Распечатать страницу

БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА

1

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПИГМЕНТНОГО СОСТАВА ЛИСТЬЕВ БЕРЕЗЫ КАРЕЛЬСКОЙ (BETULA PENDULA VAR. CARELICA MERCKL.) И БЕРЕЗЫ ПОВИСЛОЙ (BETULA PENDULA ROTH)

5-16

УДК 630*232.12: 631*535

DOI: 10.18698/2542-1468-2025-3-5-16

Шифр ВАК 4.1.6; 4.1.2

Н.Н. Бессчетнова¹, В.П. Бессчетнов¹, Р.Н. Бабаев², А.Н. Бабаев³

¹ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный агротехнологический университет имени Л.Я. Флорентьева», Россия, 603107, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, д. 97

²Союз лесовладельцев Нижегородской области, Россия, 603005, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, д. 9, оф. 203

³Министерство лесного хозяйства и охраны объектов животного мира Нижегородской области, Россия, 603134, г. Нижний Новгород, ул. Костина, д. 2

besschetnova1966@mail.ru

Представлены результаты исследования пигментного состава листьев представителей рода Береза (Betula L.): березы повислой (Betula pendula Roth) и березы карельской (Betula pendula var. carelica Merckl.). Установлены незначительные различия средних значений суммарного содержания пигментов каждого исследованного растения. Выявлено незначительное преимущество содержания пластидных пигментов у аборигенного вида по сравнению с интродуцированным. Определено преобладание хлорофилла b над хлорофиллом a у обоих растений. Зафиксированы различия изученных представителей рода Береза по содержанию и соотношению пластидных пигментов, подтверждена их существенность. Отмечено достоверное влияние различий в принадлежности сравниваемых образцов к типичной форме и разновидности березы с декоративной текстурой древесины на формирование фенотипической изменчивости. Доказаны обусловленность генотипическая фенотипических различий изученных представителей рода Береза по содержанию и соотношению пластидных пигментов и фактическая обоснованность их близкого произрастания в однородных лесных условиях. Указано сильное влияние неорганизованных факторов, иногда имеющих преобладающий характер.

Ключевые слова: береза карельская, береза повислая, листовой аппарат, пигментный состав, хлорофилл a, хлорофилл b, каротиноиды

Ссылка для цитирования: Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П., Бабаев Р.Н., Бабаев А.Н. Сравнительная оценка пигментного состава листьев березы карельской (Betula pendula var. carelica Merckl.) и березы повислой (Betula pendula Roth) // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2025. Т. 29. № 3. С. 5–16. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-3-5-16

Список литературы

[1] Бабаев Р.Н., Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П. Лигнификация ксилемы разных видов березы при интродукции в условиях Нижегородской области // Известия Санкт-Петeрбургской лeсoтехнической акaдемии, 2021. № 235. С. 40–56.

[2] Дерюгин А.А., Рыбакова Н.А., Глазунов Ю.Б. Модель формирования березово-еловых насаждений в условиях южной тайги Русской равнины // Изв. вузов. Леснoй журнaл, 2024. № 3. С. 23–45.

[3] Егоров А.Б., Бубнов А.А., Постников А.М., Павлюченкова Л.Н. Биологическая, лесоводственная и экономическая эффективность ухода за березой с применением гербицида Магнум // Труды Сaнкт-Петeрбургского научно-исследовательского института лeсного хoзяйства, 2024. № 3. С. 86–97.

