Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Структура фитомассы кедровых сосен в плантационных культурах пригородной зоны г. Красноярска

ВАК РФ 06.03.02, Лесоустройство и лесная таксация

Автореферат диссертации по теме "Структура фитомассы кедровых сосен в плантационных культурах пригородной зоны г. Красноярска"

На правах рукописи

ЩЕРБА Наталья Петровна

СТРУКТУРА Ф1ГГОМАССЫ КЕДРОВЫХ СОСЕН В ПЛАНТАЦИОННЫХ КУЛЬТУРАХ ПРИГОРОДНОЙ ЗШЫ г. КРАСНОЯРСКА

06.03.02 - "Лесоустройство н лесная таксация" 03.00.16-"Эгсолопи"

АВТОРЕФЕРАТ дассертедш на сопс-шяз учснэй стелет* ЕСйадвдт сш.скохозпйтггошх каук

Красноярск-1995

РаОэ-.'й шаолнеиа в Красноярской государственной технологической

нттакш на кафедре селешки,. лесных культур и озеленения.

Научный руководитель - доктор с.-х. наук, npoifieocop

З.А.Усэльцев.

(Шагвалышэ оппоненты - доктор с.-х. наук, профессор,

заслуженный деятель наук*; РСФСР

B.В.Протопопов;,

локтор бяо.г. наук, доцент

C.А.Шавнин.

предприятие - -Красноярский краевой комитет по охране природы Минприроды Российской Федерации

йздата дисоертапик состоится "21" декабря 1995 г. в 10 чаоов га заседании диссертационного совета Д 063.83.02 при Красноярской государственной технологической академии по адресу: 66 00 '49, Красноярск, пр. Мира, 32, ХГТА.

С диссертацией r/окко ознакомиться в библиотеке Красноярской государственной технологической академии.

АнтсфоФерат разослан "17" ночйря 1995 г.

.УчвнкЯ сакретарь диссорганожного совета,

допалт

С.Л.Шевелев

ОЩАЯ ХАРШ'ЕРЖГЖА. РАБОТ

Актуальность rew. Изучение биологической нтялуэггхвмоста плантационных культур atraer большое гначэнне в ездя и с а ьсо возрастание Й экологической рол ьо лес а. Сосноз»е яасгвдчяюя1 эодвшш&йт дс 36,4 т пылевых частии, здащада ат.я.у»га к других гродкьх для чзлг-вог<а возлейзтвий ГМвлвхов, 1977), значительна уменьшают сслорк&шо ■вредных газон l'CwnpüOB, 1977).

Усталоглено, что гектар 20-летнят сосновых ьаеаждени* поглодает ежегодно 9,4 т углекислого газа и выделяет 7,а т кислорода •( Хак--беков и др., 1980). Кедровые леса в большой суетня-, у.&у. 'другие, выделяют Лмгооргшлэтеские вежаства, котоше споооботвуст ачященяэ' воздуха, подавляя рос? патогенных махрогргзшэиов (Протопопов и др., 1974). С.Г.Сииищщ (1У5Ш -указывает,' чи> вблизи густонасоленинх райойоа самой высокой степени» экэлогячеох-д-о воздействия обладает нгибэлээ долговечную и высокопродуктивные í.accijíw, к каковым, в первую очередь, относятся кояювые наозиодия. Шштапконкне культуру кедровых сосен, созданные в прш орел ной зона, со'ог5йтс'тзуюи,еЯ уело i; ж произрастания у,аших видов, спозэбии улучаать условия 'ружатазй среды длительный лерлод вре?/йчи - ы 4 50-500. лет.

Несмотря на важность проблем соедвния плантагношшх культур в пригородных зонах осссешо вблизи'огшаториев, до.уов отдыха л т.д., которые бы в больней от enana moc обет во нагл улучазккю среди, она до сих нор на лэучена. Не'.? лктеэатурних. дазиых о-'накоалоник йлчогас-с» одной та основав* лзеообразущях ьорок тадра аиЗапскэгэ я блиэ-яого к ному, перспективного и интродухшопдом отношении вяла - кедра корейского в плантационных культурах 1 .классавозраста.' Нет с.ве-. лэнйЙ и о разнокачественное ш содерканкя акстрэктивннх ведес» в хвое кедровых сосен.

Изучение этих важы/х волросов позволит внести бэльяпЯ вкладов решение эаиьчи создания плантационных яультур а. пригородной зоне г. Красноярска, характерлауадмхея полежятельниа экологическим э<:?»тек-том.

Цель и з-'лачи иоолелош'.ия, Цэлыо исследований''¿шло ъ изуче-ю;е структуры ^ктэмассн Кедровых- сосен в ялаитштога/х дудьтурах пвигорокной сов« г. Красноярска, созданных пооалочан* материалом разного качества, проке хождения, густоты пс садки и.освещенности, для установления их экологической ;><М>октивноотк.

Задачи исследована»!:

.1. Разработка методики определения (Ьггог/аоеы кедровых сосен

a молодом возрасте по пробным ветвям (беа, руйзеи модельных деревьев);

2. ручонке вопросов изменчивости биометрических показателей

и структуры Фтмассы а зависимости от видовой и экотгашческой прв-каялекноств, коркового разнообразия, вида полночного материала, густоты посадка, оовзчениости;

3. Определение количественного и качественного содержания экстрактивных веществ в хвое кедровых сосен разных экотипов;

4. Разработка рекомендаций по созданию плантационных культур кедровых. сосен в пригородной зоне г. Красноярска, отличающихся наибольшим экологическим э1№ектом.

Аппэбзтня работы. Основные положения диссертации отражены в докладах, тезисах Всесоюзных научно-практических конференций (Красноярск, 1931-1995), краевых и городских конференциях (Красноярск, 1890-1995). Студенческая работа Щерба Н.П., посвященная изучения Формового разнообразия кедра сибирского и. представленная fia Зсерос-С¡'Сlí-'ií кол курс, била отмечена золотой медалью (Екатеринбург, 1990)

диссертационная раЗота выполнялась в рамках госбюджетной темы кайетры сейошии, лесных культур и озеленения "Разработка радкональ них спосооов шраздавания посадочного материала, лесных культур и акклжатизашш древесных поро.; в южных районах Средней Сибири", roo регистрационный номер 01830055427; по теме проблемной лаборатории "Лосовосстановленде в соответствии с заданной структурой народнохозяйственного лесопользования", госрегистрашюнкый номер 0193000406'? утвер'кденнол головки.: Советом Миннауки Российской Федерации.

