

5 4,2 Обычное 0,34 3,6 3 Сухой К.-ор.

6 4,4 Обычное 0,28 3,3 1 Сухой Ор.

7 5,1 Обычное 0,25 4,1 1 Сухой Ор.

8 5,3 Обычное 0,26 3,7 2 Сухой Ж.-ор.

*Примечание: Ж.-ор. - желтовато-оранжевый; К.-ор. - красновато-оранжевый; Ор. -оранжекый

Все формы имеют урожайность 5 баллов (4,2-7,4 кг), сухой отрыв плодов, очень слабую, слабую и умеренную околюченность, желтовато-оранжевый, оранжевый и красновато-оранжевый цвет плодов, свидетельствующий о наличии каротиноидов. По комплексу этих признаков отобранные формы в целом превосходят средние значения для популяции Северо-Западного Кавказа.

Координаты отобранных форм приведены в диссертации.

6 Экономическая эффективность создания промышленных плантаций облепихи на Северо-Западном Кавказе

Для плантационного возделывания облепихи предлагается использовать неиспользуемые в настоящее время сельскохозяйственные земли в Майкопском районе Республики Адыгея в двух километрах от станицы Абадзехской на правом берегу реки Белая. Произрастание здесь отдельных кустов облепихи свидетельствует о пригодности данного участка в намеченных целях.

В связи с задернением подготовка почвы проводится по системе черного пара. Плантация создается посадкой укорененных черенков, заготовленных с отобранных нами перспективных форм облепихи. Размещение 4x1 м. Соотношение мужских и женских растений на плантации 1:6.

Расчетно-технологическая карта на подготовку почвы под плантацию облепихи по системе черного пара и посадку, а также схема смешения женских

и мужских растений представлены в диссертации. Общие затраты на закладку плантации (подготовка почвы и посадка), уход за нею в сумме составляют 30,3 тыс. руб.

Динамика расходов на создание плантации и её эксплуатацию по годам показана в таблице 4

Таблица 4 - Экономическая эффективность плантации облепихи на Северо-Западном Кавказе по годам, тыс. руб.

Показатели Годы

1 2 3 4 5 6 7

1. Проектируемая урожайность, кг/га 0 0 0 1280 3210 6420 9630

2. Подготовка почвы, посадка 14,3 0 0 0 0 0 0

3. Уход 16,0 15,5 15,5 15,5 15,5 15,5 15,5

4. Сбор плодов 0 и 0 19,8 49,7 99,4 149,2

5. Общие прямые расходы нарастающим итогом 30,3 45,8 61,3 96,6 161,8 438,5 603,2

6. Стоимость плодов 0 0 0 51,2 128,4 256,8 385,2

7. Стоимость плодов нарастающим итогом 0 0 0 51,2 179,6 436,4 821,6

Доход нарастающим итогом (п. 7-п. 5) 0 0 0 -45,6 17,8 -2,1 218,4

Рентабельность, % - - - - - - 36,2

тдо noijjjLTv представленных s таОлице 4- следует что до 6 лет плантация убыточна. С 7 года она начинает приносить доход, рентабельность в этом возрасте уже достигает 36,2 /'о. После 1 лет рентабельность возрастает и составляет в 8 лет - 57,2%, в 9 лет - 70,7%, в 10 лет - 80,3%.

Экономический эффект будет значительно большим, если использовать плоды в качестве сырья для получения масла. Наиболее чистый и высокоактивный продукт для медицины и парфюмерии получают экстракцией жидкой двуокисью углерода при низкой температуре без доступа кислорода по С02 - технологии (http://www.isahome.net/commerce_show.asp?ID=636).

При среднем содержании масла в сырье 3,5% и цене 200 USD за 1 кг его реализация от первого урожая составит 215 тыс. руб., что сразу окупит все расходы на создание плантации; доход составит 118,4 тыс. руб., рентабельность - 122,6%. Приведенные данные свидетельствуют о перспективности и экономической эффективности плантационного возделывания облепихи на Северо-Западном Кавказе в пищевых и медицинских целях.

Облепиха в регионе имеет также значительные перспективы для защитного лесоразведения, рекультивации и озеленения.

Заключение

1. Площадь насаждений облепихи в регионе составляет 40 га. В них представлены растения от 1 года до 35 лет (VII класс возраста), но

преобладают особи до 10 лет, на долю которых приходится 75%. Средний возраст растений - 9 лет. Биологическая урожайность - около 4 т. Санитарное состояние хорошее (средним балл 1,03). На долю женских растений приходится 45%, мужских 42%. Преобладают особи генеративного жизненного состояния (84%).

