Мақаланы E-mail арқылы жіберу Selection Criteria for Elite Small-Number Forest Stands
- Авторлар: Sukhorukikh Y.I.1, Biganova S.G.1
-
Мекемелер:
- Maykop State Technological University
- Шығарылым: № 5 (2024)
- Беттер: 511-518
- Бөлім: RESEARCH
- URL: https://ogarev-online.ru/0024-1148/article/view/282044
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0024114824050064
- EDN: https://elibrary.ru/OWWVCJ
- ID: 282044
Дәйексөз келтіру
Толық мәтін
Аннотация
The creation of new highly productive forest shelterbelts is associated with the use of appropriate seeding material. For this end, permanent forest seed base elements have to be allocated and created, including the elite stands. In difficult agricultural conditions, they often are represented by limited areas of small tree number, with no criteria for their allocation. The aim of this work is to develop criteria for allocating small elite stands in forest shelterbelts. The studies were conducted in forest shelterbelts of the five most common tree species in the North-West Caucasus: pedunculate oak (Quércus róbur L.), false acacia (Robinia pseudoacacia L.), lanceolate ash (Fraxinus lanceolata B.), common ash (Fraxinus excelsior L.), and honey locust (Gleditschia triacanthos L.). The age of the plants ranges from 42 to 57 years, the productivity class ranges from I to Ib. Overall, 35 trial plots (TP) with 30 individuals each were laid out. TP (5 in each field-protective belt) were located near each other, with selection assessment carried out on them separately in accordance with the Sukhorukikh-Biganova method. In laboratory, a data array was successively made up for each species by merging data from adjacent TPs until the sample size reached 150 individuals. It was revealed that the number of minus trees in the samples does not depend on the species composition (Pearson contingency coefficient is 0.065; Chi-square is 2.446; significance is 0.99), but changes in parallel with different selection options (T-parallelism is 0.1467; significance is 0.8827). A high statistical correlation was found between the number of minus trees and the overall number of individuals in the shelterbelt (R2 = 0.9678 – 0.981). Adequate models for this dependence were calculated, and on their basis the ratio of minus trees was determined at different numbers of individuals in plus stands. For 30 overall trees it amounted to 20%, for 40 trees. – 22%, for 50–60 trees. – 23%, for 70 trees. – 24%, for 80–90 trees. – 25%, for 100–110 trees. – 26%, for 120–130 trees. – 27%, for 140 trees. – 28%, and finally, for 144 – 150 trees. – 29%.
Негізгі сөздер
Толық мәтін
Полезащитные лесные полосы играют важную роль на агроландшафтах и прилегающих территориях. Они обеспечивают увеличение урожаев сельскохозяйственных культур (Панфилова и др., 2019; Танюкевич и др., 2020; Kulik et al., 2023), предотвращают деградацию почв (Mikhin et al., 2020; Чевердин и др., 2023), способны производить продукты питания (Elevitch et al., 2018; Lovell et al., 2023), повышают продуктивность, устойчивость ландшафтов, продуцируют кислород и депонируют углерод, являются экологическим каркасом в малолесных районах и др. (Стратегия…, 2018; Mikhin et al., 2020). Современное состояние большинства защитных лесных насаждений в Российской Федерации, к которым относятся и полезащитные лесные полосы, оценивается как неудовлетворительное (Вараксин, Вайс, 2016; Соломенцева, 2022). Необходима реконструкция старых и создание новых защитных насаждений (Стратегия…, 2018; Манаенков, 2023). Выращивание таких высокопродуктивных объектов связано со многими факторами, при этом важнейшая роль отводится отбору перспективного генофонда (Крючков, Стольнов, 2018; Сухоруких и др., 2023). Для этого выделяют и создают различные объекты, среди которых особая значимость в ближайшее время будет принадлежать плюсовым насаждениям (Сухоруких, Биганова, 2023). К ним относят самые высококачественные, высокопродуктивные и устойчивые для конкретных условий среды участки лесных растений (Владимиров, Скорик, 2014; Приказ…, 2016; Кострикин и др., 2021). Это наиболее быстро формируемые объекты, с которых в короткий срок после аттестации возможно использовать улучшенный селекционный семенной материал для создания новых полезащитных лесных полос (Сухоруких, Биганова, 2023).