Публикации. Материал®"работы отражены в 11 публикациях.

Объем работ. Диссертация изложена на 186 страницах, состоящих из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 246 наименований, в том числе 20 - на иностранных языках, 10 приложений. Текст составляет 123 страницы, содержит 76 таблиц и 13 рисунков.

Научная новизна. Впервые на ранних этапах онтогенеза (15-30 лет) изучена структура сГэтомассы кедровых сосен в плантационных культурах и установлена зависимость вертикально-Фракционного распределения йитэиассы от их разных морфологических Форм и зкотипоз, исследованы биометрические показатели кедровнх сосен различной видовой и зкоткпической принадлежности, что в совокупности способствует решению проблемы создания плантационных культур со значительны?.: 'экологически;. з'Ггёектом. Разработана методика определения надземной (Ьитомассы кедровых сосен в молодом возрасте по пробным вет-

в.'7.1 (боа рубки моделышх деревьев).

Практическая пеннясть результатов исследован;!?, заключается ь разработке рокомондасиП по Создают гианташ'оакнх кульчур кодроадх смен, оказывающих благоприятное окологическое. BosaaRrrriiio и условиях пригородной аоиы крупного продаслениого контра СрецньЗ .Cfcoirar..

Дячный вняап. Автор является непосредотБэшьг!/! участником г. руководителем всего -комплекса оабот: эхсперт:нталышх исследований, оОработки л анализа данных, Лормулировга выводов а -разработка ракокондапий.

оодешшйе рабсил

1. С0ВРШШН02 СОСТОЯНИЕ nPCEJüMÍ

«В настоящее врем/г постоянного ухудеенЕл экологгч&окого сос?о-яичя окружающей cpo.t.u *;резвяча8ио возрастав? роль леса к его более активного доююнента - Фитоказсн дрезесннх пород как ередз-улучттшиего Актера. J¡ao ока.знг.аэт кэкитккзю алшшю на среду, к (Аотссинтетдчесяая деятельность - одкд из вагдгах Факторов. предохраняли; их атмосферу от из битка углекисл-оч-и» Л««с ~ накйолсо значительный щ.5!ро?1ни{1 iftvtweitc, очяздкдаИ! от яромызижнозх загрязнений я оботацдацай атмосферу киодерозо:.!, поглоааювь¿ -СС, к унячтояггациЯ болезнетворное эрганхзмн (.Мелехов, 1977; Эавякк, Сдюшяя, 1983). Саикт&рао-гтелячеокс^ значение лесол ягсвжеляотся ке только поглощашем /гюаок'ла угдарспл и шделочгаи юьизрэда, но у .изменением мккрокдкм£.та, шумозавигаич»: к палвулавлжваадп/я ею;:-ства\ч1.лесного полога, а т^кке высоко:?, ^итонюакосты» лсонь-х -растений, Воздух с ггоига.евкой .гониэапаей способствует хзлочкшаш заболевания дыхательных путей, гкпертоиятоско.3 болезнд, 'нервно !í система, эндокринного аппарата л т.д. (Протопопов, 1S7G; Таланш>в,и др., 1973). Согласно мсслзиоштяи Л.И.Рубаоца я А,А..«аат.зва (1973) AWTpynisur активность лэса составляет от 30 до 70 тени пылевих частот на гег-.гдр спелого леса в гзченяе го,па. 'Л.С.Молохов (1977) еллтав'.':, что зеленые насаждения оказивсят ослаблшчг? дойтшв при радиоактивном лсражении.

Многие исследователи у.'вора дают, что хэойгио ■насаждения окг-эивают ЗольтшГ^'^одагкадсШ'э^ект по сравнению с лиетзектгм:«, л одно из первых .'/йот л этом отяошоячи заяяиают кедровые оосш, йя-томасса которнх играет важную роль в стабилизации зтсолэгячосках

npOhrifiCOB.

¿Значительное внжаике улеляется исследованиям структуры (йито-гл'-.с;;:-' пак лиственных, так и хвойных пород (Аткин, 1974, 1984; Се:. ечк;'.!;а, 1Ü7<1; Голиков, 1976, 1987; Протопопов 'и др., 1977; Усоль-я др., 1972, 1920, 1991 и др.). Многие исследования посвящены •/зучопня стоуктури Лктозгассы кадровых сосен {Мельников, 1970; Ворота», 1970; Храмов, Храмова, 1974; Исаков, 1975; Семечкина, 1934;. ОяучЕй, 1955; Попов, 1935; Зеленин, 1936 к яр.).

При изучении йорккоованкя Яетомассы различных древостоев рас-с:.-.?.тоивая?ся сахыа разносторонние вопроси. Большое внимание уделялось Фактора:., влляюл;::;.'; на накопление деревьями йзктомассы и прогнозированию результатов этого процесса. В.Г.Нестеровым (1535) выделе-i,u три :.;ето~<а кзучекия законов роста к развития леса •- опытный, аналитический к статистический. Применительно к лесным культурам несколько ко толов превлокенэ Н.Я.Кобрановвдг Q930). Г.И.Ыаргайлик (1071) выявил, что величина древесного прироста лесообразуиакх повод находится в прямой корреляционной зависимости от освещенности крон дорезьев. Л.Й.Каргкныу (1972) рассматривались закономерности накопления ú;io.vaccu пихтарников. Попытки прогнозирования накопления 6v.Di'accu деревьев Pinuj catitea с помовь» аллокетрических уравнений, разработанных для сухой массы стволовой древесины, корней, ветвей и хвои по отноаенаа к диаметру ствола, предприняты К. a&tunj; (1S91).

Икеется значительное количество кетодик для определения efero-кассы древостоев, отдельных деревьев к различных частей дерева. Для древостоев Т. Сато {Усольдав, 1938.) выделено три наиболее распространенных метода: регрессионный, отношения площадей сечений и метод среднего дерева. йзвезтны к разные способы нахождения фито-кассы различных частей деревьев (Колчанов, 1952; Baske-tviCte, 1955, Кузиков, 1979; Усольпев, Нагтаов, 1939). Большинство исследователе;: определяют шптомассу древостоев по кояелышм или учетным деревьям, отдавая предпочтение тому или иному способу отбора и количества отбираемых деревьев в зависимости, от условий необходимой точности и трудозатрат.

