Харків - 2003

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Поліському філіалі Українського ордена “Знак Пошани” науково-дослідного інституту лісового господарства та агролісомеліорації імені Г.М.Висоцького Державного комітету лісового господарства України.

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Краснов Володимир Павлович, Поліський філіал Українського ордена “Знак Пошани” науково-дослідного інституту лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького, директор.

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор Криницький Григорій Томкович, Український державний лісотехнічний університет Міністерства освіти і науки України, проректор з наукової роботи, завідувач кафедри лісівництва;

кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Яцик Роман Михайлович, Український науково-дослідний інститут гірського лісівництва ім. П.С.Пастернака, завідувач лабораторії селекції та насінництва.

Провідна установа: Національний аграрний університет Кабінету Міністрів України, Навчально-науковий інститут лісового та садово-паркового господарства, м. Київ.

Захист відбудеться “__23__”__вересня___2003 р. о _10__ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 64.828.01 в Українському ордена “Знак Пошани” науково-дослідному інституті лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцькoго за адресою: 61024, м. Харків, вул. Пушкінська, 86. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Українського ордена “Знак Пошани” науково-дослідного інституту лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького за адресою: 61024, м. Харків, вул. Пушкінська, 86.

Автореферат розісланий “__22_” ____ серпня______ 2003 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Михалків В.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальнiсть теми. Одним iз найважливiших завдань лiсової селекцiї є отримання генетично поліпшеного репродуктивного матеріалу для створення нових високопродуктивних стiйких насаджень, скорочення строків вирощування деревини. З метою забезпечення значних обсягів штучного лісовідновлення на Рівненщині створено постійну лiсонасiнну базу головних лiсотвірних порід, переважно сосни і дуба.

Сосна звичайна (Pinus sylvestris L.) є основною лiсотвірною породою поліського регіону, до якого належить і більша частина Рівненської області. Ця порода має дуже велике господарче значення, i вже досить тривалий час є об'єктом наукових досліджень. Разом з тим, незважаючи на перспективність елітного насінництва сосни звичайної, питання, пов'язані з розвитком цього напряму, в умовах Рівненщини вивчено недостатньо. Для поліпшення якості насіннєвого матеріалу сосни необхідно продовжити відбір кращих форм та насаджень сосни звичайної, дати селекційну оцінку і дослідити їх не лише за фенотипом, але і на глибших рівнях. На даний час подібні дослідження лісових порід в Україні досить обмежені.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертаційної роботи є складовою одного із основних напрямів досліджень Поліської філії УкрНДІЛГА; роботу виконано в процесі pозpобки державної науково-дослiдної теми “Вдосконалити методи та способи збереження і відтворення генетичного потенціалу лісових порід на основі селекції, генетики, цитології та мікроклонування”, № держреєстрації 0100U001025.

Мета i задачі дослiдження. Метою роботи була розробка основ підвищення продуктивності соснових насаджень Рівненщини шляхом забезпечення лісокультурного виробництва насінним матеріалом з поліпшеними генетичними властивостями. Передбачалося виконання таких завдань: вивчити особливості лісових генетичних pезеpватiв, плюсових насаджень та плюсових дерев сосни звичайної; дослідити особливості успадкування ознак плюсових дерев сосни звичайної їхніми насіннєвими потомствами; охарактеризувати клонові та родинні лісонасінні і архівно-маточні плантації в регіоні досліджень; вивчити репродуктивні процеси на клонових лісонасiнних плантаціях; дослідити особливості клонів плюсових дерев сосни звичайної та їх потомств за анатомо-морфологічними та цитологічними характеристиками бруньок.

Об'єкт дослідження - підвищення продуктивності та стійкості соснових насаджень Рівненщини шляхом забезпечення лісокультурного виробництва садивним матеріалом з поліпшеними генетичними властивостями.

Предмет дослідження - постійна лiсонасiнна база сосни звичайної в Рівненській області.

Методи дослідження - у дисертаційній роботі використано такі методи: лісівничо-таксаційні - для закладки пробних площ і визначення біометричних показників дерев та насаджень; фенологічні - для досліджень репродуктивних процесів на клонових насінних плантаціях; математико-статистичні - для обробки та аналізу отриманих експериментальних даних.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше для умов Рівненщини вивчено популяційну структуру генетичних резерватів і плюсових насаджень сосни звичайної, досліджено особливості цих популяцій і плюсових дерев за лісівничо-селекцiйними та морфологічними показниками. Вивчено хід росту напiвсiбсових потомств плюсових дерев сосни звичайної з розподілом їх на селекційні категорії. Дано порівняльну характеристику клонів сосни звичайної за “цвітінням” i насіннєношенням; визначено строки репродуктивних фенофаз. Досліджено анатомо-морфологічні та цитологічні показники бруньок клонів сосни звичайної та їх насіннєвого потомства. Виявлено зв'язки між енергією росту потомств плюсових дерев сосни і окремими анатомо-морфологічними та цитологічними особливостями бруньок.

Практичне значення одержаних результатів. Основні положення i результати дисертаційної роботи знайшли практичне застосування в держлісгоспах лісогосподарського об'єднання "Рiвнелiс". На основі проведених досліджень, разом із раціональним використанням у лісовому господарстві цінного генетичного фонду соснових насаджень та впровадженням у лісогосподарське виробництво найбільш перспективних форм, створюються основи сортового насінництва в реґіоні. Наявність двох плюсових насаджень у Новомалинському та Остківському лісництвах дає можливість використовувати їх у селекційному процесі як кандидатів у сорт-популяцію для промислового лісорозведення.

