Фенотипическая изменчивость шишек азиатских климатипов сосны обыкновенной в географических культурах Архангельской области

Географическая изменчивость сосны обыкновенной, способность ее произрастать в различных условиях местообитания характеризует ее как вид, обладающий высоким наследственным потенциалом. Изучение особенностей варьирования сосны обыкновенной по ее морфологическим, биологическим и эколого-физиологическим свойствам на протяжении всего ареала важно в связи с реакцией этого вида на быстроту роста и другим признакам, возможностью уточнения регионального лесосеменного районирования (Наквасина, Пономарев, 2009).

Основой для изучения географических культур сосны в Архангельской области (Пуксинское участковое лесничество Плесецкого лесничества) служила методика по изучению географической изменчивости основных лесообразующих пород, разработанная ВНИИЛМом и утвержденная Проблемным Советом по лесной генетике, селекции и семеноводству. Обследуемые культуры заложены на вырубке 1950-х годов, вышедшей из-под ельника черничного.

Для изучения морфологической изменчивости шишек сосны в географических культурах обследованы азиатские климатипы (восточная долгота произрастания исходных насаждений от 38057’ до 83000’), в каждом из которых с разных деревьев отобрано не менее 30 шишек, достаточных для оценки происхождения (Ромедер, Шёнбах, 1962). Размеры шишек (длину и диаметр в самом широком месте) измеряли с помощью штангенциркуля с точностью до 0,1 мм. Фенотипическую изменчивость изучали по форме строения апофиза по методике, предложенной Л.Ф. Правдиным (Правдин, 1964), выделившим у сосны три формы с градациями - с гладкой поверхностью семенной чешуи (f.plana); с поверхностью семенной чешуи ввиде пирамидки (f.gibba);

с поверхностью семенной чешуи в виде крючка, загнутого к основанию шишки (f.reflexa).

Характеристика шишек изученных климатипов сосны обыкновенной представлена в таблице 1. Из данных таблицы видно, что во всех климатипах сосны представлены все формы шишек, хотя в ряде случаев отдельные градации не встречаются.

Шишки с формой апофиза f.plana не превышают 39% от общего количества. Наибольшее число таких шишек представлено в климатипах из Московской, Кировской области и Удмуртской республики. Стоит отметить, что в то же время шишки с указанной формой апофиза отсутствуют в климатипе из Костромской области Мантуровского лесхоза. Малое количество шишек с гладкой поверхностью апофиза (3-4 %) отмечается в климатипах происхождением с юга Западно - Сибирской равнины (Томская и Тюменская области).

Шишки с формой апофиза f.gibba преобладают во всех климатипах, кроме тюменского (44%), в котором преобладает форма f.reflexa. Наибольшее количество шишек с формой f.gibba выявлено в климатипах из Мантуровского и Костромского лесхозов Костромской области (96% и 89% соответственно).

Шишки с формой апофиза f.reflexa в наибольшем количестве представлены в климатипе из Тюменской и Свердловской областей. Наименьшее количество - в потомствах из Московской, Костромской области, Удмуртской республики.

Размеры шишек по длине и ширине колеблются незначительно: длина от 36,34 до 43,6 мм, ширина - от 15,3 до 22,8 мм. В результате коэффициент формы шишки изменяется в пределах - от 1,9 до 2,4.

Таблица 1 – Характеристика шишек климатипов сосны обыкновенной

Примечание: 1) - номер климатипа соответствует реестру государственной регистрации географических культур; 2) - со сохранено название лесхозов в соответствии с реестром;

Для выявления зависимости представленности шишек с разными формами апофиза от местоположения исходных насаждений и основных климатических характеристик в местах их произрастания провели корреляционный анализ (табл. 2).

Таблица 2 – Коэффициент корреляции ( r ) между количеством шишек сосны различных фенотипических форм с географическими координатами и основными климатическими характеристиками.

Оценку корреляционных связей проводили с учетом селекционного подхода, предложенного С.А. Мамаевым (Мамаев, 1975). В соответствии с методикой совершенно достоверными признаются корреляционные связи со значением коэффициента корреляции 0,35 и выше, средними с коэффициентом от 0,25-0,35 и слабыми - 0,15-0,25. Отсутствие связей между показателями показывает коэффициент корреляции до 0,15.

Наиболее значительная связь (коэффициент корреляции r =0,29-0,57) фенотипической изменчивости по форме апофиза шишек проявляется с основными климатическими характеристиками (сумма температур больше 5⁰С и продолжительность вегетационного периода). С географическими координатами сильная связь проявляется у шишек формой апофиза f.gibba и f.reflexa. У климатипов южного происхождения количество шишек с апофизами f.plana снижается, а f.gibba и f.reflexa увеличивается.

Проведенная оценка фенотипической изменчивости сосны по форме апофиза шишек показала ее варьирование в пределах потомств, исходные насаждения которых произрастают на Западно-Сибирской и ВосточноЕвропейской равнине. По структуре фенов (преобладает f.gibba) отличается потомство из Костромской, Московской области, Удмуртской республики. области. В потомствах, приуроченных к югу, заметно увеличение шишек с формой апофиз в виде пирамидки (f.gibba). Так же стоит отметить проявление тенденции снижения числа шишек с гладкими формами апофиз (f.plana) и увеличения f.rgibba по мере продвижения родины исходных насаждений сосны к югу в пределах изученной территории.