Защитные лесные насаждения в степных и полупустынных районах страны являются средством многофункционального воздействия на среду. Однако эффективность защитного лесоразведения в этих регионах недостаточно высока в связи с суровыми зимами и жесткими засухами, которые в последнее время значительно усиливаются в связи с процессами глобального потепления. Большой интерес для расширения ассортимента устойчивых в данных условиях древесных пород наряду с селекцией и интродукцией ценных форм и разновидностей представляет межвидовая гибридизация. Высокая засухоустойчивость, малая требовательность к почвам выведенных форм делают гибриды перспективными при создании разнообразных защитных насаждений [6, 8].
В связи с тем, что изначально для защитного лесоразведения в регионах юго-востока европейской части России, Западной и Восточной Сибири использовалось небольшое количество пород, в 1937 г. в г. Камышин Волгоградской области были начаты работы по гибридизации основных древесных пород. [1, 2, 3, 4, 7]
Цель исследования
Получить для условий сухой степи Нижнего Поволжья гибриды основных древесных пород, имеющих здесь хороший рост, состояние, устойчивость к неблагоприятным факторам среды.
Результаты исследования и их обсуждение
Лиственница. В Камышинском опорном пункте ВНИАЛМИ при селекции лиственницы были использованы сибирская, европейская, японская лиственницы [7].
Данные роста всех гибридов в возрасте 22 и 40 лет показали, что в первом поколении отмечался гетерозис, полученные гибриды превышали контроль по высоте и диаметру на 25-30% (табл. 1).
Таблица 1
Таксационные показатели роста гибридов и родительских форм лиственницы
Вид, гибрид |
Высота, м |
Диаметр, см |
||
средняя |
максимальная |
средний |
максимальный |
|
Европейская х японская |
11,8 |
14,1 |
11,9 |
19,5 |
Европейская х сибирская |
8,8 |
10,1 |
10,8 |
14,5 |
Европейская х японская |
7,9 |
9,4 |
8,7 |
10,8 |
Сибирская х японская |
11,4 |
13,2 |
11,9 |
18,3 |
Сибирская х европейская |
10,0 |
11,0 |
13,0 |
15,9 |
Сибирская (контроль) |
9,2 |
11,3 |
8,5 |
11,8 |
Европейская (контроль) |
10,3 |
12,2 |
11,5 |
14,1 |
Европейская х японская |
22,0 |
24,0 |
20,1 |
32,0 |
Европейская х сибирская |
- |
20,0 |
- |
28,0 |
Европейская х японская |
19,0 |
22,0 |
19,1 |
28,0 |
Сибирская х японская |
22,0 |
22,0 |
20,6 |
28,0 |
Сибирская х европейская |
20,0 |
22,0 |
22,0 |
27,0 |
Сибирская (контроль) |
18,0 |
20,0 |
18,0 |
28,0 |
Европейская (контроль) |
18,0 |
18,0 |
17,0 |
18,0 |
Сосна. Работа по гибридизации сосен была начата И.В. Калининой в 1955 г. в Камышине [1, 2, 7, 8]. При скрещивании использовали хорошо растущие в этом районе сосну крымскую, входящую в одну секцию с сосной обыкновенной, и сосну Банкса из соседней секции, имеющие одинаковое число хромосом. «Матерью» служили растения 20-летнего возраста, опылителями - 40-летнего, ранее выделенные как лучшие в насаждениях по комплексу признаков. Использование сосны Банкса материнским видом признано нецелесообразным, так как стволы ее растут кривыми, и быстрый рост в первые годы жизни резко замедляется в дальнейшем.
В 18-19-летнем возрасте у гибридов выявлены колебания средней и максимальной высоты во всех комбинациях (табл. 2). Наибольшее увеличение высоты (40% по отношению к опылителю) оказалось у сосны обыкновенной х сосна Банкса и сосны обыкновенной х сосна крымская; у сосны крымской х сосна обыкновенная и сосны крымской х сосна Банкса увеличение высоты достигало 16-25%. Изучение гибридов сосен обыкновенная, крымская и Банкса показало, что скрещиваниями можно улучшить рост в высоту популяций гибридов сосны обыкновенной на 10-18%, сосны крымской - до 30% по сравнению с контролем.
