Изменчивость вегетативного потомства плюсовых деревьев кедра сибирского, аттестованных по стволовой или семенной продуктивности

УДК

630*181.51:582.475

DOI:

10.17238/issn0536-1036.2019.4.22

Аннотация

Кедр сибирский (Pinus sibirica Du Tour) является древесной породой, отличающейся многообразием свойств. Учитывая ценность данного вида и уменьшение его запасов в связи с пожарами, гибелью от шелкопряда, незаконными рубками, необходимо сохранять и размножать лидирующие экземпляры, которые формировались в естественных условиях. Приведены результаты исследования кедра сибирского в условиях Южно-Сибирской горной лесорастительной зоны. Цель исследования – изучение изменчивости клонового потомства кедра сибирского на опытном участке. В качестве маточных были взяты плюсовые деревья, аттестованные в Новосибирской области по семенной или стволовой продуктивности. Плюсовые деревья имели высоту 16,0...30,5 м, диаметр ствола 44...78 см. Среднее количество шишек на деревьях за 10-летний период до аттестации (1967–1977 гг.) составляло 203...470 шт. Для исследования были отобраны 35 плюсовых деревьев, аттестованных в 1977 г. по стволовой (17 шт.) и семенной (18 шт.) продуктивности, сопоставлены их показатели с показателями клонового потомства при возрасте привоя 29 лет. Определены следующие биометрические показатели рамет разных клонов: высота ствола, диаметр и объем ствола и кроны, длина хвои, образование шишек независимо от аттестации плюсовых деревьев по стволовой или семенной продуктивности. Клоновый посадочный материал выращен путем прививки черенков весной 1989 г. на 6-летние сеянцы кедра сибирского. При посадке на плантацию их возраст составил 8 лет (подвой – 6 лет, привой – 2 года). В последующие годы наблюдалась изменчивость показателей клонового потомства. Установлено, что биометрические показатели и процент деревьев, образовавших шишки, не имели достоверных различий при сравнении потомств плюсовых деревьев, выделенных как по семенной, так и по стволовой продуктивности. Существенно отличалось среднее количество шишек у рамет от плюсовых деревьев по семенной продуктивности. Большая изменчивость показателей наблюдалась между клонами и раметами в клонах независимо от цели отбора при аттестации маточных деревьев. Коэффициент наследуемости маточных деревьев по высоте клонового потомства составлял 40,7 %, по диаметру ствола – 35,0 %. Были отселектированы отдельные раметы, отличающиеся интенсивностью роста, семенной и экологической продуктивностью. Полученные результаты могут быть использованы при создании клоновых плантаций второго поколения повышенной генетической ценности в условиях Южно-Сибирской горной лесорастительной зоны.

Сведения об авторах

В.В. Нарзяев, аспирант; ORCID: 0000-0003-1485-3381
Р.Н. Матвеева, д-р с.-х. наук, проф.; ORCID: 0000-0002-3476-9622
О.Ф. Буторова, д-р с.-х. наук, проф.; ORCID: 0000-0001-8575-7464
Ю.Е. Щерба, канд. с.-х. наук, доц.; ORCID: 0000-0002-8437-4274
Сибирский государственный университет науки и технологий им. академика М.Ф. Решетнева, просп. имени газеты «Красноярский рабочий», д. 31, г. Красноярск, Россия, 660037; e-mail: narvv2008@rambler.ru, butorova.olga@mail.ru, shcherba_@mail.ru

Ключевые слова

кедр сибирский, плюсовое дерево, прививка, клон, рамета, изменчивость, урожайность, интенсивность роста

Для цитирования

Нарзяев В.В., Матвеева Р.Н., Буторова О.Ф., Щерба Ю.Е. Изменчивость вегетативного потомства плюсовых деревьев кедра сибирского, аттестованных по стволовой или семенной продуктивности // Лесн. журн. 2019. № 4. С. 22–33. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.22

