Анализ роста сосны обыкновенной (pinus silvestris) на территории государственного лесного природного резервата "Семей орманы"

Климатические экотипы сосны обыкновенной. Произрастая в разных климатических и почвенных условиях, приспосабливаясь к ним, сосна обыкновенная образовала многочисленные климатические и экологические типы и формы. В Западной Европе выделено 19 ее географических разновидностей (Staszkiewicz, 1970, цит. по Дж. Райт, 1978). Большинство разновидностей занимает от 1000 до нескольких тысяч квадратных миль. Наименьше распространена scotica, которая представлена всего несколькими древостоями в Шотландии; одна из наиболее распространенных разновидностей -- hercynica, ее ареал захватывает почти всю территорию Германии и Чехии.

Изучение семян сосны обыкновенной и их прорастания

Семена в шишках созревают осенью на второй год после цветения, но раскрывание шишек и опад семян в южных районах происходит в апреле -- мае при пониженной относительной влажности воздуха. В остальных районах опад семян обычно происходит в мае --июне, у отдельных деревьев -- в более поздние сроки.

Семена у сосны яйцевидные или удлиненно-яйцевидные, длиной 3--4 см; цвет их варьирует широко: от темно-серых или черных до светло-коричневых, коричневых и белых. Обычно с одной стороны семя слегка блестящее, с другой --матовое; оно снабжено пленчатым желто-бурым крылом, которое в 3--4 раза длиннее семени. Крыло прикреплено к семени основанием, охватывая его с двух сторон, как щипчиками, и легко отпадает. Установлено, что окраска семян в пределах одного дерева обычно постоянна, повторяется из года в год; не меняется она и с увеличением возраста дерева.

Масса семян имеет большую изменчивость и зависит от ряда факторов. В регионе по массе семян выделяются ленточные боры Алтайского края и островные сосняки Западного Казахстана (48--52° с. ш. и 72--78° в. д.).

Таблица Изменчивость средней массы 1000 шт. семян (г) и их окраски

Здесь масса семян достигает максимальной величины в пределах всего ареала сосны нашей страны: 1000 шт. семян весит 9--10 г, нередко 12 г.В пределах одного лесорастительного района масса семян в разных типах леса неодинакова. Приведенные в табл. данные свидетельствуют о том, что в производительных типах леса (липовых, лещиновых) масса семян в 1,5 раза выше, чем в менее производительных (долгомошные, сфагновые).

Для осуществления лесовосстановительных работ очень важно располагать данными об урожае семян, который зависит от района произрастания, типа леса, возраста и полноты древостоя, состояния погоды при цветении, созревании семян и многих других факторов внешней среды.

Таблица Масса 1000 шт. полнозернистых семян, г, в разных типах леса

Семена сосны, произрастающей на севере, имеют более толстую кожуру и сохраняют всхожесть дольше, чем семена южного происхождения. Следует отметить, что всхожесть семян зависит от времени их сбора. Ранний сбор шишек (сентябрь -- октябрь) для заготовки семян влечет за собой пониженную всхожесть семян и более длительный семенной покой.

Семена сосны отличаются очень высокой всхожестью (90%), которая при правильном хранении семян сохраняется в течение 3--6 лет. Установлено, что путем повышения плодородия почвы можно значительно увеличить урожай семян. Наибольшее их количество обычно дают древостой II и III классов возраста. Прорастание семян и появление всходов возможно в течение всего вегетационного периода. При благоприятных условиях влажности и температурь; воздуха и почвы всходы появляются через 2--3 недели после выпадения семян из шишек или посева. В различных природно-географических условиях наибольшая грунтовая всхожесть семян наблюдается в разные сроки. В лесостепном районе выпадает в год 200--300 мм осадков. В течение года осадки распределяются неравномерно. В апреле -- мае выпадает всего 14 мм, или 6,7%, в июле-августе 121 мм, или 58 % годового количества. В весенний период наблюдается резкая смена температуры воздуха и верхних слоев почвы, часто дуют ветры, иссушающие почку, в которой после таяния сравнительно тонкого слоя снега (12--15 см) имеется небольшой запас влаги.

Иногда весной, после выпадения осадков, здесь создаются условия, благоприятные для прорастания семян, но затем верхние горизонты почвы быстро высыхают и наклюнувшиеся семена погибают от недостатка влаги или из-за резкой смены температуры; последнее явление здесь также часто наблюдается. В пределах каждого природного района грунтовая всхожесть семян зависит от типа леса, экспозиции склона и других факторов.