Таблица 2
Таксационные показатели роста гибридов и родительских форм сосны
Вид, гибрид |
Высота, м |
Диаметр, см |
||
средняя |
максимальная |
средний |
максимальный |
|
18 лет |
||||
Обыкновенная х Банкса |
7,3 |
8,3 |
12,2 |
14,2 |
Обыкновенная х крымская |
7,7 |
9,7 |
12,2 |
14,6 |
Крымская х обыкновенная |
5,6 |
7,1 |
11,7 |
16,1 |
Крымская х Банкса |
5,3 |
7,2 |
11,5 |
16,2 |
Обыкновенная (контроль) |
7,3 |
8,3 |
13,0 |
15,4 |
Крымская (контроль) |
4,3 |
5,7 |
9,4 |
16,0 |
Банкса (контроль) |
4,5 |
6,3 |
8,5 |
12,9 |
40 лет |
||||
Обыкновенная х крымская |
14,8 |
16,9 |
20,0 |
22,9 |
Крымская х обыкновенная |
12,2 |
14,0 |
19,1 |
23,0 |
Обыкновенная (контроль) |
13,2 |
15,1 |
18,4 |
23,1 |
Крымская (контроль) |
12,0 |
14,5 |
14,1 |
21,2 |
У сосны обыкновенной х сосна крымская усиливался рост боковых побегов и почти на 25% увеличивалась ширина кроны.
В Камышине получена гибридная сосна, устойчивая к тяжелым почвенно-климатическим условиям аридного региона. Это ценно и потому, что у гибридных растений лучшая против контроля водоудерживающая способность хвои при засухах, а интенсивность транспирации ниже почти в 1,5 раза.
Тополь. Тополь является одной из основных пород защитного лесоразведения на орошаемых землях, а также в богарных условиях на легких песчаных почвах с близким залеганием грунтовых вод. Широкую известность в зоне защитного лесоразведения получили гибриды селекции А.В. Альбенского, П.Л. Богданова, А.С. Яблокова, Г.П. Озолина [1, 3, 5, 8].
Гибридизация тополей непосредственно для защитного лесоразведения без полива в зоне сухой степи на основе использования интродуцированного материала была проведена с привлечением широкого ассортимента видов. С целью испытания и выделения перспективных гибридов на опорном пункте ВНИАЛМИ в 1980 г. заложена коллекция из 31 гибрида селекции А.В. Альбенского, а в 1983 г. - из 80 гибридов отечественной и зарубежной селекции. Наиболее выделяющиеся таксационные показатели гибридов в коллекции 1980 г. представлены в таблице 3, остальные гибриды занимают промежуточное положение.
Таблица 3
Выделяющиеся таксационные показатели роста гибридов тополя
Гибрид |
Высота, м |
Диаметр, см. |
Наиболее высокие показатели |
||
бальзамический х берлинский 1181 |
8,7 |
11,6 |
московский х берлинский х краснонервный 1393 |
7,9 |
10,8 |
московский х краснонервный 1179 |
7,5 |
12,8 |
Наиболее низкие показатели |
||
белый х Боле 157 |
1,1 |
2,0 |
московский х краснонервный 1113 |
3,2 |
3,0 |
Ильмовые. При гибридизации ильмовых использовали в качестве материнских растений растущие в Камышине молодые деревья вяза приземистого, а опылителями были 25-30-летние вяз обыкновенный и берест (вяз листоватый). Опыляли типично женские цветки вяза приземистого без кастрации пыльников.
Из таблицы 4 видно, что гибридные растения превышали по таксационным показателям родительские в первые годы после посадки. Однако под действием комплекса крайне неблагоприятных почвенно-климатических факторов через 10 лет отличия гибридов по росту в значительной степени нивелировались, и гибриды практически не отличались от родительских форм.
