Рост и продуктивность лиственницы в 67-летних коллекционно-географических культурах учебно-опытного лесхоза ВГЛТУ

В условиях Воронежской обл. одной из задач повышения продуктивности лесов является развитие селекции лесных культур аборигенных и интродуцированных видов. Несмотря на то что селекции лесообразующих пород здесь уделяется большое внимание, ее результативность в отношении пород-интроду-центов недостаточна.

Опытные объекты древесных интродуцен-тов, расположенные на территории Воронежской обл., могут стать хорошей базой для обоснования эффективности этих видов. Среди интродуцируемых древесных пород лиственница зарекомендовала себя как одна из наиболее перспективных для лесовыращивания и озеленения. Культуры лиственницы характеризуются высокой производительностью, они в 1,2–2,0 раза превышают продуктивность насаждений сосны и ели [1–3]. Опыт выращивания лиственницы в условиях лесостепи показал не только ее высокую продуктивность, но и устойчивость к абиотическим и биотическим факторам среды. На территории учебно-опытного лесхоза (УОЛ) ВГЛТУ им. Г.Ф. Морозова культуры лиственницы достигли 67-летнего возраста, что позволяет выявить лучшие экотипы этой породы по продуктивности, устойчивости и качеству древесины для лесоразведения в Воронежской обл.

Цель исследования – анализ и оценка перспектив селекции лиственницы Сукачева 5-ти географических происхождений на примере созданных Р.И. Дерюжкиным коллекционно-географических культур.

Объекты и методы исследования

Исследования проводили в 2019 г. на объектах, расположенных в лесостепной части Воронежской обл., в Правобережном лесничестве УОЛ ВГЛТУ им. Г.Ф. Морозова (кв. 54). Район исследования находится в умеренном климатическом поясе между 52° и 49° с. ш. Среднегодовая температура в 2019 г. достигала +8,9 °С (при норме +6,1 °С). Климат умеренно-континентальный. Лето относительно жаркое, зима умеренно-холодная. Климат формируется под влиянием умеренных, тропических и арктических воздушных масс. Количество осадков, выпадающих на территории области, изменяется с северо-запада на юго-восток и восток от 550 мм до 450 мм.

Площадь географических культур – 1,0 га, их посадку осуществляли в 1955 г. 2-летними сеянцами под меч Колесова с размещением посадочных мест 1,5 х 0,5 м. Растения на участке объединены в группы по 100 шт. по каждому географическому происхождению. В центре и по границам участка высажена рябина обыкновенная ( Sorbus aucup a ria ), между секциями - клен татарский ( A cer tat a ricum ). Тип почв - серые лесные суглинистые. В качестве объектов исследований выбраны экотипы лиственницы Сукачева ( Larix sukaczewii Djil. Dyl.) из Архангельской обл. (61–64° с. ш.); Латвии и Эстонии (57–58° с. ш.); Ивановской, Костромской, Тверской (57–58° с. ш.); Пермской и Челябинской (57–58° с. ш.); Свердловской (55–60° с. ш.) областей.

В процессе селекционной оценки осуществлен отбор лучших экотипов лиственницы Сукачева по продуктивности, среди них выделены кандидаты в плюсовые деревья [4]. Для определения устойчивости и продуктивности культур на территории отобранных объектов проведен сплошной перечет деревьев по 2-сантиметровым ступеням толщины. Диаметры измерены в двух взаимно перпендикулярных направлениях мерной вилкой, высоты – с использованием высотомера Blume-Leiss [5]. Категории санитарного состояния определяли по наличию сухих ветвей в кроне, приросту, степени охвоенности согласно шкале Правил санитарной безопасности в лесах [6].

