Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Особенности выращивания посадочного материала тополя в условиях южной тайги Средней Сибири

ВАК РФ 06.03.01, Лесные культуры, селекция, семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Особенности выращивания посадочного материала тополя в условиях южной тайги Средней Сибири"



На правах рукописи

ОРЕШЕНКО Александр Павлович

ОСОБЕННОСТИ ВЫРАЩИВАНИЯ ПОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА ТОПОЛЯ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ТАЙГИ СРЕДНЕЙ СИБИРИ

Специальность 06.03.01 - Лесные культуры,селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Красноярск - 2004

1 Аи ! ' /

Работа выполнена в Сибирском государственном технологическом университете

Научный руководитель

доктор биологических наук Виктор Леонидович Черепнин

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Ольга Федоровна Буторова

кандидат сельскохозяйственных наук, С.Н.С.

Анатолий Иванович Лобанов

Ведущая организация

Вероссийский научно-исследовательский институт пожарной охрены лесов и механизации лесного хозяйства (ВНИИПОМлесхоз)

Защита состоится 'Л

ШОГО СО]

2004 г ода в — Д 212.253.03 при

часов на заседании диссертационного совета Сибирском государственном технологическом университете по адресу; 660049, г, Красноярск, пр. Мира, 82, СибПУ.

Факс (391-2) 660390, e-mail pavlov@sibstu.kts.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского государственного технологического университета

Автореферат разослан

2004 года

Ученый секретарь диссертационного совета, к.с.-х.н., доцент

Павлов И.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Ежегодные значительные объемы лесопользования ставят перед лесным хозяйством задачу повышения продуктивности существующих и вновь создаваемых насаждений, сокращения сроков выращивания товарной древесины. Однако постоянно ухудшающееся финансово-хозяйственное обеспечение органов лесного хозяйства, беспрерывный процесс их преобразования в значительной мере ухудшают общую ситуацию и не позволяют направить усилия на ведение полноценного лесного хозяйства. В то же время особенности разнообразных категорий лесокулыурных площадей в Сибири обуславливают необходимость дальнейшего совершенствования создания лесных культур и разработку новых направлений с учетом мирового опыта в том числе и по выращиванию быстрорастущих видов древесных пород на промышленных плантациях. Плантационное выращивание тополевых насаждений в условиях Сибири в прошлом не проводилось. Впервые данный вопрос был поднят в 1980 - 90-х годах в Институте леса им. В.Н. Сукачева в рамках лесокультурной программы по плантационному выращиванию быстрорастущих лиственных пород (Черепнин, 1988, 1993; Орешенко и др., 1992; Ястребова, 1992).

К сожалению, на сегодня род Рори1и$ являет собой пример чрезвычайно выраженной диспропорции между потенциальными возможностями продуцирования органического вещества и связывания атмосферного углерода и фактической их реализацией на лесопокрытых площадях. Ранний период количественной спелости тополевых насаждений позволяет сокращать оборот рубки в 3 - 4 раза против темнохвойяых. Технические свойства древесины тополевых позволяют широко использовать ее в различных отраслях промышленности, в частности для производства высококачественной бумаги, при изготовлении искусственного шелка н шерсти, в машиностроении, строительстве и других отраслях.

Цель исследований - разработать агротехнику выращивания посадочного материала быстрорастущих видов тополя, пригодных -для создания промышленных плантаций в условиях южнотаежной зоны Средней Сибири.

Научная новизна. Результаты исследований по изучению биологии быстрорастущих пород тополя, его внутри- и межпопуляциокной изменчивости позволили впервые рассмотреть возможность (и разработать агротехнику) выращивания посадочного материала для создания быстрорастущих промышленных плантаций различного целевого назначения в условиях южнотаежной зоны Средней Сибири.

Научная н практическая значимость. Вопрос о решении задачи по испытанию и отбору наиболее перспективных видов я сортов тополя для последующего использования его в промышленном плантационном производстве в условиях Сибири был поставлен впервые в рамках лесокультурной программы (Черепнин, 1988, 1993) и подтверждался экономическими предпосылками. Продолжающийся до настоящего времени спад в лесопромышленном производстве в достаточной мере подтвердил необходимость плантационного выращивания древесного сырья с внедрением быстрорастущих пород. Данное направление хозяйственной деятельности позволит значительно снизить себестоимость заготовки древесины, сохранить от уничтожения оставшиеся коренные типы хвойных лесов.

Защищаемые положения: 1. Морфофизиологичес кие показатели роста посадочного материала тополя позволяют оценить пригодность конкретного вида и формы тополя для использования в плантационном выращивании в конкретных климатических условиях. 2. Надежные сведения об изменчивости генетически обусловленных признаков вида, устойчивости и характере роста потомства, выращенного как из семян, так и путем вегетативного размножения (в данном случае тополя) различного происхождения, позволяют провести научно обоснованную селекционную оценку и выработать рекомендации по эффективному использованию посадочного материала при создании лесных культур. 3. Устойчивость или приживаемость, а в дальнейшем выживаемость посадок характеризует адаптивную способность растений различного происхождения, хорошо отражает их реакцию на новые условия среды и целесообразность дальнейшего выращивания конкретного вида.

Апробация работы и публикации. Результаты исследований докладывались: 1) на Всесоюзной конференции (Красноярск, 1988), 2) на международной конференции (Лесоснбирск, 1993), 3) на региональных конференциях (Красноярск, 1987,1991).

Публикации. По материалам исследования опубликовано 7

работ.