Проведенный наш анализ работ, посвященных изучению (Нормирования Фитомассы древесных растений, показал, что несмотря на много численные исследования этого плана,закономерности формирования спи-томассы в плантапионных культурах кедровых сосен до сих пор не выявлены.

На громадной территории - 39,4 млн. га (йар&енов, 1979) произрастания кедра сибирского и кедра корейского в России выделены

разные экотипн, климатипы, морфологически© и Яоколэгкпескг.з -ж. Однако Формовое разнообразив кедрозых сосен изучено, з сскогаок, при отбора быстрорастущих, урожайных, смолопродухтивних и декоративных Форм. Нет данных о Формовом разнообразия кадровых сосон по накоплению Фитомассы хвои с учетом их зкодогнчоскэп ионное."! и отбора особей, отличающихся м&кеикальнык образованном хвои ептималь-ного качественного состава, для создания плантационных культур), местных к «порайонных экотипов.

Опыт создания географических культур с целью опроделокяя наиболее быстрорастущих экотшоз для конкретных условия произрастил имеет давнюю историю. В налой стране изучение« состояния культур разного географического происхождение впервые занялся 5;..К.1урсккй в 1377 году (¡¿амаев, 1973). В начале ^двадцатого зека (ШС-ШВ гг^ была залонена сеть географических культут; по анициатизо Б.Д.Огпеп-ского (Куприянов и др., 1993), позякее (1320-1330 гг.) гаогра!>хчгл-кие югльтурн стали создавать в Японии, Ci3A к других странах кзра (Таланпев, .'¿ерзленко, 1990).

Проблеме создания плантационных культур улеляатся бальяоэ ввг-мание в связи с энергетическим кризисом, юснузт:ъ-.ся многих стран. На ХУ11 Всемирном конгрессе ШЬ?0 говорилось о том, что ирпорлтэт доляен принадлежать разработке эффективных метопов с-нергетичеокэго использования древесины (Усольпев, 19сБ),

Большое внимание уделяется создании лесоовмешшх штнтаадЗ в 'связи с формированием в лесхозах России постоянной яввооемтюШ базы на гзнетико-сэлекш'-онной основе (Данчеика; Воробьев, -1988, 1990, 1992).

Проводятся работы по созданию плантапдонннх культур кедровых сосен с целью получения древесина или орехд (Бывалец, 1271; Смодо-ногов и др., 1979; Хохрин, 1981,- Матвеева, 1982, 139-4; Дроздов, Заварэин, 1S91; Титов, 1995 и др.). Однако данных о создании плантационных культур кедровых сосен, отличавдцхоя повышенным экологическим эффектом, нет; не икается публикаций по формирования фг.то-массы кедровых сосон в плантационных и географических культурах.

2. МЕТОДИКА, ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБЪЕМ .

ЭЙСПЕРШЕНГАЛЬНОГО ШТЕРША

Определение биометрических показателей санештев в олавтатогон-ных культурах проводили по общепринятым методикам (Огзевский, 1949. Усольиев, 1988). Фитомасс.у надземной части растений определяли как

в

от шь! способом с использованием „модельных деревьев, так и, ;» я'¡¡fit., основанном на учете ¿Гитокассы по пробным веиюи ; ба3;ipyû'iC>1 на положениях методики В.Д.Абатурова и А.А. (1Э7ь) пая «олодах деревьев сосни обыкновенной, которая "*зт собой вариант метода "средних проб" (Родии и .яр,,

)

^одсльнко деревья отбирали по средним показателям для каждого r.ricca госта (Наукехко, 1340) в конпе августа - начале сентября (Атккк,' 1274; Усольпев, Кагкмов, 1933>. У моделей хвою ощипывали полностью, отдельно с боковых ветвей и центрального побега по года:.; сторнирования (Колчанов, Смирнов, 1967). При определении массВ бэко!«х ьотвей их расчленяли по годам. Касау стволов находили пу-тйг распиливания центрального побега по годам с определением годич и»х '1р:п)остов ствола по ди&четру. Фитомассу корней находили способов МОКОЛ7Т55 (размер монолита 1x1x0,5 к) по методике М.И.Калинина (1976). Псе сгракпии фито?/ассы высушивали до абсолютно'сухого состояния. Дня того, чтобы проследить за динамикой накопления фи-тсуассы растений за любой период роста до коиента обследования, ее прирос"1 р&ссчктквали на каздый год жизни дерева.

При определении ^итомассы по предлагаемому нами способу "прос них вотвэк" в каждой мутовке срезали ветвь средних размеров. Расчленяли ветвь по годам, отделяя хвою от побегов, к определяли кассу всех фракций в'абсолютно сухом состоянии. Полученные результата умнокали на количество ветвей в данной мутовке. »Массу ствола определяли с .пзкойыэ поправочных коэйЬицквнтов.раШштеШмс нами для каждой мутовкк.

Сравнительный анализ определения Фитомассы по общепринятому и предложенному методам указывает на возможность использования метода "пробных ветвей" при определении масснахвои и боковых побегов с погрешностью до 3,7$ и массы ствола - до 10%.

Содержание экстрактивных веществ в хвое определяли по общепринятым методикам (Лебедева, Репях, Тихомирова, 1979).

¡»»еру изменчивости признаков устанавливали по Л.М.Дворепколу (1971). Бее полученные данные обрабатывали статистически, используя корреляционный, дисперсионный и регрессионный анализы.

Объектами исследований явились плантационные.культуры кедровых сосен, произрастащие в пригородной зоне г. Красноярска, по лесораститольному районированию относящейся к югу Средней Сибири (Сергеев, 1971).