[4] Tripepi R.R., Mitchell C.A. Metabolic response of river birch and European birch and European birch roots to hypoxia // Plant Physiology, 1984, v. 76, iss. 1, pp. 31–35. DOI 10.1104/pp.76.1.31

[5] Pothier D., Margolis A. Analysis of growth and light interception of balsam fir and white birch saplings following precommercial thinning // Annals of Forest Science, 1991, v. 48, no. 2, pp. 123–132. DOI: 10.1051/forest:19910201

[6] Zhao X.Y., Bian X.Y., Li Z.X., Wang X., Yang C.J., Liu G.F., Jiang J., Kentbayev Y., Kentbayeva B., Yang Ch.P. Genetic stability analysis of introduced Betula pendula, B. kirghisorum and B. pubescens families in saline-alkali soil of northeastern China // Scandinavian J. of Forest Research, 2014, no. 4, 26 р. DOI: 10.1080/02827581.2014.960892

[7] Pedieu R., Riedl B., Pichette A. Properties of white birch (Betula papyrifera) outer bark particleboards with reinforcement of coarse wood particles in the core layer // Annals of Forest Science, 2008, v. 65, no. 7, pp. 1–9. DOI: 10.1051/forest:2008053

[8] Kaitaniemi P., Lintunen A. Neighbor identity and competition influence tree growth in Scots pine, Siberian larch, and silver birch // Annals of Forest Science, 2010, v. 67, no. 6, pp. 1–7. DOI: 10.1051/forest/2010017

[9] Behrend A.M., Pommerening A. Growing at the edge: Modelling sapling colonization, performance, and effective range of mountain birch (Betula pubescens ssp. tortuosa) // Ecological Modelling, 2025, v. 503, pp.1–10. DOI: 10.1016/j.ecolmodel.2025.111073

[10] Грязькин А.В., Самсонова И.Д., Новикова М.А., Фан Т.Л., Ванджурак Г.В., Ву В.Х. Изменчивость биометрических показателей бересты в зависимости от характеристик древостоя // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии, 2018. № 222. С. 94–109. DOI 10.21266/2079-4304.2018.222.94-109.

[11] Грязькин А.В., Беляева Н.В., Данилов Д.А., Ванджурак Г.В., Хунг Ву Ван. Изменчивость толщины и массы коры березы по длине ствола // ИзВУЗ Лесной журнал, 2019. № 2(368). С. 32–39. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.2.32

[12] Завьялов К.Е. Морфология и химический состав листьев опытных культур березы повислой (Betula pendula Roth) в условиях магнезитового загрязнения // Известия Оренбургского государственного аграрного университета, 2013. № 3(41). С. 230–232.

[13] Коновалов В.Ф. Береза повислая на Южном Урале (Структура популяций, селекция и воспроизводство): дис. ... д-ра с.-х. наук, 06.03.01. Йошкар-Ола, 2003. 503 с.

[14] Коновалов В.Ф., Янбаев Ю.А., Галеев Э.И., Дунюшкин Е.В. Плюсовая селекция березы повислой в республике Башкортостан: итоги и перспективы развития. Специальный выпуск. Материалы междунар. науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы дендроэкологии и адаптации растений» // Аграрная Россия, 2009. № 6-II. С. 140–141. DOI: 10.30906/1999-5636-2009-0-140-141

[15] Янбаев Ю.А., Коновалов В.Ф., Музафарова А.А., Галеев Э.И. Формирование генофонда популяций березы при колонизации новых местообитаний // Аграрная наука, 2009. № 4. С. 16–17.

[16] Silla F., González-Gil A., González-Molina M.E., Mediavilla S., Escudero A. Estimation of chlorophyll in Quercus leaves using a portable chlorophyll meter: effects of species and leaf age // Annals of Forest Science, 2010, v. 67, no. 1, pp. 1–7. DOI 10.1051/forest/2009093

[17] Daas C., Montpied P., Hanchi B., Dreyer E. Responses of photosynthesis to high temperatures in oak saplings assessed by chlorophyll-a fluorescence: inter-specific diversity and temperature-induced plasticity // Annals of Forest Science, 2008, v. 65, no. 3, pp. 1–7. DOI 10.1051/forest:2008002

[18] Kraj W. Chlorophyll degradation and the activity of chlorophyllase and Mg-dechelatase during leaf senescence in Fagus sylvatica // Dendrobiology, 2015, v. 74, pp. 43–57. DOI 10.12657/denbio.074.005

[19] Пахарькова Н.В., Масенцова И.В., Сорокина Г.А., Гетте И.Г., Калабина А.А. Позднякова Е.Е. Сезонные изменения пигментного комплекса хвои сосны сибирской в условиях высотной поясности Западного Саяна // Хвoйные бoреальной зоны, 2024. Т. XLII. № 2. С. 22–29.