2. Обследованные насаждения характеризуется следующими признаками, относящими их к популяции нормального типа (Работнов, 1992): растения в онтогенезе проходят полный цикл развития от эмбрионального до сенильного; популяция имеет высокий процент (84%) генеративных особей; она возобновляется и поддерживается без привнесения зачатков извне.

3. Вегетационный период облепихи в регионе длится в среднем 259±11 дней (242 дня в 2003 г., 278 - в 2004 г., 254 - в 2005 г.).

4. Распределение растений по биометрическим признакам отличается от нормального. Мужские экземпляры крупнее женских на 18-26%, что связано с их меньшей повреждаемостью и более интенсивным вегетативным ростом. Распределение частот по изученным признакам описывается уравнениями 34 степени с очень высокими коэффициентами детерминации (0,9650-0,9997). Ранговая корреляция Спирмена для признаков: диаметр кроны - диаметр ствола, длина плода - ширина плода, длина плода - цвет плода средняя (г = 0,47-0,59); для пар высота дерева - диаметр дерева, длина плода - длина семени, ширина плода - ширина семени она приближается к высокой (г =

0.63-0,71).

5. В популяции преобладают очень низкоурожайные умеренно околюченные женские растения со средними по величине плодами желтого цвета со средней урожайностью 0,365 кг. Однако наличие и популяции очень высокоурожайных (до 7 кг), крупноплодных (длина плода более 10 мм), красноплодных, с плодами, собранными в грозди, очень слабооколюченных растений обуславливает перспективность отбора ценных для синтетической селекции форм. Отобрано 8 форм облепихи, которые по комплексу хозяйственно-значимых признаков превышают средний популяционный уровень. Их планируется вегетативно размножить и подвергнуть сортоиспытанию.

6. При традиционном использовании облепихи в пищевых целях экономическая эффективность плантаций невысока: лишь на 7 год рентабельность достигает 36,2%. Возделывание облепихи на получение масла значительно рентабельнее: уже при первом урожае в возрасте 4 года окупаются все предыдущие затраты на создание плантации. Доход от реализации облепихового масла по сложившимся мировым ценам в 4 года составляет 118 тыс. рублей и рентабельность 122,6%.

7. На Северо-Западном Кавказе облепиха перспективна также для полезащитного лесоразведения, рекультивации и озеленения.

Рекомендации производству

1. Облепиха крушиновая на Северо-Западном Кавказе имеет спорадическое распространение и занимает площадь всего 40 га. Основная причина

столь ограниченного распространения - выжигание травы. Практику выжигания травы на участках распространения облепихи следует прекратить, а насаждениям придать статус генетических заказников.

2. Заготовку плодов облепихи необходимо проводить только в зрелом виде и только не травмирующими способами.

3. Отобранные формы облепихи рекомендуется вегетативно размножить и использовать для закладки специализированных плантаций на получение масла, полезащитного лесоразведения, рекультивации, озеленения, а также как основу для последующей селекции.

Список опубликованных работ:

в рецензируемом научном журнале из Перечня ВАК России

1. Черноштанов H.A. Биологические особенности облепихи крушиновой на Северо-Западном Кавказе // Научный журнал «Труды КубГАУ», № 2(17), 2009.-С. 99-103.

в материалах научных конференций и других журналах

2. Черноштанов H.A. Облепиха на Северо-Западном Кавказе // Материалы XÍIÍ Недели науки МГТУ: VIII Международная научно-практическая конференция «Экологические проблемы современности». - Майкоп: МГТУ, 2006. - С. 43.

3. Черноштанов H.A. Формовое разнообразие облепихи на Северо-Западном Кавказе // Материалы всероссийской научно-практической конференции аспирантов, соискателей и докторантов. — Майкоп: Аякс, 2008. - С. 102104.

4. Черноштанов H.A. Состояние и формовое разнообразие облепихи крушиновой на Северо-Западном Кавказе // Рецензируемый, реферируемый научный журнал «Новые технологии». Вып. 5. - Майкоп: Изд-во ГОУ ВПО «МГГУ», 2008. - С. 50-55.

5. Черноштанов H.A. Фенология облепихи на Северо-Западном Кавказе /У Рецензируемый, реферируемый научный журнал «Новые технологии». Вып. 5. - Майкоп: Изд-во ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. - С. 56-57.