Первый объект исследований представляет собой плантационные

культуры площадью 4 га, созданные сс-кэкиамк и сеянца:«: ¡кн:«& сибирского разных морфологических (fop:.:. На mov-ht лопсчот-i ro-'/a^ci: растения дбстигли 15-летнего биологического вограста (¿-лстнго сеянцы + 7-летние сетенци + 5-летше я/льтуры и Ю-летипо сс.'ящу * + 5-летние культуры)

Плантационные культуры второго объекта, созлаикно на плг.^н:;::. 6 га кедром сибирским и кедром jcope '.ckkv разких с.ког.шоз, цг<опогзз» лены двумя секциями 29- и ЗО-лзтнего зозраета.

Первая секция - экотили кодровь'Х cocoa, cer-üia которых co6wi-ны в Красноярском и Хабаровском краях, Горло-ялтлйсчзй аэтейо/ао? и Иркутской областях, отличахтся по пгругному рзспэдсг^хв на V-к по долготе на 42°. Высота над уровнем горя какеЛжг.ся от bOJ до 1000 м. Семена кедровых сосон второй еевлхк собраны •» лрзскоятс-ком крае, Хакасски л Читинской обласчк, д.еста их оОора от;к!чачссд по широте на 6°, по долготе на 18°33 и ко .шеэто код' урозапк моря - на 400 м (от 50G до 9GC м).

Третий объект - шгакталаонлив к.ум.тугл: кедра сибирского г-г.о-.эдазыо 2 га, созданные в различных экологических уаяоззгзх (под голого« леса и на открытом участке) у пои цеоп;:иаягзйй густого посадки.

Всего в процессе работы било обследовано 12 га плштадазштх культур.

Проведены обмеры у 760 деревьев, ззято 92 мздслыа:* дара:». Для разработки метода определения йггомасси ксяра сибирского Соз рубки модельных деревьев дополнительно у 200 деревьев срезано i:o одной боковой ветви из каядой мутовки.

Объем измерений биометрических показателе:-!: - 497S5. Дм определения гЬитомасси хвои было взято 34200, побегов - 64774, стволовой древесины -.1490 образцов, для химического анализа - 63 образца.

3. СТРУКТУРА «ТГСКАССЫ- В 1ШШЦИ0КШХ ДГ.ЗДУРАХ,

созданных сазыцами разшх даголошвжк • «срк

Плантация кедра сибирского, имеющего биологический возрос 15 лет, была заложена в нескольких вариантах, соответствую©« разным морфологическим категория:/ посадочного материала: с 1, 2 и 3 верхушечными почками (варианты 1П, 2П и ЗП) и отобоанннуи'по категориям крупности, то есть с высотой, моншеИ средней, равно?! сродной и большей средней ("варианты IK, 2К и ЗК). По каждому варианту исследовано варьирование высоты,'текущего прироста -в выоо-

ту, диаметра ствола, дшамэтра кропи,, числа бозетвых ветвей- в мутсв-т, ужт хвои центрального побега, количеств* охвоенных мутовок. "соФр.шиеити вариации составили соответственно 28, 28, 30, 38, 23, 15, 133. Большая часть этих показателей имела положительную свясь как с числом почек на побеге, так и с высота? посадочного материала.

Показатели годичного прироста йшшассв хвои, ветвей к ствола имеэт прямую связь как с количеством почек, так и с высотой ,ceft¡j-¡ нов в год посадки. Наибольшая часть текущего годичного прироста ийпгокной гоитомассы поихоаится на хвою С50Й), далее следуют ветви (Ж) и ствол (20«). '

Однако годичный прирост ^итомассы определяется не только исходник Ленотияическпм признаком, например, числом верхушечных почек ча кзитрашгом побеге, но в значительной мере - морз-ологичес-кяил показателями дерева (высота, диаметр ствола и кроны, которые варьирую? и вне зависимости от числа почек), а также возрастом дерева Í Ав, лет), на который приходится годичный прирост той или иной 'Ттракцки надземной фитомасси. Для выявления вклаз.а Яюнотипк-часкогэ признака в общее варьирование прироста &жтоыассы дерева бил применен метод "Фиктивных" переменных (Дрейпер, Смит, 1973). I нал ем случае "Фиктивные" петоменныо соответствуют йенотипичеокпм признакам, один из которых - число по.чек верхушечного побега Ш-кодкруется по чкслу почек числами натурального ряда íIII, 2П, ЗП), а вторая - принадлежность к той ила иной градалии саженца по высоте (К) (в возрасте 3 года на момент посадки), которая по нарастающей высоте также кодируется числами 1К, 2К, ЗК. Рассчитаны много-аакторные уравнения вида

XI = ^(П, Ы, До, Дкр, Ав), (1)

Z¡ = -f(K, 11, До, Дкр, Ав), (2)

где tí - годичный прирост кассы хвои, ветвей к.лп ствола в абсолют но сухом состоянии, г; Н - высота дерева, м; До - диаметр шейки корня, см; Дкр - диаметр кроны, м. Для хвои прирост XI - масса ее на дереве, соответствующей возрасту Ав. Для ветвей прирост Zl -масса, рассчитанная для каждой ветви 1 порядка, расчлененной по кутовкау, которые по отлотенко к титовкам ствола являются мутог— камг 2 порядка, с последующим делением на число • годичных колеи каждого мекдоузлия ветвей 1 порядка и с завершаваай'опёрапкеЯ суммирования полученных значений по каклсму голу, соотвэтствуппе-му возрасту Ав. Для ствола прирост кяссы h рассчитывался по ширине годичных колец и длине междоузлии на стволе.

Получены уравнения: для массы ветвей, по варианту К:

С38,6851 + 0.1в42хд + 402182 х Ш - 1.ДЦИ х(6г'4Л-j,b Т7Т.-СГ

- 3.6631 х en До ~ 28,6135 х ЬДко + 1U&84 х ¿г Аз - Ж(У|Я8 я СпЯ х "7^2 о, ь 1,Ъ 2,о

xE/iAa; Ü2 = 0,967; (.">

е по варианту 3;

'.. fñ - 16,0022, + 0.27ШП - Í^Spal х /лДкр "+ ñ^Zü х

+ 1.1310 х (nll.x £«Ав + а.8896 х(£л 2 = 0,545. (4 }

В уравнениях ^3) 'и (4) з числителе ззачэиш константа,

знаменателе ое зяачншоть по Стмщенгу.-.Ззе константа згачимн

на уровне t^g » 2,П и nwie.. Совокувиоо?.'» Кторов, екточеишх- в

(3* 4; (4), объясняет п порвом случае 95;73! общей камекчивоста пум-

роста ветьай, a по .второй - 94,й^. йрж подстановке Яппгнрэтшшх

значений И,.До, Дкр, Ах- в уравнение (3) прорости ветвз! по гарк-

аиту ЗК прэвмпатзт знача, тя по глриакту .1^-1 ч 1,4 раза, а яр:: той

ив т:кпуляаки.с'уршввиже» (4) пркровЬ)'ветвей по варианту ЗЬЗ

«ольяо приростов.но варианту 1Ы в 1,7 ране..