Выделяют плюсовые на c аждения на основе селекционной инвентаризации (Кострикин и др., 2021; Kryuchkov et al., 2023), а заключение о соответствии делают с учетом количества минусовых деревьев (Кострикин и др., 2021; Сухоруких, Биганова, 2023).
В полезащитных лесных полосах растения находятся в жестких лесорастительных условиях, и в течение жизни среди них осуществляется естественный отбор наиболее приспособленных организмов (Kryuchkov et al., 2023). Такие участки являются наиболее подходящими для выделения перспективного генофонда для создания новых полезащитных лесных полос в аналогичных условиях. Учитывая специфику полезащитного разведения при селекционной инвентаризации у отбираемых генотипов, принимают во внимание превышение по средней высоте, устойчивость, санитарное состояние (Сухоруких, Биганова, 2023; Сухоруких и др., 2023).
Для отбора плюсовых насаждений численностью более 144 особей в полезащитных лесных полосах разработаны соответствующие критерии. Согласно им, количество минусовых деревьев не должно превышать 29%. При этом отмечается, что для выделения плюсовых насаждений меньшей численности необходимо уточнение критериальных показателей (Сухоруких, Биганова, 2023). Во многих случаях лесные полосы в силу различных причин на своем протяжении включают участки различной продуктивности и состояния. Вследствие этого отбираемые в них плюсовые насаждения могут иметь небольшую численность. Это делает проблему определения критериальных показателей выделения плюсовых насаждений на участках малой численности особо актуальной. Такое положение дел в практической селекции имеет место и в лесных насаждениях, где минимальная численность особей составляет 27 шт. (Кострикин и др., 2021).
Цель исследования – разработать критерии выделения плюсовых насаждений малой площади и численности менее 144 особей при их отборе в полезащитных лесных полосах.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА
Исследования проводили в центральной части Северо-Западного Кавказа, на территории Краснодарского края и Республики Адыгеи. В 5 продуктивных полезащитных лесных полосах из наиболее распространенных в регионе видов растений – дуба черешчатого (Quércus róbur L.), робинии псевдоакации (акация белая) (Robinia pseudoacacia L.), ясеня ланцетного (Fraxinus lanceolata B.), ясеня обыкновенного (Fraxinus excelsior L.), гледичии трехколючковой (Gleditschia triacanthos L.) заложено 35 пробных площадей, по 7 для каждого вида. Возраст растений – от 42 до 57 лет, продуктивность – I – I б бонитет, количество минусовых деревьев на учетных участках полезащитных лесных полос не превышает 29%. Пробные площади численностью 30 растений каждая располагались рядом в каждой полезащитной полосе, и на них отдельно осуществляли селекционную оценку в соответствии с методикой (Сухоруких, Биганова, 2023; Сухоруких и др., 2023).
По итогам инвентаризации для каждого вида выбирали две ПП с наименьшим количеством минусовых деревьев (вариант 1 и 2) и осуществляли камеральное последовательное формирование массива данных за счет присоединения к ним рядом находящихся ПП до достижения численности выборки в 150 особей. Таким образом, для каждой древесной породы сформированы по два массива данных (вариант 1 и 2) различной численности из 5 ПП каждый, причем некоторые ПП присутствовали в обоих вариантах. Статистическую обработку данных осуществляли с использованием программ Microsoft Excel и STADIA 8.0 для Windows. Сравнение углов наклона моделей изменения количества минусовых деревьев в зависимости от численности особей на пробных площадях осуществляли согласно рекомендациям по значениям углов наклона (Кулаичев, 2006).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Доля минусовых деревьев на участках, отбираемых в качестве плюсовых насаждений в полезащитных лесных полосах из различных пород в условиях Северо-Западного Кавказа, представлена в табл. 1.