[20] Сунцова Л.Н., Иншаков Е.М., Лисотова Е.В., Суслина М.А. О состоянии пигментного аппарата хвойных в условиях урбанизированной среды города Красноярска // Хвoйные бoреальной зоны, 2023. Т. XLI. № 5. С. 399–405. С. 399–405.

[21] Lichtenthaler H.K., Rinderle U., Haitz M. Seasonal variations in photosynthetic activity of spruces as determined by chlorophyll fluorescence // Annals of Forest Science, 1989, v. 46, pp. 483–489. DOI: 10.1051/forest:198905ART0108

[22] Бабаев Р.Н., Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П. Пигментация листовых пластин представителей рода береза (Betula L.) // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2022. Т. 26. № 3. С. 29–38. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-29-38

[23] Бабаев Р.Н., Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П. Многопараметрический анализ пигментного состава листового аппарата представителей рода Betula L. // Вестник Пoволжского гoсударственного технологическогo университета. Серия: Лeс. Эколoгия. Природoпользование. 2023. № 3(59). С. 42–54.

[24] Зонтиков Д.Н., Зонтикова С.А., Малахова К.В. Сравнительный анализ некоторых морфометрических показателей устьичного аппарата и содержания хлорофилла у Rubus chamaemorus L. с различным уровнем плоидности // Труды Сaнкт-Петeрбургского научнo-исследовательскогo института лесногo хозяйства, 2022. № 3. С. 59–69.

[25] Zarek M. Seasonal fluctuations of photosynthetic pigments content in Taxus baccata needles // Dendrobiology, 2016, v. 76, pp. 13–24. DOI: 10.12657/denbio.076.002

[26] Oksanen E., Freiwald V., Prozherina N., Matti Rousi M. Photosynthesis of birch (Betula pendula) is sensitive to springtime frost and ozone // Canadian J. of Forest Research, 2005, v. 35, no. 3, pp. 703–712. DOI 10.1139/x05-007

[27] Reis L.A.C., de Oliveira J.A., Farnese F. dos S., Rosado A.M., Reis L.A.C. Chlorophyll fluorescence and water content parameters are good biomarkers for selecting drought tolerant eucalyptus clones // Forest Ecology and Management, 2021, v. 481, pp. 1–10. DOI 10.1016/j.foreco.2020.118682

[28] Шлык А.А. О спектрофотометрическом определении хлорофиллов а и b // Биохимия, 1968. Т. 33. Вып. 2. С. 275–285.

[29] Шлык А.А. Определение хлорофилла и каротиноидов в экстрактах зеленых листьев // Биохимические методы в физиологии растений / под ред. О.А. Павлиновой. М.: Наука, 1971. С. 154–170.

[30] Houpis J.L.J., Surano K.A., Cowles S., Shinn J.H. Chlorophyll and carotenoid concentrations in two varieties of Pinus ponderosa seedlings subjected to long-term elevated carbon dioxide // Tree Physiology, 1988, v. 4, iss. 2, pp. 187–193. DOI 10.1093/treephys/4.2.187

[31] Lichtenthaller H.K., Wellburn A.R. Determinations of total carotenoids and chlorophylls a and b of leaf extracts in different solvents // Biochemical Society Transactions, 1983, v. 11, no. 6, pp. 591–592.