Bs'jkuí одного. и» другого' irGHOT'.nizMaciKtvro признака а ¿ч5ъесн<яте

лзмеичивостн годичного щ.иросга хвои .стапгсгически на зклч:??; (í-

«-• 0,55 и .0,21,. что< t q- '.д 2,'0), и осЬйцекИсе no noa.v взраантау

уолвненуе для приросте массы.хвои имеот .над;.

- 12,2552 , 3.477Э х'-(к£оЧ 2.'i324 X (п Дкр <•' 7.0309 х. .'. ~17В~ .. ■ "т>,"3'™ - хэтг

х l'nАв + 3 4523 X faZ xínib'- З^ШЗ xfohicp Х.&До;Я'] ■■■■ 0,£62.

. 6,7 ' ' . .

Аналогичная ситуадгл.шявлена относительно 'вклада с'оногнпк-ческих признаков в объясчеппе кзмончпэосте 'годачаого .прироста уас-сн стволов (t(?> равны- 0,44 и -0,91), .л-.збоСлшннов по Boeir ааряантам урапй-еин.э для прироста .ствола кмеет' а<д: •

Inh* Л,0810 - ¿^¿3 г.епДо + Sjggp. хМлр>,V.¿37?2 х

х (tnI!)2 + 2^232 х lп До х tn К + к in Дкр х tnИ г G, 9372 х

х Ьп'Л х tn Аи + 1,0796 х£пДэ хД'пАв - 2 2712 х йпДхр'Х СпАп;

R. •* - U, 939 (Ь)

Пухе;.; табулирования .уравнения (3),.,,(6) можно п-лиучгть да-натеку лрмооста .fMTOvancw деровьев за последние 7-ÍI лет. как но отдельный факциям, так и в делом* для 'надземной части дерева,:д.вд

л- -г т> ■ -ее« ватьзй, х току яв, отселекткрсванную по фенотипи-•• пр/знаком.

■■ .лън с-Фракционный анатаэ распределения Фитомассы.кроны, , г.\хI- по г.гутэзкау, кг/еанва: возраст от 1 до 7 лет, подтвор-.7 п'лг->.э снизь калдой Фракции фцтоагассы по'каждой мутовке как с /с.г. гэт.ои почек Бззхузочноги побега, так и с высотой сеянцев в . г.; г..зга к.:. Сзотнозензо Франции Флтог/ассы в первых шести кутов-от з-эряднн,- т.е. в мутовках 1.. .6-летнего возраста-, составила «. :ло:., г>отвз2 и ствола соответственно 45...51, 22...29 и 22... со:'. 3 се:.п. ;тне:': мутовке резко снижается доля'хвои (соотношение соот&тгсту-хшо оЭ, 2%, 37>), - а в восьмилетней мутовке хвоя обычно у:-:;о отсутствует.

Показатели общей уйссн хвои, ветвей, стволов и корней также аэлэялгелыю связаны как с количеством почек, так и с высотой сё-'пашк. , г; эта связь достоверна С^ф > 3 средне«, плантацион-

ные культури кедра сибирского :■накапливают к 15-летнему возрасту кадзз;/пуэ Фптомассу, распределенную между хвоей, ветвями к стволом в процентном выражении соответственно как 43, 23 и 34$. Наибольшой экологической эффективность» отличается кедр сибирский в вариантах. ЗК и ЗД, где накапливается наибольшая фитомасса (рис.)

4. СТРУКТУРА • ФиШЛАССЫ КЕДРОШХ соси! РАЗНЫХ ВИДОВ . и этапов

лзучзны биометрические показатели и структура Фитокассы в 30-лэтких плантационных культурах (первая секция), созданных кедре:.; сибирским сд едущих прэисхождеиий: Бкрюсинсков, Танзыбейсхое, Чоре^ховское и Караконишское - по названию предприятий, .где произрастают маточные иасаздеияя; в дальнейшем они обозначаются соответственно как популяции (1, 2, 3 и 4) и кедром корейски;,' (одна популяция). По болши;.отву биометрических показателей высота и диаметр ствола, прирост побега за последние 3 года, число ветвей в мутовке, протяженность и диаметр кроны, длина хвои и продолжительность ее лизни, угол прикрепления ветвей к стволу популяции кедра сибирского мезду собой не различаются или различие находится на проделе допускаемого значения /¿-критерия. Кедр корейский в сравнении с кедром ■сибирским имеет (на достоверное уровне) меньшие высоту, диаметр ствола, число ветвей в мутовке, диаметр кроны, длину хвои, продолжительность жизни хвои, но большие протяженность кроны и углы прикрепления ветвей к стволу.

Мусса, кг 1,70-. 1,60-1,50-1,40_ 1,2-0_ 1,00-1Д0-1,СО-0,50-

o,sa-0,70-0.60L

о

0,40-о,зо-о,:о-0,10-

о,оа-!-

Щ1

Шф щщ

foM

1Шй .Ü l!l 9,30

| 0 е5

|(i Uli

I

w

Л"

U 5J

' /-к

1мГ1

Щ

3,46

!!! II

•ШШ |о,зз|

ш

Иш

0,21

И1

0,31

О И

41 -u

Условные обозначения

1П

2П

ЗП

1К

2К

ЗК

Варианты

Рис. Фитомйсса кадра сибирского 15-латнаго биологического возраста

!¡a второй секции выполнен анализ биометрических-показателей. кедра сибирского трех происхождений - Красноярска», - Хакасской и Ч:шшскоэ (соэтэд-гсгаапно популяции 1, 2 и 3). Поауляцшь-З в сравнении с 1 и 2 имеет меньшие значения высоты, диаметра ствола и кро-ш/, протяженности кропи и продолжительности ее жизни^ Дщща хвои, сравнииэашгх. ркоткпов достоверно не различается Cí(b íq^).. '.