Литература

1. Бех И.А. Кедровники Южного Приобья. Новосибирск: Наука, 1974. 212 с.
2. Гиргидов Д.Я., Долголиков В.И. Отбор плюсовых маточных деревьев и вегетативное размножение хвойных пород при создании лесосеменных плантаций. Л.: ЛенНИИЛХ, 1962. 32 с.
3. Желдак В.И. Лесные плантации в системе лесоводства // Вестн. Поволж. гос. технол. ун-та. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2017. № 3(35). С. 5–25. DOI: 10.15350/2306-2827.2017.3.5
4. Зеленяк А.К., Морозова Е.В., Иозус А.П. Особенности вегетативного размножения лиственницы сибирской для создания лесосеменных плантаций // Успехи современного естествознания. 2016. № 11-1. С. 38–42.
5. Игнатенко М.М. Сибирский кедр (биология, интродукция, культура). М.: Наука, 1988. 160 с.
6. Матвеева Р.Н., Братилова Н.П., Кубрина С.М. Изменчивость сосны кедровой сибирской по аккумуляции микроэлементов в хвое и семенах: моногр. Красноярск: СибГТУ, 2009. 96 с.
7. Матвеева Р.Н., Буторова О.Ф., Щерба Ю.Е. Семенное и вегетативное размножение отселектированных деревьев сосны кедровой сибирской. Красноярск: СибГТУ, 2016. 206 с.
8. Нарзяев В.В., Мартынов В.С. Клонирование: классические традиции передовых технологий // Молодежь и наука XXI века: XVII Междунар. форум студентов, аспирантов и молодых ученых. Актуальные проблемы философии и социологии: материалы Всерос. науч.-практич. конф., Красноярск, 14 апр. 2016 г. Красноярск: КГПУ им. В.П. Астафьева, 2016. С. 47–54.
9. Приказ Минприроды от 18.08.2014 № 367 «Об утверждении Перечня лесорастительных зон Российской Федерации и Перечня лесных районов Российской Федерации». М.: М-во природ. ресурсов и экологии РФ, 2018. 20 с.
10. Титов Е.В. Кедр. Царь сибирской тайги. М.: Колос, 2007. 175 с.
11. Титов Е.В. Формирование кроны у прививок кедра европейского в Республике Коми // Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений. Красноярск: СибГТУ, 2012. С. 105–109.
12. Титов Е.В., Горобец А.И. Плантационное выращивание кедровых сосен и прутовидной ивы на селекционной основе // Лесн. журн. 2010. № 3. С. 40–45. (Изв. высш. учеб. заведений).
13. Царев А.П., Погиба С.П., Лаур Н.В. Селекция лесных и декоративных древесных растений: учеб. М.: МГУЛ, 2014. 552 с.
14. Шейкина О.В., Гладков Ю.Ф. Оценка селекционного потенциала клонов плюсовых деревьев сосны обыкновенной // Науч. журн. КубГАУ (электрон. науч. журн.). 2013. № 93(09). С. 257–272. Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2013/ 09/pdf/41.pdf (дата обращения: 05.03.19).
15. Шлончак Г.А., Шлончак А.В., Шинкаренко А.И. Создание семенных плантаций сосны привитыми и корнесобственными саженцами // Лесоводство и агролесомелиорация: респ. межведомств. науч. сб. № 81. Киев: Урожай, 1990. С. 34–38.
16. Щерба Ю.Е., Матвеева Р.Н. Особенности роста сортов-клонов кедра сибирского // Леса России: политика, промышленность, наука, образование: материалы второй междунар. науч-техн. конф., С-Петербург, 24–26 мая 2017 г. СПб.: СПбГЛТУ, 2017. Т. 1. С. 178–180.
17. Bilir N., Kang K.-S., Ozturk H. Fertility Variation and Gene Diversity in Clonal Seed Orchards of Pinus brutia, Pinus nigra and Pinus sylvestris in Turkey // Silvae Genetica. 2002. Vol. 51, iss. 2-3. Pp. 112–115.
18. Goto S., Miyahara F., Ide Y. Identification of the Male Parents of Half-Sib Progeny from Japanese Black Pine (Pinus thunbergii Parl.) Clonal Seed Orchard Using RAPD Markers // Breeding Science. 2002. Vol. 52. Pp. 71–77. DOI: 10.1270/jsbbs.52.71
19. Holser K. Drei Sabrzehnte Erfahrungen mit Zirbenpfropfungen // Centralblatt für das gesamte Forstwesen [Austrian Journal of Forest Science]. 1989. В. 106, N. 2. S. 79–88.
20. Hu D.-H., Wu B.-L., Ruan Z.-C., Li J.-L., Yao B.-J, Zhu B.-Z. The Number of Plants in a Single Clone and on One Plot Necessary to Verify the Features of Growth and Wood Density of Clones of Cunninghamia lanceolate // Linye kexue yanjiu [Forest Res.]. 2002. Vol. 15, no. 2. Pp. 212–218.
21. Kang K.-S. Clonal and Annual Variation of Flower Production and Composition of Gamete Gene Pool in a Clonal Seed Orchard of Pinus densiflora // Canadian Journal of Forest Research. 2000. Vol. 30, no. 8. Pp. 1275–1280. DOI: 10.1139/x00-060
22. Kang K.-S., Choi W.-Y., Han S.-U., Kim C.-S. Effective Number and Seed Production in a Clonal Seed Orchard of Pinus koraiensis // Forest Genetics. 2004. Vol. 11(3-4). Pp. 277–280.
23. Li B., McKeand S., Weir R. Impact of Forest Genetics on Sustainable Forestry – Results from Two Cycles of Loblolly Pine Breeding in the U.S. // Journal of Sustainable Forestry. 1999. Vol. 10, iss. 1-2. Pp. 79–85. DOI: 10.1300/J091v10n01_09
24. Sıvacıoglu A., Ayan S., Çelik D.A. Clonal Variation in Growth, Flowering and Cone Production in a Seed Orchard of Scots Pine (Pinus sylvestris L.) in Turkey // African Journal of Biotechnology. 2009. Vol. 8(17). Pp. 4084–4093. DOI: 10.5897/AJB09.424
25. Xu J., Wang Z., Chen Y., Qiu J. Analysis of Genetic Indicators, Features of Seeds and Cones, as Well as Productivity of Cones of Clones Growing in the Pinus massoniana Seed Nursery // Linye kexue [Sci. silv. sin.]. 2004. Vol. 40, no. 4. Pp. 201–205.
26. Yanchuk A.D., Bishir J., Russell J.H., Polsson K.R. Variation in Volume Production through Clonal Deployment: Results from a Simulation Model to Minimize Risk for Both a Currently Known and Unknown Future Pest // Silvae genetica. 2006. Vol. 55, iss. 1-6. Pp. 25–37. DOI: 10.1515/sg-2006-0005
27. Zhuowen Z. Differences in Flowering Characteristic among Clones of Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook // Silvae genetica. 2002. Vol. 51, iss. 5-6. Pp. 206–210.

