Analysis of the influence of soil properties and seed origin on siberian stone pine seedling morphogenesis.
The influence of seed origin and quality of soil substrate on the germination activity, total germination and morphostructure of 1-year Siberian stone pine (Pinus sibirica Du Tour), seedlings was investigated. Seeds for analysis were collected in 4-subpopulations in the southern subzone in the West Siberian taiga, between the Ob and the Tom rivers. Subpopulations were characterized by consecutive environmental change in the soil humidity gradient: P. sibirica forest with low herbs, P. sibirica forest with green mosses, swampy P. sibirica forest and mixed pine forest with sphagnum. Boggy P. sibirica forest was characterized by increased soil fertility. All seeds were germinated in 8 different micro-sites: 4 sites simulated forest soil conditions of mother subpopulations, 2 sites consisted of homogenous sandy-loam substrate with contrast humidity and 2 sites consisted of loam soil and sandy-loam substrate with contrast soil fertility. Seed quality was valuated by the total seed weight and the endosperm weight, the crude protein, fat and sugar contents. The embryo development was valuated by its length and the embryo chamber length. The tree seeds from mixed pine forest with sphagnum were characterized by minimum weights, but the total mass loss was compensated by their increased kernel mass. Biochemical analysis of proteins, lipids and carbohydrates in the seed endosperm showed increased lipids content in the seeds collected in pine forest with sphagnum. It is established that the main factor determining the success of germination and development of 1-year-old seedlings was the seed quality and the embryo development. The length of the embryo and the embryo chamber of seeds collected in forest with green mosses and forest with sphagnum were minimum, О.Г. Бендер, С.Н. Велисевич, О.Ю. Читоркина и др.despite the moisture differences and low fertility soil. Longer seeds were in the seeds of P. sibirica forest with low herbs but seeds of swampy P. sibirica forest growing on the water capacity but the highly fertile soils were characterized the biggest size. High soil humidity as well as its increased fertility influenced seed germination and seedling growth generally in a negative way. However, the seeds formed at high soil fertility (swampy P. sibirica forest), seed germination activity, total seed germination and juvenile shoots size were higher in the rich loam soil and micro-site simulating conditions of mother subpopulation. The maximum number of dead seedlings after germination of terrestrial ecotopes was recorded in an excessively humid substrate. More than 40% of the seedlings of swampy P. sibirica forest died during the growing season in dry soil of P. sibirica forest with green mosses. It is hypothesized that the Siberian stone pine soil (edaphic) races can be identified primarily by soil fertility rather than soil humidity.
Keywords
влажность,
fertility,
humidity,
soil,
germination,
Pinus sibirica,
seeds,
трофность,
всхожесть,
почва,
Pinus sibirica,
семенаAuthors
| Bender Olga G. | Institute for Monitoring of Climatic and Ecological Systems of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Tomsk | obender65@mail.ru |
| Velisevich Svetlana N. | Institute for Monitoring of Climatic and Ecological Systems of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Tomsk | velisevich@imces.ru |
| Chitorkina Olga Yu. | Institute for Monitoring of Climatic and Ecological Systems of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Tomsk | oychitorkina@mail.ru |
| Zotikova Albina P. | Institute for Monitoring of Climatic and Ecological Systems of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Tomsk | zotik.05@mail.ru |
| Chernova Natalya A. | Institute for Monitoring of Climatic and Ecological Systems of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Tomsk | naitina@rambler.ru |
Всего: 5
References
Велисевич С.Н., Петрова Е.А., Бендер О.Г., Зотикова А.П. Формирование структуры популяций сосны кедровой сибирской (Pinus sibirica Du Tour) в заболоченных экотопах юга Томской области // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2008. № 2. С. 13-22.
Stebbins G.L. Flowering plants: evolution above the species level. Cambridge : Harvard Univ. press, 1974. 399 p.
Кузнецова Г.В. Семеношение и качество семян клонов кедра сибирского разного происхождения на плантации в Красноярской лесостепи // Лесоведение. 2003. № 6. С. 42-48.
Stern K., Roche L .Genetics of forest ecosystems. Berlin : Springer, 1974. 330 p.
Крылов Г.В. Леса Западной Сибири. М. : Изд-во АН СССР, 1961. 236 с.
Судачкова Н.Е. Условия развития и минерального питания подроста сеянцев кедра сибирского // Физиологическая характеристика древесных пород Средней Сибири. Красноярск : Краснояр. кн. изд-во, 1965. С. 5-24.
Горожанкина С.М., Константинов В.Д. География тайги Западной Сибири. Новосибирск : Наука, 1978. 190 с.
Воробьев В.Н. Семена кедра сибирского. Новосибирск : Наука, 1979. 129 с.
Заборовский Е.Н. Прорастание семян кедра сибирского и вопросы подготовки их к весеннему посеву // Сборник работ по лесному хозяйству. М. ; Л., 1961. Вып. IV. С. 201-227.