В пределах каждого типа леса большое влияние на грунтовую всхожесть семян оказывают те условия, куда попадают семена при выпадении из шишек или при посевах. Как под пологом леса, так и на свежих вырубках прорастанию семян препятствует напочвенный покров и подстилка.

С увеличением мощности подстилки уменьшается количество всходов и их выживаемость, что подтверждается результатами посева одинакового количества семян в подстилку разной толщины (табл.).

Таблица Число всходов и сеянцев при различной толщине подстилки

Дли увеличения грунтовой всхожести семян и выживания всходов прибегают к различным способам подготовки почвы. В табл. 6 приведены данные о влиянии различных способов подготовки почвы на грунтовую всхожесть семян.

Таблица Грунтовая всхожесть семян, %, при различных способах подготовки почвы

Различные представители травяного покрова оказывают неодинаковое влияние на появление всходов. Ниже приводятся данные о влиянии травяного покрова на появление всходов сосны.

Грунтовая всхожесть семян, %

Бобовые (чина, клевер, астрагал)4,0

Сон-трава 8,4

Брусника 3,0

Злаки 0,0

Кипрей 8,0

Отрицательное влияние травяного покрова обусловлено не только иссушением почвы, но и другими нежелательными последствиями. Особенно пагубно на появление всходов влияет травяной покров из злаков.

Появившиеся из семян всходы имеют 4--7 трехгранных семядолей. Хвоинки на всходах одиночные, сидит спирально. Хвоя, расположенная на укороченных побегах попарно, появляется на второй год. На удлиненном побеге второго года закладываются верхушочная и несколько боковых почек, из которых на следующий год развивается осевой побег с 2--3 боковыми не точками, образующими первую мутовку, далее мутовки образуются ежегодно, что позволяет по ним подсчитывать возраст дерева. Однако, во-первых, подсчитывать возраст сосны по мутовкам легко до 30-50 лет, после указанного возраста нижние сучья мутовок отмирают и их трудно обнаружить; во-вторых, при благоприятных условиях увлажнения а летний период и теплой продолжительной осени сосна может дать два прироста побега в год и образовать вторую мутовку. Возраст дерева наиболее точно можно определить путем подсчета годичных слоев древесины на срезе пня у шейки корня, так как вторично годичного кольца древесины в случае образования второго прироста побега не образуется.

Всходы сосны отличаются сравнительно высокой устойчивостью к действию как крайне высоких, так я крайне низких температур (табл. 7).

Таблица Влияние высоких и низких температур на выживаемость всходов сосны

Данные таблицы, свидетельствуют, что всходы сосны успешно выносят сравнительно продолжительное воздействие температур +50° С и лишь при 5-часовом воздействии температуры + 60° С значительное число их погибает. Всходы сосны также страдают как от поздне-, так и от ранневесеныих заморозков, которые очень часто наблюдаются, особенно на сплошных вырубках таежной зоны.

На появление и рост всходов большое влияние оказывают температура и влажность почвы. Установлено, что прорастание семян сосны происходит лишь в пределах температур от + 7 до +37°С. Как избыток, так и недостаток влаги затрудняют прорастание семян. В природных условиях семена сосны после 25-дневного вымачивания снижают всхожесть до 15%, а после 35 дней -- до 1,2%. На супесчаных и пылева-тых песчаных почвах оптимальные условия для появления всходов создаются при влажности почвы 25%, и подстилки --около 45%. При влажности супесчаных почв менее 10%, а подстилки менее 20% всходы появляются единично.

С момента появления всходов сосны наилучший их рост отмечается при полном или близком к нему освещении. Исключение наблюдается лишь в южной части ареала, где выживаемость и рост всходов выше при частичном их затенении,

Сосна обыкновенная является хорошим подвоем при прививках на нее различных видов сосен, особенно кедра сибирского и сосны корейской, а также таких быстрорастущих сосен, как веймутова, румелийсская и др. Это- свойство сосны широко используется для перехода к опытному семеноводству на селекционной основе. Для этого создаются семенные опытные плантации, которые обеспечивают лесное хозяйство семенами с высокими посевными качествами II наследственными свойствами, Такие плантации сосны создаются путем прививки черепков, заготовленных с плюсовый деревьев, отличающихся высокими хозяйственно ценными признаками: быстротой роста, прямизной ствола, высоким качеством древесины, устойчивостью к повреждениям, вредителям и болезням.