&э.ртгл91лыю-гй>ракцв01шык анализ распределения ^ггомассй г.еревь-ов первой'О^шдш, отрати$швфо ванной'по ыутовкак, ' хиехшк- возраст от X до 17 Jie'í, показал, что фитомасра каждой фракции -и общая фи-т;.уас:сь возрастает,от однолетних мутовокк мутовкач старшего воз-pactf,'' (ÍC-iy 'лет).. Это увеличение происходит более интенсивно у . pe spei .сибирского из популяции.3 и- наименее - у кедра корейского. Ооответстваива соотносятся и' суммарные значения фракций фитомассв по ;наз ваиина; иоауляцяях» По общей фитомассо деревья кедра ctOiíp-окого par,ли чнах. популяций расположены (в порядке снижения) : 3 + VI наакепывей - фятомассой характеризуются .деревья кадра корейт-скогр.'Прашизние .наибольшего зкачения фито;лассы (популдоая 3 кедра оу.ффокого) ..над наименьшим (кадр корейский) - трехкратное (lï,ï: 3,7 кг). .Вер'лншлыю-Фракщюннзе расдредоланио фитоиассы кедра сибирского- местной популядик к кедра корейского .также. шеот существа ндио различ/я (табл. 1),

Таблица 1

Вертатльно-пракцкоинсэ распределение йатомассы у кедрошх сосед ЗО-детнего биологического возраста

Вяд,- фрахция ! ; Статистические показатели

X, г !±г !*<Г, г ! Р, % ! V, 1> {ф (ПРИ t0:V

! i i ! ! ! =2,04)

'..... Л , ! 2 » 3 ! 4 ! 5 ! 6' ! 7

Однолетняя мутовка

Кедр сибирский

костный экотил

Хлоя 1Ь,8 U.37 2,аз й.л 17,9 _

Побеги 6,3 ОДУ 1,43 2,0 21,0 -

Ствол If. .В 4,05 34,35 8,2 61,6 -

Orte'u? rf-cîTovacca 78,4 Г, ,11 38,61 6,5. 49,2 _

Кедр корейский

Продолжение табл. 1

■ 1 • ! 2 ! 3 ! 4 ! ' 5 ! 6 ! • 7

Хвоя 7,1 0,15 1,01 2,1 14,2 21,73

Побеги 3,7 0,30 2,03 8,1 56,2 8,73

Ствол 7,4.. 0,28 1,92 3,8. 25,9 10,60

Общая фитомаяса 18,2 0,73 5,01 4,0- 27,5 11,60

.Во с шил з тняя" г/у т о вка

Кедр.сибирский

Хвоя 138,4 0,30 2,24 0,2 1,6 -

Побеги- 118,3 2",64 . 19,36 2,2 16,8 -

Ствол 87,8 3,41 25,74 3,9 29,3 _

Общая-; фитокасса . 345,1 6,35 ... 47,94 1,8 13,9 -

Кедр корейский

Хвоя 25,4 1,13 7,81 4,3 29,6 95,80

Побеги 20,3 0,74 5,10 3,6 25,1 35,93

Ствол 29,'4 2,26 15,64 7,7 53,2 14,23

Общая пэитомасса -76 ¡1 . 4,13 28,55 5,4 37,5 35,53

17-летняя мутовка

Кедр сибирский

Хвоя 159,2 5,79 31,71 3,6 19,9 -

Побеги 211,0 9,73 53,30 4,6 25,3

Ствол 143,4 5,75 43,40 4,-0 30,3 -

Общая гТатомасса 513,6 21,27 128,41 4,1 25,0 -

Кедр корейский

Хвоя 116,3 4,32 28,5в 3,7 24,6 5,94

Побеги 128,4 3,90 21,12 3,0 16,4 7,88

Ствол 106,1 5,24 ■18,36 4,9 17,3 4,80

Общая Фятомасса 350,8 13,46 68,04 3,8 19,4 6,47

Для качественной опенки хвои кедра раз них видов и -экг?казг> бил и ззяти образны охвоенных ¡эттИ. Зц явлено содержание о-Т«рим:{ масел у кедра сибирского (1,03...1,23?) и корейского (1,353). 3 составе зсГирацх масел преойкалазвдЯ компонент -«<-пйнзн, по со-' порт.аниа которого два вида не различается, но менду шшуяяпзяш кедра сибирского различие существонноо (35:1 в попЬшш 2 дторого участка к 477, в популяции 1 первого участка), ;3 целом, оо.г.орхянпэ терпоношх углеводородов эфирных масел варьирует з связи с околп-г:;-

; 16

географической разновидностью кедра сибирского, а также вадовой принадлежностью, к кокет служить одной у.э биологических характеристик экотипов и видов.

Долее экотяп, отличающийся наиболее быстры:/-ростов и наибольший накоплением Ядаоуассы (популяция 3 первой секши!, был изучен по содержанию экстрактивных веществ хвоя. Для выявления обусловленности интенсивности роста л содержания этих веществ отобраны «дельные деревья быстрого к замедленного роста этой популяции.• Однако по обтэ»7 количеству экстрактивных веществ различий между двумя категориями деревьев не установлено.

Выявлено содержанке липидов. в быстрорастущих и медленнорастущих экземплярах (соответственно 84 и 86;') и определен их качест- , венинй и количественный состав. 2крнокислотныЙ состав липидов сложный к разнообразный, но те« не кенее имеются различия между категориями деревьев, в частности, содержанке пиларгоновой кислоты в фосфолипкдах у быстрорастущих деревьев почти вдвое выше (62 : 355), а в иейхуальшх липилах - на порядок ниже (2,1 : 20,5). различия в жирноккслотнок составе липидов voryT быть кспользоваян при ранней диагностике быстрорастущих экземпляров.