Поступила 05.03.19

Ссылка на английскую версию:

Variability of Vegetative Progeny of Siberian Pine Plus Trees Certified for Stem or Seed Productivity

UDC 630*181.51:582.475
DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.22

Variability of Vegetative Progeny of Siberian Pine Plus Trees Certified for Stem or Seed Productivity

V.V. Narzyaev, Postgraduate Student; ORCID: 0000-0003-1485-3381
R.N. Matveeva, Doctor of Agriculture, Prof.; ORCID: 0000-0002-3476-9622
O.F. Butorova, Doctor of Agriculture, Prof.; ORCID: 0000-0001-8575-7464
Yu.E. Shcherba, Candidate of Agriculture, Assoc. Prof.; ORCID: 0000-0002-8437-4274
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, prosp. imeni gazety “Krasnoyarskiy rabochiy”, 31, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation; e-mail: narvv2008@rambler.ru, butorova.olga@mail.ru, shcherba_@mail.ru

Siberian pine (Pinus sibirica Du Tour) is a tree species differences by the diversity of valuable properties. Considering its value and reduction of its growing stock due to forest fires, death from silkworm and illegal logging, it is necessary to preserve and multiply the leading species, which were formed in vivo. The results of studying the Siberian pine in the conditions of the Southern Siberian mountainous forest site zone are presented. The research purpose is the study of variability of Siberian pine progeny on the trial plot. Plus trees certified in Novosibirsk region for seed and stem productivity were taken as parent trees. Plus trees had a height of 16.0–30.5 m and trunk diameter of 44–78 cm. The average number of cones on trees for a 10-year period before certification (1967–1977) was 203–470 pcs. Plus trees (35) certified in 1977 for stem (17 trees) and seed productivity (18 trees) were selected for the study. Their parameters were compared with the clone progeny at the scion’s age of 29 years. The following biometric parameters of ramets of different clones were determined: height of stem, diameter and volume of stem and crown; length of needles; cones formation regardless of plus trees certification for stem or seed productivity. Clonal planting material was grown by grafting of Siberian pine to the 6-year-old seedlings in spring of 1989. The seedling’ age was 8 years (scion – 6 years, rootstock – 2 years) when they were planted on a plantation. In subsequent years, variability of clone progeny parameters was observed. It was found that the biometric parameters and percentage of trees that formed cones had no significant differences in comparison of progeny of plus trees certified for both seed and stem productivity. The average number of cones in ramets of plus trees was significantly different by seed productivity. A large variability of parameters was observed among the clones and ramets in clones regardless of the purpose of selection in certification of parent trees. The heritability coefficient of parent trees was 40.7 % in height of clonal progeny, and 35.0 % in stem diameter. The individual ramets differ by growth intensity, seed and environmental productivity were selected. The obtained results can be used in the creation of the second generation clone plantations of increased genetic value in the conditions of the Southern Siberian mountainous forest site zone.
For citation: Narzyaev V.V., Matveeva R.N., Butorova O.F., Shcherba Yu.E. Variability of Vegetative Progeny of Siberian Pine Plus Trees Certified for Stem or Seed Productivity. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 4, pp. 22–33. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.22
Keywords: Siberian pine, plus tree, graft, clone, ramet, variability, yielding ability, growth intensity.