Особенности роста сеянцев сосны обыкновенной

Сосну обыкновенную желательно выращивать на достаточно плодородных супесчанных и легкосуглинистых хорошо дренированных почвах.

Семена сосны высевают весной после снегования в течение 1-- 1,5 месяца в хорошо прогревшуюся почву. Лучший срок посева -- период, приуроченный к фепофазе разверзания почек березы и начала ее облиствения. На незаплывающих почвах возможен осенний посев перед наступлением устойчивых заморозков (в октябре). Допускается раннелетний посев снегованными семенами (в начале июня) при обязательном регулярном поливе.

Сосна -- требовательная к влаге, поэтому ее посевы поливают во всех зонах. При необходимости проводят предпосевные и подзимние поливы (в конце октября). Сеянцы подкармливают минеральными удобрениями для усиления их роста, особенно в первый вегетационный период.

В лесной зоне однолетние посевы покрывают поздней осенью (перед замерзанием почвы) слоем опилок 3--4 см для защиты сеянцев сосны от выжимания. Весной покрышку снимают. На участках с посевами и сеянцами проводят снегозадержание.

Семена, оказавшиеся в благоприятных почвенных условиях, начинают прорастать за счет питательных веществ, имеющихся в самом семени. Но для успешного завершения прорастания семенам необходимы воздух, вода и тепло окружающей среды. Различные наследственные данные и изменчивость наследственных особенностей организма, обусловливающие дифференциацию растений по росту и развитию в самом начале зарождения, усиливаются многообразными микроусловиями, в том числе и глубиной местонахождения семени. Чем глубже окажутся семена в почве, тем труднее росткам пробивать толстый слой почвы, тем позднее они появятся па поверхности.

Для нормального прорастания семян большинства древесных пород необходимо, чтобы температура воздуха была 18--20°. Различные древесные породы требуют различных температурных условий. Например, сосна начинает прорастать при температуре 5--6°, ель -- при 20°, клен остролистный --при 4--5°, а клен высокогорный --при температуре около 0°. Семена большинства древесных пород прекращают всхожесть при температуре 40° и более.

Благоприятными для прорастания семян сосны являются минерализованный грунт, сильно разложившийся перегной и торф, хорошо защищенные от прямых солнечных лучей и ветра.

Прорастание семян так же, как и дальнейший рост и развитие проростка, зависит от соответствия требований семян условиям местообитания. Идет ли речь о предварительном возобновлении или о последующем, в каждом отдельном случае надо содействовать успешному прорастанию семян.

Появление всходов и их рост под пологом материнского леса зависят от доступа света. Древесный полог спелого материнского древостоя не потребляет всех полезных лучей света в связи со старением и тогда, проникая до почвы, лучи света прогреваются и тем самым способствуют прорастанию семян, находящихся в почве. Таким образом, под пологом спелого леса появляется благонадежный самосев и подрост.

Кроме этого, на прорастание семян влияет богатство почвы, состояние и видовое соотношение травянистого покрова, влажность почвы, рельеф и микрорельеф местности, экспозиция склонов и другие факторы условий среды в сочетании с наследственными особенностями семян. Все это необходимо учитывать при лесовосстановительных мероприятиях.

Развитие всходов. Проростки, или всходы, вышедшие на поверхность почвы в процессе естественного возобновления, в возрасте до 1 года считаются самосевом. Всходы, появившиеся на поверхности почвы в результате посева семян, называются сеянцами.

На первом году своей жизни размеры всходов далеко не одинаковы. Например, высота 2-летних сеянцев сосны колеблется от 2 до 14 см, а высота 2-летних семенных берез варьирует от 11 до 76 см. Значительное различие высоты, диаметров и других внешних признаков самосева и подроста было объяснено еще Ч. Дарвиным. Колебания в росте и развитии Ч. Дарвин объяснял прежде всего индивидуальной изменчивостью. Наследственные особенности организмов в пределах одного вида и возраста различны.

Индивидуальная изменчивость растений наиболее ярко проявляется в молодом возрасте. Внешние условия среды, например-травянистый покров, ливни, снеговал, снегопады и другие факторы, усиливают процесс дифференциации, который в конечном итоге завершается отпадом. В результате несоответствия требований организма условиям местообитания происходит естественное изреживание, т. е. отпад части самосева и подроста, который длится в насаждении на протяжении всей жизни древостоя, достигая максимума в молодом возрасте.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7