Таблица 4
Таксационные показатели роста гибридов и родительских форм ильмовых
Вид, гибрид |
Показатели |
|||
Высота, м |
Диаметр, см |
Сохранность, % |
Плодоношение, балл |
|
9 лет |
||||
Вяз приземистый |
5,1 |
11,6 |
86,2 |
1,5 |
Вяз Х Берест |
5,3 |
11,3 |
75,0 |
2.0 |
Берест Х Вяз |
5,6 |
10,7 |
70,2 |
2,0 |
Берест |
5,3 |
10,9 |
86,3 |
1,7 |
14 лет |
||||
Вяз приземистый |
6,7 |
16,2 |
50 |
0,3 |
Вяз Х Берест |
6,5 |
15,8 |
60 |
0,3 |
Берест Х Вяз |
6,2 |
14,7 |
70 |
0,5 |
Берест |
6,8 |
19,3 |
60 |
0,7 |
Преимущество по росту гибридов вяза приземистого в молодом возрасте над контролем у деревьев более взрослых далее не сохраняется.
Отличительными признаками гибридов вязов являются засухоустойчивость, выражающаяся в более высокой водоудерживающей способности листьев, меньшая восприимчивость к голландской болезни.
И.В. Калинина [1, 4, 8] обнаружила уменьшение гетерозиса от поколения к поколению при самоопылении и предложила выращивать новые гибридные сеянцы с использованием лучших растений среди гибридов и лучших экземпляров в эко- и географоформах.
Дуб. Наиболее перспективными для гибридизации в условиях сухой степи являются дуб черешчатый и дуб красный. Дуб черешчатый - медленнорастущая порода, дуб красный - быстрорастущая.
В молодом возрасте до 10 лет средняя высота гибридов дуба черешчатого 1962 г. посадки на 16% превышала контрольные деревья, 1965 г. - на 4,6%. Более поздние наблюдения (табл. 5) показали, что к возрасту 40 лет в условиях сухой степи имеющиеся в молодом возрасте различия между гибридами и контролем нивелируются [1, 3, 8].
Таблица 5
Таксационные показатели роста гибридов и родительских форм дуба
Вид, гибрид |
Высота, м |
Диаметр, см |
||
1987 г. |
2003 г. |
1987 г. |
2003 г. |
|
Посадка 1962 г. |
||||
Черешчатый х красный |
5,7 |
7,4 |
12,7 |
10,0 |
Красный х черешчатый |
5,6 |
7,2 |
10,7 |
8,9 |
черешчатый |
5,7 |
7,2 |
9,3 |
12,6 |
красный |
4,7 |
7,0 |
6,6 |
|
Посадка 1965 г. |
||||
Черешчатый х красный |
5,4 |
6,7 |
10,0 |
19,0 |
Красный х черешчатый |
5,2 |
6,7 |
8,8 |
18,4 |
черешчатый |
5,3 |
6,9 |
8,9 |
18,6 |
красный |
4,4 |
6,7 |
12,6 |
11,5 |
По результатам наблюдений перспективным вариантом скрещиваний является дуб черешчатый х дуб красный.
Ясень. Перед селекционерами была поставлена задача - вывести быстрорастущую, засухоустойчивую и зимостойкую главную породу для защитных посадок Заволжья, Западной Сибири и Северного Казахстана. Поставленная задача была решена скрещиванием ясеня европейского, ясеня маньчжурского, ясеня зеленого и пушистого из Северной Америки. Эти виды выращены в Камышине из семян, полученных непосредственно из Северной Америки [1, 4, 8].
Среди полученных девятилетних гибридов выделили лучшие растения с высотой 4,2 м и диаметром 4 см. Среди них не было заметного расщепления по морфологическим признакам. В 1952 г. И.В. Калининой установлено уменьшение транспирации ясень зеленый х ясень европейский на 30% сравнительно с контролем. В таблице 7 видны преимущества гибридов ясеня европейского над контролем.
