Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,778

ОСНОВНЫЕ ИТОГИ СЕЛЕКЦИИ РОБИНИИ ЛЖЕАКАЦИИ В НИЖНЕМ ПОВОЛЖЬЕ

Морозова Е.В. 1, 2 Иозус А.П. 1 Крючков С.Н. 3
1 Камышинский технологический институт (филиал) ГОУ «Волгоградский государственный технический университет»
2 Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
3 ФГБНУ «Федеральный научный центр агроэкологии
Робиния лжеакация (Robinia pseudoacacia L.) широко распространена в защитных лесных насаждениях южных районов страны. В Волгоградской и Ростовской областях доля акации во вновь создаваемых насаждениях в 2017 г. составила более 30 %. Однако насаждения зачастую создаются из неотселектированного посадочного материала и не отличаются достаточной устойчивостью, долговечностью и производительностью. В связи с чем был проведен комплекс селекционных мероприятий, включающих как синтетическую, так и аналитическую селекции. Полученные в результате синтетической селекции в середине прошлого века межвидовые и внутривидовые гибриды робинии лжеакации, описанные в статье, не получили широкого распространения, хотя и были широко испытаны в Казахстане, Сибири и Поволжье. Лучшие результаты были получены при проведении аналитической селекции. В результате комплексной оценки работы естественного отбора материал был введен в коллекционные участки и архивы ВНИАЛМИ для дальнейшей проверки. Изучалась морозоустойчивость робинии лжеакации. Моделирование воздействия низких температур путем прямого промораживания потомства в климокамере позволило определить критические температуры для обмерзающей, мачтовой и пирамидальной форм. Организацию лесосеменной базы робинии лжеакации в сухой степи Нижнего Поволжья необходимо вести на основе аналитической и синтетической селекции на объектах, прошедших длительные испытания в суровых природных условиях, их тщательной оценки по прямому признаку морозоустойчивости. Лесосеменные плантации следует создавать только из вегетативных потомств отселектированных особей, сочетающих признаки высокой морозоустойчивости, декоративности, со стабильным и качественным урожаем семян.
робиния лжеакация
аналитическая селекция
синтетическая селекция
Нижнее Поволжье
1. Приказ Рослесхоза от 25.04.2017 № 179 «Об утверждении Методических указаний по осуществлению лесозащитного районирования» [Электронный ресурс]. URL: http://rulaws.ru/acts/Prikaz-Rosleshoza-ot-25.04.2017-N-179/ (дата обращения: 10.08.2018).
The order of the Rosleskhoz of 25.04.2017 № 179 «On approval of guidelines for the implementation of forest protection zoning» [Electronic resource]. URL: http://rulaws.ru/acts/Prikaz-Rosleshoza-ot-25.04.2017-N-179/ (date of access: 10.08.2018).
2. Жукова О.И. Биологические особенности Robinia pseudoacacia L. для создания лесосеменных плантаций. // Проблемы природоохранной организации ландшафтов: материалы Межд. науч.-практ. конф., посв. 100-летию выпуска первого мелиоратора в России (24–25 апреля 2013 г.). Часть 1. Ред. С.С. Таран. НГМА. Новочеркасск, 2013. С. 175–178.
Zhukova O.I. Biological characteristics of Robinia pseudoacacia L. for creation of seed orchards. // Problemy prirodoohrannoj organizacii landshaftov: materialy mezhd. nauch.-prakt.konf., posv. 100-letiyu vypuska pervogo melioratora v Rossii (24–25 aprelya 2013). Chast’ 1. Red. S.S. Taran. NGMA. Novocherkassk, 2013. P. 175–178 (in Russian).
3. Альбенский А.В. Селекция древесных пород и семеноводство. М.: Гослесбумиздат, 1959. 306 с.
Albensky A.V. Tree breeding and seed production. M.: Goslesbumizdat, 1959. 306 p. (in Russian).
4. Акатов В.В., Акатова Т.В., Шадже А.Е. Robinia Pseudoacacia L. на Западном Кавказе // Российский журнал биологических инвазий. 2016. № 1. С. 2–23.
Akatov V.V., Akatova T.V., Shadzhe A.E. Robinia Pseudoacacia L. in the Western Caucasus // Russian Journal of Biological Invasions. 2016. № 1. P. 2–23 (in Russian).
5. Седых С.А., Бабошко О.И. Использование робинии лжеакации в защитном лесоразведении Ростовской области. // Международный студенческий научный вестник. 2015. № 2–3 [Электронный ресурс]. URL: https://eduherald.ru/ru/article/viewid=12321 (дата обращения: 10.08.2018).
Sedyh S.A., Baboshko O.I. The use of Robinia plozhakatsii in protective afforestation of the Rostov region // Mezhdunarodnyj studencheskij nauchnyj vestnik. 2015. № 2–3 [Electronic resource]. URL: https://eduherald.ru/ru/article/viewid=12321 date of access: 10.08.2018) (in Russian).
6. Иозус А.П., Крючков С.Н., Морозова Е.В. Селекция и репродукция древесных пород для защитного лесоразведения: монография. Волгоград: ВолгГТУ, 2016. 184 с.
Iozus A.P., Krjuchkov S.N., Morozova E.V. Selection and reproduction of tree species for protective afforestation: monograph. Volgograd: VolgGTU, 2016. 184 p. (in Russian).
7. Научно-методические указания по сортоводству деревьев и кустарников для защитного лесоразведения в аридных регионах. Волгоград: ВНИАЛМИ, 2013. 51 с.
Scientific and methodological guidelines for tree and shrub varieties for protective afforestation in arid regions. Volgograd: VNIALMI, 2013. 51 p. (in Russian).

