Семеношение сосны веймутовой Pinus strobus L . в дендрарии Горнотаежной станции Дальневосточного отделения РАН

Использование продуктивных и устойчивых интродуцированных древесных видов при лесовосстановлении, лесной рекультивации и агромелиорации является перспективным направлением в лесоведении [5]. Положительный результат создания лесных культур с участием интродуцентов обусловлен, в том числе, генетическими параметрами исходного семенного материала [2]. Источником семян могут служить посадки интродуцируемого вида в региональных ботанических садах и дендрариях [4]. При этом в подразделении первичной интродукции особое внимание должно уделяться изучению биологии семеношения видов в новых условиях произрастания, определению семенной продуктивности и посевных качеств семян [3]. Первые посадки сосны веймутова в дендрарии Горнотаежной станции датируются 1935 годом [9]. В настоящее время этот вид в дендрарии растет на трех участках и в сумме насчитывает 148 деревьев [6]. Регулярные наблюдения за развитием сосны вей-мутова здесь ведутся с 1992 г. Изучены фенология и некоторые элементы физиологии, дана оценка перспективности интродукции по комплексу показателей [7]. В данной статье приводятся результаты изучения динамики семе-ношения сосны веймутова на основе визуальных наблюдений с использованием шкалы урожайности для этого вида; дается биометрическая характеристика шишек и семян и их посевных качеств.

Объекты и методы исследований. Сосна веймутова естественно произрастает в

Северной Америке, ее ареал: Канада (район Великих озер и реки св. Лаврентия), США (северные части штатов Алабама и Джорджия). Северная граница распространения ограничена 50 ° с.ш. Сосна веймутова характеризуется как быстрорастущая порода, способная в благоприятных для нее условиях произрастания в относительно короткие сроки накапливать большие запасы древесины. К плодородию и влажности почвы сосна веймутова относительно требовательна, образует высокопродуктивные древостои только на глубоких, средней степени влажности супесчаных и суглинистых почвах, морозоустойчива, среди других сосен выделяется теневыносливостью. По этим показателям очень схожа с местным видом сосны – pinus koraiensis Siebold et Zucc. и может занимать ее экологическую нишу, где сосна кедровая корейская по каким-либо причинам утратила свои позиции.

Исследования проводились на участке североамериканской флоры, где данный вид растет двумя рядами в количестве 69 штук, расстояние между рядами 4 метра, в ряду 2-4 метра. Вычисленные средние значения: высота – 16м, диаметр – 32см, протяженность живой части кроны – 14 м, год посадки – 1961, происхождение семян – Минск. Ежегодный учет количественной составляющей семеношения с определением балла урожайности проводился по методике, адаптированной нами применительно к условиям дендрария [8]. При описании структуры крон выделялись яруса по половому признаку генеративных побегов с детализацией ветвей каждой мутовки относительно сторон света. Для удобства изложения ярус с наличием только женских стробил назван «женским ярусом», с наличием только мужских колосков – соответственно «мужским», с наличием женских и мужских стробил, независимо от преобладания – «смешанным ярусом», ярус с полным отсутствием генеративных органов назван «ростовым». При отнесении яруса к женскому учитывались однолетние женские стробилы, количество шишек на одной ветви определялось подсчетом зрелых шишек. Всхожесть и энергию прорастания семян определяли по Гост 13056.6-75.

Результаты и обсуждение. За период наблюдений семенной год (с высокой урожайностью) наступал дважды подряд (таблица 1). В последующие 7 лет интенсивность семено-шения была невысокой или отсутствовала вовсе. Периодичность семеношения вида, по данным с сайта dic.academic.ru, равняется 2-3 годам. На основании этого за 7 лет семенной год в дендрарии у данного вида должен был наступить дважды. Вероятно, в условиях интродукции периодичность семеношения либо увеличена на большее количество лет, либо эти периоды неравномерны по протяженности. Среднее количество шишек на одном дереве не подсчитывалось ежегодно, а было взято из шкалы урожайности. При составлении шкалы для конкретного вида и условий произрастания это количество шишек подсчитывалось для каждого балла семеношения в течение ряда лет с помощью бинокля и рассчитано на одно дерево. При расчете семенной продуктивности вес семян в одной шишке определялся без разделения на полнозернистые и пустые семена. Количество пустых семян в пробе можно посмотреть в таблице 2.

Качество семян определяли лабораторным методом в чашках Петри на фильтровальной бумаге. Всхожесть в годы с высокой и низкой интенсивностью семеношения практически одинакова. Энергия прорастания в семенной год значительно выше, здесь же меньшее количество пустых семян. Количество полных но не проросших семян не имеет существенных различий по годам с различной урожайностью. 2003 год, по видимому, был неблагоприятным в фитосанитарном отношении, о чем говорит большее количество загнивших семян в пробе.