Объем в структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы, включающего 206 наименований. Основной текст изложен на 160 стр. машинописи, включает 29 таблиц, 7 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. Характеристика перспективных для плантационного выращивания « Средней Сибири дикорастущих и интрсдуцированных видов и форм тополя Дается общая характеристика видов и форм тополя, отобранных для испытания в условиях Приенисейской равнинной лесораститель ной провинции южной тайги Средней Сибири. Рассматриваются виды и формы тополя, произрастающие в естественных условиях, юс спонтанные гибриды и гибриды, полученные от скрещивания в исследовательских целях.

Предварительная оценка видов и форм тополя с учетом их индивидуальных особенностей роста и развития позволила выбрать наиболее перспективные способы выращивания посадочного материала с использованием семенного и черенкового материала.

Глава 2. Район, объекты и методика исследований Согласно лесорастительному районированию (Смагин и др., 1977), территория Болыпемуртинского лесхоза располагается на стыке двух лесорастительных областей Сибири - Западно-Сибирской и СреднеСибирской. Эта территория типична для широкой приподнятой полосы относительно дренированных южнотаежных и подтаежных лесов, окаймляющих Западно-Сибирскую лесоболотную равнину с юга и востока (Бабинцева, Чередникова, 1983).

Объектом исследования являлись некоторые вилы и формы тополя (Рори!ш Ь.) при их выращивании в условиях Приенисейской равнинной лесорастительной провинции. В исследованиях использовались виды и формы тополя, естественно произрастающие на терриории Красноярского края, Новосибирской области, Тувы, а также отобранные в результате ннтродукционной работы специалистами Центрального сибирского ботанического сада СО АН СССР и Института леса им. В.Н. Сукачева.

Изучение характера эколого-географической изменчивости морфофизиологических признаков проводилось на популяционном уровне.

б

Устойчивость учитывалась как комплексный показатель реакции растений различного происхождения на условия выращивания. Этот показатель оценивался в процентах и позволил получить дополнительные сведения о выживаемости сеянцев в условиях южной тайги Прненисейской равнинной лесорастительной провинции.

При анализе фактического материала по опытным посадкам тополя признаки оценивались относительными процентными показателями, где за 100 % принимались местные или лучшие посевы или посадки. Такой методический прием позволяет сравнивать опытные культуры различных способов выращивания, заложенные в разных лесорастительных условиях и имеющие неодинаковый возраст (Черепнин, 1980).

В ряде случаев селекционная оценка опытных посааок проводилась по предложенному ВЛ. Черепниным (1970, 1975) уравнению: К = В/О, где К - селекционный коэффициент; В - средняя высота посадок, выраженная в процентах от местных или лучших культур; О - отпад (%). Испытуемые образцы посадок находились в равных условиях и признаки, имеющие наследственный характер, выступали в "чистом виде". Здесь для селекционной оценки опытных культур использованы показатели роста и устойчивости важнейших хозяйственных признаков: чем больше рост и меньше отпад, тем выше оценка.

Н.И. Вавилов (1935) указывал, что " приступая к селекции, прежде всего надо максимально использовать местный материал в смысле выделения из него наиболее продуктивных, наиболее пенных форм..." В этой связи в наших исследованиях отбор быстрорастущих видов и форм тополя для последующего сбора семян и заготовки черенков осуществлялся в естественных насаждениях в 11 различных по эколого-географнческим условиям районах на территории Красноярского края. Также использовались интродуценты из Уфы, Благовещенска, Воронежа, Самары, Тувы и Новосибирской области, с учетом разнообразия лесорастительных условий произрастания (Семенова-Тянь-Шанская, 1956; Шиманюк, 1962; Крылов, 1962; Побединский, 1965), лесокультурного районирования (Огиевский, 1962), лесосеменного районирования сосны обыкновенной (Черепнин, 1980) и экономических факторов.

При отборе быстрорастущих видов и форм тополя руководствовались методическими рекомендациями A.C. Яблокова (1963). При этом учитывалось, что лучшая всхожесть (и лучшее развитие сеянцев) наблюдается у семян, собранных с молодых деревьев (Якушенко, 1979).

Посев семян производился с учетом методики по выращиванию семенного посадочного материала в стационарной пленочной теплице {Чумаков, Даньшин, Казадаев, 1983) и выращивания сеянцев тополя из семян (Азбукнн, 1958; Корольков, 1977 и др.).

Заготовка черенкового материала, нарезка черенков производилась с учетом рекомендаций В.Д. Филимоновой (1962), В.Т. Бакулина (1990), ВЛ. Черепнина (1994) и др.

Длина черенков рекомендуется от 2-3 до 30-40 см (Филимонова, 1962). Считается, что длина черенка оказывает значительно большее влияние на показатели роста отпрысков, чем его масса (Калинина, 1983). В наших вариантах принята длина черенков 25-30 см. Сезонная динамика прироста у посадочного материала изучалась по методике A.A. Молчанова и В.В. Смирнова (1967). В основу методики фенологических наблюдений в исследуемых насаждениях приняты рекомендации В.Л, Черепнина (1975), H.H. Елагина и А.И. Лобанова (1979).