Робиния лжеакация (Robinia pseudoacacia L.) широко распространена в защитных лесных насаждениях южных районов страны.

Робиния лжеакация – светолюбивая, засухоустойчивая и солевыносливая порода с ажурной кроной, по архитектонике наиболее благоприятна для создания ажурных и ажурно-продуваемых полезащитных лесных полос. Засухоустойчивость, малая требовательность к плодородию почв, сравнительная легкость размножения семенным путем сделали белую акацию очень популярной древесной породой в защитном лесоразведении.

В соответствии с Приказом Рослесхоза [1] была изменена схема смешения древесных пород при создании насаждений. В результате доля робинии лжеакации во вновь создаваемых насаждениях в 2017 г. составила в Волгоградской области свыше 30 %, а в Ростовской до 50 %.

Однако насаждения создаются посадочным материалом, выращенным из неотселектированного семенного материала, поэтому обладают невысокой засухо- и морозоустойчивостью. В экстремальные годы, когда летняя засуха сочетается с относительно суровой зимой, наблюдается массовое обмерзание и отпад (до 30 %) деревьев.

Основной недостаток Robinia pseudoacacia L. – малая морозостойкость. Так, в суровые зимы 1968/69 г., 2002/2003 г. в Волгоградской области, на северо-востоке Ростовской, Астраханской областей и республики Калмыкия насаждения из белой акации почти полностью погибли или сильно обмерзли [2, 3].

Из других видов робиний, испытанных в Волгоградском и Камышинском дендрариях, большую морозоустойчивость проявили робиния пышная (R. luxurians (Dieck.) С.К. Schneid.) и новомексиканская (R. neo-mexicana Gray.). Однако эти виды больше пригодны для озеленения, поскольку по высоте они значительно уступают робинии лжеакации. Эти виды привлекались селекционерами в синтетической селекции робиний на морозоустойчивость.

Робинию лжеакацию сейчас можно встретить и в Ленинградской области, но в основном южнее: Гомель – Курск – Воронеж − Саратов [4] Для интродукции и повышения морозоустойчивости этой породы там, в условиях короткого светового дня, был применен метод воспитания акации, применяемый в южных широтах. Опыт увенчался успехом, белая акация здесь стала меньше подмерзать, успешно расти и плодоносить.