Воробьев В.Н. Особенности плодоношения кедра сибирского в горных условиях // Биология семенного размножения хвойных в Западной Сибири. Новосибирск : Наука, 1974. С. 15-70.
Некрасова Т.П. Плодоношение кедра в Западной Сибири. Новосибирск : Изд-во СО АН СССР, 1961. 71 с.
Ирошников А.И. Изменчивость качества семян хвойных пород в Восточной Сибири // Изменчивость древесных растений Сибири. Красноярск : ИЛиД СО АН СССР, 1974. С. 58-77.
Ермаков А.И. Методы биохимического исследования растений. Л. : Колос, 1972. 456 с.
Поджарова З.С., Руденкова О.Ф. Семенная продуктивность сосны обыкновенной в зависимости от происхождения семян // Интенсификация лесного хозяйства в БССР. М. : Наука, 1987. С. 70-78.
Долголиков В.И. Семенное потомство быстрорастущих деревьев хвойных пород // Выращивание и формирование высокопродуктивных насаждений в южной подзоне тайги. Л. : Наука, 1984. С. 55-60.
Авров Ф.Д., Воробьев В.Н. Проблемы и перспективы лесовосстановления и лесного семеноводства // Лесное хозяйство. 1992. № 5. С. 39-41.
Päivänen J. Development of mire originated Scots pine on mineral soil // SUO. 1989. Vol. 40. P. 310.
Рубцов В.И., Смирнова М.Ю. К вопросу о влиянии лесотипологического происхождения семян сосны на рост молодняков // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 1976. № 2. С. 22-24.
Ефимов Ю.П. Итоги многолетнего испытания материнских деревьев сосны обыкновенной по семенному потомству // Генетическая оценка исходного материала в лесной селекции. Воронеж : НИИЛГиС, 2000. С. 33-44.
Кречетова Н.В. Экологическая разнокачественность саженцев сосны обыкновенной в Поволжье // Восстановление, выращивание и комплексное использование сосновых лесов России на базе боров Среднего Поволжья : тез. докл. всерос. науч.-техн. конф. Йошкар-Ола, 1995. С. 31-32.
Этверк И.Э. Разнообразие ели обыкновенной в Эстонской ССР : автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук. Таллин, 1974. 131 с.
Пихельгас Э. Зависимость качества семян и роста лесных культур от местопроизрастания материнских насаждений сосны // Сборник научных трудов Эстонской сельскохозяйственной академии. 1973. № 89. С. 26.
Поликарпов Н.П., Дашко Н.В. Выращивание посадочного материала // Кедровые леса Сибири. Новосибирск : СО АН СССР, 1985. С. 162-171.
Auld T.D., Morrison D.A. Genetic determination of erect and prostrate growth habit in five shrubs from windswept headlands in the Sydney Region // Australian Journal of Botany. 1992. Vol. 40. P. 1-11.
Седельникова Т.С., Пименов А.В. Репродуктивные показатели хвойных в болотной согре и на суходоле // Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения. 2006. № 7. С. 116-120.
Ефремов С.П., Пименов А.В. Посевные качества семян болотных и суходольных экотипов Pinus sylvestris L. // Хвойные бореальной зоны. 2004. Вып. 2. С. 56-61.
Ефремов С.П., Седельникова Т.С., Пименов А.В. Морфологические особенности шишек лиственницы сибирской в условиях болотной согры и суходола // Хвойные бореальной зоны. 2006. Т. XXIII, № 2. С. 223-227.
Данченко А.М., Кабанова С.А. Оценка роста полусибсового потомства сосны кедровой сибирской в открытом грунте и теплице // Хвойные бореальной зоны. 2007. Т. XXIV, № 2-3. С. 174-178.
Санников С.Н., Санникова Н.С., Петрова И.В. Естественное лесовозобновление в Западной Сибири (эколого-географический очерк). Екатеринбург : УрО РАН, 2004. 198 с.
Голиков А.М., Кирюхина Н.А. Величина семян и рост однолетних тепличных сеянцев ели // Выращивание и формирование высокопродуктивных насаждений в южной подзоне тайги. Л. : Изд-во ЛенНИИЛХ, 1984. С. 16-21.
Матвеева Р.Н., Буторова О.Ф. Ускоренное выращивание сеянцев и культур кедра сибирского в Восточной Сибири. Красноярск : СибГТУ, 2001. 254 с.
Габеев В.Н. Экология выращивания хвойных. Красноярск : ИЛиД СО РАН, 1992. 187 с.
Смолоногов Е.П. Эколого-географическая дифференциация и динамика кедровых лесов Урала и Западно-Сибирской равнины (эколого-лесоводственные основы оптимизации хозяйства). Свердловск : Изд-во УрО АН СССР, 1990. 288 с.
Семечкин И.В., Поликарпов Н.П., Ирошников А.И. Кедровые леса Сибири. Новосибирск : Наука, 1985. 256 с.