6. Черноштанов H.A. Характеристика отобранных перспективных форм облепихи на Северо-Западном Кавказе // Материалы XVII Недели науки МГТУ: XII Международная научно-практическая конференция «Экологические проблемы современности» - Майкоп: Аякс, 2008. - С. 291.

7. Черноштанов H.A. Перспективы плантационного возделывания облепихи на Северо-Западном Кавказе // Материалы XVII Недели науки МГТУ: XII Международная научно-практическая конференция «Экологические проблемы современности» - Майкоп: Аякс, 2008. - С. 292-294.

Подписано в печать 20.11.2009 г. Заказ 19. Тираж 100 экз. Объем 1 печ. л. Бумага офсетная. 400062, г. Волгоград -62, Университетский пр., 97, а/я 2153 Печатно-множительлый участок ГНУ ВНИАЛМИ

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Черноштанов, Николай Алексеевич

Введение.

1. Природные условия Северо-Западного Кавказа.

1.1. Орография, геоморфология и геология.

1.2. Почвы.

1.3. Климат.

1.4. Растительность.

2. Аналитический обзор.

2.1. Систематическое положение облепихи.

2.2. Ареал облепихи.

2.3. Морфологические, биолого-экологические и лесоводственные особенности облепихи.

2.4. Существующие сорта и направления селекции облепихи.

2.5. Размножение облепихи.*.

2.6. Использование облепихи.

2.7. Создание промышленных плантаций облепихи.

3. Программа, объекты и методики исследований.

3.1. Программа исследований.

3.2. Объекты и методика исследований.

4. Биологические особенности облепихи крушиновой на Северо-Западном Кавказе.

4.1. Распространение облепихи в регионе.

4.2. Возраст и возрастные фазы развития облепихи.

4.3. Ход роста облепихи по высоте, диаметру ствола и кроны.

4.4. Строение кроны облепихи.

4.5. Строение корневой системы и корнеотпрысковое возобновление облепихи.

4.6. Пространственно-временная динамика насаждений облепихи.

4.7. Фенология облепихи.

5. Формовое разнообразие облепихи и отбор местных перспективных форм.

5.1. Формовое разнообразие по биометрическим показателям.

5.2. Формовое разнообразие по урожайности.

5.3. Формовое разнообразие по околюченности побегов.

5.4. Формовое разнообразие по качеству плодов.

5.4.1. Размеры и масса плодов.

5.4.2. Цвет плодов.

5.4.3. Форма плодов и длина плодоножки.

5.4.4. Размеры семян.

5.5. Перспективные формы облепихи.:

6. Экономическая эффективность создания промышленных плантаций облепихи на Северо-Западном Кавказе.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Биология и формовое разнообразие облепихи крушиновой на Северо-Западном Кавказе"

Облепиха крушиновая (Hippophae rhamnoides L) уникальна по многообразию практического использования. Ее плоды содержат витамины, органические кислоты, масла, каротиноиды, сахара, пектиновые вещества, минеральные соли, органические кислоты и другие биологически активные вещества, которые повышают иммунитет .человека, укрепляют его сердечнососудистую систему, снижают риск онкологических заболеваний. Это подтверждено мировой медицинской практикой. Поэтому в 1995 г. по предложению китайских учёных был организован Международный центр по изучению облепихи International Centre for Research & Training on Seabuckthom, ICRTS [122].

Плоды облепихи используются для приготовления сока, варенья, джема, мороженого, пастилы, конфитюра, пюре, желе, компотов, чая, разнообразных спиртных напитков.

Обогащая почву азотом и обладая сильно разветвленной корневой системой, облепиха применяется для рекультивации техногенных ландшафтов и в противоэрозионных насаждениях. Серебристая листва и яркие золотисто-желтые плоды обуславливают перспективность этой породы в целях озеленения.

Облепиха является объектом национальных научно-исследовательских программ в России, Беларуси, Украине, Киргизии, Германии, Индии, Канаде, Китае, Монголии и других странах.

Актуальность темы. На Северо-Западном Кавказе в долинах рек произрастают естественные насаждения облепихи, которые к настоящему времени остаются еще недостаточно изученными. Здесь, к сожалению, еще отсутствуют ее окультуренные плодовые плантации. Попытки интродукции сибирских и алтайских сортов облепихи в лесхозы Краснодарского края, предпринятые в 70-х годах прошлого века, оказались неудачными вследствие несоответствия биологии интродуцентов местным почвенно-климатическим условиям. Поэтому продолжает оставаться актуальной проблема создания промышленных плантаций облепихи на основе отобранных местных перспективных форм. Работы в этом направлении в регионе еще не проводились.