За результатами досліджень росту потомств плюсових дерев сосни звичайної за висотою у випробних культурах виділено 8 кандидатів у елітні дерева. Використання в лісокультурному виробництві садивного матеріалу з поліпшеними генетичними властивостями дасть можливість підвищити продуктивність та стійкість соснових насаджень Рівненщини. Вивчення потомств плюсових дерев за допомогою морфолого-анатомічних та цитологічних методів може дозволити за коротші строки виділяти плюсові дерева до еліти.

Особистий внесок здобувача полягає у визначенні напряму досліджень дисертаційної роботи, постановці завдань і розробці програми робіт; безпосередній участі у виконанні всього обсягу польових та камеральних робіт; аналізі та узагальненні результатів; формулюванні висновків і рекомендацій виробництву. При безпосередній участі здобувача на площі 2,08 га створено клонову насiнну плантацiю сосни звичайної другого порядку.

Апробацiя результатів дисертації. Основні положення дисертації представлено на науково-практичних конференціях і нарадах з питань лісівництва та екології: міжнародній науково-практичній конференції “Сертифікація лісів України в контексті розвитку сучасної лісової політики” (Київ, 2002); конференції, присвяченій 100-річчю з дня народження О.М. Можейка (Харків, НАУ, 2002); восьмих Погребняківських читаннях “Лісова типологія в умовах сталого розвитку лісового господарства України” (Харків, 2002); п'ятій міській міжвузівській науково-практичній конференції викладачів, студентів та молодих вчених (Житомир, 2002).

У закінченому вигляді дисертаційну роботу розглянуто на розширеному засіданні лабораторії селекції Українського ордена “Знак Пошани” науково-дослідного інституту лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького.

Публiкацiї. За матеріалами дисертації опубліковано 5 наукових праць, у тому числі 4 - у фахових виданнях, що належать до переліку ВАК України.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається зі вступу, семи розділів, висновків та рекомендацій виробництву, списку використаної літератури, який налічує 168 найменувань, в тому числі 42 - іноземними мовами. Загальний обсяг роботи - 179 сторінок комп'ютерного друку. Основний текст викладено на 92 сторінках і проілюстровано 21 таблицею та 8 рисунками. Додатки займають 48 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

Проаналізовано сучасні тенденції розвитку стратегій селекції лісових порід, методи вивчення внутрішньовидової мінливості деревних порід у природних умовах і випробних культурах, шляхи збереження i відтворення ґенетичного різноманіття (Молотков, Патлай, Давидова, 1982; Генсирук, 1986; Muller-Starck, 1992 та інші), методи створення і вивчення лісонасiнних плантацій і випробних культур сосни звичайної (Шершун, Волошинова, Ткаченко, Наумович, 1982; Шигапов, 1995; Войтюк, 1997; Ковалевич, Сероглазова, 1997; Ефимов, 2001 та інші). Обґрунтовано необхідність застосування, поряд із традиційними лісівничо-таксаційними, цитологічних методів дослідження сосни звичайної у випробних культурах і на клонових плантаціях.

ПPОГPАМА I МЕТОДИКА ДОСЛIДЖЕНЬ, ОБСЯГ ВИКОНАНИХ PОБIТ

Виходячи з актуальності вибраних напрямів подальшого вдосконалення постійної лісонасінної бази сосни звичайної на Рівненщині, передбачалося виконання таких програмних питань:

1. Вивчити особливості об'єктів постійної лісонасінної бази сосни звичайної природного походження:

а) лісівничо-таксаційну, морфологічну та селекційну структуру генетичних pезеpватiв і плюсових насаджень;

б) біометричні, морфологічні та селекційні особливості плюсових дерев.

2. Дослідити особливості успадкування ознак плюсових дерев сосни звичайної їхніми насіннєвими потомствами у випробних культурах:

а) специфіку закладки випробних культур;

б) ріст насіннєвих потомств сосни звичайної у випробних культурах;

3. Охарактеризувати клонові лісонасінні і архівно-маточні плантації регіону досліджень:

а) особливості створення плантацій;

б) специфіку росту i розвитку клонів сосни звичайної на лісонасiнних плантаціях;

д) репродуктивні особливості клонів сосни звичайної.

4. Дослідити особливості клонів плюсових дерев сосни звичайної та їх потомств за окремими морфолого-анатомічними та цитологічними характеристиками бруньок:

а) морфометрією бруньок;

б) особливостями апексів бруньок, що перебувають у стані спокою;

в) характеристиками анатомічних зон вегетативних бруньок.

Вивчення генетичних резерватів провадилося з урахуванням таких даних і показників: уточнювалося місце розташування резервату і конкретно досліджуваної ділянки, яка до нього належала до його складу (держлісгосп, лісництво, квартал, виділ, площа, вказувалися розміри проби), склад насадження, вік, бонітет, повнота, запас стовбурової деревини, підріст, підлісок, надґрунтовий покрив, тип ґрунту, тип лісорослинних умов. Всі показники, починаючи зі складу насадження, встановлювалися на основі дослідження деревостану на пробній площі та подальшої математичної обробки отриманих даних (Лакин, 1990; Доспехов, 1980).