Таблица 7
Таксационные показатели роста гибридов и родительских форм ясеня, возраст 20 лет
Вид, гибрид |
Высота, м |
Диаметр, см |
||
средняя |
максимальная |
средний |
максимальный |
|
Европейский х зеленый |
4,6 |
5,8 |
5,2 |
6,9 |
Зеленый х европейский |
3,1 |
4,1 |
2,8 |
5,0 |
Ланцетный х обыкновенный |
4,4 |
5,7 |
3,1 |
4,8 |
Зеленый (контроль) |
2,7 |
3,4 |
2,4 |
3,8 |
Европейский (контроль) |
2,1 |
2,4 |
1,7 |
2,1 |
Ланцетный (контроль) |
3,6 |
4,3 |
2,1 |
2,6 |
Гибриды показали себя засухоустойчивее исходных видов, водоудерживающая способность их листьев была выше контроля. Они с успехом могут быть использованы при создании защитных лесных насаждений на малопродуктивных бросовых землях в условиях аридного региона.
Клен. Клены - спутники главных пород при создании лесных культур, лучшая примесь к дубу и ясеню европейскому при выращивании защитных насаждений. В скрещиваниях использовались следующие виды кленов: остролистный, татарский, серебристый и ясенелистный.
Анализ таблицы 6 показывает, что клен остролистный х клен ясенелистный на 23-30% превышает свой контроль, а реципрокные гибриды - на 14%.
Таблица 6
Таксационные показатели роста гибридов и родительских форм клена
Вид, гибрид |
Высота, м |
Диаметр, см |
||
средняя |
максимальная |
средний |
максимальный |
|
Ясенелистный х остролистный |
4,5 |
5,0 |
4,7 |
6,0 |
Остролистный х ясенелистный |
4,5 |
5,1 |
4,9 |
6,5 |
Ясенелистный (контроль) |
3,9 |
4,7 |
3,8 |
5,9 |
Остролистный (контроль) |
3,4 |
4,8 |
2,9 |
4,6 |
К тенденциям доминирования гибридов клена ясенелистного относятся: увеличение ширины сложного листа, изменение окраски однолетних побегов, увеличение ширины крылаток семян, укорачивание семенных кистей [3, 8]. Для полного доминирования характерны: появление у некоторых растений листьев с простыми пластинками (потеря непарноперистости), стройность стволика и увеличение количества одноствольных растений. Доминирование закреплено в поколениях.
У гибридов клен остролистный х клен ясенелистный параллельно изменениям реципрокного скрещивания изменился характер листа и увеличились его размеры.
Выводы
Таким образом, в сухой степи Нижнего Поволжья гибридизация древесных пород в пределах одного рода осуществляется успешно, хотя завязываемость семян не всегда достаточно высока.
Адаптация (жизненность) гибридов оказывается выше родительских видов вследствие повышения генетического разнообразия, объединения наследственных возможностей двух видов, в результате чего гибридный посадочный материал отличается большей устойчивостью и долговечностью в защитных насаждениях сухой степи.
Для успешного скрещивания целесообразно брать материнские деревья моложе, чем опылители. Необходим селекционный отбор гибридных сеянцев для дальнейшего выращивания и размножения на конкретные признаки, полезные для защитного лесоразведения, с отбраковкой неполноценных.
Установлено, что большинство полученных гибридов обладает гетерозисом, который в последующих поколениях при неконтролируемом опылении значительно снижается. Вследствие этого через несколько поколений гибриды целесообразно обновлять путем повторных скрещиваний, как и в сельском хозяйстве. Также необходимо разработать эффективные технологии вегетативного размножения селекционного гибридного материала для сохранения полученного эффекта гетерозиса.
Рецензенты:Васильев Ю.И., д.с.-х.н., профессор, главный научный сотрудник Всероссийского НИИ агролесомелиорации Российской академии наук, г. Волгоград;
Рулев А.С., д.с.-х.н., заместитель директора по науке Всероссийского НИИ агролесомелиорации Российской академии наук, г. Волгоград.
Библиографическая ссылка
Иозус А.П., Морозова Е.В. ГИБРИДИЗАЦИЯ КАК МЕТОД АДАПТАЦИИ ИНТРОДУЦИРОВАННЫХ ДРЕВЕСНЫХ ПОРОД К УСЛОВИЯМ СУХОЙ СТЕПИ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 6. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=22690 (дата обращения: 13.02.2025).