Цель, объекты, задачи и объем исследования. Цель работы - выявить формовое разнообразие облепихи Северо-Западного Кавказа и отобрать формы с хозяйственно-ценными признаками.

Для достижения поставленной цели были сформулированы задачи:

1) уточнить ареал и площадь облепихи на Северо-Западном Кавказе;

2) выявить возрастную и половую структуру, биологическую урожайность популяции;

3) провести фенологические наблюдения за развитием местной облепихи;

4) изучить внутривидовое разнообразие облепихи по хозяйственно-ценным признакам;

5) выявить корреляционные связи между отдельными признаками,

6) отобрать перспективные формы по комплексу хозяйственно-ценных признаков;

7) рассчитать экономическую эффективность создания плантаций. Объектами исследования явились естественные насаждения облепихи

Краснодарского края и Республики Адыгея. Материал собран в 2002-2008 г.г. на 73 локальных участках в бассейнах рек Уруп, Лаба и Белая. Научная новизна работы.

1. Впервые определены площадь, биологическая урожайность, внутривидовая структура и состояние насаждений облепихи на СевероЗападном Кавказе.

2. Впервые в условиях региона уточнены некоторые биологические особенности облепихи.

3. Изучен цикл развития облепихи.

4. Впервые отобраны перспективные формы для промышленных плантаций.

5. Рассчитана экономическая эффективность использования местных форм для промышленного возделывания. Положения, выносимые на защиту.

1. На Северо-Западном Кавказе облепиха крушиновая характеризуется высоким полиморфизмом, что позволяет проводить отбор перспективных форм по комплексу хозяйственно-значимых признаков.

2. Особенности роста, развития и плодоношения вида.

3. Облепиха неконкурентна в смешанных естественных фитоценозах и малопродуктивна на тяжелых почвах, что следует учитывать при её выращивании.

4. Окупаемость затрат на создание и эксплуатацию промышленных плантаций облепихи пищевого назначения проявляется на 7 год. Плантация на получение масла окупает все предыдущие расходы уже в первый год плодоношения.

Практическая значимость работы.

Результаты диссертационной работы могут быть использованы:

• для создания промышленных плантаций пищевого и медицинского назначения,

• при проектировании и выращивании полезащитных, рекультивационных и озеленительных насаждений,

• для оценки и прогноза урожайности облепихи в Краснодарском крае и Республике Адыгея.

Материалы исследования используются в учебном процессе при изучении дисциплин «Лесная селекция», «Дендрология», «Лесомелиорация ландшафтов на экологическом факультете ГОУ ВПО «Майкопский государственный технологический университет».

Обоснованность и достоверность результатов. Результаты исследования базируются на обширном экспериментальном материале, собранном по апробированным методикам и обработанном методами математической статистики с использованием компьютерных программ.

Личный вклад автора. Автором самостоятельно выбрано направление исследования, разработана программа и методика работ, лично осуществлены: сбор полевого материала, его обработка, анализ и обобщение, формулировка выводов, подготовка основных результатов исследования к публикации.

Апробация работы. Результаты исследования докладывались на расширенном заседании кафедры лесохозяйственных дисциплин, ученом совете экологического факультета, научных конференциях Майкопского государственного технологического университета (2006, 2008 гг.).

Исследования выполнены в рамках темы «Экосистемы Западного Кавказ», № гос. регистрации 01.20.000.2832, код ГРНТИ 68.74.94 тематического плана инициативных научно-исследовательских работ ГОУ ВПО «Майкопский государственный технологический университет».

Публикации. По материалам исследования опубликовано семь научных работ, в том числе одна статья в реферируемом научном журнале из перечня ВАК. Общий объём публикаций 1,3 п.л., доля участия - 100%.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 138 страницах компьютерного текста, состоит из введения, шести глав, заключения, рекомендаций производству, списка использованных источников и приложений. Список использованных источников включает 130 наименований, в том числе 21 - на иностранных языках. Текст содержит 9 таблиц, 35 рисунков и два приложения.