Годичный цикл развития в посадках изучали на основании наблюдений за представленными в опытах видами и формами Populus с учетом методических разработок Е.И. Барской (1967), A.A. Молчанова и В.В. Смирнова (1967), В.А. Смирновой (1968), К.А. Сергеевой (1971), И.Н. Елагина (1975), ВЛ. Черепнина (1975), И.Н. Елагина и А.И. Лобанова (1979), ПЛ. Лапина и др. (1979). Обработка результатов измерений проводилась методами как одномерного (Лакни, 1980; Терентьев, 1977; Шмшгг, 1984), так и многомерного статистического анализов ( Андерсон, 1973; Шемберг, 1986; Айвазян и др., 1989; Животовскяй, 1991 к др.). Обработка данных осуществлялось с помощью программ "ЕхеГ и "Statistical

Для анализа использовались следующие статистические характеристики: среднее значение каждого признака (Хер.) и его ошибка (± Мх), дисперсия (± <т), коэффициент вариации (V, %) и его ошибка (Mv,%), минимальное и максимальное значение признака. Изменчивость признаков оценивалась по эмпирической шкале С.А. Мамаева (1973).

Сравнение одноименных признаков производили с помощью критерия Стьюдента ( t ). Кроме этого, на основании материалов корреляционного анализа признаков использовался метод корреляционных плеяд П.В. Терентьева (1959), метод главных компонент (Животовский, 1991).

Глава 3. Выращивание тополя из семян

В главе рассматривается возможность выращивания посадочного материала тополя семенным способом в условиях Приенисейской равнинной лесорастительной провинции южной тайги Средней Сибири. С этой целью в 1991 г. проведен предварительный отбор плюсовых деревьев в различных районах Красноярского фая, Новосибирской области, Хакасии и Тувы. Для отбора клонов использовались ранее разработанные методики (Яблоков, 1963; Бакулин, 1990) и собственный опыт.

При отборе популяций и клонов нами учитывалась установленная ранее проведенными исследованиями зависимость продолжительности периода вегетации и роста древесных пород от условий их происхождения (Богданов, 1965; Черепнин, 1980 и др.). В этих исследованиях отмечается, что с продвижением от лесостепи в европейской части России и в Сибири на север и восток продолжительность периода вегетации уменьшается, а на юг и запад -увеличивается, что соответствует усилению или ослаблению контииентальности климата. Отмечается также, что отдельные клоны видов тополя при выращивании за пределами их естесственного местопроизрастания приспосабливаются к новым условиям произрастания (Царев, 1985,1995). При этом основными факторами, определяющими пригодность вида для выращивания в плантационном производстве, являются быстрота роста и устойчивость к низким температурам.

Сбор семян осуществлялся по мере начала раскрывания коробочек. Собранные семена хранились в холодильнике отдельно от каждого дерева микропартиями.

Значительные по продолжительности различия в периодах созревания семян у произрастающих в Средней Сибири видов тополя имеют прямую зависимость от погодных условий и находятся в промежутке от окончания последней декады мая до начала второй декады июня. Так, например, у тополя бальзамического период созревания семян наступал позднее, чем у тополя дрожащего (осины), в среднем на 20-25 дней и приходился на период от окончания последней декады июня до начала первой декады июля. У тополя черного период созревания семян начинался в среднем на неделю раньше, чем у тополя бальзамического. Как показали наблюдения, оптимальным сроком сборе плодовых сережек тополей является период, когда раскрытие коробочек достигает 20-50 %. Эти наблюдения подтверждены и в исследованиях ГЛ. Епишева (1956), В.П. Скупченко (1985), Г.П. Маттиса (1977), В.Т. Бакулина (1990),

Н.А. Ларионовой (1992), И.В. Тихоновой (1995). Лабораторная всхожесть семян в этой фазе развития составила 90-97 %. Семена, собранные в период массового раскрытия коробочек и, особенно, после опада сережек, отличаются низкой грунтовой всхожестью и составляют для тополя бальзамического (окрестности г. Красноярска) соответственно 32 и 8-10 %, для осины - 56 и 6-10 %.

Необходимо отметить, что литературные данные по агротехнике выращивания сеянцев в отношении заделки семян, их нормы высева, покрытия посевов противоречивы. Предпосевная гормональная обработка семян, рекомендуемая некоторыми авторами для стимулирования прорастания семян, разработана в основном для хвойных пород (Ларионова, 1992). Мы приняли во внимание эти рекомендации, учитывая специфику новых объектов, различные опытные условия и, соответственно, результаты применения тех или иных приемов.

Как показали наши исследования, благодаря замачиванию семян с низкой всхожестью в растворе Гибберсиба-ННИОХ в течение 24 часов, можно повысить их лабораторную всхожесть в 2 раза.

Таблица 1

Лабораторная всхожесть семян тополя бальзамического в зависимости от времени замачивания и концентрации Гибберсиба - НИОХ

Период замачивания семян, час

Концентрация

раствора 15 24

Гибберсиба, всхожесть, % СП- всхожесть, %от

% % контроля % контроля

0,005 24.6 147,3 58,7 133,4

0,01 28,8 172,5 63,8 145,0

0,02 49,9 398,8 87,2 198,1

0,03 25,0 149,7 55,2 125,5

| контроль, вода 16,7 100,0 44,0 100,0

Обработка семян в растворе 0,005 % концентрации позволила повысить уровень футовой всхожести от контроля (семена замочены в воде) в 1,5 раза. Рекомендуемое время замачивания - 24 часа.

Таблица2

Лабораторная всхожесть семян тополей, %

Период замачивания семян в воде, час

Вид тополя

15 24 36

Тополь бальзам. 16,7 44,0 98,3

Тополь дрожащий 28,1 42,3 96,7

Передержка семян в растворе дольше этого срока приводит х резкому снижению грунтовой всхожести. Семена, выдержанные в воде и растворе Гибберсиба в течение 43 часов и высеянные на гряды, имеют грунтовую всхожесть 4-6 % (при лабораторной - 97 %).