REFERENCES

1. Bekh I.A. Cedar Forests of Southern Priobye. Novosibirsk, Nauka Publ., 1974. 212 p.
2. Girgidov D.Ya., Dolgolikov V.I. Selection of Plus Parent Trees and Vegetative Propagation of Conifers in the Creation of Seed Plantations. Leningrad, LenNIILKh Publ., 1962. 32 p.
3. Zheldak V.I. Forest Plantations in Forestry System. Vestnik Povolzhskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta. Seriya: Les. Ekologiya. Prirodopol’zovanie [Vestnik of Volga State University of Technology. Series: Forest. Ecology. Nature Management], 2017, no. 3(35), pp. 5–25. DOI: 10.15350/2306-2827.2017.3.5
4. Zelenyak A.K., Morozova E.V., Iozus A.P. Features of Vegetative Propagation (Cloning) of Siberian Larch for Creation Seed Orchards. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya [Advances in Current Natural Sciences], 2016, iss. 11, part 1, pp. 38–42.
5. Ignatenko M.M. Siberian Pine (Biology, Introduction, Culture). Moscow, Nauka Publ., 1988. 160 p.
6. Matveeva R.N., Bratilova N.P., Kubrina S.M. The Variability of Siberian Pine by Accumulation of Trace Elements in Needles and Seeds: Monography. Krasnoyarsk, SibGTU Publ., 2009. 96 p.
7. Matveeva R.N., Butorova O.F., Shcherba Yu.E. Seed and Vegetative Reproduction from Selective Siberian Pine Trees. Krasnoyarsk, SibGTU Publ., 2016. 206 p.
8. Narzyaev V.V., Martynov V.S. The Classical Tradition and Advanced Technology of Cloning. Youth and Science of the 21st Century: The 17th Int. Forum of Students, Postgraduate Students and Young Scientists. Current Issues of Philosophy and Sociology: Proceedings of All-Russian Sci.-Pract. Conf., Krasnoyarsk, April 14, 2016. Krasnoyarsk, KSPU named after V.P. Astafiev Publ., 2016, pp. 47–54.
9. The Order of the Ministry of Natural Recourses dated 18.08.2014 no. 367 “On the Approval of the List of Forest Site Zones of the Russian Federation and the List of Forest Regions of the Russian Federation”. Moscow, Ministry of Natural Resources and Environment of the Russian Federation, 2018. 20 p.
10. Titov E.V. Cedar. The Tsar of the Siberian Taiga. Moscow, Kolos Publ., 2007. 152 p.
11. Titov E.V. Crown Formation in Grafts of European Cedar in the Republic of Komi. Plodovodstvo, semenovodstvo, introduktsiya drevesnykh rasteniy, 2012, pp. 105–109.
12. Titov E.V., Gorobets A.I. Plantation Cultivation of Cedar Pine and Common Osier on Selection Basis. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2010, no. 3, pp. 40–45.
13. Tsarev A.P., Pogiba S.P., Laur N.V. Selection of Forest and Decorative Woody Plants. Moscow, MSTU Publ., 2014. 552 p.
14. Sheikina O.V., Gladkov Yu.F. Assessment of the Breeding Potential of Plus Scotch Pine Tree Clones. Nauchnyy zhurnal KubGAU [Scientific Journal of KubSAU], 2013, no. 93(09), pp. 257–272. Available at: http://ej.kubagro.ru/2013/09/pdf/41.pdf  (accessed 05.03.19).