Пробна площа для характеристики ділянки за всіма вищевказаними показниками закладалась в найбільш характерному місці (Анучин, 1977). Кількість дерев сосни на пробі була не менше 100. У загальному описі ділянки відмічався стан деревостану.

Для вивчення селекційної структури і популяційної мінливості визначалися такі показники: висота дерева, діаметр на висоті 1,3 м, селекційна категорія, форма крони, довжина і діаметр проекції крони, товщина скелетних гілок, довжина очищеного від сучків стовбура, ступінь заростання стовбура в місцях відмерлих сучків, висота підняття грубої кори, вади стовбура і крони, тощо. Для селекційної характеристики насадження використовувалася шкала М.М. Вересіна (1985).

Успадкування насіннєвим потомством плюсових дерев росту за висотою i діаметром вивчалося шляхом створення випробних культур (Молотков та ін., 1982, 1987, 1989). У культурах визначалися приживлюваність, причини відпаду, середні висоти i діаметри потомств, селекційні категорії дерев. Отримані результати порівнювали з показниками контролю - насіннєвого потомства з нормального місцевого насадження. За цією методикою вперше на Рівненщині було проведено селекційну оцінку випробних культур 1981 року закладки. Поміряно і проаналізовано у випробних культурах близько 3-х тисяч дерев сосни звичайної. Проаналізовано також архівні матеріали Поліської ЛНДС за 70-80-ті роки.

Дослідження репродуктивних процесів і фенологічні спостереження провадилися протягом 1998-2002 рр. на клоновій лісонасінній плантації сосни звичайної 1977 року створення шляхом обліку і визначення стану стробiлiв і шишок по всьому периметру крони кожної щепи. За основу видiлення фенологiчних фаз чоловiчих i жiночих стробiлiв взято класифiкацiї Н.В. Котєлової (1956) i Т.П. Нєкрасової (1983).

Для клонів і напівсібсів сосни, з якими прогнозується подальша робота, з метою виділення окремих плюсових дерев у еліту, було проведено поглиблене вивчення за допомогою морфолого-анатомічних та цитологічних методів. Об'єктами досліджень були клонова плантація першого порядку 1977 року створення у Базальтівському лісництві Костопільського ДЛГ (С3) з розміщення клонів 6 х 6 м, і випробні культури у Березнівському лісництві Березнівського ДЛГ (В3) з розміщенням садивних місць 2,5 х 1,0 м, створені в 1981 році з насіння, зібраного на цій плантації. Зразки бруньок у стадії спокою (лютий місяць) відбиралися з 15 клонів на плантації та 15 їх насіннєвих потомств у випробних культурах: по 10 дерев з клону і родини, з кожного дерева - по 20-30 бруньок з 3-го зверху кільця гілок.

Розміри бруньок вимірювалися штангенциркулем.

Для морфолого-анатомічних досліджень бруньки фіксували у фіксаторі Карнуа. Лезом безпечної бритви робили поздовжні зрізи через апікальну частину бруньки (Наумов, Козлов, 1954).

На цих препаратах за допомогою бінокулярної лупи (збільшення 3,5х15) та окуляр-мікрометра оцінювали та вимірювали анатомічні зони бруньки. Бруньки, в яких було виявлено зачаткові чоловічі генеративні органи, при аналізі даних не враховувалися. Загалом було проаналізовано більше, ніж 6000 бруньок.

Статистичний аналіз отриманих даних провадився за загальноприйнятими методиками (Доспехов, 1985; Лакин, 1990) з використаннями прикладних програмних пакетів “Statgraf” і “Microsoft Excel”.

сосна клон цитологічний насіннєвий

ФІЗИКО-ГЕОГРАФІЧНІ ТА ПРИРОДНО-КЛІМАТИЧНІ УМОВИ РЕГІОНУ ДОСЛІДЖЕНЬ

Охарактеризовано природно-кліматичні та географічні умови Рівненської області; ґрунтовий покрив, флористичний склад лісових екосистем Рівненщини. Відмічено, що в цілому, хвойні ліси (головним чином сосни звичайної) в Рівненській області займають 388,0 тис. га, що складає 67,6% від укритої лісовою рослинністю площі. Їх продуктивність досить різноманітна, що, з одного боку, є основою для розробки селекційних методів підвищення їх продуктивності; з іншого - існують значні можливості застосування цих методів на практиці.

ОСОБЛИВОСТІ ОБ'ЄКТІВ ПОСТІЙНОЇ ЛІСОНАСІННОЇ БАЗИ СОСНИ ЗВИЧАЙНОЇ ПРИРОДНОГО ПОХОДЖЕННЯ

В Рівненській області виділено 28 генетичних резерватів сосни звичайної загальною площею 736,6 га, що складає 0,19% вкритої сосновими насадженнями площі. Вони розташовані у 13 держлісгоспах області: Дубнівському держлісгоспі (ДЛГ) - 112,0 га (15,2%), Соснівському ДЛГ- 110,8 га (15,0%), Сарненському ДЛГ - 85,4 га (11,6%), Дубровицькому ДЛГ - 80,1 га (10,9%), Рокитнівському ДЛГ - 70,6 га (9,6%). Переважна їх кількість ростуть у свіжих та вологих суборах.