Таким образом, при подготовке семян тополя к посеву можно провести их обработку раствором Гибберсиба в течение 24 часов в концентрации: 0,005 % - для семян с высокой лабораторной всхожестью (95-99 %) и 0,02 % - для семян со средней (50-60 %) и низкой (10-30 %) лабораторной всхожестью.

При необходимости возможен посев семян тополя дрожащего в сережках. В этом случае необходимо предварительное определение всхожести семян и пересчета нормы высева, исходя из отношения - в 1 г чистых семян содержится в 32,2 г плодовых сережек. Дм тополя бальзамического этот вариант посева оказался неприемлем.

В наших опытах высота сеянцев осины (Н), росших первый месяц под пленочным покрытием, была в 3,0 - 3,2 раза больше, чем в открытом грунте. Семена, а затем и сеянцы при заделке перегноем (Н =* 13,7 см) и опилками (Н = 11,8 см) получили лучшие условия водного, воздушного режима и питания по сравнению с контролем. При этом оптимальная норма высева семян - 1 г/п.м (Н = 13,6 см); при 1,5 г/п.м высота сеянцев была на 4,8 см ниже. Различия между вариантами по другим показателям незначительны. Аналогичные результаты получены при учете выживших сеянцев - большее число растений обнаружено в вариантах с предварительным замачиванием семян в растворах Гибберсиба (в среднем на 52,2 %) по сравнению с контролем, В вариантах с торфяной и перегнойной заделкой семян число выживших сеянцев в 2 раза выше, чем в контроле.

Общее развитие всходов, прежде всего их высота под полиэтиленовым покрытием оказалась в 2, а в ряде случаев и в 3 раза выше, чем под другими покрытиями. Отмечается неоднородная реакция видов тополя на различные условия роста, которая имела прямую зависимость от их происхождения н принятых нами способов покрытия посевов (притенение свежей травой, соломой и т.п.). Результаты исследований указывают, что в благоприятных условиях (полиэтиленовое покрытие) рост и развитие сеянцев на 300 % превосходят развитие сеянцев в контроле. Однако в целях создания необходимых микроклиматических условий для завершения в оптимальные сроки фенологического развития всходов полиэтиленовые каркасы со второй недели выращивания не закрывали, а лишь прикрывали ими посевы от возможного замывания осадками.

Глава 4, Размножение тополя черенками

В опытных посадках использовался черенковый материал, заготовленный в естественных насаждениях на территории Красноярского края и в маточном отделении Погорельского стационара Института леса им. В.Н. Сукачева СО PAR В маточном отделении были представлены виды тополей из других регионов России, в частности: Уфы, Благовещенска, Воронежа, Самары, Новосибирска.

Заготовка черенков проводилась в зимний и весенний периоды до начала распускания почек.

Посадка осуществлялась ежегодно на протяжении 3-х лет во второй половине мая по мере прогрева почвы на глубине 20 см до 5-9 °С. Ранняя посадка имеет целью несколько задержать развитие побега для лучшего развития корневой системы, так как при поздней посадке побег развивается слишком быстро, в то время как развитие корней отстает (Эйзенрейх, 1959).

Результаты осенней инвентаризации (конец сентября - начало октября) показали существенное различие в характере приживаемости черенков в зависимости от вида, возраста побегов, сроков их заготовки и условий выращивания.

Самую лучшую приживаемость (до 100 %) в условиях Больше-мурт«некого опытного питомника имели черенки тополя бальзамического местного происхождения (с. Раздольное, Большемуртннский район), окрестностей г. Красноярска и клонов других регионов, прошедших отбор и адаптацию (Новосибирск, Самара, Уфа).

Таблица 3

Приживаемость и рост саженцев тополя 1991г. посадки в маточном отделении Большемуртинского питомника

1 Однолетние Прирост

Происхождение Вид тополя, саженцы 2-

посад.материала клона, название прижива средний летних

(насел, пункт, р-он) гибрида емостъ, прирост, саженц.,

* % см см

г. Новосибирск Гибрид № 21 100±3,14 121±3,02 14б±3,65

г. Новосибирск Гибрид № 40 100±2,80 92±2,30 88±2,37

г. Уфа "ЭС-38" 100±2,47 100±2,84 157±4,01

г. Воронеж "Невский - 105" 50*1,83 101 ±2,57 87±2,27

г. Воронеж "Бахельери" 75±1,87 73±1,93 75±1,87

с. Курагино, Красно- Т.лавролистный 75±1,65 67±1,68 88±2,31

ярский край

г. Благовещенск Т. душистый 60±1,50 63±1,88 101±3,12

г. Самара Т. лавролистный 100±3,41 31±0,78 49±1,44

с. Белый Яр, Хакасия Т. лавролистный 75± 1,97 52±1,35 75±1,87

с. Белый Яр, Хакасия Т.черный 57±1,42 37±0,92 63±1,59

Ермаковский р-н, Т. черный 10*0,31 52±1,44 54±1,35

Красноярский край

Ермаковский р-н, Т. лавролистный 0 - -

Красноярский край

г. Минусинск Т. бальзамическ. 75±1,90 60±1,58 98±2,55

г, Красноярск Т. бальзамическ. 100±2,87 97±2,72 13б±3,47

Академгородок, г. Т. Горноалтайс- 100±3,01 80±2,00 101±2,83

Красноярск кий-2

Большая Мурта, Т. бальзамическ. 100±3,54 67±1,б7 112±2,80

Красноярский край

Эти клоны характеризуются и лучшими показателями роста: от 70 см (клоны из Большемуртинского района) до 121 см - гибрид № 21 селекции Бакулина из ЦСБС (Новосибирск). Наибольший отпад, в некоторых случаях до 100 %, наблюдался у тополя черного (Минусинский район, юг Красноярского края).