Для оценки сохранности культур на момент обследования подсчитывали число живых и усохших деревьев, число пней и пустых посадочных мест. Полученные результаты сравнивали с числом высаженных сеянцев. Кроме того, устанавливали динамику отпада путем сопоставления начального количества деревьев с сохранившимися по учету в предыдущие годы. Учет сохранности культур сделан в 67-летнем возрасте; сохранность в 5-, 10- и 15-летнем возрастах установлена по архивам Р.И. Дерюжкина.

В исследуемых экотипах выполнена инструментальная оценка древесины на наличие внутренних повреждений с помощью Resistograph 4452S. Принцип работы прибора Resistograph следующий: тонкая игла входит в древесину и по мере ее вращения измеряется сопротивление. При этом низкое сопротивление фиксируется в прогнившей и нарушенной зоне, а высокое сопротивление – в не поражённой краевой зоне. После получения резистограмм в рамках исследований были оценены и рассчитаны параметры плотности годичных колец в программе TSAPWin [7].

Результаты и обсуждение

Значительный отпад растений наблюдался в первое 5-летие – в среднем 23 %. У отдельных экотипов (Черевсконский, Охтие, Григорьевское) он достигал 35,8–47,2 %. В последующее 5-летие отпад сеянцев в географических культурах снизился у экотипов из Яренского (16,4 %), Шенкурского (13,5), Серебрянского (21,5), Висимского (5,7), Наволокского (11,3) и Григорьевского

(15,5 %) лесхозов. При этом увеличился отпад растений у экотипов из Обозерского (19,9 %), Виноградского (11,2), Онежского (22,9), Невьянского (28,4), Н. Ляли (18,6), Гари (36,4), Юрьевского (23,5) и Цесвайского (10,9 %) лесхозов. С 10- до 15-летнего возраста у лиственницы Сукачева из Архангельской обл. наименьший отпад наблюдался у экотипов из Шенкурского (0,7 %), Яренкского (1,0) и Обозерского (2,3 %) лесхозов. В 10–15-летнем возрасте среди экотипов из Свердловской обл. отпад колебался от 0,9 (Серебрянский) до 5,5 % (Н. Ляля), экотипов из Ивановской, Костромской, Тверской областей – от 1,2 (Юрьевский, Кострома) до 7,6 % (Катон-Карагач), Пермской и Челябинской областей – от 0,7 (Григорьевское) до 3,1 % (Осинский), Латвии и Эстонии – от 0 (Охтие) до 2,4 % (Ракверск).

На момент обследования (2019 г.) наибольшая сохранность культур отмечена у экотипов из Архангельской, Свердловской, Пермской и Челябинской областей. Динамика сохранности культур лиственницы в зависимости от географического происхождения представлена на рис. 1.

При одинаковых полноте и типе леса чистые лиственничники достаточно успешно растут в высоту, достигая к 67-летнему возрасту 21 м, что соответствует I классу бонитета. Таксационная

1   2   3   4   5   6 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 35 36 48 38 45 46

Номер экотипа

Сохранность, лет:

■ 5

♦ 10        ■ 15       ♦ 65

Рис. 1. Динамика сохранности географических культур лиственницы Сукачева (данные 5-, 10-, 15-летних культур из архива Р.И. Дерюжкина)

характеристика исследуемых экотипов представлена в табл. 1.

Наибольшей высотой, диаметром и запасом среди экотипов Архангельской обл. характеризуются лиственницы из семян Виноградского (средние диаметр – 22,6 см; высота – 21,7 м; запас – 246 м3/га) и Обозерского (23,6 см;

21,7 м; 294 м3/га соответственно) лесхозов, а наименьшими показателями – культуры из семян Шенкурского и Онежского лесхозов (см. табл. 1). У лиственниц из Свердловской обл. наиболее продуктивны образцы из Рож и Висимского лесхозов (средние диаметр – 21,6 и 20,1 см; высота – 20,3 и 20,1 м; запас – 485

Таблица 1. Таксационная характеристика географических культур лиственницы Сукачева (2019)

№ экотипа

Лесхоз (лесничество)

Средний диаметр, см

Средняя высота, м

Класс бонитета

Полнота

Средний запас, м3/га

Архангельская обл. 61–64° с. ш.