Таблица 1 . Динамика семенной продуктивности сосны веймутова

Примечание: * - фактический урожай семян, рассчитывается по формуле: У=Дпл х Шср х М, где У – урожай семян текущего года; Дпл – количество плодоносящих деревьев учитываемого вида; Шср – среднее количество шишек на одном дереве, берется из шкалы учета урожайности в соответствии с определенным баллом; М – средняя масса семян в одной шишке, грамм (используются среднемноголетние данные)

Таблица 2 . Посевные качества семян хвойных видов дендрария, %

На формирование генеративной структуры крон сосны веймутовой определяющее влияние оказывает регулярное (упорядоченное) расположение посадок на местности. Ряды ориентированы в широтном направлении, отсюда большое различие в освещенности противоположных сторон крон – северной и южной. Деревья в рядах плотно сомкнуты ветвями, это в свою очередь обусловливает особенности формирования генеративных побегов на восточных и западных поверхностях крон. Для описания было выбрано модельное дерево как наиболее типичное из насаждения на основании определенных средних величин диаметра, высоты, протяженности и поперечника кроны и количества шишек на дереве.

Женский ярус в средний по урожайности год составляют только две верхние мутовки. В третьей мутовке на северной ветви наблюдались единичные мужские колоски, ветви остальных ориентаций не имеют генеративных побегов по причине их недоразвитости. С 4 по 6 мутовки составляют смешанный ярус. Самый протяженный ярус – мужской – расположен с 7 по 19 мутовки, далее идет ростовой ярус (20-24 мутовки).

Наибольшее количество мужских, и особенно женских стробил, находится на южноориентированных ветвях. На северной стороне кроны макростробилы присутствуют только на одной ветви во второй сверху мутовке т.к. ниже расположенные ветви получают только рассеянный свет. Западные и восточные ветви, ориентированные вдоль ряда, взаимно затеняют друг друга и поэтому на них так же меньшее количество макростробил, чем с южной стороны кроны. Однако их здесь больше, чем с северной, т.к. некоторые из восточных и западных ветвей, изгибаясь, выходят из ряда наружу.

Зрелые шишки расположены в кроне с 1 по 6 мутовки включительно. Разница в их количестве относительно сторон света довольно значительна. Больше всего шишек на ветвях южной ориентации, далее по убыванию количества идут ветви восточной ориентации, западной и северной. Такое распределение шишек соответствует характеру освещенности кроны учетного дерева. Биометрические данные свежесобранных не раскрытых шишек были получены путем измерения штангенциркулем с точностью до 1мм, подсчет семян и семенных чешуй проводился отдельно по двум категориям крупности шишек – крупные и мелкие (табл. 3).

Таблица 3. Характеристика шишек сосны веймутовой

Примечание: в скобках приведены максимальные и минимальные величины, без скобок – средние

Разница между максимальной и минимальной длиной шишек у сосны веймутовой составляет 46%, между максимальной и минимальной шириной – 29%, т.е. существующие величины разброса по длине шишек более значительны, чем по ширине. Это обусловило возможность разделения всех собранных шишек на две условных категории крупности – крупные и мелкие. По ширине шишки более выровнены, чем по длине. Ширина шишки варьирует незначительно. На основании подсчета среднего количества семян и чешуй в одной шишке рассчитаны коэффициенты наполненности шишек как отношение количества семян к количеству семенных чешуй в одной шишке. Разница этого показателя между крупными и мелкими шишками незначительна и находится в пределах статистической ошибки.

Вес 1000 штук семян сосны веймутовой в дендрарии равняется 14,6 г. По сведениям из [1] этот показатель в естественном ареале равен 17,8 г. Меньшее значение веса партии семян в районе интродукции, по-видимому, обусловлено большим количеством здесь пустых семян.

Выводы: сосна веймутова pinus strobus L. в дендрарии Горнотаежной станции характеризуется устойчивым генеративным развитием. Несмотря на большой интервал между наступлением лет с наибольшим урожаем шишек и семян, в остальные годы количество вызревших шишек в посадках довольно ровное, исключая годы с отсутствием семеношения. Качество семенной продуктивности сосны веймутова, установленное на основании определения всхожести и энергии прорастания семян, позволяет использовать посадки этого вида в дендрарии в качестве источника полноценных семян при планировании и проведении лесокультурных работ небольшой интенсивности по площади. Учитывая особенности генеративной структуры крон сосны веймутова в рядовых посадках дендрария для получения в регионе достаточного количества собственных семян этот вид рекомендуется высаживать в ПЛСУ с более свободным размещением растений.