Таблица 4

Оценка изменчивости признаков роста 2- летних и однолетних саженцев тополя различного происхождения в маточном отделении Болыпемуртинского питомника, см

Происхождение посадочного материала Вид тополя Среднестатистические показатели по приросту

Хер ±5 ± Мх

Посадки 1992 г. (двулетние)

г. Новосибирск Гибрид №21 122,38 24,21 6,72 19,78

г. Новосибирск Гибрид № 40 98,60 21,01 6,77 21,30

г.Уфа "ЭС - 38" 109,00 26,38 10,44 24,20

г. Воронеж "Бахельери " 83,50 22,74 9,34 26,60

с, Курагино, Т. лавролистный 117,50 13,53 10,83 23.00

Красноярский край

г. Благовещенск Т. душистый 91,92 22,41 9,58 24,38

с. Белый Яр, Хакасия Т. лавролистный 62,33 17,03 7,89 27,33

г, Минусинск Т. лавролистный 143,00 18,04 7,39 12,61

г. Самара Т. бальзамическ. 40,00 10,00 5,78 25,00

Ахадем городок, Т.Горноалтайс- 78,14 17,43 6,60 22.30

г.Красноярск кий-2

Ширине кий р-н, Т. лавролистный 101,50 29,21 7,08 28,78

Хакасия

Большая Мурта, Т. бальзамическ. 41,33 5,13 2,96 12,41

Красноярский край

с. Подтесово,

Красноярский край Т. бальзамическ. 31,30 9,81 5,59 31,30

посадки 1993 г. (однолетние)

г. Воронеж Невский А"й105 99,11 30,19 7,32 30,46

г. Воронеж Бахельери № 157 100,60 31,04 8,96 30.83

г. Новосибирск Гибрид №21 110,12 30,20 10,49 27,42

г. Новосибирск Гибрид № 40 95,10 21,51 4,94 22,61

г. Уфа "ЭС-38" 142,08 28,40 8,20 19,98

г. Самара Т. душистый 64,70 8,08 1,40 12,49

г. Минусинск Т. лавролистный 125,63 23,07 4,91 18,36

с. Белый Яр, Хакасия Т. лавролистный 41,00 1,41 6,40 3,44

с. Курагино, Т, лавролистный 99,50 21,66 5,59 21,70

Красноярский край

г. Благовещенск Т. душистый 103,80 25,13 5,48 24,21

Академгородок, Т. Горноалтайс- 134,35 16,65 2,99 12,39

г.Крас-ноярск кнй-2

с. Большая Мурта, Т. бальзамическ. 94,63 19,70 3,28 20,82

Красноярский край

У черенков этого клона и клона тополя лавролнстного (Минусинские район) происходит формирование многоствольного саженца - куста в результате повреждения верхушечного побега поздними весенними заморозками (понижение температуры до -3,5°С отмечалось в 1992 г. в период с 14-17 июня в момент появления 3-й пары листьев).

Полученные данные со всей очевидностью показывают, что на приживаемость черенков тополя оказывают влияние различные факторы. Это, прежде всего, наследственная видовая и клоновая специфика, а также размер черенкового материала, сроки заготовки черенков, их возраст, экологический режим условий выращивания (погодные и климатические факторы).

Проведенные наблюдения за развитием однолетних черенковых саженцев позволяют предположить, что в силу смещения в периодах вегетации от начала образования побега (15-20 дней) дальнейший рост и развитие их побегов продолжается с опозданием вплоть до осеннего периода. С возрастом (в наших наблюдениях у 4-х летних саженцев) различия в периодах роста у некоторых видов 'сглаживаются, а в последующем исчезают.

Принимая во внимание размах варьирования среднестатистических показателей по приросту и диаметру в опытных посадках различных годов посадки, были проведены наблюдения за развитием черенковых саженцев в зависимости от диаметра и срока их заготовки. С этой целью из заготовленного материала нарезались черенки длиной 25 см, которые были разделены по диаметру в нижнем отрезе на 5-$ фракций: до 5,0 мм; 5,0-7,5 мм; 7,5-10,0 мм; 10,0-12,5 мм; 12,5-15,0 мм; свыше 15,0 мм, т.е. - через 2,5 мм. До посадки черенки хранились в ящиках с влажными опилками, покрытые снегом, при температуре от -3 до +5° С.

Проведенные наблюдения за приживаемостью черенковых саженцев в зависимости от их диаметра дали следующие результаты. Самый плохой результат среди всех вариантов и всех подопытных видов тополя показали черенки с диаметром от 5,0 до 7,5 мм. Как правило, их приживаемость не превышала 20%, ав трех повторностях из шести равнялась 0 %. Лучше показатель приживаемости у черенков с диаметром от 7,5 до 10,0 мм: от 13 до 88 %. Черенки с диаметром от 10,0 до 12,5 мм прижились с еще большими показателями: от 25 до 100 % у всех видов тополя. Приживаемость черенков с диаметром более 15,0 мм составила 20-50%,

т.е. показатель приживаемости черенков диаметром более 15,0 мм определенно снижался. Лучшими можно считать в нашем опыте черенки диаметром от 10,0 до 15,0 мм.

На опытных посадках лучшими по приживаемости оказались посадки черенков тополя душистого весенней заготовки (83 %). Из посадок тополя Горноалтайского-2 в этих же условиях лучшими стали двухлетние черенки зимней заготовки — 75 % приживаемости против 51 % сохранившихся растений из двухлетних черенков весенней заготовки. Приживаемость растений этого вида была заметно выше у однолетних черенков зимней заготовки (68 %), чем заготовленных в апреле (39 %). Приживаемость однолетних черенков весенней заготовки тополя бальзамического составила 57 %.