З метою вивчення різноманітності морфологічних форм дерев і залучення місцевих насаджень сосни звичайної до селекційного процесу закладено пробні площі в генетичних резерватах і насадженнях зони Полісся (Клеванський та Остківський держлісгоспи) та Малого Полісся (Дубнівський, Острозький держлісгоспи). Суцільний облік дерев на пробних площах дав можливість розподілити дерева за селекційними категоріями і дати оцінку кожному насадженню, серед яких - два плюсових. Найбільшим в області є генетичний резерват в Дубнівському держлісгоспі загальною площею 112 га.

Структура соснових насаджень за якісними ознаками характеризується наявністю в них від 70 до 91% дерев із стовбурами без вад. На п'яти пробних площах переважають дерева з конусоподібною формою крони, на двох - із овальною. Середня висота очищення стовбура у двох плюсових насадженнях становить відповідно 13 і 17,9м, а в нормальних - від 9,6 до 12,2 м. Частка дерев з незначною кривизною становить у середньому в нормальних насадженнях 5,2%, у плюсових - лише 1%.

У Рівненській області відібрано 139 плюсових дерев сосни звичайної: в Сарненському держлісгоспі - 39 шт., Острозькому - 32, Сосновському - 15, Березнівському - 12, Рокитнівському - 11, Клесівському - 11, Костопільському - 8, Дубнівському - 4, Клеванському - 3, Остківському - 3, Дубровицькому - 1. Із них 80,6% належать до другої категорії, 19,4% - до першої. Найбільше плюсових дерев першої категорії відібрано у свіжих судібровах - 10,8% від загальної кількості. Зовсім не виявлено плюсових дерев першої категорії у вологих судібровах (табл. 1.)

Таблиця 1. Розподіл плюсових дерев сосни звичайної за селекційними категоріями та типами лісорослинних умов

Майже половина (49%) всіх відібраних плюсових дерев перевищують середню висоту деревостану, в якому вони відібрані, до 10%; 27,3% дерев - від 10 до 15%; 15,1% дерев (в тому числі до першої категорії зараховано 7,9%) - від 16 до 20%; 5,1% дерев - від 21-25% і 0,7% - від 31 до 35%. Велика частина плюсових дерев має перевищення над середнім діаметром насадження до 30% (78,4%), від 31 до 50% - 16,6% і від 51 до 80% - 3,6%. У середньому вони перевищують відповідні показники деревостану за висотою на 11%, за діаметром - 21,5%. При цьому плюсові дерева у свіжих судібровах мають більше середнє перевищення за висотою (13-15%) і діаметром (28%), ніж в інших умовах (відповідно 7-13% і 15-25%).

ОСОБЛИВОСТІ УСПАДКУВАННЯ ОЗНАК ПЛЮСОВИХ ДЕРЕВ СОСНИ ЇХ ПОТОМСТВОМ У ВИПРОБНИХ КУЛЬТУРАХ 1981 РОКУ ЗАКЛАДКИ

В 2000 і 2002 роках було проведено дослідження росту у висоту випробних культур 1981 року закладки у кв. 47 діл. 2 Березнівського лісництва Березнівського держлісгоспу. На основі цих даних і архівних матеріалів 1984 і 1989 років, середнє перевищення всіх потомств плюсових дерев над контролем у чотирирічному віці становило 3,3%, через п`ять років - 7,4%, через 11 років - 5,8% і через 13 років - 8,4%. Так, у віці 4 роки істотно перевищували контроль в рості 12 потомств (63,2%), а одне потомство росло на рівні контролю. Через п`ять років кількість швидкорослих родин збільшилася до 18 (94,7%) і зменшилася до 16 (84,2%) до двадцятирічного віку, а через два роки знову збільшилася до 18. Перевищення середньої висоти над контролем у 1984 році становило від 1,2 до 11,1%, у 1989 - від 0,4 до 32,7%, у 2000 - від 1,9 до 13,5% і у 2002 - від 1,9 до 16,8%. Більше, ніж на 10% перевищують контроль за висотою у 2000 році лише два потомства - №№ 33 і 43. У 2002 таке перевищення є вже у 8 потомств (№№ 19, 20, 21, 31, 33, 43, 44, 47), причому у потомств №№ 19, 20, 21, 31, 43 воно спостерігалося і в молодшому віці. Слід відмітити, що потомство №33 у 1984 році відставало в рості на 3,7% від контролю, у 1989 - перевищувало його на 7,3%, у 2000 році - на 13,5%, а в 2002 - на 14%. Тому робити висновки щодо росту потомств за середньостроковою оцінкою ще передчасно, остаточно буде оцінено кожне потомство у віці технічної стиглості.

Оцінюючи випробні культури 21-річного віку за селекційними категоріями дерев в цілому, відмітимо, що в розрізі окремих потомств розподіл дерев за селекційними категоріями виявляє значне варіювання (рис.). Частка дерев І категорії в середньому для потомств дорівнює 9,6% (ліміти від 3,2 до 17%), ІІ - 12,6% (ліміти 0,7-28,5), III - 51,6% (ліміти 25,1-71,7%), IV - 26,2% (ліміти 13,4-45,1%).

Найбільше дерев І селекційної категорії виявлено у потомства №47 (17%), а найменше - в №34 (3,2%). В останнього потомства найменший відсоток дерев IV категорії, найбільше таких дерев виявлено у потомства № 32 (45,1%).