Таблица 1. Количество минусовых деревьев (%) при различной численности особей (шт.) на пробных площадях
Варианты | Численность особей, шт. | ||||
30 | 60 | 90 | 120 | 150 | |
Дуб (Quércus róbur L.) 57 лет, I бонитет | |||||
1 | 16.67 | 16.67 | 23.33 | 25.83 | 26.00 |
2 | 20.00 | 26.67 | 26.67 | 28.33 | 26.67 |
(1 + 2)/2 | 18.33 | 21.67 | 25.00 | 27.08 | 26.33 |
Ясень ланцетный (Fraxinus lanceolata B.) 42 года, I бонитет | |||||
1 | 20.00 | 23.33 | 23.33 | 23.33 | 26.67 |
2 | 13.33 | 20.00 | 27.78 | 25.83 | 28.00 |
(1 + 2)/2 | 16.67 | 21.67 | 25.56 | 2458 | 27.33 |
Ясень обыкновенный (Fraxinus excelsior L.) 52 года, I б бонитет | |||||
1 | 20.00 | 23.33 | 21.11 | 25.83 | 24.67 |
2 | 16.67 | 21.67 | 25.56 | 24.17 | 25.33 |
(1 + 2)/2 | 18.33 | 22.50 | 23.33 | 25.00 | 25.00 |
Акация (Robinia pseudoacacia L.) 42 года, I бонитет | |||||
1 | 16.67 | 28.33 | 28.89 | 28.33 | 28.67 |
2 | 23.33 | 23.33 | 26.67 | 30.00 | 30.67 |
(1 + 2)/2 | 20.00 | 25.83 | 27.78 | 29.17 | 29.67 |
Гледичия (Gleditschia triacanthos L.) 47 лет, I а бонитет | |||||
1 | 23.33 | 25.00 | 28.89 | 30.00 | 28.00 |
2 | 26.67 | 28.33 | 27.78 | 27.50 | 29.33 |
(1 + 2)/2 | 25.00 | 26.67 | 28.33 | 28.75 | 28.67 |
Среднее по всем породам | |||||
1 | 19.33 | 23.33 | 25.11 | 26.67 | 26.80 |
2 | 20.00 | 24.00 | 26.89 | 27.17 | 28.00 |
(1 + 2)/2 | 19.67 | 23.67 | 26.00 | 26.92 | 27.40 |
Статистический анализ данных табл. 1 не выявил сопряженности видового состава с долей (%) минусовых деревьев на пробных площадях (коэффициент c сопряженности Пирсона – 0.065, Хи-квадрат – 2.446, значимость – 0.99). Аналогичные результаты получены при изучении участков большей численности (Сухоруких, Биганова, 2023). Анализ средних вариантов 1, 2 по значениям коэффициентов наклона выявил параллельность увеличения количества минусовых деревьев (Т-параллельность – 0.1467, значимость – 0.8827) при возрастании численности растений на изучаемых объектах с 30 до 150 рамет.
На основании средних значений вариантов 1, 2 и их среднего (1 + 2) / 2 по 5 породам вычислены модели изменения количества минусовых деревьев при разной численности растений на пробных площадях в различных вариантах отбора (рис., а, б, в).
Рисунок. Зависимость количества минусовых деревьев (%) от числа особей на пробных площадях в полезащитных лесных полосах по вариантам отбора и среднего между ними: а – вариант 1, б – вариант 2, в – среднее вариантов (1 + 2) / 2.
Результаты, представленные на рис., а, б, в, указывают на высокую статистическую связь (0.9678 – 0.981) между количеством минусовых деревьев и численностью особей на изучаемых объектах. По вычисленным моделям сделан прогноз максимально допустимого количества минусовых деревьев на участках, отбираемых в качестве плюсовых насаждений в полезащитных лесных полосах (табл. 2).
Таблица 2. Расчетное максимально допустимое количество (%) минусовых деревьев в плюсовых насаждениях различной численности (шт.) по вариантам отбора
Варианты | Численность особей, шт. | |||||||||
30 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 | 144 | 150 | |
1 | 19.64 | 21.03 | 22.10 | 22.98 | 24.36 | 25.43 | 26.31 | 27.05 | 27.19 | 27.38 |
20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 27 | 27 | |
2 | 20.35 | 21.81 | 22.94 | 23.87 | 25.33 | 26.46 | 27.39 | 28.17 | 28.31 | 28.52 |
20 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 28 | 29 | |
(1–2)/2 | 20.00 | 21.42 | 22.52 | 23.42 | 24.85 | 25.95 | 26.85 | 27.61 | 27.75 | 27.95 |
20 | 21 | 23 | 23 | 25 | 26 | 27 | 28 | 28 | 28 | |
Известный | Не вычислялось | 28.65 | 28.70 | |||||||
29 | 29 | |||||||||
Примечание. Вторая строка для вариантов – количество (%) минусовых деревьев с округлением расчетных данных.
Как следует из данных табл. 2, различие между вариантами отбора в изучаемых пределах численности особей незначительно и составляет 0.35 – 1.14%.
