Вегетация 10 климатипов сосны корейской (Pinus koraiensis (Sibold et Zucc.)) в условиях Южного Приморья

Введение . Каждый живой организм существует в определенной среде, определяемой как совокупность материальных тел, явлений и энергии, влияющих на живой организм. Различные элементы среды неодинаково воспринимаются организмом и имеют для него разное значение. Условия внешней среды на Земле изменяются во времени, основной причиной этого является неодинаковое количество солнечной энергии, отличия температурного режима, увлажнения, ветра, качества почвы и др. [7].

Растения одного вида разных экологогеографических групп по-разному реагируют на одни и те же условия роста. Поэтому географические культуры имеют большое значение в сохранении биоразнообразия древесных растений, так как изучение потомств разных климати-пов по росту и устойчивости в одинаковых лесорастительных условиях позволяет оценить географическую обусловленность их свойств и признаков и выделить лучшие климатипы [8].

Существуют различные методики оценки климатипов хвойных видов по морфологическим признакам вегетативных, генеративных органов, интенсивности роста [1, 2, 4] и содержания свободного пролина как показателя стрессоустой-чивости [3]. В Дальневосточном регионе исследования географических культур были немногочисленны, описания посадок Pinus koraiensis , градуированных по климатипам с точки зрения изучения морфологии, биохимии и адаптации растений, в литературе не найдены. По величине прироста побегов трудно судить о негативном или благотворном влиянии среды на растительный организм, поэтому о степени адаптации растений разного географического происхождения к условиям вегетации Южного Приморья можно судить с учетом накопления аминокислоты пролина в хвое. Условия наблюдений выбраны на территории дендрария ГТС, который географически располагается в южных границах ареала Pinus koraiensis .

Цель исследования: определить наиболее выгодные для культивирования климатипы сосны корейской ( Pinus koraiensis ) в условиях Южного Приморья.

Для достижения поставленной цели были решены задачи по корреляционной оценке величины приростов осевого побега и накоплению аминокислоты пролина в хвое как показателя степени адаптации растений данного вида к условиям Южного Приморья.

Материалы и методы исследования . В опыте были использованы растения, которые были заложены в мае 2009 г. на двух участках, расположенных на склоне северо-западной экспозиции, территориально прилегающей к дендрарию Горнотаежной станции ДВО РАН. В верхней части склона были высажены саженцы, имеющие происхождение из разных лесхозов Приморского края, а в нижней части – из лесхозов Хабаровского края. Разница по высоте участков – в пределах 10–15 м. Несмотря на то, что структура лесного хозяйства с момента сбора исходного материала для закладки географических культур поменялась, для удобства изложения использовали принятую ранее принадлежность лесхозов к административным территориям [8]. Биологический возраст опытных саженцев в момент измерений был 15-16 лет. Были обработаны по 5 растений пяти географических типов Приморского и Хабаровского краев. Измерения побегов провели с использованием рулетки, пролиновый индекс определен по доработанной методике Бейтса [6].

Результаты исследования . В 2016 г. были проведены замеры величин приростов в высоту, измерения длины осевого побега сделаны по окончании основного периода роста 1 сентября (табл. 1).

Таблица 1

Прирост осевого побега географических культур Pinus koraiensis

В результате максимальные осевые приросты определены у деревьев Барабашевского и Пожарского климатипов Приморского края, наибольший показатель приростов из Хабаров- ских представителей отмечен у Гурского клима-типа. По условиям вегетации факторы внешней среды дендрария Горнотаежной станции характеризуются более высоким температурным ре- жимом по сравнению с представленными территориями Приморья [8], что и поспособствовало максимальной интенсивности роста растений P. koraiensis Пожарского и Барабашевского происхождения. Первично, согласно проведенным измерениям, хабаровские климатипы Pinus koraiensis в изучаемых посадках растут в напряженных, менее комфортных условиях, и их замедленный рост закреплен генетически. Для более детального анализа была сделана диагностика по уровню накопления аминокислоты пролина в хвое, являющейся показателем стресс-адаптации [3] (табл. 2).

Таблица 2

Содержание пролина в хвое первого года Pinus koraiensis Хабаровских и Приморских климатипов

В результате количество данной аминокислоты, накопленной к концу вегетации, изменялся от 4 до 20 мг/г живого веса хвои. Невысокие концентрации пролина в хвое указывают на благоприятные условия роста для Пожарского и Барабашевского климатипов, деревья данных регионов меньше всего тратили на адаптационные процессы фотосинтетической ткани и оказались наиболее адаптированными к опытным условиям роста. Средние показатели пролина отмечены у культур Пограничного, Сукпайского, Кур-Урмийского, Гурского, Ольгинского районов. Пролиновый индекс для данных культур был в диапазоне 10–13 мг/г сырой массы хвои. Наибольшее содержание пролина было накоплено в хвое растений Тернейского и Советского районов, соседствующими между собой, которые являются прибрежными со сходными климатическими условиями произрастания. Эти культуры в условиях дендрария ГТС находились в максимальной стрессовой нагрузке.

Вторично, в соответствии с содержанием пролина присутствует некоторое подтверждение тому, какие виды испытывали стрессовое напряжение в ходе вегетации под действием среды с минимумами и максимумами стресс-адаптационных затрат. Для истинного опреде- ления влияния окружающей среды на растительные организмы различных климатических групп был проведен анализ полученных измерений с использованием программы Statistica v 6.0, где выявлена обратная корреляция (коэффициент -0,82; Р < 0,05) между содержанием пролина и интенсивностью роста: с увеличением длины прироста концентрация пролина понижается, а дисперсионная характеристика пролинового индекса не совпадает с интенсивностью роста (рис.).

В ходе параметрического анализа, учитывая дисперсию распределения, условия вегетации 2016 г. в дендрарии Горнотаежной станции ДВО РАН были неблагоприятными для Pinus koraiensis Советского и Облученского климати-пов, условно неблагоприятными – для растений Тернейского и Ольгинского происхождения. Максимально комфортными условиями роста определены для климатипов Приморского происхождения – Пожарского и Барабашевского районов. Остальные культуры не испытывали высокой стрессовой нагрузки за счет более высоких адаптационных, генетически детерминированных возможностей, для них условия вегетации 2016 г. признаны комфортными.

Выводы . Выделено негативное влияние среды на вегетирующие сосны Советского и Облученского климатипов. Умеренно стрессовыми условиями вегетации определены для Тернейского и Ольгинского климатипа Pinus koraiensis . Для остальных географических типов условия вегетации в дендрарии ГТС являлись благоприятными. Оптимальными культурами для выращивания определены Пожарский и Бараба-шевский климатипы P. koraiensis в условиях Южного Приморья, как максимально адаптированные по условиям вегетации 2016 г.

Проведенные результаты исследований носят предварительный характер, но четко отражают влияние условий среды на растительные организмы разных районов происхождения.