[32] Lichtentaller H.K. Chlorophyll a and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes // Methods in Enzymology: Plant Cell Membranes, 1987, v. 148, pp. 350–382. DOI 10.1016/0076-6879(87)48036-1

[33] Lidholm J., Gustafsson P. A functional promoter shift of a chloroplast gene: a transcriptional fusion between a novel psbA gene copy and the trnK(UUU) gene in Pinus contorta // The Plant J., 1992, v. 2, iss. 6, pр. 875–886. DOI 10.1046/j.1365-313x.1992.t01-4-00999.x

[34] Porra R.G., Thomson W.A., Kriedemann P.E. Determination of accurate extinction coefficients and simultaneous equations for assaying chlorophylls a and b extracted with four different solvents: verification of the concentration of chlorophyll standards by atomic absorption spectroscopy // Biochimica et Biophysica Acta, 1989, v. 975, pp. 384–394. DOI 10.1016/S0005-2728(89)80347-0

[35] Rosenthal S.I., Camm E.L. Photosynthetic decline and pigment loss during autumn foliar senescence in western larch (Larix occidentalis) // Tree Physiology, 1997, v. 17, no.12, pp. 767–775. DOI 10.1093/treephys/17.12.767

[36] Schoefs B., Franck F. Chlorophyll Synthesis in Dark-Grown Pine Primary Needles // Plant Physiology, 1998, v. 118, pp. 1159–1168. DOI https://doi.org/10.1104/pp.118.4.1159

[37] Skuodiene L. Quantitative changes in aminoacid proline and chlorophyll in the needles of Picea abies Karst. (L.) during stress and adaptation // Biologija, 2001, no. 2, pp. 54–56.

[38] Wellburn A.R. The Spectral Determination of Chlorophylls a and b, as well as Total Carotenoids, Using Various Solvents with Spectrophotometers of Different Resolution // J. of plant physiology, 1994, v. 144, iss. 3, pp. 307–313. DOI 0.1016/S0176-1617(11)81192-2

[39] Mason R.L., Gunst R.F., Hess J.L. Statistical Design and Analysis of Experiments: With Applications to Engineering and Science. Hoboken, New Jersey (Printed in the USA): Wiley-Interscience, Wiley Series in Probability and Statistics, 2003, 752 p.

[40] Srinagesh K. The Principles of Experimental Research. Waltham, Massachusetts (United States): Butterworth-Heinemann, 2005, 432 p.

[41] Dean A. Voss D., Draguljić D. Design and Analysis of Experiments (Springer Texts in Statistics). Heidelberg, Germany: Springer-Verlag GmbH, 2017, 865 p.

[42] Хэлворсон М. Эффективная работа с Microsoft Office 2006. СПб.: Питер, 2000. С. 1234.

[43] Mead R., Curnow R.N., Hasted A.M. Statistical Methods in Agriculture and Experimental Biology. New York: Chapman and Hall/CRC, 2003, 488 p.

[44] Zar J.H. Biostatistical Analysis. Edinburg Gate: Pearson New International edition, 2014, 756 p.

Сведения об авторах

Бессчетнова Наталья Николаевна — д-р с.-х. наук, доцент, декан факультета лесного хозяйства, ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный агротехнологический университет имени Л.Я. Флорентьева», besschetnova1966@mail.ru

Бессчетнов Владимир Петрович — д-р биол. наук, профессор, зав. кафедрой лесных культур, ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный агротехнологический университет имени Л.Я. Флорентьева», lesfak@bk.ru

Бабаев Рамис Натигович — кандидат с.-х. наук, заместитель генерального директора Союза лесовладельцев Нижегородской области, lp-ram17@yandex.ru

Бабаев Артем Натигович — консультант сектора защиты леса, Министерство лесного хозяйства и охраны объектов животного мира Нижегородской области, beedoed@mail.ru

COMPARATIVE ASSESSMENT OF PIGMENT COMPOSITION IN KARELIAN BIRCH (BETULA PENDULA VAR. CARELICA MERCKL.) AND SILVER BIRCH (BETULA PENDULA ROTH) LEAVES

N.N. Besschetnova¹, V.P. Besschetnov¹, R.N. Babaev², A.N. Babaev³

¹Nizhny Novgorod State Agrotechnological University named after L.Y. Florentyev, 97, Gagarin av., 603107, Nizhny Novgorod, Russia

²Union of Forest Owners of the Nizhny Novgorod region, 9, Nesterova st., 603005, Nizhny Novgorod, Russia