Для агролесомелиорации наибольшее значение имеет выделение морозостойких биотипов в районах Поволжья, северных частях Ставропольского края и Ростовской области [5]. Такая работа проведена ВНИАЛМИ после суровых зим 1968/69 и 1971/72 гг. и жесточайшей засухи лета 1972 г [2, 6].

В настоящее время на планете идут процессы глобального потепления. В Нижнем Поволжье наблюдаются процессы аридизации климата, при которых зимы становятся более холодными, а летне-осенние периоды более теплыми. Поэтому в настоящее время актуальным является развитие селекционных работ по повышению устойчивости робинии псевдоакации к изменяющимся климатическим условиям аридного региона, созданию постоянной лесосеменной базы из отселектированных видов, форм и сортообразцов с повышенной устойчивостью, долговечностью и производительностью.

Цели исследования: определение перспективных направлений селекционных работ и выделение перспективных сорто- образцов Robinia pseudoacacia L для организации в регионе постоянной лесосеменной базы этой породы с целью обеспечения потребностей защитного лесоразведения и озеленения Нижнего Поволжья в устойчивом и долговечном селекционно улучшенном материале, адаптированном для аридных условий юго-востока России.

Материалы и методы исследования

Селекция робинии включает два основных направления: синтетическая и аналитическая селекции, что определило отбор объектов исследования.

Отобранные в результате аналитической селекции особи морозоустойчивой, мачтовой и пирамидальной форм были вегетативно размножены и посажены в архив клонов. На их основе в период с 1977 по 2015 г. были проведены работы по сортоиспытанию на участках, заложенных в ОПХ ВНИАЛМИ (урочище Горная Поляна) на площади 3,0 га из 20 потомств плюсовых деревьев и в Волгоградском лесничестве на площади 3,5 га из 22 потомств. Почвенные условия этих объектов типичны для сухой степи – светло-каштановые среднесолонцеватые почвы (II категория лесопригодности). Схема закладки растений 5×5 м; потомства каждого клона представлены отдельным рядом; повторность 3-кратная. Для каждой группы деревьев, отобранных из одной экологической ниши, вводили контроль [2].

При проведении исследований по синтетической селекции использовались общепринятые методики по подбору и скрещиванию видов и форм робинии [3]. Оценка морозостойкости проводилась по визуально-глазомерной шкале Пятницкого [3].

Изучали условия местообитания и состояния древостоя. При отсутствии прямых показателей морозоустойчивости или при слабой их выраженности учитывали косвенные фенологические и морфологические особенности робинии лжеакации, которые должны быть решающими при равенстве нескольких признаков.

Морозостойкость деревьев в насаждениях оценивали до полного облиствления побегов.

При обработке полученных данных использовали моделирование в MS Excel общеизвестные методики. Для оценки роста состояния жизнестойкости селекционного материала использовали методики ВНИАЛМИ [7]. Все показатели опытных образцов сравнивали с контролем.

История вопроса. Первые селекционные работы с акациями во ВНИАЛМИ были начаты в 1940–1941 гг. З.К. Шумилиной [6].

В 1948 г. на лесостепной опытной станции (Липецкая область) проведены опыты по половой гибридизации робинии лжеакации и новомексиканской акации [3]. На робинии лжеакации было получено 27,1 % плодов от числа опыленных цветков и семян в бобе – 3,7 %, на новомексиканской акации – соответственно 14,3 % и 5 %. При гибридизации робиний нет необходимости в предварительной кастрации цветков, хотя они и обоеполые.

Полученные гибриды были высажены на постоянное место с размещением 2×2 м. За ростом и развитием их до 1956 г. вели наблюдения (табл. 1). В 1955 г. некоторые из этих гибридов начали плодоносить, и собранные семена были посланы для испытания в Казахстан, Сибирь и Поволжье. Потомство оказалось недостаточно жизнестойким и дало большой отпад; гетерозис проявился весьма слабо. К 1956 г. гибридов от скрещивания робинии лжеакации с новомексиканской не сохранилось.

