научная статья по теме МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ХВОИ У СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ С РАЗНОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ К ГРИБНЫМ БОЛЕЗНЯМ Охрана окружающей среды. Экология человека

Текст научной статьи на тему «МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ХВОИ У СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ С РАЗНОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ К ГРИБНЫМ БОЛЕЗНЯМ»

ЭКОЛОГИЯ, 2015, № 2, с. 156-160

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ =

УДК 582.475:632.4:581.45

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ХВОИ У СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ С РАЗНОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ

К ГРИБНЫМ БОЛЕЗНЯМ

© 2015 г. С. Р. Кузьмин, Н. А. Кузьмина

Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН 660036Красноярск, Академгородок, 50/28 e-mail: skr_7@mail.ru Поступила в редакцию 18.11.2013 г.

Ключевые слова: географические культуры, шютте обыкновенное, фацидиоз, ценангиевый некроз, размеры и плотность устьиц хвои.

Б01: 10.7868/80367059715010084

Изучение влияния экологических факторов на адаптацию растений имеет важное значение в исследовании наследственных свойств древесных видов и способствует выявлению эволюционно-географических закономерностей формирования биогеоценозов. Оценка устойчивости географических культур к грибным болезням характеризует выживаемость климатических экотипов (далее называемых климатипами) в экологических условиях пункта испытания, поэтому на этот показатель необходимо обращать внимание при отборе перспективных климатипов для плантационного лесовыращивания.

В настоящей работе приведены результаты анализа фитопатологического мониторинга наиболее представительных географических культур сосны обыкновенной на территории Красноярского края. Культуры созданы в Богучанском лесничестве, расположенном в южнотаежной зоне светло-хвойных лесов, в 1976 г. по методике ВНИИЛМ (Изучение имеющихся..., 1972).

В географических культурах испытываются 84 климатипа, 40% из которых представляют сибирские сосновые популяции. В результате многолетнего фитопатологического мониторинга выявлены группы климатических экотипов, отличающиеся между собой степенью поражения хвои грибными патогенами (Кузьмина, Кузьмин, 2007). Распространение болезней в период эпи-фитотий оценивали методом учета доли поврежденных деревьев от общего их количества на участке, жизненное состояние каждого дерева — методом глазомерного учета степени повреждений почек, хвои и побегов. Идентификацию заболеваний сосны в географических культурах в 1977—1987 гг. проводили фитопатологи И.С. Кос-

синская и Г.Н. Лебкова. Образцы хвои для изучения морфологии хвои и плотности устьиц собирали в период отсутствия заболеваний в географических культурах. Размеры хвои исследовали у 30 деревьев, плотность устьиц — у 5 деревьев каждого климатипа. Учет плотности устьиц проводился по ранее разработанной методике (Кузьмин, 2012).

Заболевание растений, отмеченное у сеянцев в возрасте 1—2 года, диагностировано как обыкновенное шютте (грибы рода Lophodermium). На второй год распространения болезни элиминация сеянцев на питомнике достигала в контроле 20% и у потомств — 42%, место происхождения которых отдалено от пункта испытания в западном и юго-западном направлениях. В основном к этой группе относились потомства сосны из центральных районов России (Московская, Владимирская и Тамбовская области), Урала и Поволжья (Саратовская и Свердловская области, Татарстан, Удмуртия и Башкортостан). Наибольшая элиминация сеянцев (до 85%) отмечалась у западных и южных потомств сосны (Гомельская, Ро-венская, Киевская и Сумская области) (рис. 1).

В восьмилетнем возрасте в географических культурах на участке с песчаной почвой отмечалось снежное шютте (Phacidium infestans Karst.), и они существенно уступали в росте культурам на темно-серой лесной почве. В ходе учета были выделены три группы деревьев с разной степенью повреждений хвои: сильно, средне и слабо поврежденные деревья. Для деревьев с сильной степенью повреждений характерны усыхание верхушечной почки и дефолиация хвои более 50% в кроне. Усыхание хвои у деревьев со средней тяжестью повреждений составляло 20—40%, у слабо поврежденных деревьев не превышало 20%.

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ХВОИ

65° 70° 75° 75° 70° 65°

157

Г ~ : - -15

45°

60°

55°

50°

45°

Рис. 1. Поражение сеянцев сосны обыкновенным шютте (Lophodermium pinastri СИеу.) в географических посевах в Бо-гучанском лесничестве.

1 — граница ареала сосны, 2 — граница подвидов, 3 — № климатипов, 4 — доля погибших сеянцев на питомнике.

Наблюдения показали, что интенсивность распространения заболевания зависит от географического происхождения сосны. Более 50% поврежденных деревьев на участке отмечали в основном у климатипов из центральных (Московская, Владимирская, Горьковская, Костромская, Брянская, Тамбовская, Воронежская, Пензенская, Рязанская области), западных (Латвия, Ро-венская, Псковская, Гомельская области) и южных (Сумская, Киевская области) районов ареала сосны. Зарегистрирована болезнь у потомства сосны из Казахстана (Семипалатинская область) и некоторых южных и лесостепных районов Сибири (Омская, Новосибирская области, Алтайский край, юг Красноярского края). Устойчивыми к снежному шютте оказались в основном кли-матипы сосны из таежной зоны Сибири и некоторые климатипы с Европейского Севера. Более 80% здоровых деревьев отмечено у потомств сосны Красноярского края, Якутии, Иркутской и Читинской областей, а также Мурманской области и Республики Коми (рис. 2).