Как показали результаты исследований, при .выращивании посадочного материала тополя из черенков определенное внимание должно быть обращено на время заготовки черенкового материала. При этом сроки заготовки должны учитывать биологические особенности конкретного вида тополя. Так, например, при размножении тополя душистого лучшим сроком заготовки черенкового материала является весенний период, для тополя Горноалтайского-2 - зимний период.

Одним из основных условий получения достаточно хорошей приживаемости является соблюдение правил хранения черенкового материала.

Для посадки целесообразно использовать черенки толщиной от 7,5 до 15 мм, с учетом соблюдений требований по подготовке их к посадке.

При выращивании черенкового посадочного материала на опытных площадках в условиях Большемуртинского лесхоза (южнотаежная подзона) наиболее перспективными видами тополя (помимо местных видов) можно считать: гибрид № 40 из г. Новосибирска, гибрид ЭС-38 из г, Уфы, тополь бальзамический из г. Самары, тополь душистый из г. Благовещенска, тополь Горноалтайский-2 из Академгородка Красноярского края. Указанные виды тополя имеют достаточно высокие показатели приживаемости, выживаемости, энергии роста (прирост от 60 до 157 см в год).

Глава 5. Фенология развития посадочного материала В представленном перечне испытуемых видов и форм РорЫш помимо морфологической наблюдается фенологическая изменчивость растений. Фенологическая изменчивость по сравнению с морфологической даже в

пределах одной популяции распространена шире и легче регистрируется. Она имеет зависимость от ряда причин: наследственных, характера размножения, возраста, степени повреждения, условий произрастания (Елагин, 1984). Фенологическая изменчивость, обусловленная наследственными причинами, и в отличие от морфологической выражается в различных сроках прохождения фаз развития. Одним из основных показателей пригодности вида для выращивания в конкретных климатических условиях является его способность завершать период вегетации в наиболее благоприятные сроки. Фенология развития видов различного происхождения как раз и служит надежным методом для этой оценки.

В имеющихся публикациях (Никоноров, 1972; Апыхтин, 1979; Будаев и др.,. 1982; Лобанов, Тихонова, 1992; Прокопьев, 1993; Орешенко и др., 1994; Лобанов, 2001; Лобанов, Юрасов, 2002) фрагментарно отражена фенология развития тополя и других видов древесных растений. В наших исследованиях предпринята попытка поиска путей и способов повышения биологической устойчивости испытуемых видов на основе изучения эколого-биологических (биоморфологических) особенностей роста и развития растений.

Фенологические наблюдения за развитием однолетних черенковых саженцев проводились в вегетационные периода 1992-1994 гг. в опытных посадках на территории Большемургинского лесхоза. В основу методики приняты рекомендации И.Н. Елагина (1961) и ВЛ. Черепнина (1975).

На основании феноспектров и фенологических коэффициентов, предложенных ВЛ. Черепииным (1975), стало возможным количественно оценить темп развития представленных в наблюдениях видов и форм Рори1из разных вариантов посева и посадки.

Так, например, у тополя бальзамического из Большемургинского района, тополя душистого из г. Благовещенска, тополя ГорноалтаЙского-2 из г. Красноярска были более высокие фенологические коэффициенты (22,11 - 22,46), и в своем развитии они опережали клоны других видов.

Фенология (сезонный ритм) развития вида служит надежным методом для определения зимостойкости вида, т.к. растение в своих внешних морфологических проявлениях (фенотипе) выражает итоговый эффект наследственно обусловленной реакции на изменение того или иного фактора среды (Черепнин, 1999, 2001; Буторова, 1966, 2000; Матвеева, Буторова, 2002,2003; Тарасова, 2003,2003; Шестак, 2003; и др.).

В конечном счете несоответствие периодов развития у рада происхождений с условиями выращивания привело к повреждению неодревесневпгах побегов осенне-зимними морозами. Наблюдения за устойчивостью тополей показали, что у гибридов селекции В.Т. Бакулина (№ 21 и № 40) обмерзание побегов вегетации 1993 года составило (по весеннему учету 1994 года) - 90 %, у сорта тополя ЭС - 38 из г, Уфы - 40 %; у тополя лавролистного из п. Белый Яр (Хакасия) - 60 %; у остальных видов - от 10 до 20 %. У тополей, поздно заканчивающих рост, одревеснения верхушечных побегов не происходит, и они ежегодно в той или иной мере обмерзают. Аналогичные особенности развития и роста отмечаются и при выращивании тополей - ннтродуцентов, проверенных в условиях Новосибирской области (Бакулин, 1990).

Как показали наблюдения за фенологией развития, окончание роста побегов у разных видов и форм тополей происходит неодновременно, причем разница в сроках завершения роста достигает 20-25 дней. Местные виды заканчивают рост в первой или во второй декаде сентября (имеются в виду только сеянцы и саженцы от 3-х лет н старше), т.е. до наступления устойчивых осенних заморозков. Еще раньше • во второй или в начале третьей декады августа, т.е. задолго до наступления устойчивых осенних заморозков, заканчивают рост представители тополя происхождения из более северных районов Красноярского края (с. Ярцево, п. Подгесово). У теплолюбивых видов и форм рост побегов продолжается до 15-20 сентября, а в отдельные годы - до конца сентября. К их числу относятся: гибрид ЭС-38 из Уфы, клоны из окрестностей г. Минусинска, гибриды из г. Воронежа и др.