5. ВЮЗЙИЗ ВИДА ПОСАДОЧНОГО fuATEPHAJIA, ГУСТОШ ПОСАДКИ II ОСВЕЩЕННОСТИ НА СТРУКТУРУ ФШШАССЫ В 1ЩНТА1ШШЫХ КУЛЬТУРАХ

Проведенные исследования показали, что кедр сибирский 15-лет-: него биологического возраста в планташюнкых культурах, созданных сажешхаг/и, имеет достоверно большие показатели диаметров ствола и кроны, а такие кассы хвои, ветвей и ствола в сравнении с плантационными культурами, созданными с использованием.крупномерны^сеян-iiisв. При существующей густота посадки 4 х 4 и экологическая эффективность гектара 15-лсигней плантации, выраженная запасок" Фитокассы, отличается в зависимости от использования разного посадочного материала. Плантационные культуры, созданные .саженцами 10-летнего биологического возраста, имеют з .15 лет кассу хвои, ветвей и стволов соответственно 306, 171 и 255 кг/га в сравнении с 15-летними культурами, созданными 10-летн:а!и сеянцами (228, 79 и 147 кг/га, то есть превышение составляет соотве'^твенчо '26, 54 и 42%),

•^оптирование (¥мто?/асоы при разной густоте посадки в культурах кедра сибирского старое 11 лет не изучалось. Нами исследовалась структура (ftiTcwaecw кед;» сибирского ь естного экотппа ¿БирюсшскяЯ) ЗО-лг^наго бкологпчоского возраста в плантационных культурах со

схемами посадка 3 х 5 « и 1 х 1 к, то ес*ь с начальной густотой 400 и 10000 деревьев на 1 га. При редком стоянии деревья кедра сибирского сформируют большую массу хвои и ветвей ¿прегааение соответственно в 3,3 и в 5,6 раза), но меньшую массу стволов (разни;-:.', на 8%). Один гектар 30-летних плантационных культур кедра при схеме посалки 5x5 !.: (густота 360 шт./га) дает 614 кг хвои, кг ветвей и 1587 :<г массы стволов, а при схеме 1 х 1 м (густота 7,6 тыс. 41 т./га) - соответственно 1521, 2214 и 35405 кг, то есть превышение соответственно в 2,5; 3,7" и 22,3 раза. Следовательно, при создании экологических плантационных культур кедра сибирского предпочтительная схема посадки 1 х 1 и.

Наши исследования, проведенные в плантационных культурах квп-ра сибирского ЗО-деткего биологического возраста, произраставших на открытой поляне дендрария Красноярской государственной технологической академии и под пологом леса при густоте посадки 3,3 тыс. шт./га, показали, что по всем биометрическим показателям кедр сибирский местного происхождения растет лучше на открытом место, чом под пологом лева. Различие высот соответственно 5,7 к 2,4 м , диаметров стволов (6,5 и 2,7 см/ и диаметров крон (1,5 и 1,0 м) статистически достоверное. Онтомасса такяе имеет болъзше показатели В'культурах, произрастающих на открытом месте (табл. 2).

Таблица 2

^итомасса кедра сибирского з культурах при разно:! освещенности

Условия про-! Фитомасоа. кг__

израстакая Г хвои ! побегоз ! ствола ! дерева

На открытом

месте 0,65 ± 0,026 0,99 ± 0,078 4,56 ± 0,308 6,20 ± 0,3?3

Под пологом

леса 0,18 ± 0,011 0,32 ± 0,015 1,84 ± 0,120 2,34 ±. 0,142

коэффициенты достоверности различий (t,b при = 2,04) 16,78 8,58 Б, 50 ч. 9,41

Дисперсионный анализ данных по накоплен;?*) Титомаосн куль ту о, произрастащих на открытом месте и поп пологом леса, яоятверчпз-

IB

ет существенность различий на 5%-ом уровне значимости ^ogV.

'Коэффициент детерминации CR2 = 0,81) указывает на большую долю ьли-яния условий произрастания при накоплении Фитомассы.

Следовательно, плантационные культуры кедра сибирского целесообразно создавать в условиях хорошего освещения, а но под пологом лс.",а, где культуры отстают в росте к Формируют меньшую Фитомассу •: всех Фракций. •

■ ЗАКЛЮЧЕНИЕ И РЕШВДАЦИИ

Исследования по изучению роста и структуры фитомассы кедровых сссеи в плантационных культурах пригородной зоны г. Красногфска позволили сделать следующие выводы: . -

1. При определении надземной Фитомассы у отдельных деревьев п на гектаре плантационных культур использование метола пробных ветвей позволяет проведать отбор ценных экземпляров, семей и отдельных популяций Лез рубки деревьев, представляющих большую ценность в экологических культурах.

2. Рост и накопление Фитомассы в плантационных культурах,-зависят от качества посадочного материала, включающего его Формовое разнообразие. Наиболее продуктивны те плантационные культуры, для создания которых использовали сеянцы наибольшей категории крупности- и образующие в трехлетне.« возрасте максимальное количество верхушечных почек. •.....

3. Установлена прямая связь рсех фракций.фитомассы 15-летних культур по каидой мутовке с учетов вертикально-фракционного распределения как с количеством почек, так и с высотой 3-летних сеянцев.

4. Определено соотношение фракций, надземной фитомассы 15-летних культур: 43% (хвоя), 23% ¿боковые ветви), 34% (ствол).

5. 1!итенсивность роста и Формирования Фитомассы зависят от эко-типкческой принадлежности кедра сибирского и биологического вида. Лучшим ростом и большим накопление!: Фитомассы в условиях пригородной зоны г. Красноярска отличался кедр сибирский испытанных экоти-пов, наследственность которых Формировалась в различных экологических условиях: Красноярские, Иркутские, Горно-Адтайские, Хакасские. Отстают в росте и накоплении Фитомассы кедр корейский и кедр сибирский Читинского происхождения. .

6. Установлено распределение Флтокассы у кедра сибирского разных экотипов к кедра корейского по мутовкам.. Доказано, что общая. Ф;пovnooa возрастает от однолотией ьуговкя к мутовкам старшего воз-

Ю .

раста. Наиболее интенсивно проявляется это у кедра сибирского Черемховского происхождения, в меньшей степей;; - у кедра корейского.

7. Больное вникание на интенсивность роста и'Формирование (Ти-томассы сказывает продуктивность маточных растений, в частности, класс бонитета. Кедр сибирский Черемховского происхождения, выращенный из семян, собранннх з насаждении Л класса бонитета, в условиях пригородной зоны г. Красноярска характеризуется болкчим накоплением /Тнтомассы.