15. Shlonchak G.A., Shlonchak A.V., Shinkarenko A.I. Creation of Pine Seed Plantations by Graft and Rooting Seedlings. Forestry and Silvicultural Reclamation: Republican Interagency Academic Collection no. 81. Kiev, Urozhay Publ., 1990, pp. 34–38.
16. Shcherba Yu.E., Matveeva R.N. Growth Features of Clonal Varieties of Siberian Pine. Forests of Russia: Politics, Industry, Science and Education. Saint Petersburg, SPbGLTU Publ., 2017, vol. 1, pp. 178–180.
17. Bilir N., Kang K.-S., Ozturk H. Fertility Variation and Gene Diversity in Clonal Seed Orchards of Pinus brutia, Pinus nigra and Pinus sylvestris in Turkey. Silvae Genetica, 2002, vol. 51, iss. 2-3, pp. 112–115.
18. Goto S., Miyahara F., Ide Y. Identification of the Male Parents of Half-Sib Progeny from Japanese Black Pine (Pinus thunbergii Parl.) Clonal Seed Orchard Using RAPD Markers. Breeding Science, 2002, vol. 52, pp. 71–77. DOI: 10.1270/jsbbs.52.71
19. Holser K. Drei Sabrzehnte Erfahrungen mit Zirbenpfropfungen. Centralblatt für das gesamte Forstwesen [Austrian Journal of Forest Science], 1989, B. 106, N. 2, S. 79–88.
20. Hu D.-H., Wu B.-L., Ruan Z.-C., Li J.-L., Yao B.-J, Zhu B.-Z. The Number of Plants in a Single Clone and on One Plot Necessary to Verify the Features of Growth and Wood Density of Clones of Cunninghamia lanceolata. Linye kexue yanjiu [Forest Res.], 2002, vol. 15, no. 2, pp. 212–218.
21. Kang K.-S. Clonal and Annual Variation of Flower Production and Composition of Gamete Gene Pool in a Clonal Seed Orchard of Pinus densiflora. Canadian Journal of Forest Research, 2000, vol. 30, no. 8, pp. 1275–1280. DOI: 10.1139/x00-060
22. Kang K.-S., Choi W.-Y., Han S.-U., Kim C.-S. Effective Number and Seed Production in a Clonal Seed Orchard of Pinus koraiensis. Forest Genetics, 2004, vol. 11(3-4), pp. 277–280.
23. Li B., McKeand S., Weir R. Impact of Forest Genetics on Sustainable Forestry – Results from Two Cycles of Loblolly Pine Breeding in the U.S. Journal of Sustainable Forestry, 1999, vol. 10, iss. 1-2, pp. 79–85. DOI: 10.1300/J091v10n01_09
24. Sıvacıoglu A., Ayan S., Çelik D.A. Clonal Variation in Growth, Flowering and Cone Production in a Seed Orchard of Scots Pine (Pinus sylvestris L.) in Turkey. African Journal of Biotechnology, 2009, vol. 8(17), pp. 4084–4093. DOI: 10.5897/AJB09.424
25. Xu J., Wang Z., Chen Y., Qiu J. Analysis of Genetic Indicators, Features of Seeds and Cones, as Well as Productivity of Cones of Clones Growing in the Pinus massoniana Seed Nursery. Linye kexue [Sci. silv. sin.], 2004, vol. 40, no. 4, pp. 201–205.
26. Yanchuk A.D., Bishir J., Russell J.H., Polsson K.R. Variation in Volume Production
through Clonal Deployment: Results from a Simulation Model to Minimize Risk for Both a Currently Known and Unknown Future Pest. Silvae genetica, 2006, vol. 55, iss. 1-6, pp. 25–37. DOI: 10.1515/sg-2006-0005
27. Zhuowen Z. Differences in Flowering Characteristic among Clones of Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook. Silvae genetica, 2002, vol. 51, iss. 5-6, pp. 206–210.

Received on March 05, 2019