Найбільшу кількість дерев ІІ категорії виявлено у потомства №43 (28,5%), в цього ж потомства в загальному - найбільша частка дерев І і ІІ категорій разом (35,6%). Більше, ніж 30% дерев найвищої продуктивності виявлено ще у трьох потомств: №№ 20, 31, 73 (відповідно 30,3; 34,7; 32%).

ХАРАКТЕРИСТИКА КЛОНОВИХ ЛІСОНАСІННИХ І АРХІВНО-МАТОЧНИХ ПЛАНТАЦІЙ РЕГІОНУ ДОСЛІДЖЕНЬ

Клонові плантації забезпечують повне збереження генотипів плюсових дерев, дають поліпшене насіння. Всього на Рівненщині станом на 2000 рік було створено клонових насінних плантацій першого порядку на загальній площі 76,3 га, другого порядку - 26,32 га. Плантацію другого порядку на площі 2,08 га розпочали закладати в 2001 році і в Дубнівському держлісгоспі за участю автора. Вона розташована у Смизькому лісництві, на території базового розсадника. На цій плантації представлені клони 14 плюсових дерев, які є кандидатами до еліти. Розміщення дерев на площі - 8х8 м. У 2003 році закладку цієї плантації буде завершено. На ній буде представлено не менше 20 клонів.

На Рівненщині закладено також 14,59 га архівно-маточних плантацій, на яких зберігаються 157 плюсових та елітних дерев сосни звичайної з Рівненської, Волинської, Київської та Житомирської областей.

На клоновій лісонасінній плантації сосни звичайної 1977 року створення у кв. 8, д. 7 Базальтівського лісництва Костопільського держлісгоспу протягом 2000-2002 років провадилися фенологічні спостереження. Найбільш ранню дату набрякання бруньок відмічено 22 квітня (2000 р.), а найпізнішу - 4 травня (2002 р.). Слід відзначити, що сильний заморозок у травні 2000 року позбавив клони сосни звичайної врожаю у 2001 році.

За нашими даними, початок вегетації розпочинається в середньому при досягненні суми ефективних середньодобових температур 191,3?С за 66 днів. Найменшим був цей показник у 2000 році - 160,1?С за 47 днів. Початок льоту пилку на клоновій плантації сосни звичайної в середньому настає 5 травня, а розпал льоту пилку - 10 травня при досягненні суми ефективних середньодобових температур 288?С і активних 388,6?С. Тривалість періоду льоту пилку становила 6-7 днів.

Найбільшу кількість макростробілів на одну щепу (рамету) як у 1998, так і в 2001 роках нараховано у клона № 22 (572 і 1109 шт. відповідно), який є найурожайнішим на плантації (табл. 2).

Крім клона № 22, в 1998 році високоврожайними були клони №№ 33, 34, 35, 36. Найменшу кількість макростробілів у 1998 і шишок у 1999 році виявлено в клона № 21. Вихід шишок на плантації по клонах в 1999 році становив від 15,4 до 50,2% від кількості макростробілів. Найбільший відпад шишечок першого року виявився у клонів №№ 22, 21, 20 (84,6; 80,1 і 79,0% відповідно), а найменший - № 31 (49,8%). Середній вихід шишок на плантації від кількості макростробілів становив 30,4%. Між кількістю макростробілів і шишок виявлено тісний кореляційний зв`язок (0,72).

Таблиця 2. Облік цвітіння і насіннєношення клонів сосни звичайної на клоновій лісонасінній плантації сосни звичайної 1977 року створення у кв. 8, д. 7 Базальтівського лісництва Костопільського держлісгоспу Рівненської області

Размещено на http://www.allbest.ru/

Співвідношення між жіночими і чоловічими стробілами змінюється залежно від клону і становить 15,6 - 171,3 % у 2001 році і 3,0 - 181,9% у 2002 р. Кореляційні зв'язки між кількістю мікро- і макростробілів на щепі слабкі.

МОРФОЛОГО-АНАТОМІЧНІ ТА ЦИТОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ВЕГЕТАТИВНИХ БРУНЬОК КЛОНІВ ПЛЮСОВИХ ДЕРЕВ ТА ЇХ НАСІННЄВИХ ПОТОМСТВ

За результатами загальної морфометрії, бруньки, зібрані з дерев на плантації, трохи більші, ніж у культурах. Середній розмір бруньки в довжину на плантації коливався від 14 до 16 мм, у культурах - від 10 до 15 мм. Це може бути спричинено деякою відмінністю у трофності ґрунтів відповідних ділянок та щільнішим розташуванням дерев у культурах. Коефіцієнти варіювання довжини бруньок на плантації становили 7 - 15 %, а в культурах - 7 - 19%. Більші коливання коефіцієнтів варіації в культурах можна також пояснити більшою генетичною різнорідністю напівсібсового насіннєвого потомства. За діаметром бруньки були майже однакові, їх розмір як на плантації, так і в культурах коливався в межах 4-5 мм. Коефіцієнти варіації теж були подібні і становили 2 - 9%. Залежності між морфометричними показниками бруньок (як на плантації, так і в культурах) і ростом випробних культур не виявлено.