1	Обозерский	23,6±0,23	21,7±0,10	I	0,8	294
2	Виноградский	22,6±0,19	21,7±0,10	I	0,6	246
3	Яренский	20,7±0,18	20,5±0,10	I	0,8	157
4	Шенкурский	19,2±0,20	19,4±0,10	II	0,8	105
5	Онежский	18,9±0,23	19,4±0,10	II	0,7	105
6	Черевконский	20,9±0,23	20,2±0,10	I	0,6	163

Свердловская обл. 55–60° с. ш.

16	Рож	21,6±0,11	20,3±0,20	I	1,0	485
17	Серебрянский	21,1±0,15	20,4±0,20	I	0,4	86
18	Невьянский	19,4±0,10	19,9±0,50	I	1,0	322
19	Висимский	21,8±0,47	20,1±0,30	I	0,8	465
20	Н. Ляля	18,8±0,17	19,1±0,10	II	0,7	206
21	Исовский	21,2±0,13	20,6±0,60	I	0,8	242
22	Березовский	18,0±0,16	18,5±0,10	II	0,7	160
23	Гари	18,4±0,20	18,5±0,10	II	1,0	345

Ивановская, Костромская и Тверская области 57–58° с. ш.

24	Наволокский	23,3±0,32	21,5±0,10	I	1,0	325
25	Юрьевский	19,9±0,20	20,7±0,10	I	0,8	223
26	Юрьевский	18,7±0,15	19,0±0,10	II	0,7	183
27	Кострома	22,2±0,32	21,2±0,20	I	1,0	309
28	Катон-Карагач	21,7±0,18	21,1±0,10	I	1,0	466

Латвия и Эстония 57–58° с. ш.

34	Судро-Янси	16,5±0,35	17,5±0,03	II	0,7	286
35	Эльза, Пуду	22,8±0,53	20,3±0,20	I	1,0	390
36	Ракверск	21,1±0,27	20,1±0,10	I	1,0	452
48	Охтие	28,6±0,25	23,4±0,10	Iа	0,3	567
37	Вирала	20,3±0,22	19,6±0,10	I	1,0	120
38	Цесвайский	18,3±0,17	19,0±0,10	II	0,5	152

Пермская и Челябинская области 55–58° с. ш.

45 Осинский 23,9±0,18 22,3±0,10 I 1,0 385 46 Григорьевское 21,5±0,21 20,5±0,10 I 1,0 488 и 465 м3/га соответственно). Среди экотипов из Ивановской, Костромской и Тверской областей наибольшей продуктивностью характеризуются Наволокский и Кострома (средние диаметр – 23,3 и 22,2 см; высота – 21,5 и 21,2 м; запас – 325 и 309 м3/га соответственно), из Латвии и Эстонии – Охтие и Ракверск (средние диаметр – 28,6 и 21,1 см; высота – 23,4 и 20,4 м; запас – 567 и 452 м3/га соответственно). Экотипы из Пермской и Челябинской областей показывают высокую продуктивность: их средний диаметр достигает 23,9 см, средняя высота – 22,3 м, запас – 488 м3/га. В целом все экотипы произрастают по I–II классу бонитета при среднем диаметре 21,2±0,40 см и средней высоте 20,4±0,30 м.

Лиственницы Сукачева из семян, собранных в местах, близких по широте и высоте над ур. моря к Воронежской обл. (51,67° с. ш.; 39,18° в. д.; 200–400 м над ур. моря) – Пермская и Челябинская области, – имеют наибольшие средние высоту, диаметр, запас и прирост. А лиственница Сукачева из семян, собранных на высоте ниже 109 м над ур. моря (экотипы из Латвии и Эстонии, Архангельской и Свердловской областей), имеет наименьшие средние высоту, диаметр и запас. Лиственницы Сукачева других географических происхождений по высоте занимают промежуточное положение между названными провениенциями.