В таблице 5 приведены результаты 2-летних наблюдений за черенковыми саженцами 1993 года посадки. При этом наглядно прослеживается отмеченная выше закономерность: чем южнее происхождение вида или сорта от места выращивания, тем выше прирост и ниже его морозоустойчивость.

Необходимо отметить, что продолжительность роста тополя в высоту колеблется в значительных пределах. Наиболее короткий период роста отмечен у осины (65-80 дней), а наиболее продолжительный (до 158 дней) - у гибрида ЭС - 38 из г, Уфы, Наряду с тем, что энергия роста является генетически обусловленным свойством растений, одной из причин некоторого отставания в росте этих ннтродуцентов является почти ежегодное подмерзание и отмирание их основных побегов. Данную

особенность отмечают целый ряд исследователей (Климаченко, 1982; Гуляев, Мальченко, 1983; Бакулин, 1990 и др.)-

Таблица5

Рост и устойчивость к минусовым температурам саженцев тополя 1993 года посадки в условиях южно-таежной зоны (Большемуртинский р-н Красноярского края, 56°30'с.ш.), см

Вид и пункт их происхождения Среднестатистические показатели по приросту Обмерзши е, %

однолетние саженцы 2-х летние саженцы

X ± ш V + т Х + т У±т

Т. бальзамический, 38,0 22 16,0 0,4 31,3 5,5 20,3 0,2

Енисейский р-н

(п. Подтесово)

Т. бальзамический, 41,1 2.7 213 0,2 107,9 3,7 20,5 0,4 10

г. Красноярск

Т. бальзамический, 78,4 4.1 22,0 03 70,6 1,3 20,8 03 10

Большемуртанский

р-н (местные)

Т. Горноалтайский- 70,6 3,7 303 03 1343 2,9 12,4 1,0 10

2, Академгоро-

док г.Красноярск

Т. душистый, 93,8 4,7 18,2 03 103,8 5,5 20,2 0,4 10

г. Благовещенск

Т. черный х тополь 59,2 3,7 30,1 03 125,6 4,9 18,4 0,6 20

лавролистяыП,

г. Минусинск

СортЭс-38, 100, 16^2 0,9 142,0 3,2 19,9 0,4 40

г.Уфа 0

Т. лавролистный. 48,3 3,1 20,4 4,1 62,3 7Л 233 0,5 60

Хакасия,

(п. Белый Яр)

Гибрид № 40, 70,0 4,3 23,6 0,4 95,0 4,9 22,6 0,4 90

г. Новосибирск

Зимостойкость тополей гибридного происхождения обусловлена как видовой принадлежностью родительских компонентов, так и их экологическим происхождением. Кроме того, как результаты многолетних исследований В.Т. Бакунина, (1990), Г.В. Гуляева, В.В. Мальченко (1983),

так л наши наблюдения показывают, что у теплолюбивых видов с увеличением возраста деревьев зимостойкость несколько повышается.

Среди наиболее устойчивых видов тополя оказались тополь душистый из г. Благовещенска, т. бальзамический из г. Красноярска, т. Горноалтайский-2 из г. Красноярска, т. бальзамический из п. Подгесово (Енисейский район) и т. бальзамический из Большемурти некого района Красноярского края. Однако тополь бальзамический из более северного района Красноярского края (п. Подгесово Енисейского района) уступает по росту тополям местного и южного происхождений.

При интродукции растения попадают в новые экологические условия, отличающиеся от условий существования на их родине. В наших опытных посадках к видам, слабо приспособленным к местным климатическим условиям с низкой зимостойкостью и продолжительным периодом роста, можно отнести: гибрид "Еахельери" из г. Воронежа, спонтанный гибрид из п. Имисс (юга Красноярского края), гибрид На 21 « № 40 из г. Новосибирска, Эс-38 из г. Уфы и другие виды из южных районов Средней Сибири. К более устойчивым тополям-интродуцентам можно отнести: гибрид "Невский -105" из г. Воронежа, т. Горноалтайский-2 из Академгородка Красноярского края, т. бальзамический из г. Красноярска, т, душистый нз г. Благовещенска, т. бальзамический из п. Подгесово Енисейского р-она Красноярского края.

Заключение

Возможность использования тополя в плантационном лесовыращивании в южной тайге Средней Сибири обусловлена рядом его биологических особенностей. Прежде всего это быстрота роста в соответствующих местопроизрастаниях, достаточно высокая

зимостойкость ряда видов, засухо- и «неустойчивость (Иванников, 1971; Никоноров, 1972; Чулрова, 1975), сравнительно высокая устойчивость ассимиляционного аппарата к дымовым газам и пыли (Евсеенхо, 1981; Лиховид, 1994; Скрипалыцикова, Грешилова, 1999).

В процессе наблюдений за ходом и развитием сеянцев и саженцев различных видов и сортов тополя различного происхождения были получены результаты, позволяющие оптимизировать выращивание посадочного материала в условиях подтаежной зоны Средней Сибири. При этом показатели реакции растений в первую очередь связаны с наследственными особенностями индивидуальной, популяциоиной и

видовой изменчивости сформировавшихся в процессе длительного естественного отбора в различных условиях формирования популяций или искусственного отбора (сорта) в культуре.

Результаты анализа материалов наблюдений совершенно очевидно подтверждают, что процесс годичного развития представленных в работе видов тополя является наследственным показателем, связанным с факторами среды и способами размножения тополя. Данный показатель генетически обусловлен адаптивной нормой реакции растения на неодинаковые погодные условия выращивания.

