1. Обзор литературы

Географические культуры – опытные культуры древесных пород, созданные посадкой сеянцев (саженцев) или посевом семян разного географического происхождения (провениенции) в однородных условиях среды или одного происхождения в различных географических районах. Географические культуры создают для изучения географической изменчивости видов древесных растений, имеющих обширный естественный ареал. Под влиянием условий среды (климата, почв, продолжительности вегетационного периода, дня и ночи и прочих факторов) у древесных пород с обширным ареалом произрастания в процессе эволюции сформировались наследственные внутривидовые категории – географические расы или климатические экотипы (климатипы). Ряд признаков и свойств климатипов сохраняться при разведении в других лесорастительных условиях. В то же время новая географическая среда района выращивания влияет на рост и развитие растений, изменяя время начала вегетации и ее продолжительность, энергию роста, интенсивность плодоношения и т.п [Лесная энциклопедия: В 2-х т./Гл.ред. Воробьев Г.И.; Ред.кол.: Анучин Н.А., Атрохин В.Г., Виноградов В.Н. и др. - М.: Сов. энциклопедия, 1985.-563 с., ил.].

Взаимодействие наследственных свойств климатипов и условий среды определяет устойчивость и продуктивность лесных культур. Различия по продуктивности достигают II-III класса бонитета. Свойства климатипов сохраняются во 2-м и даже 3-м поколениях. Насаждения, выращенные из местных семян, обычно обладают более высокой устойчивостью и продуктивностью. Однако иногда инорайонные климатипы имеют преимущество перед местными по ряду хозяйственно ценных признаков. Рост и состояние культур зависят не только от географического происхождения семян, но и от экологической, фенологической и индивидуальной изменчивости в пределах одного климатического района, что также учитывают при изучении климатипов.

Географическую изменчивость древесных пород впервые начали изучать в первой половине XX в. В 1823-1832 гг. во Франции А. Де Вильмореном был заложен первый опыт сравнительного испытания культур. В России первые опыты таких культур были заложены М. К. Турским (1877-1878). В 1910-1916 гг. по инициативе В. Д. Огиевского была создана сеть географических культур сосны, дуба и лиственницы. В 1973-1976 гг. по государственной программе и единой методике под руководством региональных научно-исследовательских институтов создана уникальная сеть географических культур сосны, ели, лиственницы и дуба. В 1982 г. на основе обобщения результатов исследований географической изменчивости и ранее заложенных опытных культур было разработано и введено в действие «Лесосе-менное районирование основных лесообразующих пород в СССР». Районирование разработано для сосен обыкновенной, кедровой сибирской и корейской; елей обыкновенной, сибирской, Шренка и тяньшанской; лиственниц Сукачева, сибирской, Чекановского, Гме-лина, Каяндера, охотской, амурской, курильской, приморской, ольгинской, Комарова, Любарского, европейской, японской, польской; пихт сибирской, белой и кавказской; дуба черешчатого; буков европейского, восточного и крымского, а также даны предварительные рекомендации по районированию саксаула черного. В связи с достижением 30-летнего возраста созданной сети географических культур проводятся исследования по уточнению действующего лесосеменного районирования [Лесосеменное районирование основных лесо-образующих пород в СССР. - М., 1982; Шутяев, А. М. Биоразнообразие дуба черешчатого и его использование в селекции и лесоразведении. - Воронеж, 2000; А. И., Ирошников. Лиственницы России. Биоразнообразие и селекция. - М., 2004.].