Это согласуется с исследованиями В.П. Тимофеева [8], которые показали, что перемещение семян лиственниц Сукачева и сибирской с востока на запад при близких значениях северной широты и высоты над уровнем моря не оказывает негативного влияния на рост растений в условиях умеренно континентального климата. Перемещение семян лиственниц в широтном направлении допустимо только в пределах 3–4°. Вне этих пределов замедляется рост, снижается сохранность насаждений. При этом с возрастом у медленнорастущих особей разница в показателях роста между климатипами сглаживается [8].

Категории санитарного состояния деревьев разных экотипов значительно отличаются. Ослабленными являются культуры из семян Яренского и Черевконского лесхозов Архангельской обл., средневзвешенная категория состояния которых составила 2,0 и 1,66 соответственно. У экотипов из Свердловской обл. к ослабленным отнесены деревья из Серебрянского лесхоза (1,51), у экотипов из Прибалтики – Судро-Янси (1,83), Вирала (1,51) и к сильно ослабленным – из Ракверска (3,28).

Лучшим санитарным состоянием характеризуются лиственницы Сукачева из Ивановской, Костромской и Тверской областей (1,23), а также Пермской и Челябинской (1,32) и Свердловской областей (1,37), среди которых встречается минимальное количество ослабленных и усохших деревьев.

Таким образом, 91 % деревьев всех исследуемых происхождений не имеет признаков ослабления, 4 % приходится на ослабленные деревья и 5 % – на свежий и старый сухостой.

Оценить санитарное состояние и биологическую устойчивость экотипов невозможно без выявления закономерностей распределения деревьев по ступеням толщины и категориям состояния, это распределение представлено на рис. 2.

Деревья без признаков ослабления в основном приходятся на ступени толщины от 12 до 44 см, среди них наибольшая доля здоровых выявлена у лиственницы Сукачева из Ивановской, Костромской, Тверской областей (96 %), из Свердловской обл. и Прибалтики (92 %), Пермской и Челябинской областей (90 %) и Архангельской обл. (86 %). Доля ослабленных деревьев со ступенями толщины от 12 до 44 см в среднем составляет 9 % у экотипов из Архангельской обл. (Виноградский лесхоз – 29 %, Яренский – 13, Онежский – 11 %), 7 % у Осинского экотипа из Пермской и Челябинской областей, 1 % у Висим-ского из Свердловской обл. У остальных экотипов ослабленные деревья не обнаружены. Из общего числа ослабленных деревьев около 10 % относится к ступеням толщины от 12 до 32 см.

Распределение по ступеням толщины и высоте показало, что у всех экотипов лиственницы Сукачева выделяются растения, которые существенно превосходят по высоте и диаметру средние деревья. Среди них были выделены кандидаты в плюсовые деревья (рис. 3).

Ступени толщины, см:

12        16        20        24        28        32        36        40        44

Рис. 2. Распределение деревьев в экотипах по ступеням толщины и категориям санитарного состояния: 1, 2, 3, 4, 5 – категории состояния, L – средневзвешенная категория состояния

Обозерский Виноградский

Яренский

Шенкурский

Онежский Черевконский Рож Серебрянский Невьянский

Висимский

Н. Ляля Исовский Березовский

Гари Наволокский

Юрьевский

Кострома Катон-Крагач

Судро-Янси

Эльза, Пуду

Ракверск Охтие

Вирала

Цесвайский Осинский

Григорьевское

Минусовые         Нормальные

Рис. 3. Селекционная оценка экотипов в географических культурах

80         100

%

Плюсовые

У деревьев лиственницы, выделенных в качестве кандидатов в плюсовые деревья, высота больше, чем у среднего дерева, на 20,1 %, а диаметр – на 30,6 %. Всего выделено 26 кандидатов в плюсовые деревья.