Сравнение количества минусовых деревьев при численности растений на отбираемых участках в 144 и 150 шт., определенных по моделям (рис. а, б, в) и нормативным литературным данным (Сухоруких, Биганова, 2023), выявило, что результаты отличаются незначительно. При численности 144 особей оно составило с вариантом 1 – 1.48, вариантом 2 – 0.36, вариантом (1 + 2) / 2 – 0.92; при численности 150 растений – 1.32, 0.18, 0.75% соответственно. Наименьшее отличие между вариантом 2 и нормативным показателем дает основание для принятия его в качестве критерия выделения плюсовых насаждений при их численности 30 шт. – 20, 40 шт. – 22, 50–60 шт. – 23, 70 шт. – 24, 80–90 шт. – 25, 100–110 шт. – 26, 120-130 шт. – 27, 140 шт. – 28, 144 – 150 шт. – 29%.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На участках полезащитных лесных полос, отбираемых в качестве плюсовых насаждений, между видовым составом и количеством минусовых деревьев не выявлена достоверная статистическая связь, а численность минусовых деревьев достоверно увеличивается при возрастании выборки на изучаемых объектах. При выделении плюсовых насаждений в полезащитных лесных полосах количество минусовых деревьев, устанавливаемое на основе соответствующей селекционной инвентаризации, не должно превышать следующих критериальных показателей: при численности особей 30 шт. – 20, 40 шт. – 22, 50-60 шт. – 23, 70 шт. – 24, 80–90 шт. – 25, 100-110 шт. – 26, 120-130 шт. – 27, 140 шт. – 28, 144 – 150 шт. – 29%.
Авторлар туралы
Yu. Sukhorukikh
Maykop State Technological University
Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: drsuchor@rambler.ru
Ресей, 191, Pervomayskaya St., Maykop, 385000
S. Biganova
Maykop State Technological University
Email: drsuchor@rambler.ru
Ресей, 191, Pervomayskaya St., Maykop, 385000
Әдебиет тізімі
- Cheverdin Y.I., Bespalov V.A., Titova T.V., Izmenenie pokazatelei effektivnogo plodorodiya pochv kamennoi stepi pod vliyaniem lesnykh polos razlichnoi landshaftnoi prinadlezhnosti (Changes in the indicators of effective soil fertility of the stone steppe under the influence of forest strips of various landscape accessories), Agrokhimiya, 2023, No. 9, pp. 3–13.
- Elevitch C.R., Mazaroli D.N., Ragone D., Agroforestry Standards for Regenerative Agriculture, Sustainability, 2018, No. 10, pp. 33–37. https://doi.org/10.3390/su10093337
- Kostrikin V.A., Shirnin V.K., Kryukova S.A., Kriterii otsenki plyusovykh nasazhdenii duba (С riteria for assessment of plus oak stands), Izvestiya vuzov. Lesnoi zhurnal, 2021, No. 4 (382), pp. 68–79.
- Kryuchkov K.N., Stol'nov A.S., Strategiya sortovogo semenovodstva dlya iskusstvennogo lesorazvedeniya v ekstremal'no zasushlivykh usloviyakh (Strategy of grade seeds for artificial forest in extremely dry conditions), Nauchno-agronomicheskii zhurnal, 2018, No. 2 (103), pp. 48–50.
- Kryuchkov S.N., Solonkin A.V., Solomentseva A.S. et al., Breeding effect of selection methods (population, seed, and single-plant) at seed sites of various genetic levels in the Volgograd region, E3S Web of Conferences, 2023, Vol. 395, Article 03001. doi: 10.1051/e3sconf/202339503001
- Kulaichev A.P., Metody i sredstva kompleksnogo analiza dannykh (Means and matters of comprehensive data analysis), Moscow: Forum: INFRA-M, 2006, 511 p.
- Kulik K.N., Belyaev A.I., Pugacheva A.M., T he role of protective afforestation in drought and desertification control in agro-landscapes , Arid Ecosystems , 2023, Vol. 13, No. 1 , pp. 1–10.
- Lovell S.T., Krishnaswamy K., Lin C.H., Meier N., Revord R.S., Thomas A.L., Nuts and berries from agroforestry systems in temperate regions can form the foundation for a healthier human diet and improved outcomes from diet related diseases, Agroforestry Systems, 2023, Vol. 97, No. 8, pp. 1347–1360. doi: 10.1007/s10457-023-00858-8
- Manaenkov A.S., Podkhody k uluchsheniyu sostoyaniya polezashchitnykh lesnykh polos na Severnom Kavkaze (Approaches to improving the state of the shelterbelts in the Northern Caucasus), Lesovedenie, 2023, No. 4, pp. 412–426.