В последнее время в практике лесного хозяйства развивается такая отрасль, как плантационное лесоразведение. Плантации создаются на больших площадях и требуют финансовых повышенных затрат, поэтому к посевному и посадочному материалу требования повышаются. Посадочный и посевной материал должен быть проверенным, высокопродуктивным, устойчивым к патогенам и обеспечивать получение необходимых продуктов. Одним из основных способов установления генетической ценности селекционного материала является испытание семенного потомства в географических и испытательных культурах. Исследование роста и устойчивости сосны обыкновенной в географических культурах позволяет выявить перспективные климатипы, рекомендовать их в сорта-популяции, разработать предложения по использованию лучших климатипов в плантационном лесовыращивании и скорректировать лесосеменное районирование вида в регионе [Изучение имеющихся и создание новых географических культур // Программа и методика работ. М.: ВНИИЛМ, 1972.- 52 с].

Лесосеменное районирование является одним из основных резервов повышения продуктивности и устойчивости искусственных насаждений. Задачей лесосеменного районирования является рациональное использование географической изменчивости древесных видов для выращивания высокопродуктивных и устойчивых лесных насаждений. Правильный выбор географического происхождении для выращивания в конкретных лесорастительных условиях позволяет повысить продуктивность культур на 20-30 %.

В России лесосеменное районирование основных лесообразующих видов разработано по заданию Государственного комитета СССР по лесному хозяйству и введено в действие приказом с 1 июля 1982 года (Лесосеменное районирование …, 1982). Введение в действие лесосеменного районирования являлось важнейшей составной частью общей программы генетического улучшения лесов страны. Проект сводного лесосеменного районирования сосны в европейской части СССР подготовлен Е.П. Проказиным, и Б.Н Куракиным (ВНИИЛМ), по сосне в Азиатской части страны - А.И. Ирошниковым (Институт леса и древесины). Лесосеменное районирование является обязательным как для государственных предприятий, так и для других предприятий, осуществляющих ведение лесного хозяйства. Основной единицей лесосеменного районирования является лесосеменной район со сравнительно однородными природными условиями и генотипическим составом популяций с ярко выраженными лесохозяйственными особенностями. В некоторых случаях лесосеменной район подразделяется на подрайоны. В пределах ареала сосны обыкновенной лесосеменные районы неравноценны между собой по площади, представленности отдельных лесных формаций, лесокультурному фонду и перспективам развития семенной базы [Лесосеменное районирование основных лесообразующих пород в СССР.- М., 1982. - 368 с].

Исследования географических культур в разных частях ареала сосны обыкновенной подтверждают, что рост сеянцев сосны и их фенологическое развитие зависят от географического происхождения семян. Многолетние опыты показали, что потомства сосны из семян северных климатипов растут медленнее и накапливают меньшие запасы стволовой и общей массы, но более устойчивы к неблагоприятным климатическим факторам. Насаждения из семян южных климатипов сосны растут и изреживаются быстрее, но менее устойчивы к патогенам, имеют худшую форму ствола (кривоствольность), чем насаждения из местных семян. Среди общих закономерностей отмечаются исключения по особенностям роста и устойчивости некоторых климатических экотипов. Поэтому исследователи отмечают, что следует больше полагаться на фактические данные, чем на закономерности, установленные раннее.

Географические культуры, созданные в 70-х годах в 36 пунктах бывшего Советского союза по программе ВНИИЛМ содержат большие генетические коллекции популяций сосны обыкновенной. Результаты исследования этих тестов значительно расширяют информацию о географической изменчивости вида, ее закономерностях, позволяют выявить сорта-популяции и уточнить лесосеменное районирование [Правдин, Л.Ф. Рост сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.) разного географического происхождения в подзоне хвойно-широколиственных лесов / Л.Ф. Правдин, А.Д. Вакуров // В кн.: Сложные боры хвойно-широколиственных лесов и пути ведения лесного хозяйства в лесопарковых условиях Под-московья. – М.: Наука, 1968. – С. 160-195; Селекция лесных пород / П.И. Молотков и др. – М.: ; Лесная промышленность, 1982. – 224 с.; Тимофеев, В.П. Старейший опыт географических культур сосны обыкновенной / В.П. Тимофеев // Лесное хозяйство. – 1974. – № 8. – С. 31-38. ;Черепнин, В.Л. Географические культуры сосны обыкновенной в Забайкалье / В.Л. Черепнин // Ботанические исследования Сибири. – Красноярск: Восточно-Сибирский научный центр РАЕН, Красноярское отделение Российского ботанического общества РАН. - 1999. – Вып. 7. – С. 180-193. ;Черепнин, В.Л. Изменчивость семян сосны обыкновенной / В.Л. Черепнин – Новосибирск: Наука, 1980. –181 с. ;Чернодубов, А.И. Географические культуры сосны обыкновенной на юге Русской равнины / А.И. Чернодубов, Т.Е. Галдина, О.А. Смогунова. – Воронеж. - 2005. – 115 с.; Шутяев, А.М. Продуктивность географических популяций сосны обыкновенной / А.М. Шутяев, М.М. Вересин // Лесное хозяйство. – 1990. – №11. – С.36-38.; Щербакова, М.А. Успешность роста и развития различных провениенций сосны в Карелии / М.А. Щербакова // В кн. Селекционно-генетические исследования древесных растений в Карелии. – Петрозаводск, Карельский филиал АН СССР, 1987. – С. 50-66.; Пихельгас, Э.И. Географические опытные культуры сосны обыкновенной в Эстонской ССР / Э.И. Пихельгас // Географические опыты в лесной селекции Прибалтики. – 1981. –Рига: ЗИНАТНЕ. –С.73-81.; Пихельгас,Э.И. О влиянии географического происхождения семян на рост культур сосны в условиях Эстонской ССР / Э.И. Пихельгас // Материалы совещ. о работе учебно-опытных лесхозов. –Тарту, 1975. –С. 29-49.; Поджарова, З.С. Изучение факторов, влияющих на рост сеянцев сосны различного географического происхождения / З.С. Поджарова, Е.Г. Орленко // Ботаника. – 1981. – № 23. – С. 159-163; Giertych, M. Provenance variation in growth and phenology / M. Giertych // In: Genetics of Scots pine. – Budapest: Akademiai Kiado, 1991. – P. 87-101.; Giertych, M. Summary results on Scots pine (Pinus sylvestris L.) volume production in Ogievskij’s prerevolutionary Russian provenance experiments / M. Giertych, J. Oleksyn // Silvae Genetica. – 1981. – V. 30. – P. 56-74.; Патлай, И.Н. Рост и устойчивость сосны в географических культурах второго поколения в Тростянецком лесхозе Сумской области / И.Н. Патлай // Лесной журнал. – 1976. – № 5; Наквасина, Е.Н. Селекционная оценка климатипов сосны обыкновенной в географических культурах Архангельской области / Е.Н. Наквасина, Т.В. Бедрицкая, О.А. Гвоздухина // Лесной журнал. – 2001. – № 3. –С. 28-34.; Мосин, В.И. Влияние происхождения семян на рост сосны в географических культурах Северного Казахстана / В.И. Мосин, Н.С. Сидорова // Защитное лесоразведение и вопросы селекции в Северном Казахстане. Научные труды. – 1980. – Т.2. – С. 88-98.; Ирошников, А.И. Географические культуры хвойных в южной Сибири / А.И. Ирошников // Географические культуры и плантации хвойных в Сибири. –Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1977. – С. 4-110.; Кузьмина, Н.А. Дифференциация сосны обыкновенной по росту и выживаемости в географических культурах Приангарья / Н.А. Кузьмина, С.Р. Кузьмин, Л.И. Милютин // Хвойные бореальной зоны. – 2004. –Выпуск 2. – С. 48 – 56.; Кузьмина, Н.А. Особенности роста географических культур сосны обыкновенной в Приангарье / Н.А. Кузьмина // Лесоведение. – 1999. – № 4. – С.23-29.; Изучение имеющихся и создание новых географических культур // Программа и методика работ. М.: ВНИИЛМ. – 1972. – 52 с. ].