Заключение Диссертация по теме "Лесные культуры, селекция, семеноводство", Черноштанов, Николай Алексеевич

В лесном фонде Северо-Западного Кавказа свободные площади под плантации облепихи отсутствуют. Но в поймах горных рек на 3-й надпойменной террасе имеются зарастающие лесной растительностью неиспользуемые по прямому назначению сельскохозяйственные угодья с благоприятными для облепихи почвами. После соответствующих согласований (теперь уже внутри одного министерства) часть этих площадей вполне может быть использована для плантационного возделывания облепихи.Наибольшей статьей расходов на создание промышленной плантации облепихи являются затраты на ГСМ. При вступлении плантации в фазу плодоношения основные затраты приходятся на ручной сбор плодов.Поэтому в первые 6 лет плантация остается убыточной. В 7, 8, 9 и 10 лет ее рентабельность составляет соответственно 36,2%, 57,2%, 70,7% и 80,3%.Экономически более выгодной альтернативой при возделывании облепихи может стать получение облепихового масла, которое позволит окупить все расходы уже после первого промышленно-значимого плодоношения.ЗАКЛЮЧЕНИЕ Результаты проведенных исследований и анализ литературы позволяют сделать следующие основные выводы.1. Площадь насаждений облепихи в регионе составляет 40 га. В них представлены растения от 1 года до 35 лет (VII класс возраста), но преобладают особи до 10 лет, на долю которых приходится 75%. Средний возраст растений — 9 лет. Биологическая урожайность — около 4 т.Санитарное состояние хорошее (средним балл 1,03). На долю женских растений приходится 45%, мужских 42%. Преобладают особи генеративного жизненного состояния (84%).2. Обследованные насаждения характеризуется следующими признаками, относящими их к популяции нормального типа [103]: растения в онтогенезе проходят полный цикл развития от эмбрионального до сенильного; популяция имеет высокий процент (84%) генеративных особей; она возобновляется и поддерживается без привнесения зачатков извне.3. Вегетационный период облепихи в регионе длится в среднем 249±11 дней (232 дня в 2003 г., 268 - в 2004 г., 244 - в 2005 г.).4. Распределение растений по биометрическим признакам отличается от нормального. Мужские экземпляры крупнее женских на 18-26%, что связано с их меньшей повреждаемостью и более интенсивным вегетативным ростом. Распределение частот по изученным признакам описывается уравнениями 3-4 степени с очень высокими коэффициентами детерминации (0,9650-0,9997). Ранговая корреляция Спирмена для признаков: диаметр кроны - диаметр ствола, длина плода - ширина плода, длина плода - цвет плода средняя (г = 0,47-0,59); для пар высота дерева -

диаметр дерева, длина плода - длина семени, ширина плода - ширина семени она приближается к высокой (г = 0,63-0,71).5. Популяция характеризуется значительным полиморфизмом. В ней преобладают очень низкоурожайные умеренно околюченные женские растения со средними по величине плодами желтого цвета со средней урожайностью 0,365 кг. Однако наличие в популяции очень высокоурожайных (до 7 кг), крупноплодных (длина плода более 10 мм), красноплодных, с плодами, собранными в грозди, очень слабооколюченных растений обуславливает перспективность отбора ценных для синтетической селекции форм. Отобрано 8 форм облепихи, которые по комплексу хозяйственно-значимых признаков превышают средний популяционный уровень. Их планируется вегетативно размножить и подвергнуть сортоиспытанию.6. При традиционном использовании облепихи в пищевых целях экономическая эффективность плантаций невысока, что обусловлено значительными затратами на ручной сбор плодов. Лишь на 7 год рентабельность достигает 36,2%. Возделывание облепихи на получение масла значительно рентабельнее: уже при первом урожае в возрасте 4 года окупаются все предыдущие затраты на создание плантации. Доход от реализации облепихового масла по сложившимся мировым ценам в 4 года составляет 118 тыс. рублей и рентабельность 122,6%.7. На Северо-Западном Кавказе облепиха перспективна также для полезащитного лесоразведения, рекультивации и озеленения.Рекомендации производству

1. Облепиха крушиновая на Северо-Западном Кавказе имеет спорадическое распространение и занимает площадь всего 40 га. Основная причина столь ограниченного распространения - выжигание травы. Практику выжигания травы на участках распространения облепихи следует прекратить, а насаждениям придать статус генетических заказников.2. Заготовку плодов облепихи необходимо проводить только в зрелом виде и только не травмирующими способами.3. Отобранные формы облепихи рекомендуется вегетативно размножить и использовать для закладки специализированных плантаций в целях получения масла, полезащитного лесоразведения, рекультивации и озеленения, а также как основы для последующей селекции.