- Mikhin V.I., Taniykevich V.V., Mikhina E.A., Growth and ameliorative role of protective plantation in conditions of forest-steppe zone, Forest ecosystems as global resource of the biosphere: calls, threats, solutions, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Forestry Forum, 2020, Vol. 595, Article 012045, pp. 1–7. doi: 10.1088/1755-1315/595/1/012045
- Panfilova E.G., Proezdov P.N., Panfilov A.V., Rozanov A.V., Isaev N.K., Urozhainost' yarovoi myagkoi pshenitsy v zavisimosti ot vozdeistviya sistemy lesnykh polos i mineral'nykh udobrenii v usloviyakh chernozema yuzhnogo Privolzhskoi vozvyshennosti (The yield of spring wheat depending on influence of the system of forest belts and mineral fertilizers in the conditions of chernozem Southern Volga Upland), Agrarnyi nauchnyi zhurnal, 2019, No. 7, pp. 28–33.
- Prikaz Minprirody Rossii ot 20.10.2015 № 438 “Ob utverzhdenii Pravil sozdaniya i vydeleniya ob"ektov lesnogo semenovodstva (lesosemennykh plantatsii, postoyannykh lesosemennykh uchastkov i podobnykh ob"ektov)” (Order of the Ministry of Natural Resources of Russia No. 438 dated 20.10.2015 "On approval of the Rules for the creation and allocation of forest seed production facilities (forest seed plantations, permanent forest seed plots and similar facilities)), Registered in the Ministry of Justice of Russia on February 12, 2016, No. 41078.
- Solomentseva A.S., Sostoyanie drevesnykh rastenii na ob"ektakh zashchitnogo lesorazvedeniya i ozeleneniya Kalachevskogo raiona Volgogradskoi oblasti (The condition of woody plants at the sites of protective afforestation and landscaping of the Kalachevsky District, Volgograd Region), Izvestiya vuzov. Lesnoi zhurnal, 2022, No. 5, pp. 58–72. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-58-72
- Strategiya razvitiya zashchitnogo lesorazvedeniya v Rossiiskoi Federatsii na period do 2025 goda, (The strategy of protective forestation development in Russian Federation for a period till 2025 year), Volgograd: FNTs agroekologii RAN, 2018, 36 p.
- Sukhorukikh Y.I., Biganova S.G., Glinushkin A.P., Sviridova L.L., Kriterii otbora plyusovykh derev'ev dlya zashchitnogo lesorazvedeniya (Criteria for selecting plus trees for protective forestry), Novye tekhnologii, 2023, Vol. 19, No. 1, pp. 69–79.
- Sukhorukikh Y.I., Biganova S.G., Kriterii vydeleniya plyusovykh nasazhdenii v polezashchitnykh lesnykh polosakh na Severo-Zapadnom Kavkaze (Selection criteria for plus stands in field-protective forest belts in the North-Western Caucasus), Lesotekhnicheskii zhurnal, 2023, Vol. 13, No. 3 (51), pp. 102–116.
- Tanyukevich V.V., Rulev A.S., Borodychev V.V., Tyu-rin S.V., Khmeleva D.V., Kvasha A.A. Produktivnost' i prirodookhrannoe znachenie polezashchitnykh lesonasazhdenii Robinia pseudoacacia L. Prikubanskoi ravniny (Productivity and environmental role of forest shelterbelts of Robinia pseudoacacia L. of the Kuban lowland), Izv. vuzov. Lesnoi zhurnal., 2020, No. 6 (378), pp. 88–97.
- Varaksin G.S., Vais A.A., Tendentsii sostoyaniya polezashchitnykh lesnykh polos Yuzhnoi Sibiri (The tendencies in the condition of field-protecting shelter belts in Southern Siberia), Sibirskii lesnoi zhurnal, 2016, No. 4, pp. 86–97. doi: 10.15372/SJFS2016040
- Vladimirov S.N., Skorik A.S., Selektsionnaya otsenka nasazhdenii i derev'ev (Selection evaluation of stands and trees), Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya, 2014, No. 3, pp. 172–173.
Қосымша файлдар