В ходе решения вопросов по выращиванию посадочного материала для создания плантаций быстрорастущих лиственных пород в условиях южной тайги Средней Снбври необходимо принимать во внимание следующие основные результаты наших исследований:

При выращивании тополя черенковым материалом в условиях опытного питомника на территории Большемуртинского лесхоза лучшую приживаемость (до 100 %) имеют черенки тополя бальзамического местного происхождения, окрестностей г, Красноярска и клонов из других регионов (Новосибирск, Самара, Уфа). Эти клоны характеризуются и лучшими показателями роста.

Среди наиболее устойчивых видов н сортов тополя оказались: гибрид "Невский-105" из г. Воронежа, т. ГорноалтайскиЙ-2 из Академгородка (Красноярский край), т. душистый из г. Благовещенска, т. бальзамический из г. Красноярска, т. бальзамический из п. Подтесово Енисейского р-она, т. бальзамический из Большемуртинского района Красноярского края. Однако тополь бальзамический из более северного района Красноярского края (п. Подтесово Енисейского района) уступает по интенсивности роста тополям местного и южного происхождений.

Необходимо отметить, что у теплолюбивых видов тополя с увеличением возраста деревьев зимостойкость несколько повышается. Наблюдающееся в первые годы роста у черенковых саженцев некоторых происхождений несовпадение с фазами фенологического развития местных видов с возрастом саженцев (с 3-4-го года развития) исчезают, что значительно снижает вероятность обмерзания.

При семенном способе выращивания посадочного материала тополя необходимо отметить следующие особенности:

1. Оптимальным сроком сбора плодовых сережек тополей является период, когда раскрытие коробочек достигает 20-50 %. Эти сроки специфичны для видов тополя и особей внутри популяции. "

2. Лабораторная всхожесть семян через три месяца хранения их в холодильнике составила в среднем 70 % у осины и 90 % - у тополя бальзамического. При комнатной температуре созревшие и очищенные семена очень быстро теряют всхожесть. У осины лабораторная всхожесть уже через 5-8 дней снижается до 20-22 %, у тополя бальзамического через 12-15 дней хранения - до 53 %.

3. В благоприятных условиях роста (полиэтиленовое покрытие) развитие сеянцев более чем на 300 % превосходят показатели роста сеянцев, произрастающих в иных условиях (покрытие посевов соломой, свежей травой).

4. Для осины лучшими способами посевов оказались варианты с нормой высева семян 1 г/ п.м, торфяной заделкой, пленочным покрытием, а также при 24-часовом замачивании семян в растворе Гибберсиба (0,005 %) и последующим посевом под торфяную крошку с нормой высева 1 г/п.м. Для тополя бальзамического лучшими были следующие варианты: I) с нормой высева 1.5 г/п.м; торфяной заделкой семян и пленочным покрытием; 2) без покрытия в лучших условиях находились семена, всходы и сеянцы, присыпанные опилками и торфом слоем 2-3 мм.

5. Незавершенность периода роста у некоторых видов тополя до наступления ранних заморозков приводит к обмерзанию верхушечной части побега и повреждению их ранними заморозками.

Полученные результаты исследований будут опубликованы в виде рекомендаций по выращиванию посадочного материала для создания промышленных плантаций быстрорастущих видов и форм тополя в условиях южнотаежной зоны Средней Сибири.

По материалам диссертации автором опубликованы следующие

работы:

1. Витальев А.П., Орешенко А.П., Щербакова Н.Ф. Приемы улучшения агротехники создания лесных культур в Средней Сибири // Лесное хозяйство. -1984. - № б. -С.51-52.

2. Орешенко А.П. Влияние нарушенное™ почво-грунтов на развитие травянистой растительности // Искусственное лесовосстановление в Сибири.-Красноярск: ИЛнД СО АН СССР, 1987.-С. 73-80.

3. Орешенко А.П., Орешенко С.Д., Черепнин ВЛ., Ястребова Н.А. Выращивание тополя в условиях южной тайги Средней Сибири I! Ботан. исслед. в Сибири. - Красноярск, 1992. - Вып. 1. -С. 74-79.

4. Орешенко А.П., Орешенко С.Д., Черепнин В Л, Ястребова Н.А. Особенности фенологического развития тополей и ив в условиях южной тайги Средней Сибири // Ботан. исслед. в Сибири.- Красноярск, 1994. - Вып. 2 - С, 73-77.

5. Орешенко А.П, Рост я устойчивость тополей и ив в условиях южной тайги Средней Сибири И Ботан. исслед. в Сибири. - Красноярск, 1995. - Вып. 3 - С. 28-32.

6. Витальев А.П., Орешенко А.П. Обработка почвы под лесные культуры взрывным способом 1! Лесное хозяйство. - 1995. - №1. - С.43-44.

7. Черепнин В Л., Орешенко А.П., Орешенко С, А. Опытные культуры тополя в условиях южной тайги Средней Сибири // Плодоводство, семеноводство и интродукция древесных растений,-Красноярск: СибГТУ, 2003.-С.100-102.

8. Орешенко А.П. Оценка устойчивости тополя в лесных культурах в условиях южной тайги Средней Сибири И Ботан. исслед. в Сибири. - Красноярск, 2004 -Вып.12 (в печати).

Подписано в печать 28.01.04 г. Сдано в производство 28.01.04 г. Формат 60 х 84 1/16. Бумага типографская. Печать офсетная. Объем 1,5 пл. Тираж 100 экз. Заказ № 12

Типография Института физики СО РАН 660036 г. Кпаснояоск. Акалемгооолок 50. стооение 38