Таблица 1

Рост в высоту гибридов робиний, полученных от прямых и обратных скрещиваний белой и новомексиканской акаций (по А.В. Альбенскому, 1959 г.) [3]

Подопытные

растения

1949

1950

1951

1952

1956

cред-ний

max

cред-ний

max

cред-ний

max

cред-ний

max

cред-ний

max

Робиния лжеакация х новомексиканская

3,7

11

19,4

40

39,6

84,0

106,0

144

Новомексиканская х робиния лжеакация

14,9

50

46,3

120

69,5

160,0

136,0

245

226

320

Робиния лжеакация

5,6

13

19,8

43

32,6

55,5

91,4

125

173

220

Новомексиканская

9,4

24

25,8

51

64,2

114,0

111,8

177

183

320

Полученные в результате работ по синтетической селекции в середине прошлого века межвидовые и внутривидовые гибриды робинии псевдоакации, описанные выше, не получили широкого распространения, хотя и были широко испытаны в Казахстане, Сибири и Поволжье. Здесь они показали себя недостаточно жизнестойкими, имел место большой отпад, и гетерозис проявился слабо [6].

Результаты исследования и их обсуждение

Поэтому на основе анализа приведенного выше материала нами была составлена новая перспективная схема прямых и реципрокных скрещиваний робинии с использованием в качестве исходного материала устойчивых видов и форм сохранившиеся в результате 30–50-летнего естественного отбора в защитных лесных насаждениях и культурах Нижнего Поволжья. В результате комплексной оценки выделенный материал был введен в коллекционные участки и архивы ВНИАЛМИ, составивший базу для современной синтетической селекции.

Научными исследованиями во ВНИАЛМИ в 1969–2015 гг. была установлена связь морозоустойчивости белой акации с ее фенологическими и другими биологическими свойствами [2, 6].

Необмерзающие (зимостойкие) экземпляры отличались коротким периодом роста, приуроченным к маю – июню. У растений с продолжительным периодом роста (в течение всей вегетации) ежегодно подмерзало до 60 % от годичного побега. Деревья средней группы страдали только после суровых зим, необмерзающие биотипы имели лучшие показатели роста, количественные и качественные показатели плодоношения.

Наряду с полевыми фенологическими исследованиями морозоустойчивости робинии проводили моделирование воздействия низких температур путем прямого промораживания потомства в климокамере (рисунок).

moroz1.tif

Сохранность робинии при искусственном промораживании

Цветение белой акации соответствует динамике роста побегов: бурное, но непродолжительное у морозостойких и растянутое по времени у сильно обмерзающих экземпляров (из-за очередности цветения различных участков крон). Морозостойкие растения характеризуются также сравнительно слабым завязыванием и медленным ростом бобов. Обмерзающие деревья отличаются большой завязываемостью плодов и мощным их ростом.

Была проведена оценка репродуктивной способности различных форм робинии по методике ВНИАЛМИ (табл. 2).

Таблица 2

Репродуктивная способность различных форм робинии в 10-летнем возрасте, испытательные культуры ОПХ ВНИАЛМИ, 2011–2012 гг.

Показатель

Форма

мачтовая

морозоустойчивая

контроль

Плодоношение, балл

3,2

4,5

4,0

Масса 1000 шт. семян, г

16,0 ± 0,4

19,1 ± 0,5

22,1 ± 0,5

Полнозернистость, %

83,0 ± 1,1

69,9 ± 0,9

58,0 ± 1,0

Количество недоразвитых бобов, %

6,5 ± 0,3

10,5 ± 0,5

6,6 ± 0,4

Количество пораженных огневкой, %

бобы

20,5 ± 0,5

40,0 ± 0,7

85,0 ± 0,8

семена

5,2 ± 0,5

15,5 ± 0,6

35,7 ± 0,5

Выход семян, %

42,0

45,9

24,0

Размеры плода, мм

длина

63 ± 1,5

60 ± 1,7

84 ± 1,9

ширина

9-10

8-11

11-15

Количество семян в плоде, шт.