Висота апексів бруньок у всіх клонів на плантації без винятку більша, ніж у культурах (в середньому 88 мкм і 81,7 мкм відповідно). Діаметр апексів бруньок клонів також більший, ніж у їх потомств. Коефіцієнти варіації як для клонів, так і для їх потомств дуже близькі й невисокі. Коефіцієнт форми (відношення висоти апексів до діаметра - Н/Д) в культурах дорівнює в середньому ~ 0,3, на плантації - ~ 0,2.

Довжина першої анатомічної зони бруньок в абсолютних величинах, як у клонів на плантаціях, так і в їх потомств у культурах, дає результати, аналогічні із отриманими за морфометрією бруньок. Відносна величина цієї зони (у відсотках від загальної довжини бруньки) у культурах також коливається трохи більше, ніж на плантації.

Відносна довжина ІІ анатомічної зони коливається від 63 до 66% на плантаційних деревах, а в їх потомствах у культурах - від 58 до 72%. Найбільш чітка відмінність спостерігається у сумарних відносних розмірах ІІІ+IV анатомічних зон: на плантації вони становлять трохи більше 8 %, а в культурах - трохи більше 6%. У межах клонів цей показник коливається дуже мало, лише на декілька десятих відсотка.

Більша частка ІІІ+IV зон у бруньок на плантації порівняно з культурами пояснюється, можливо, тим, що плантація дає добрий врожай шишок, а зачаткові материнські макростробіли формуються саме в ІІІ зоні. Ймовірно, відбувається своєрідний перерозподіл будови бруньки: І і ІІ зони “поступаються” своєю часткою (приблизно 10%) на “користь” ІІІ зони.

Отримані дані розмірів бруньок, їх різних анатомічних зон і розмірів ми спробували порівняти з ростом потомств плюсових дерев (табл. 3).

Таблиця 3. Коефіцієнти кореляції середніх висот родин з окремими анатомо-морфометричними показниками бруньок.

Виявилося, що у випробних культурах відносний розмір ІІ зони позитивно корелює з енергією росту дерев сосни у висоту, причому є тенденція до посилення цього зв'язку з віком.

Зв'язок частки І анатомічної зони з ростом дерев - такої ж сили, але зі зворотнім знаком, тобто збільшення відносної довжини ІІ зони призводить до відповідного зменшення І зони, і навпаки.

Порівняння росту випробних культур з анатомо-морфометричними показниками бруньок клонів на плантації показує слабшу кореляцію висоти потомств з часткою І зони у клонів і сильніші зв'язки з часткою ІІ зони. Отже, спираючись на отримані результати, можна припустити спадкову обумовленість формування якщо не всіх анатомічних зон бруньки, то принаймні її найбільшої частини - зони формування брахібластів.

ВИСНОВКИ ТА РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

У дисертаційній роботі узагальнено досвід створення постійної лісонасінної бази сосни звичайної та обґрунтовано основи підвищення продуктивності соснових насаджень Рівненщини шляхом забезпечення лісокультурного виробництва насінним матеріалом з поліпшеними генетичними властивостями. На базі проведених досліджень разом із раціональним використанням у лісовому господарстві цінного генетичного фонду соснових насаджень та впровадженням у лісогосподарське виробництво найбільш перспективних форм створюються основи сортового насінництва в регіоні. Отримані результати дозволяють зробити такі висновки та рекомендації виробництву:

1. Сосна звичайна в зоні Полісся характеризується значною різноманітністю морфологічних форм та мінливістю лісівничо-селекційних показників. Це дозволяє провадити плюсову селекцію на місцевому матеріалі. Наявність двох відібраних плюсових насаджень в Новомалинському та Остківському лісництвах дає можливість використовувати їх у плюсовій і популяційній селекції як кандидатів у сорти-популяції для лісовідновлення і лісорозведення.

2. Плюсові дерева сосни звичайної в умовах Рівненщини в середньому перевищують середні таксаційні показники відповідних насаджень за висотою на 11,0 %, за діаметром - на 21,5%. При цьому плюсові дерева у свіжих судібровах мають більші середні перевищення за висотою і діаметром, ніж в інших умовах. До І категорії належать 19,4% з усіх відібраних у реґіоні плюсових дерев.

3. У чотирирічному віці 12 (63,2%) потомств плюсових дерев істотно перевищували контроль в рості за висотою на 1,2-11,1%; одне потомство росло на рівні контролю. Підвищена енергія росту зберігається майже у всіх цих потомствах, а у деяких із них у дев'ятирічному віці вона збільшується до 32%. Кількість швидкорослих родин зросла до 18 (94,7%) у дев'ятирічному віці, зменшилася до 16 у двадцятирічному, і знову збільшилася до 18 у двадцятидворічному віці.

4. Розподіл дерев за селекційними категоріями у 21-річних випробних культурах має значне варіювання. Більше, ніж 30% дерев І-ІІ селекційних категорій виявлено у чотирьох потомств.

5. У випробних культурах в середньому 84,2% напівсібсів ростуть швидше, ніж контрольний варіант; отже, відбір за зовнішніми ознаками є результативним. На основі випробування потомств вісім плюсових дерев виділено до кандидатів у еліту за загальною комбінаційною здатністю.

6. Розпал льоту пилку в сосни звичайної настає при досягненні ефективних середньодобових температур 288?С і активних - 388,6?С. Тривалість періоду льоту пилку є близькою до середньої для даної породи і становить 6 - 7 днів.