3. Количественный состав экстрактивных веществ хвои разных видов к экотипов различен. Хвоя кедра сибирского Черемховского происхождения, особенно его быстрорастущих экземпляров, и кедра корейского отличается большей экологической продуктивностью.

Э. Большую Флтомассу Форкярует кедр в плантационных культурах, созданных саженцами, в сравнении с крупнэкертгл! сеяннагя.

13. Плантационные культуры кедра сибирского, созданные при густого 1 х 1 м, образуют, з несколько раз больше ^итомасси а расчете на 1 га в сравнении с культурами, созданными при густоте 5x5 к.

11. Больаа'е влияние на интенсивность роста и йоркированав Ли-томасси в илаяташгеяннх культурах оказывают условия 'произрастания, б частности, осзе'денность.

При создании экологически■денных плантагаоннах культур копровых сосен в пригородной зоне г. Красноярска не обходе,'о учитывать следутоаде рекомендации:

1. Кедр сибирский целесообразно использовать при создании око-логических плантационных культур; кедр корейский вводить в экологические плантационные культуры с целью пзшпеняя Литоаггапной активности культур, а также в качестве интропуцента.

2. Для создания плантационных культур кедра сибирского использовать семена Черемховского н местного происхождений, собранных

в насаждениях высокой продуктивности (I и Л классы бонитета).

3. При выраачдЛййЯ посадочного материала - саженцев, целесообразно сеянцы перед переяколиванием рассортировать по Формовому разнообразии и использовать для выращивания саяенцов сояшю, относящиеся к высокой категории крупности <>Нср) я зало"?.пв:'лие на центральном побеге 3 и более -крупных верхулечных почек.

4. Пр-л создании экологически плантационных культур кедра сибирского целесообразно в качестве посадочного материала использовать сажешты 10-летнего биологического возраста.

5. Предпочтительная густота посачки при создании экологических плантационных культур - 10 тыс. 'чт./га по срачкой;:") с 403 -пт/'а.

аз

6. Плантационные культуры данного целевого назначения должны создаваться на открытом месте для образования большего количества кассы'хвоя; способствующей улучшении экологичеокоЗ обстановки пригородной зоны г, Красноярска.

По теме дносортэди;;! опубликованы следущие работы:

1. !.'атьеева Т'.К.Радюк ß.A., ЩербаН.П. Отбор сосни кедровой сжЛ1фскоЙ''сдалью получения сортоь-клонов, отличающихся-ранне.'! 'реар?1укт«!'йой до я г о л ьн о с т ь ю//1 la у чн о,-т е хн и че с ки й и социальный кротовое /лесопромышленного комплекса Восточно-Сибирского региона.-У^асаояррр .СТО, '1990. -C.65-7Q.'' •

Й^/Щарба II.П., Матвеева Р,Н. Один'из способов создания гиб-Jji«ma-a.'.«-i»iuiait плантации кедровых с.Ьсен//Тез. докл. краевой юнД».-" Красноярск: НТО, 1991. 43.63. .

'j. Щёрба Ii,П. Изненчивость кедровых.соиен по урокаЧнсотк и быстроте роста на плантациях в Караульном лесничеств«) учебно-опыт-ного.'лесхоза -СТИ//йспользованив и восстановление ресурозг» Ангаро-Efmceäcicoro 'региона; Тезисы докладов, апрель 1992 г.-Красноярск.-1932. -С.23-25.

4* Усольцэв В.А., Щерба Н.П. Изменчивость 'оЬсны кадровой си- . riitpcKOii 15-лет>>его возраста на лесосемвнной лтит8щщ//0б, науч. трудов 3csc. науч.-практ, конФ, "Проблемы хикикосес,:ого коппле;<-са, гшрель 1S93 г., 1 том.-Красноярск.-1SS3. -С.185-188.

5, Щерба Порхулева H.a.,.Шлейнинг З.А, Особенности се-кадсчшкя кедта сибирского в ллантачюнннх культурах разного геог-рч^ичс-якого происхождешш//С0. науч. статей: С-удант и каучно-тох-иьческиК прогресс, ч.1.-Красноярск.-1994, -С.15-16,

С. Щерба H.H., Фаитаров И,В., Моисеев Б.А. и др. Влияние разлития Фотосинтазкрукцего аппарата всход.-в на рост кедра сибпроко-ro//Cö, науч.. статей: Студент к научно-технический прогресс, 4,1,-Лраоьоярск.- 1S34, -С.17. * •

7. ¡.лтвозйД ?.II., fyropona О.Ф., Церба 'H.H. Особенности соз-■101!"яплантационных культур кедра еибирского/Дб. науч. тр. 1:с, nv/ч.-нракт. koh'Ti. "Проблсл* хжико-лесного комплекса", 2 том.-.чшсрзясск.-1&&!. и;. 177-183.

Це;Лэ. "1,11., £огаче:л У. В., моисеев Результаты кптро-лукши копра Küptüc;cu,o р уело шэд юга Средней Зкбиих/'/Сс. науч. ?р. Рзс. науч.-пшат. ro.nt. "Поо&лпиь' хрупко-лесного комплекса".

9. Щерба Н.Ц. Об интродукция кедра корейского в Карауль во»; лесничестве учебно-опытного лесхозаУ/Биоразнообразие и редкие гиды растений Средней Сибири. Тезисы докладов конф.-Красноярск.-1995,-0.139-141..

10. Щерба H.H., Горбатенко И.В., Забелина O.A. Вариабельность Фитомасоы 15-летних саженпов кедра сибирского в плантационных куль-турах//Сб. науч. статей: Студент, наука и цивилизация.-Красноярск.-1995. -С.19.

11. Рязанова Т.З., Чупрова H.A., Щерба И.П. Солорадшпо зкстрак-тившх веществ в хвое"кедра корейского и кедра сибирского разнога географического происхождения//Сб. науч. трудов Рос. науч.-npairr. кон.Т). "Проблемы хииико-лесного комплекса".-Красноярск.-1995. - С. 51-5?. '

Ротапринт КГ1У. Заказ 836. Тиран 100.