7

6

8

Грунтовая всхожесть, %

10

90

85

Как видно из табл. 3, мачтовая форма акации, несмотря на самую высокую полнозернистость, устойчивость к огневке, имеет очень низкую грунтовую всхожесть. Морозоустойчивая форма и контроль, несмотря на наличие пораженных огневкой плодов и семян, более низкую полнозернистость, имели грунтовую всхожесть выше. Нами был разработан агротехнический прием, позволяющий значительно повысить грунтовую всхожесть разных форм акаций, в том числе семян, хранившихся в подстилке 3–5 лет. Семена помещаются в бак, заливаются кипятком, закрываются крышкой и настаиваются в течение суток. После чего набухшие семена выбираются и высеваются, оставшиеся снова заливаются кипятком на сутки. Процесс повторяется 3–4 раза.

Таблица 3

Характеристика перспективных биотипов и форм робинии, выделенных для селекционной работы (в знаменателе показатели контрольных растений), 1986–2010 гг.

Характеристика

Объекты отбора

Волгоградское лесничество (защитные лесные насаждения)

Тормосиновское лесничество (культуры), Волгоградская обл.

Волгоградское лесничество (Коллекционный сортоиспытательный участок)

Селекционная категория

Сортообразец «Волжанка»

Сортообразец «Чирская»

Сорт «Комета»

Форма

типичная

мачтовая

пирамидальная

Количество деревьев, шт.

22

30

25

30

18

30

Возраст, лет

40

40

70

70

22

22

Высота, м

12.5

11,0

22,0

19,0

13,0

11,5

Диаметр, см

28.0

23.0

32,0

28,0

16,0

12,0

Плодоношение по Капперу, балл

4,0

4,0

2,5

2,5

0

0

Морозо-устойчивость

Обмерзание по Пятницкому, балл

0,5

1,0

1,5

1,5

2,5

3,0

Т50*

–19

–16

–16

–16

–11

–9

Примечание. *Т50 – температура, при которой гибнет 50 % растений (вегетационный опыт).

По результатам сортоиспытаний были выделены перспективные сортообразцы (табл. 3).

Робинии пирамидальной формы по основным отличительным признакам (быстрота роста, компактность кроны, высокая засухо- и жароустойчивость) присвоен статус сорта «Комета».

Заключение

Робиния, отличаясь большим полиморфизмом, имеет ряд ценных морфологических форм. Наибольший интерес для агролесомелиорации представляют мачтовая форма, характеризующаяся полнодревесным, хорошо очищенным от сучьев стволом, и пирамидальная – с компактной узкой кроной.

Необходимо на новом уровне вернуться к показавшей свою эффективность мировой практике синтетической селекции и составить схему скрещиваний с использованием в качестве исходных отобранных при аналитической селекции видов и форм, произрастающих на коллекционных участках, архивах Нижнего Поволжья.

Проведенные работы по сортовыведению позволили получить сорт «Комета» и перспективные сортообразцы «Чирская» и «Волжанка».

Основные успехи продвижения белой акации в районы защитного лесоразведения были достигнуты путем простого отбора, селекции устойчивых растений при интродукции этой породы. Однако широкому внедрению робинии по всему региону Нижнего Поволжья препятствует ее уязвимость в суровые бесснежные зимы.


Библиографическая ссылка

Морозова Е.В., Иозус А.П., Крючков С.Н. ОСНОВНЫЕ ИТОГИ СЕЛЕКЦИИ РОБИНИИ ЛЖЕАКАЦИИ В НИЖНЕМ ПОВОЛЖЬЕ // Успехи современного естествознания. – 2018. – № 12-2. – С. 290-295;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=37010 (дата обращения: 25.05.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074