В ходе исследований, помимо глазомерной оценки санитарного состояния древостоя, была проведена инструментальная диагностика на наличие скрытых гнилей и повреждений с помощью Resistograph. Анализ состояния деревьев лиственницы с помощью Resistograph позволил изучить структуру древесины на корню, что по сравнению с традиционными методами менее деструктивно [9, 10]. Пример полученных рези-стограмм приведен на рис. 4. На резистограмме представлены 3 области древесины: 1 – кора, 2 – камбий, 3 – здоровая древесина без признаков гниения. В среднем на долю коры приходится 5 % всего объема ствола, камбия – 2 и древесины – 93 %. Полученные с помощью Resistograph профили свидетельствуют об отсутствии гнилевых повреждений во всех исследуемых экотипах.

Данные о плотности годичных колец отражают рост деревьев и влияние на него различных

Рис. 4. Резистограмма экотипа лиственницы Сукачева из Свердловской обл.

факторов [11]. Применительно к лиственнице изучение качества древесины с учетом устойчивости к патогенам показало значительную изменчивость физико-механических свойств [12–16]. Результаты изучения структуры древесины различных экотипов лиственницы представлены в табл. 2.

Наибольшая ширина годичного кольца отмечена у экотипов из Пермской и Челябинской областей, у остальных экотипов она колеблется в пределах 9,7–9,8 мм. Плотность, как одна из характеристик макроструктуры древесины, имеет тесную связь с таким показателем, как процент поздней древесины. По исследованиям многих авторов у хвойных пород плотность поздней древесины в абсолютно сухом состоянии выше плотности ранней в 2–3 раза. В связи с этим при более высоком содержании поздней древесины общая плотность возрастает. Наибольший процент поздней древесины выявлен у экотипа из Виноградского лесхоза Архангельской обл. (38 %), наименьший – у экотипов из Ивановской, Костромской и Тверской областей (Юрьевский) – 35 %. Поэтому экотип из Архангельской обл. можно рекомендовать в качестве постоянного лесосеменного участка, семена которого позволят создать лесные культуры с повышенными физико-механическими свойствами древесины.

Выводы

• 1.    Изучение адаптационной способности лиственницы позволило выявить наиболее

• 2.    Установлено, что среди всех исследуемых экотипов 91 % деревьев не имеет признаков ослабления, 4 % приходится на ослабленные деревья и 5 % на свежий и старый сухостой.

• 3.    Инструментальная оценка с помощью Resistograph показала отсутствие скрытой гнили и повреждений.

• 4.    Деревья лиственницы, выделенные кандидатами в плюсовые деревья, имеют превышение по высоте на 20,1 % и по диаметру на 30,6 % относительно средних. Всего выделено 26 кандидатов в плюсовые деревья, их следует аттестовать и использовать для создания лесосеменных плантаций.

Таблица 2. Структура древесины экотипов лиственницы

Географическое происхождение Ширина годичного слоя, мм Доля древесины, % Число годичных слоев в 1 см средняя мin мax ранней поздней Свердловский 9,7 0,95 9,8 61 37 3,01 Пермский и Челябинский 9,9 0,94 10,7 63 36 3,13 Ивановский, Костромской, Тверской 9,7 0,95 9,9 65 35 3,00 Архангельский 9,8 0,96 9,9 62 38 2,96 перспективные экотипы для внедрения в лесные культуры Воронежской обл. Среди них можно отметить лиственницу Сукачева из Ивановской, Костромской, Тверской, Пермской, Челябинской областей. Учитывая высокую производительность и устойчивость к антропогенному влиянию экотипов лиственницы, выращивание насаждений этой породы в Воронежской обл. является целесообразным и перспективным. Поэтому при планировании работ по воспроизводству лесов необходимо предусмотреть увеличение доли площади лесов лиственницы.