Известно, что в естественных сосняках фаци-диоз встречается на северной границе леса, благоприятные условия для развития и распространения возбудителя заболевания имеет северная подзона тайги (Мороз, 1961; Коссинская, 1974;

Минкевич, 1982, 1986; Крутов, 1989). Негативное действие патогена усиливается с повышением широты местности, по мере ухудшения почвен-но-климатических условий и усугубляет его значительная продолжительность зимнего периода с устойчивым снежным покровом. В условиях нашего эксперимента у северных климатипов (сосна с Европейского Севера и популяции сосны из Средней и Восточной Сибири) выявлена более высокая устойчивость к данному заболеванию. Очевидно, что у потомств сосны этих популяций выработалась сопротивляемость к патогену в местах их происхождения. Климатипы сосны из западных, центральных и южных районов ареала в местах их происхождения не сформировали устойчивость к грибным болезням, поэтому в пункте испытания потомства этих климатипов уязвимы к ним.

В 23—25-летнем возрасте в географических культурах, произрастающих на песчаной почве, зафиксировано повреждение хвои ценангиевым некрозом (Cenangium abietis (Реге) Яект.). Как и в случае с фацидиозом, лучшей устойчивостью отличалась сосна из районов Европейского Севера (Карелия, Мурманская и Архангельская области) и Сибири (Красноярский край, Иркутская и Читинской области, Республика Саха). От 50 до 90%

158

КУЗЬМИН, КУЗЬМИНА

55° 60° 65° 70° 75°

75° 70° 65°

50°

45°

55°

50°

45°

Рис. 2. Устойчивость сосны обыкновенной к снежному шютте (Phacidium infestans Karst.) в географических культурах Богучанского лесничества.

1 — граница ареала сосны, 2 — граница подвидов, 3 — № климатипов, 4 — доля поврежденных деревьев на участке кли-матипа.

деревьев этих климатипов имели здоровую или слабо поврежденную хвою. К менее устойчивым климатипам, с сильной и средней степенью повреждения хвои, относились потомства сосны из Прибалтики, центральных районов России, ряда районов Поволжья и Урала, а также из южных районов Сибири. Доля пораженных деревьев варьировала у них от 50 до 80%. Массовый характер заболевания отмечен у потомств сосны из Пензенской, Воронежской, Сумской, Оренбургской и Владимирской областей.

В результате сравнительного анализа фитопа-тологического состояния сосны в географических культурах выявлены группы климатипов, устойчивых к грибным патогенам, у которых доля пораженных деревьев не превышала 35%, и неустойчивых — доля деревьев с сильной степенью поражения хвои составила более 50%.

При исследовании морфологических показателей хвои на примере устойчивых климатипов: печенгского с севера Архангельской области, кандалакшского из Карелии, енисейского и богу-чанского (контроль) из Красноярского края, и неустойчивых: чемальского с Алтая, минусинского с юга Красноярского края, балгазынского из Тувы и кяхтинского из Бурятии, выявили существенные различия между ними. Все неустойчи-

вые к патогенам климатипы имеют относительно длинную хвою с меньшей продолжительностью жизни (см. таблицу). Так, средняя длина двухлетней хвои у деревьев неустойчивых климатипов в годы без заболеваний варьирует от 52 до 65 мм, продолжительность жизни хвои составляет 3.1— 3.2 года. Средние параметры этих показателей у деревьев устойчивых климатипов составляют соответственно 33—50 мм и 3.8—4.3 года. Таким образом, продолжительность жизни хвои у деревьев устойчивых климатипов достоверно больше, а длина хвои короче (г = —0.73;р < 0.001). В период эпифитотий повреждения, вызванные патогенами, сокращают продолжительность жизни хвои. Полная или частичная дефолиация хвои приводит к замедленному росту деревьев или полной его остановке. Очень часто у растений впоследствии отмечается замещение центрального побега и ухудшается форма ствола.

Существенные различия между климатипами сосны отмечаются по плотности устьиц хвои. У более устойчивых климатипов сосны к грибным болезням: печенгского, кандалакшского, енисейского, богучанского, плотность устьиц хвои колеблется от 60 до 81 шт. мм-2, в среднем составляя 69 шт. мм-2 при длине хвои 33-50 мм. Неустойчивые климатипы к грибным болезням: чемаль-

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ХВОИ 159

Показатели хвои климатипов сосны обыкновенной с разной устойчивостью к грибным болезням

Категория Название климатипа Размеры хвои, мм Плотность Продолжительность жизни хвои, лет

климатипов по устойчивости к патогенам (координаты места происхождения) длина ширина устьиц, шт. мм-2

Устойчивые Печенгский, 33 ± 2.4 1.45 ± 0.08 62 ± 2.3 4.3 ± 0.11

(слабая и 69°40' с.ш.,

умеренная 31°17' в.д.

степень повреждения хвои) Кандалакшский, 67°00' с.ш., 32°00' в.д. 33 ± 1.7 1.50 ± 0.05 60 ± 2.2 3.9 ± 0.09

Енисейский, 50 ± 1.5 1.42 ± 0.09 74 ± 1.3 4.0 ± 0.10

58°20' с.ш.,

93°00' в.д.

Богучанский, 49 ± 2.1 1.31 ± 0.05 81 ± 2.7 3.8 ± 0.09

58°39' с.ш.,

97°30' в.д.

Неустойчивые Чемальский, 52 ± 1.9 1.38 ± 0.06 85 ± 2.8 3.2 ± 0.12

(сильная 51°28' с.ш.,

степень 86°00' в.д.

повреждения хвои, >50%) Минусинский, 53°45' с.ш., 91°45'

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком