ГЛАВНАЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ

Научный стационар “Кедр”

Тамара Петровна НекрасоваНемного истории. Лаборатория дендроэкологии ИМКЭС СО РАН и ассоциированный с нею Научный стационар «Кедр» имеют сложную, интересную историю.

Основатель лаборатории проф. Тамара Петровна Некрасова была крупнейшим специалистом в области репродуктивной биологии лесных древесных растений.

 

В конце 50-х годов прошлого века она организовала в Новосибирске небольшую группу исследователей в составе Биологического института СО АН СССР. Вскоре из нее выросла Лаборатория плодоношения лесных пород Института леса СО АН СССР. Лаборатория довольно интенсивно развивалась и постепенно заняла лидирующие позиции в соответствующей отрасли науки.

Так, в 1973 и 1985 гг. были проведены два больших международных симпозиума по половой репродукции хвойных. Кедр был главным объектом исследований в лаборатории.

 

 

Поэтому именно на ее основе учеником Т.П.Некрасовой Владиславом Никитичем Воробьевым в Томске в 1986 г. был создан Отдел кедровых лесов Института леса СО АН СССР.

 


Зрелый 250-летний кедровник на Северо-Восточном Алтае

 

 

 

 

Зрелый 250-летний кедровник на Северо-Восточном Алтае (район Телецкого озера). Высота деревьев 28-30 м. Кроны узкие из-за очень высокой густоты древостоя.

 

 

 

 

Общий ареал трех российских видов кедровых сосен (Pinus sibirica, P. pumila, P. koraiensis) составляет 11,6 млн. км2. Это в 2,5 раза больше, чем общий ареал всех остальных 36 видов из подрода Strobus. Кедровые сосны играют огромную роль в природе и хозяйстве России. Достаточно сказать, что леса с их преобладанием - это почти 40 млн. га или до 10% покрытой лесом площади нашей страны. Кроме того, кедровые леса – это, бесспорно, самые сложные и самые продуктивные из сибирских и дальневосточных экосистем, национальное богатство и национальная гордость России.

Белоусовский кедровник на юге Томской области. Возраст 100-120 лет. Этот кедровник относится к числу припоселковых. Он создан местным населением из березняка с естественным возобновлением кедра. Здесь человек не дожидался, пока береза погибнет сама, а вырубил ее на дрова. Поэтому кедр рано оказался в условиях хорошего освещения, сформировал мощную, густую, красивую крону.

 

Для Сибири характерно трепетное, культовое отношение к кедру. Можно сказать, что кедр – это символ Сибири. Чем же он выделяется среди других сибирских видов лесных деревьев? Пожалуй, всего двумя своими свойствами: долговечностью и орехоплодностью. Живет кедр в среднем 350-400 лет (отдельные долгожители - почти в два раза дольше). Поэтому в зрелом возрасте он выглядит величественно и формирует очень продуктивные, сложные по своей структуре леса. Кроме того, кедр - единственное орехоплодное дерево сибирской тайги. Его вкусные и питательные семена-орешки - основной корм для всей лесной фауны, а для человека - с каменного века и до наших дней - объект промысла и ценный продукт питания.

 

В чистом поле кедр выглядит величественно: в таких условиях ширина его кроны бывает лишь в 2 раза меньше высоты дерева.

 

Почему именно Томск стал местом дислокации Отдела кедровых лесов Института леса? По двум причинам. Во-первых, Томск - это, бесспорно, кедровая столица России. Город располагается в зоне экологического оптимума кедра сибирского, поэтому буквально окружен кедровыми лесами. Возле большинства мелких и крупных деревень есть так называемые припоселковые кедровники – разреженные и окультуренные насаждения кедра, которые служат для заготовки ореха и отдыха населения. Во-вторых, Томск издавна является важным научным и культурным центром Сибири. Здесь находится старейший и крупнейший в Азиатской части России университет. По числу студентов и ученых на душу населения Томск занимает первое место среди российских городов. Не мудрено, что именно здесь возникло и существует единственное в России академическое подразделение, специализирующееся на исследовании кедра.

 

Шишка у кедра сибирского, как и у всех сосен, развивается в течение двух лет. Поэтому на ветви в норме присутствуют две генерации. Фотография сделана в середине июня: 1-летние шишки только что опылились, 2-летние созреют примерно через два месяца.

 

Научный стационар "Кедр" был основан одновременно с Отделом кедровых лесов. Перед новым научным подразделением стояла задача - комплексное решение "кедровой проблемы", т.е. создание целостной системы ведения хозяйства в кедровых лесах. Стационару отводилась важнейшая роль научно-производственного полигона, предназначенного для выполнения преимущественно прикладных исследований по селекции и технологии выращивания кедра. В первое десятилетие были заложены основы современной материально-технической базы стационара: огорожена территория 1-й очереди (примерно 4 га), построены 5 летних домиков и металлическая теплица, введена в строй скважина. Тогда же часть территории, примерно 0,5 га была освоена под питомник, в котором отрабатывалась методика выращивания посадочного материала кедра сибирского с открытой и закрытой корневой системой. Проводились также селекционные работы, но они были ограничены вегетативным и семенным размножением отобранных проектными организациями плюсовых деревьев кедра сибирского, а также созданием из этого материала лесосеменных плантаций и испытательных культур. Большая часть прикладных исследований финансировалась в то время за счет прямых хоздоговоров с предприятиями Министерства лесного хозяйства СССР. Финансирование по этой линии прекратилось в 1992 году, что вызвало резкое сокращение объема работ, ориентированных на лесное хозяйство. Бюджетное финансирование в середине 1990-х годов также практически отсутствовало. Поэтому и фундаментальные исследования на стационаре почти не проводились. К концу прошлого века ситуация с финансированием несколько улучшилась, а в начале нового века вступила в действие программа поддержки стационаров СО РАН, по которой научный стационар "Кедр" ежегодно с 2002 по 2013 г. получал целевое финансирование.

Общий вид научного стационара «Кедр» в 1992

Общий вид научного стационара «Кедр» в 1992

Общий вид научного стационара «Кедр» в 2002

Общий вид научного стационара «Кедр» в 2002

Вид на стационар в 2018 г

Вид на стационар в 2018 г. За 25 лет площадь экспериментальных объектов на стационаре увеличилась примерно в 25 раз.

 

Отдел кедровых лесов на протяжении последних 25 лет четыре раза менял свое название и принадлежность. С 2003 г. это Отделение экологических исследований Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН. Сменила свое название и лаборатория. Теперь это лаборатория дендроэкологии. Разумеется, под дендроэкологией понимается не наука о годичных кольцах, а экология древесных растений в ее максимально широком и глубоком варианте, включающем собственно экологию, а также экологическую морфологию, экологическую физиологию и экологическую генетику.

Современное состояние стационара. Лаборатория дендроэкологии ИМКЭС СО РАН – это 15 сотрудников, в том числе, шесть кандидатов наук и один доктор наук (зав. лабораторией Сергей Николаевич Горошкевич). Научный стационар "Кедр" тесно ассоциирован с лабораторией. Он располагается в юго-восточной части Томской области по адресу: Томский р-н, п. Курлек, ул. Кедровая, 5-6. Стационар находится на северной окраине пос. Курлек, в 30 км к югу от г. Томска по автодороге Томск – Юрга, на левом берегу р. Томь. Общая площадь 8,624 га. Она представлена двумя смежными участками.

Научные цели и задачи. В настоящее время стационар остается базой для фундаментальных и прикладных исследований в области экологии, морфологии, физиологии, генетики, селекции и плантационного выращивания лесных древесных растений Сибири, в первую очередь, кедровых сосен, а также полигоном для внедрения  научных разработок в производство. Главная цель – исследование характера и природы всех форм разнообразия лесных древесных растений, их адаптации к климату и реакции на изменение природной среды, разработка новых методов их селекции и технологии выращивания. Для этого решаются следующие задачи:

  • комплексное исследование взаимодействия между древесными растениями и климатом на специальных экспериментальных объектах;
  • проведение фундаментальных исследований в области репродуктивной биологии древесных растений и разработка принципов введения кедра сибирского в культуру как орехоплодного вида;
  • резервация генофонда 5-хвойных сосен в клоновых архивах и испытательных культурах, исследование всех форм их разнообразия ex situ;
  • проведение комплекса мероприятий по селекционному улучшению лесных древесных растений Сибири, выведение сортов для их плантационного выращивания и ландшафтного дизайна;
  • разработка технологии выращивания посадочного материала с закрытой корневой системой для целей лесовосстановления, лесоразведения и рекультивации земель, создания целевых культур и орехоплодных плантаций, озеленения городов и ландшафтного строительства.

7-летний саженец кедра с закрытой корневой системой (слева) и выращенное из такого саженца 25-летнее дерево на промышленной орехоплодной плантации (справа)

Сам перечень задач стационара показывает, что его назначение в значительной своей части остается ориентированным на лесную и лесобиологическую тематику. В дальнейшем не планируется сокращать объем исследований в этой области. Стационар был и останется уникальным, единственным в мире специализированным центром по исследованию репродуктивной биологии, резервации генофонда и селекции бореальных видов 5-хвойных сосен. Вместе с тем, как переход стационара в состав ИМКЭС СО РАН, так и внутренняя логика проводимых на нем работ потребовали резкого увеличения объема климато-экологических исследований.

Растения, в отличие от животных, не могут генерировать собственное тепло или осуществлять сезонные климатически обусловленные миграции. Следовательно, у растений роль климата как комплекса факторов, детерминирующих жизнедеятельность, чрезвычайно велика, особенно у деревьев, надземные органы которых круглый год находятся под прямым воздействием атмосферных явлений. Разнообразие климата является важнейшим фактором биологического разнообразия на всех его уровнях: экосистемном, видовом, внутривидовом. На этих же трех уровнях происходят изменения в организации биоты под влиянием изменений (потепления) климата.


 

 

 

 

 

В клоновых архивах ведутся режимные многолетние наблюдения за ростом и плодоношением деревьев из генетической коллекции. Цель – установить характер и природу разнообразия на всех (популяция – экотип – вид – группа близкородственных видов) уровнях его организации.

 

 

 

 

Абсолютное большинство работ по вопросу о связанной с глобальным потеплением динамике растительности не содержат анализа явлений на генетическом уровне. В этих работах, как правило, обсуждаются лишь различия в реакции видов на те или иные события. При этом виды обычно рассматриваются не как генетические системы со сложной пространственно-временной организацией, а всего лишь как компоненты тех или иных зональных типов экосистем. О реакции отдельных особей или внутривидовых надорганизменных структур если и говорится, то как правило, без обсуждения причин различий, а если с обсуждением, то без интерпретации через адаптивное соответствие генотипа условиям среды. Наша цель - исследовать характер и природу климатически обусловленного разнообразия внутри единой генетической системы – группы близкородственных генетически совместимых видов: кедровых сосен и их ближайших родственников (других 5-хвойных сосен).

Подрод Strobus рода Pinus представляет собой отличный объект для исследования филогенеза видов в связи с прошлой и современной динамикой климата. Три десятка составляющих его видов сгруппированы в 2 секции и 6 подсекций. Это отражает сложную историю данной группы видов, которая разворачивалась на фоне и под значительным влиянием изменений климата. Если в отношении древней истории последнее трудно утверждать с определенностью, то новая и новейшая, бесспорно, является климатически обусловленной. Так, само распространение 5-хвойных видов, показывает, что дивергенция веймутовых и кедровых сосен обусловлена, главным образом, климатическими факторами. Относительно древние веймутовы сосны, у которых шишки раскрываются, а мелкие крылатые семена разносятся ветром, распространены, главным образом, в тропиках, субтропиках и южной половине умеренного пояса. Относительно молодые кедровые сосны, у которых шишки не раскрываются, а тяжелые бескрылые семена разносятся животными, напротив, распространены исключительно в бореальной зоне и горно-таежном (или даже субальпийском) поясе гор умеренного пояса. 5-хвойные сосны в настоящее время встречаются в самых разнообразных климатических районах (от тропического до субарктического пояса) и имеют самый разнообразный филогенетический статус (от вымирающих с реликтовыми ареалами до процветающих с огромными и продолжающими расширяться ареалами). При этом многие близкородственные виды распространены в контрастных по климату районах, а многие виды из разных подсекций и даже секций, наоборот, в районах с одинаковым климатом. Наша задача - исследовать взаимодействие "консервативного" (филогенетического) и адаптивного (климатически обусловленного) генотипических компонентов, выявить механизм воздействия климатических изменений на видообразование и дальнейшее развитие видов. Для этого на стационаре собрана уникальная для Сибири коллекция из 15 видов, ведутся наблюдения за ними и сравнительные анализы. Для исследования генетической совместимости и получения новых генетических комбинаций проводится контролируемое межвидовое скрещивание.

 

 

 

Суть нашего подхода к научной работе состоит в том, что на одних и тех же опытных объектах проводятся комплексные – экологические, морфологические, физиологические и молекулярно-генетические исследования. На снимке – измерение интенсивности фотосинтеза портативным ифракрасным газоанализатором LiCor.

 

 

 

 

Внутривидовая изменчивость лесных древесных растений очень активно изучается на протяжении последних десятилетий как в нашей стране, так и за рубежом. Однако абсолютное большинство авторов ограничиваются анализом либо продуктивности насаждений, либо морфологии вегетативных и генеративных органов, либо генетического полиморфизма. Выявление механизмов адаптации растений к изменчивым в пространстве и изменяющимся во времени природным условиям проводится обычно лишь на уровне отдельного организма или вида в целом, в то время как принципы формирования генотипического состава популяций под действием комплекса факторов естественного отбора остаются известными лишь в самых общих чертах. Поэтому в настоящее время отсутствует целостная концепция эколого-географической дифференциации вида у лесных древесных растений. Это не позволяет эффективно совмещать рациональное лесопользование с сохранением генофонда видов, прогнозировать и моделировать устойчивость лесных экосистем в условиях современных и прогнозируемых изменений природной среды и климата.

Наша задача - исследовать эколого-географическую дифференциацию видов с огромными трансконтинентальными ареалами на примере типичного в этом отношении вида - кедра сибирского. Основа этой работы - создание опытных объектов и наблюдения на них. Факторы или ресурсы среды в пределах ареала изменяются в очень широких пределах. Основные климатические изменения происходят в широтном направлении в результате различного притока солнечной энергии. В меридиональном направлении происходит лишь перераспределение элементов климата вследствие различной удаленности от морских побережий и расположения горных систем на пути движения воздушных масс. Естественный отбор путем приведения генотипического состава в адаптивное соответствие с лесорастительными условиями дифференцирует вид на различные надорганизменные структуры – популяции и экотипы, а клинальная изменчивость факторов среды и генетический обмен внутри популяций и между ними интегрируют вид в единое целое.

Абсолютное большинство исследователей решают проблему глобальных изменений природной среды с позиций биологического круговорота вещества и энергии. Этот аспект, безусловно, важен. Однако авторы таких исследований, как правило, не учитывают, что экосистемы могут выполнять свои биосферные функции, в том числе и углеродфиксирующую, только в том случае, если они и продуктивны, и устойчивы. А фундамент для оптимального баланса продуктивности и устойчивости - это адаптивное соответствие генотипа дерева или генотипического состава популяции условиям их обитания, в первую очередь, именно климатическим. Для того чтобы исследовать структуру вида, привязав ее к эколого-географической системе координат, необходимо создать репрезентативную коллекцию географических экотипов и провести в ней многолетние наблюдения за комплексом признаков. Для реализации этой идеи на качественно новом уровне нами были  организованы более трех десятков специальных экспедиций. Итогом этой работы стало создание архива из примерно 1000 клонов, организованных в несколько логических совокупностей: широтный профиль, долготный профиль, несколько высотных профилей, несколько экологических (лесоболотных) профилей.

Ареал рода Pinus (жирная линия) и места происхождения генетического материала 5-хвойных сосен для испытательных культур и клоновых архивов на научном стационаре "Кедр" (красные точки)

Кроме традиционной лесобиологической тематики, на стационаре ведутся работы по нескольким принципиально новым направлениям. В первую очередь, это комплексный климато-экологический мониторинг природных комплексов. На стационаре установлено оборудование для метеорологических исследований, проведены наблюдения за погодными условиями и состоянием приземных слоев атмосферы.

Лабораторно-производственные помещения и научные объекты. Стационар располагается в 4 км от магистральной автотрассы Томск - Юрга. От этой автотрассы и до ворот стационара имеется дорога с гравийным покрытием. На стационаре имеется автомобиль УАЗ 39099, удовлетворяющий имеющиеся потребности. На стационаре имеется генеральный план освоения территории, первая очередь которого (4 га), в основном, реализована. На территории располагаются 5 летних домиков, артезианская скважина, гаражи, арочная металлическая теплица площадью 500 м2. Общая площадь научных объектов на территории стационара – 4,8 га, в том числе селекционный питомник 1,9 га (посевное отделение - 0,4 га, школьное отделение – 0,7 га, полигон доращивания растений в контейнерах – 0,8 га), испытательные географические культуры 1,1 га и клоновый архив 1,7 га.


Контролируемое опыление – основа селекционной работы. В 2012 г. проведен его первый почти полный цикл: кедр сибирский мы опыляли пыльцой 8 его близких и дальних родственников из Канады, США, Мексики, Швейцарии, Болгарии, Индии, Китая и Японии.

 

 

Собственно экспериментальные объекты научного стационара включают (в порядке этапов производственного цикла):

  1. Посевное отделение питомника, в котором сеянцы выращиваются до возраста 2-4 года в зависимости от вида и назначения посевов;
  2. Школьное отделение питомника, в котором саженцы с открытой корневой системой находятся до возраста 5-10 лет, а также полигон доращивания саженцев с закрытой корневой системой (в контейнерах) с теми же функциями; здесь же в случае необходимости  производятся прививки;
  3. Стационарные (постоянные) опытные объекты - испытательные культуры (при семенном размножении исследуемых генотипов) и клоновые архивы (при их вегетативном размножении); последние создаются как посадкой привитого материала, так и прививкой на специальные подвойные культуры.

Посевное (слева) и школьное (справа) отделения селекционно-интродукционного питомника. Поддерживать их в таком состоянии не просто: это не меньше 4 прополок за сезон.

Первый и второй типы опытных объектов целиком находятся на территории стационара. Что касается третьего, основного типа, то для него требуются площади на порядок больше тех, которыми располагает стационар. Проблема решается через сотрудничество с предприятиями лесного хозяйства. Из 25 га испытательных культур и клоновых архивов, созданных нами и используемых в научных исследованиях, лишь немногим более 2 га находятся на территории стационара, остальные располагаются на лесных землях. Таким образом, говоря о научном стационаре "Кедр" ИМКЭС СО РАН, необходимо иметь в виду, что в узком смысле это 8,6 га непосредственно закрепленных за ним земель, а в широком смысле - собственно стационар плюс расположенные в радиусе 10 км от него экспериментальные объекты на площади более 20 га. На всех этих объектах осуществляется комплекс мероприятий по уходу за растениями, и проводятся многолетние исследования для решения фундаментальных вопросов и реализации перспективного плана селекции сортов.

Клоновый архив хвойных мутантов. Это лучшая в России коллекция: 700 клонов сосны, 400 клонов ели, 300 клонов пихты, 150 клонов лиственницы, по 100 клонов туи и можжевельника.

Расположение научного стационара "Кедр" и других опытных объектов (показаны цветными прямоугольниками): красный – научный стационар "Кедр", розовый – клоновый архив на территории питомника Калтайского опытного лесхоза; желтый – Смокотинский припоселковый кедровник, зеленый – производственные культуры кедра сибирского, синий – эклогический лесоболотный профиль

Научный стационар "Кедр" является базой для исследования не только экспериментальных, но и других научных объектов в междуречье Томи и Оби. Это производственные культуры разного возраста, созданные различными способами и в разной степени обеспеченные уходом; полуестественные насаждения кедра – припоселковые кедровники; а также весь экологический ряд естественных кедровников – от низкопродуктивных болотных до высокопродуктивных суходольных. Во всех этих типах насаждений заложены постоянные пробные площади, ведутся многолетние режимные наблюдения за почвами и растительностью, ростом и плодоношением деревьев; проводится отбор генотипов, перспективных для использования в селекционных программах. Все эти объекты располагаются в радиусе 30 км от стационара.

Постоянный научный и обслуживающий персонал. Постоянный персонал - это 2 сотрудника:  инженер и лаборант, проживающие в п. Курлек, недалеко от стационара. Научный персонал живет и работает на стационаре ежегодно в период с апреля по октябрь. Стационар является главной базой для исследований лаборатории дендроэкологии, а также используется другими лабораториями. В работах на стационаре ежегодно участвуют не менее 30 сотрудников ИМКЭС (не менее 800-900 человеко-дней). Постоянно 5-7 аспирантов ИМКЭС СО РАН выполняют свои диссертационные работы на научных объектах стационара.

Научные результаты. Научный материал, полученный на стационаре, послужил основой для разработки теории эколого-географической дифференциации и интеграционных процессов в группе близкородственных видов с трансконтинентальным ареалом, теории репродуктивной дифференциации организма и популяции у кедра сибирского, а также программы его селекции как орехоплодного и декоративного вида. Результаты исследований представлены десятками статей в российских академических журналах, апробированы на многих международных и всероссийских научных конференциях. Мы здесь расскажем лишь об одном небольшом, но интересном направлении работы: об исследовании мутаций и их использовании в селекционной работе.

 

 

 

 

 

Мутационная ведьмина метла на кедре сибирском в Южном Забайкалье. Такие ведьмины метлы являются ценнейшим источником генетического материала для селекции сортов с замедленной скоростью роста.

 

 

 

 

 

 

Клон 02 Президент (слева), среднерослый, один из лучших по плодоношению. Скорость роста – 50% от обычного кедра. Назван так потому, что от лица Томской области был подарен президенту России В.В.Путину на его 50-летний юбилей. Клон 032 Рекордистка (справа). Уникальный по обилию плодоношения клон 032 "Рекордистка". Это 3-летняя прививка. Как видите, число шишек на ней исчисляется уже десятками. Они некрупные, но полноценные во всех отношениях.

Важнейшим результатом работы является также коллекция уникальных генотипов кедровых сосен, проходящих в настоящее время испытание как будущие сорта-клоны и сорта-линии. Сорта предназначены для создания промышленных орехоплодных плантаций, а также для элитного ландшафтного дизайна. В качестве примера приведем результаты селекции привойных сортов с замедленной скоростью роста. Они выведены с использованием мутационных ведьминых метел. Настоящий "полноразмерный" кедр даже при выращивании "в чистом поле" имеет высоту взрослого растения около 20 м, а площадь горизонтальной проекции кроны – около 100 м2. К тому же обычный, "дикий" кедр начинает плодоносить в возрасте 25-30 лет, а максимальной урожайности (10-15 кг ореха с дерева) достигает в 100-150 лет. Поэтому заводить такой кедр рекомендуется только тем, кто никуда не спешит. Для остальных нами выведены низкорослые обильно плодоносящие сорта. Идеал - 2-3-метровое дерево, сверху донизу покрытое шишками. Звучит как фантастика. Тем не менее, в нашем распоряжении уже есть несколько генотипов, которые медленно растут, обильно ветвятся и плодоносят, будучи высотой по колено. Можно даже сказать, что мы несколько перестарались: чтобы сорвать шишку, приходится нагибаться.

 

 

 

Клон 036 Тамагочи. Назван так потому что характеризуется очень медленным ростом и очень обильным ветвлением; если за ним не ухаживать (не удалять хвою и отмершие побеги из внутренней части кроны) то он погибает от повреждения насекомыми-вредителями; а если ухаживать, то радует глаз своей декоративностью и необычным внешним видом. Возраст подвоя – 14 лет, возраст прививки – 5 лет.

 

 

 

Клон 010 Идеал. Стерильный сорт. Имеет густую идеально шаровидную крону. Возраст дерева 29 лет, возраст прививки 21 год. В контейнерах для сравнения обычные 10-летние сибирские кедры.

Не все озабочены получением ореха. Многие просто хотят иметь у себя кедр в качестве декоративного растения, используют его в озеленении микроэкстерьеров и создании ландшафтных композиций. Если для этого берется обычный, "дикий" кедр, то, посадив его у себя под окном, человек бывает зачастую вынужден весь остаток жизни провести в темноте, в тени его густой кроны. Как быть? Оказывается, и в этом отношении возможности селекции довольно велики. На западе выведение декоративных сортов хвойных имеет тысячелетнюю историю. Особенно престижными считаются карликовые сорта с необычными формой кроны и цветом хвои. Они есть практически у всех используемых в озеленении растений: сосны, ели, туи, кипариса, кипарисовика, можжевельника и многих других. Увы, большинство этих сортов выведены для мягкого западно- и среднеевропейского климата. Они малопригодны даже для Европейской части России, не говоря уже про Сибирь. У нас есть несколько абсолютно новых сортов для элитного ландшафтного дизайна. Они уникальны не только потому, что это сорта кедра, но и потому, что это безупречно зимостойкие сорта сибирской селекции.

Сорта привойные, прививаются на обычный кедр (дичок). Скорость их роста – в 2-5 раз ниже, а урожайность некоторых – в 5-10 раз выше, чем у обычного кедра. Шишки некрупные, но полноценные. Кроме того, сорта весьма декоративны, образуют плотную крону своеобразной формы. Они пригодны как для контейнерной культуры, так и для выращивания в открытом грунте. Их характеристика складывается из нескольких признаков, которые по-разному сочетаются:

  • Скорость роста и прямо связанная с ней плотность кроны. У всех без исключения клонов ВМ рост медленнее, а крона плотнее, чем у обычного кедра. Это и создает основной декоративный эффект. Тем не менее, различия между клонами очень велики: от низкорослых суперплотных (выглядят очень экзотично, но за ними значительно сложней ухаживать) до среднерослых с несколько уплотненной (не требующей специального ухода) кроной.
  • Форма кроны. Этот признак также зависит от скорости роста. С ее увеличением форма кроны обычно меняется так: сплюснутый эллипсоид → шар → вытянутый эллипсоид → широкое яйцо → яйцо → узкое яйцо → широкий конус → узкий конус.
  • Наличие плодоношения: плодоносящие и стерильные. Плодоносящие, как правило, плодоносят через 1-2 года после прививки, стерильные – никогда. Последние актуальны для ландшафтного дизайна тех мест, где нет возможности хорошо охранять растения: хулиганы часто обламывают созревающие шишки вместе с ветками, а то и вообще сразу всю прививку.
  • Обилие плодоношения: почти все плодоносящие сорта плодоносят обильно, но и среди них есть уникальные в этом отношении. В случае прививки на мощный подвой они уже через год дают полтора-два десятка шишек. Наличие и обилие плодоношения связаны со скоростью роста, но эта связь – не особенно тесная. У низкорослых клонов плодоношение отсутствует или слабое, у сильнорослых оно всегда присутствует и несколько усиливается с увеличением скорости роста.
  • Размер шишек: крупные на этих сортах невозможны; возможны обычные, мелкие и очень мелкие, в сущности, декоративные. Связь размера шишек со скоростью роста – прямая, но корреляционная (возможны разные сочетания).

Дендроарт. Так мы называем деревья сложной формы с множественными прививками. Каждое из них представляет собой эксклюзивное произведение науки и искусства. Клон 010 Идеал идеально подходит как привойный материал для дендроарта. Возраст подвоя 22 года, возраст прививок 3-8 лет, число прививок – 13 шт., высота дерева 180 см. Такие растения принципиально отличаются от обрезанных и ощипанных сосен, которые можно приобрести на рынке. Отличаются тем, что без всякой посторонней помощи отлично держат форму и размер, даже если растут в чистом поле.

Испытательная плантация новых кедровых клонов. Их у нас многие сотни. На подходе уже и третья генерация, которая получена от контролируемого скрещивания исходных клонов с кедровым стлаником и другими экзотическими видами.


Список некоторых публикаций, материал для которых получен с использованием Стационара.


Участие в общероссийских и международных программах. Кроме основных конкурсных проектов, выполняемых Отделением экологических исследований по плану фундаментальных исследований СО РАН, лаборатория и стационар задействованы в реализации многих других проектов. Зав. лабораторией и начальник стационара С.Н.Горошкевич был и остается научным координатором крупных проектов, объединяющих усилия исследователей из многих академических институтов от Москвы до Красноярска, а именно:

  • Интеграционный проект СО РАН и УрО РАН «Генофонд хвойных Урала и Сибири» (2009-2011);
  • Междисциплинарный интеграционный проект СО РАН «Структура и климатически обусловленная динамика разнообразия кедровых сосен России» (2012-2014).

О высоком уровне провидимых работ свидетельствует их поддержка Российским фондом фундаментальных исследований. Только за последние годы получены гранты на выполнение 11 проектов (приведем их для примера, чтобы показать круг решаемых научных проблем):

  • «Вступление в половую репродукцию и гетерозиготность генома сосны кедровой сибирской» (2003-2005 гг.);
  • «Эколого-географическая дифференциация и интеграционные процессы в группе близкородственных видов с трансконтинентальным ареалом (на примере азиатских видов Pinus из подсекции Cembrae) » (2004-2006 гг.);
  • «Адаптивная структура популяций сосны кедровой сибирской (Pinus sibirica Du Tour) в оптимальных и пессимальных условиях» (2006-2008 гг.);
  • «Межвидовая гибридизация как фактор сетчатой эволюции азиатских видов 5-хвойных сосен» (2007-2009 гг.);
  • «Филогенетическая дивергенция и адаптивная конвергенция в эволюции сосновых (на примере прямостоячих лесных и стелющихся субальпийских видов)» (2010-2012);
  • «Исследование филогеографии кедра сибирского на основании анализа изменчивости цитоплазматических геномов» (2010-2012);
  • «Возможность, характер и некоторые последствия генетического взаимодействия между видами с разной степенью родства (на примере 5-хвойных сосен)» (2012-2013);
  • «Генетическая изменчивость кедра сибирского (Pinus sibirica Du Tour): структура и взаимосвязь нейтрального и адаптивного компонентов» (2013-2015);
  • «Структура разнообразия 5-хвойных сосен Евразии» (2015-2017);
  • «Природа онтогенеза у лесных древесных растений: соотношение физиологических и эпигенетических факторов» (2015-2017)
  • «Ведьмины метлы мутационного происхождения у российских видов Pinus: характер разнообразия и молекулярно-генетическая природа» (2015-2017).
  • 2018-2020: Проект РФФИ № 18-04-00833 «Естественная гибридизация кедра сибирского и кедрового стланика как фактор повышения их внутривидового разнообразия и адаптивности» (2018-2020).

В 2018 г. получен 3-летний грант Российского научного фонда № 18-16-00058 «Разнообразие хозяйственно-ценных  признаков у кедра сибирского: характер, природа и возможности использования в селекционной работе», который целиком основывается на исследовании экспериментальных объектов Стационара.

Лаборатория и стационар активно участвует в международном научном сотрудничестве. Так она является коллективным членом рабочей группы IUFRO 2.02.15, вовлечена во все ее мероприятия. В Томске была проведена 4-я конференция IUFRO «Breeding and Genetic Resources of Five-Needle Pines». В конференции приняли участие 50 ведущих специалистов 20 научных учреждений России, США, Канады, Австрии, Южной Кореи. В рамках конференции работало 3 секции: популяционная, эволюционная генетика, генетика количественных признаков и геномика; экология 5-хвойных сосен и влияние изменений климата на их популяционную структуру; селекция на продуктивность и устойчивость против болезней и вредителей. В рамках конференции секционные заседания сочетались с научными экскурсиями на Стационар и расположенные в его окрестностях научные объекты.

На стационаре часто проходят выездные заседания научных конференций. Отличные условия и уникальные экспериментальные объекты обеспечивают этим заседаниям неизменный успех

Связь с ВУЗами. Проведение учебных практик. Как производственные площади научного стационара, так и разнообразные опытные объекты широко используются как учебная база для кафедры лесоведения и зеленого строительства, а также для полевых и производственных практик студентов других кафедр Биологического института Томского государственного университета. Ежегодно на стационаре работают не менее 25 студентов под руководством 2-3 преподавателей. Это 250-300 человеко-дней. По итогам работы на стационаре защищен не один десяток дипломных работ.

Научный стационар "Кедр" посетили председатель Объединенного ученого совета по наукам о жизни акад. В.В.Власов (слева) и член Президиума СО РАН, директор Института молекулярной и клеточной биологии  акад. И.Ф.Жимулев (в центре). Они высоко оценили проведенную работу. Такую же оценку получил доклад зав. лабораторией дендроэкологии ИМКЭС СО РАН и начальника стационара С.Н.Горошкевича (справа), сделанный на Объединенном ученом совете по наукам о жизни СО РАН.

Мы работаем в области лесной селекции и технологии выращивания лесных древесных растений. Поэтому нашей деятельностью активно интересуется лесное хозяйство: от низов и до верхов. На снимке – посещение питомника Руководителем федерального агентства лесного хозяйства России Виктором Николаевичем Масляковым. После доклада о работах на стационаре состоялась дискуссия о проблемах лесной селекции и лесного семеноводства в России.

Местная, томская власть также не обделяет нас своим вниманием. Стационар посетил губернатор Томской области С.А.Жвачкин. Он одобрил проводимую работу, пообещал всяческое содействие. Договорились также о том, чтобы совместными усилиями продвигать идею «Томск – кедровая столица России»

 

Программа развития исследований лаборатории дендроэкологии ИМКЭС СО РАН на научном стационаре "Кедр". В ИМКЭС СО РАН существует долговременная программа научных исследований с использованием стационара. Она предполагает решение комплекса взаимосвязанных фундаментальных, прикладных и практических задач по изучению взаимодействия древесных растений и климата, морфофизиологических и генетических основ внутривидовой дифференциации, выведению сортов, их устойчивости, а также по разработке новых технологий лесовосстановления и плантационного выращивания кедровых сосен.

Программа работ предполагает решение комплекса взаимосвязанных фундаментальных и  прикладных проблем в области климатоэкологических и лесобиологических исследований. Все исследования требуют многолетней систематической работы. Это каждодневный уход за экспериментальными объектами, ежегодное их расширение, режимные наблюдения на них. К числу новых направлений, которые предполагается развивать в ближайшие 5-10 лет относятся:

  • наблюдения за сезонным циклом роста и генеративного развития у нескольких сотен клонов  представляющих всю индивидуальную и географическую изменчивость этих кедровых сосен;
  • полная идентификация генотипов в основной генетической коллекции методами молекулярной и биохимической генетики;
  • контролируемые скрещивания видов и экотипов 5-хвойных сосен для установления природы гетерозиса и выявления различий в комбинационной способности генотипов;
  • исследование взаимодействия привоя и подвоя различных видов и экотипов кедровых сосен как основы для выведения привойных и подвойных сортов;
  • разработка программы селекции и введения кедровых сосен в культуру, а также реализация первого этапа этой программы.

 

Практическая задача – превращение научного стационара в динамичное научно-производственное подразделение с современной материальной базой, предназначенное для  решения комплекса фундаментальных и прикладных лесобиологических и климато-экологических вопросов, центр экосистемного мониторинга южно-таежной зоны.

Возможности для кооперации. Доступность и неплохие бытовые условия позволяют рассматривать стационар как подразделение, перспективное для кооперации исследователей из различных научных учреждений, заинтересованных в морфологических, физиологических и генетических исследованиях на уникальных опытных объектах.

Зав. лабораторией дендроэкологии ИМКЭС СО РАН и начальник Научного стационара «Кедр»: доктор биологических наук Горошкевич Сергей Николаевич. Контактные данные:  634055, пр. Академический, 10/3, Отделение экологических исследований Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН;

 



07.02.2024

Неделя открытых дверей Подробнее



26.01.2024

Внимание. Новые вакансии. Подробнее



28.12.2023

Поздравляем с Новым годом!



28.11.2023

Выборы директора состоялись



04.10.2023

Дополнительный набор в аспирантуру
Подробнее




05.04.2022

Как стать стипендиатом России"



13.04.2021

Вакцинация от COVID-19



25.03.2020

COVID-19



 

Телефон: (3822) 492265. Факс: (3822) 491950.

Россия, 634055, г. Томск, пр. Академический, 10 / 3.