7. Кількість шишок у клонів на лісонасінній плантації в 1999 році коливалася в межах 15,4 - 50,2% від кількості макростробілів. Середній вихід шишок на плантації становив 30,4% від кількості макростробілів. Між кількістю макростробілів і шишок виявлено тісний кореляційний зв`язок.

8. Найбільше макростробілів на одну щепу на плантації в 1998 і 2001 роках було нараховано у клона № 22. Найбільший відпад шишечок першого року виявився у клонів № 22, 21, 20 (84,6, 80,1 і 79,0% відповідно), а найменший - у № 31 (49,8%).

9. Співвідношення між кількістю жіночих і чоловічих стробілів на щепах має значну мінливість. Залежно від клону і погодних умов вегетаційного періоду воно становить від 5,6 до 181,9 %. Кореляційний зв'язок між кількістю мікростробілів і макростробілів слабкий і невірогідний.

10. На розміри бруньок впливають умови росту клонів та насіннєвого потомства плюсових дерев. Клони сосни, що ростуть більш розріджено у багатших умовах (С3) на плантації, мають бруньки більші, ніж напівсібси у випробних культурах в бідніших умовах В3. Мінливість розмірів бруньок, їх анатомічних зон у клонів менша, ніж у відповідних насіннєвих потомств.

11. За розмірами другої зони клони на плантації розміщуються майже в тій же послідовності, що й їх родини. Це свідчить про спадкове формування якщо не всіх анатомічних зон бруньки, то принаймні її найбільшої частини - другої зони, де формуються брахібласти.

12. Відносна величина другої анатомічної зони бруньки в потомств у випробних культурах позитивно корелює з їх енергією росту. У потомств дерев, відібраних попередньо до еліти, відсоток другої анатомічної зони є найвищим і коливається від 68,8 до 72,9%. Зі збільшенням віку тіснота кореляційного зв'язку теж збільшується. Цей показник можна попередньо рекомендувати для ранньої діагностики росту нових насаджень сосни звичайної.

13. Відносна величина другої анатомічної зони бруньки клонів також позитивно корелює з енергією росту їх потомств. З віком тіснота кореляційного зв'язку теж збільшується. Цей показник можна також попередньо рекомендувати для прогнозування росту насаджень, створених з їх насіння .

14. Сіянцями, вирощеними з плюсових насаджень сосни, доцільно закласти не менше 5 га постійних лісонасiнних ділянок із введенням до їх складу близько 25% щеплених елітних саджанців.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

1. Волошинова Н.О., Юркевич О.О. Плюсові дерева сосни звичайної на Рівненщині. //Лісівництво і агролісомеліорація. - Харків: Майдан, 2002.- Вип. 101. - С. 67-69 (дисертант брав участь у збиранні, обробці матеріалу та написанні статті)

2. Юркевич О.О., Котюха О.Д. Випробні культури сосни звичайної на Рівненщині. // Вісник Харківського національного аграрного університету ім. В.В.Докучаєва. - 2002. - №2.- С. 237-240 (дисертант брав участь у збиранні, обробці матеріалу та написанні статті).

3. Юркевич О.О., Волошинова Н.О., Котюха О.Д. Репродуктивні особливості клонів сосни звичайної на 35-річній лісонасінній плантації у Костопільському держлісгоспі. // Лісівництво і агролісомеліорація. - Харків: Майдан, 2002. - Вип. 102.- С. 98-101 (дисертант брав участь у збиранні, обробці матеріалу та написанні статті).

4. Юркевич О.О., Кириченко О.І., Волосянчук Р.Т., Краснов В.П., Торосова Л.О., Терещенко Л.І., Григорьєва В.Г. Порівняння клонів та насіннєвих потомств плюсових дерев сосни звичайної (Pinus sylvestris L.) за морфолого-анатомічними показниками.// Лісівництво і агролісомеліорація. Харків: Майдан, 2002. - Вип. 103. - С. 152-155 (дисертант брав участь у збиранні матеріалу, аналізі даних та написанні статті).

5. Войтюк В.П., Юркевич О.О. Вплив мінеральних добрив на цвітіння сосни звичайної.// Проблеми екології лісів і лісокористування на Поліссі України. - Житомир: Волинь. - 2002. - С. 67-70 (дисертант брав участь у обробці, аналізі матеріалу та написанні статті).

АНОТАЦІЯ

Юркевич О.О. Селекційні основи підвищення продуктивності соснових насаджень Рівненщини. - Рукопис

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарський наук за спеціальністю 06.03.01 - лісові культури та фітомеліорація. Український науково-дослідний інститут лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького. Харків, 2003.

У дисертаційній роботі узагальнено досвід створення постійної лісонасінної бази сосни звичайної (Pinus sylvestris L.) та обґрунтовано основи підвищення продуктивності соснових насаджень Рівненщини шляхом забезпечення лісокультурного виробництва насінним матеріалом з поліпшеними генетичними властивостями.

Досліджено генетичні резервати, плюсові насадження і дерева сосни звичайної. Вивчено селекційно-лісівничу та морфологічну структуру популяцій сосни. На основі досліджень росту напівсібсових потомств плюсових дерев виділено кандидати в еліту. Вивчено репродуктивні особливості клонів сосни звичайної на лісонасінній плантації. Виявлено кореляційні зв'язки деяких анатомо-морфологічних і цитологічних особливостей будови бруньок клонів та їх потомств з інтенсивністю росту цих потомств у висоту.

На основі проведених досліджень разом із раціональним використанням у лісовому господарстві цінного генетичного фонду соснових насаджень та впровадженням у лісогосподарське виробництво найбільш перспективних форм створюються основи сортового насінництва в регіоні.

Ключові слова: генетичний резерват, плюсове насадження, плюсове дерево, клон, лісонасінна плантація, випробні лісові культури, брунька, апекс, анатомічна зона.

АННОТАЦИЯ

Юркевич О.А. Селекционные основы повышения продуктивности сосновых насаждений Ривненщины. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельськохозяйственных наук по специальности 06.03.01 - лесные культуры и фитомелиорация. Украинский научно-исследовательский институт лесного хозяйства и лесомелиорации им. Г.Н. Высоцкого. Харьков, 2003.

В работе обобщен опыт создания постоянной лесосеменной базы сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) и обосновано основы повышения продуктивности сосновых насаждений Ривненщины путем обеспечения лесокультурного производства семенным материалом с улучшенными генетическими свойствами.

Приводятся результаты исследований генетических резерватов, плюсовых насаждений и деревьев, испытательных культур и клоновых плантаций сосны обыкновенной. Изучено селекционную и популяционную структуру популяций сосны в регионе. По качественными показателями эти насаждения характеризуются преобладанием деревьев с прямыми стволами без пороков древесины (от 70 до 91%) деревьев. На пяти пробных площадях преобладают деревья с конусовидной формой кроны, на двух - с овальной. Среднее очищение ствола от сучьев в плюсовых насаждениях составляет 13,0-17,9 м, в нормальных - 9,6-12,2 м соответственно. Исходя из результатов исследований, можно утверждать, что сосна обыкновенная в зонах Полесья и Малого Полесья характеризуется значительным разнообразием морфологических форм и изменчивостью лесоводственно - селекционных показателей, что позволяет проводить плюсовую селекцию на местном материале. Наличие двух плюсовых насаждений дает возможность использовать их как в плюсовой селекции, так и в популяционной, в качестве кандидатов в сорт-популяцию для промышленного лесоразведения.

В регионе отобрано 139 плюсовых деревьев сосны обыкновенной. В среднем плюсовые деревья превышают средние показатели древостоя по высоте на 11%, по диаметру на 21,5%. Из них 80,6% относятся ко второй категории, 19,4% - к первой.

В испытательных культурах 84,2% полусибсовых потомств плюсовых деревьев превышают контроль. Наблюдается значительное варьирование соотношения количества деревьев разных селекционных категорий в потомствах. Ранговое положение потомств по интенсивности роста менялось на протяжении изучаемого периода. На основе испытания по потомству 8 плюсовых деревьев выделены в кандидаты в элиту.

Всего на Ривненщине по состоянию на 2000 год было создано клоновых семенных плантаций первого порядка на общей площади 76,3 га, второго порядка - 26,32 га. В 2001 году плантацию второго порядка на площади 2,08 га начали создавать в Дубновском гослесхозе. Заложено также 14,59 га архивно-маточных плантаций, на которых сохраняются 157 плюсовых и элитных деревьев сосны обыкновенной из Ривненской, Волынской, Киевской и Житомирской областей.

Начало пыления на клоновой плантации сосны обыкновенной в среднем наступает 5 мая, а разгар пыления - 10 мая при достижении суммы эфективных среднесуточных температур 288?С и активных - 388,6?С. Длительность периода пыления составляет 6-7 дней.

Средний выход шишек на лесосеменной плантации составляет 30,4% от количества макростробилов. Соотношение между количеством женских и мужских стробилов имеет значительную изменчивость и составляет 5,6-181,9%. Корреляционные связи между количеством микро- и макростробилов слабые.

Обнаружены корреляционные связи некоторых анатомо-морфологических и цитологических особенностей строения почек клонов и их потомств с интенсивностью роста этих потомств в высоту. Можно предположить наследственную обусловленность некоторых из этих показателей.

Ключевые слова: генетический резерват, плюсовое насаждение, плюсовое дерево, клон, лесосеменная плантация, испытательные лесные культуры, почка, апекс, анатомическая зона.

SUMMARY

Yurkevych O.O. The breeding basics of pine stand productivity increase in Rivne region. - Manuscript.

The PhD thesis in agriculture, specialty 06.03.01 - forest plantations and phytomelioration. Ukrainian Research Institute of Forestry and Forest Melioration named after G.M. Vysotsky. Kharkiv, 2003.

Experience of establishing the Scots pine (Pinus sylvestris L.) permanent seed-growing base and the basics of pine stand productivity increase in Rivne region by supplying forest plantations with genetically improved seed material have been generalized in the Thesis.

Gene reserve forests, plus stands and plus trees were investigated. Biometric, quality and morphology structures of pine populations were studied. Candidates to elite trees were selected on the results of half-sib progeny tests. Reproductive peculiarities of clones on a seed orchard were studied. Correlations between progeny growth intensity and some bud anatomy-morphological and cytological peculiarities of the progenies as well as their mother clones have been found.

The presented investigations together with the sustainable use of valuable gene resources of pine stands and deployment of the most prospective forms in forestry ground variety seed-growing in the region.

Key words: gene reserve, plus stand, plus tree, clone, seed orchard, progeny tests, bud, apex, anatomical zone.

Размещено на Allbest.ur