³Ministry of Forestry and Protection of Wildlife of the Nizhny Novgorod region, 2, Kostina st., 603134, Nizhny Novgorod, Russia

besschetnova1966@mail.ru

The pigment composition in the leaves of two Birch (Betula L.) congeners, namely Silver birch (Betula pendula Roth) and Karelian birch (Betula pendula var. carelica Merckl.), have been studied. The principle of the only logical difference is observed, as well as the basic requirements for its formulation during experiments. Field full-scale methods of collecting the source material from the fixation of morphometric parameters of the leaf apparatus in the laboratory were applied. It was found that the average values of each studied plant have minor differences in the total pigment content, they are for Karelian birch 2,346 ± 0,04 mg/g and for Silver birch 2,508 ± 0,04 mg/g. A slight advantage of the content of plastid pigments in the native species relative to the introduced one was noted. The predominance of chlorophyll b over chlorophyll a was found in both plants, which in turn is explained by the high density of crown closure in plantations of natural and artificial origin. The differences between the studied representatives of the genus birch in the content and ratio of plastid pigments were recorded and their significance was confirmed by the results of two-factor dispersion analysis. There was a significant influence of differences in the affiliation of the compared samples to the typical form and variety of birch with decorative wood texture on the formation of phenotypic variability, which reached 15,33 ± 0,47 % (according to the Plokhinsky method) and 21,92 ± 0,43 % (according to the Snedekor algorithm). It is proved that the phenotypic differences of the studied genus birch in the content and ratio of plastid pigments are genotypically determined and justified by the fact of their close growth against the background of homogeneous forest conditions. At the same time, there is a strong influence of unorganized factors, which in some cases were predominant and reached 59,86 %.

Keywords: Karelian birch, Silver birch, leaf apparatus, pigment composition, chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoids

Suggested citation: Besschetnova N.N., Besschetnov V.P., Babaev R.N., Babaev A.N. Sravnitel’naya otsenka pigmentnogo sostava list’ev berezy karel’skoy (Betula pendula var. carelica Merckl.) i berezy povisloy (Betula pendula Roth) [Comparative assessment of pigment composition in Karelian birch (Betula pendula var. carelica Merckl.) and Silver birch (Betula pendula Roth) leaves]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2025, vol. 29, no. 3, pp. 5–16. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-3-5-16

References

[1] Babaev R.N., Besschetnova N.N., Besschetnov V.P. Lignifikatsiya ksilemy raznykh vidov berezy pri introduktsii v usloviyakh Nizhegorodskoy oblasti [Xylem lignification of different birch species during introduction in the Nizhny Novgorod region]. Izvestiya Sankt-Peterburgskoy lesotekhnicheskoy akademii [Bulletin of the St. Petersburg Forest Engineering Academy], 2021, no. 235, pp. 40–56.

[2] Deryugin A.A., Rybakova N.A., Glazunov Yu.B. Model’ formirovaniya berezovo-elovykh nasazhdeniy v usloviyakh yuzhnoy taygi Russkoy ravniny [Model of formation of birch-spruce plantations in the southern taiga of the Russian Plain]. Forestry Journal, 2024, no. 3, pp. 23–45.

[3] Egorov A.B., Bubnov A.A., Postnikov A.M., Pavlyuchenkova L.N. Biologicheskaya, lesovodstvennaya i ekonomicheskaya effektivnost’ ukhoda za berezoy s primeneniem gerbitsida Magnum [Biological, silvicultural and economic efficiency of birch care using the herbicide Magnum]. Trudy Sankt-Peterburgskogo nauchno-issledovatel’skogo instituta lesnogo khozyaystva [Proceedings of the St. Petersburg Research Institute of Forestry], 2024, no. 3, pp. 86–97.

[4] Tripepi R.R., Mitchell C.A. Metabolic response of river birch and European birch and European birch roots to hypoxia. Plant Physiology, 1984, v. 76, iss. 1, pp. 31–35. DOI 10.1104/pp.76.1.31

[5] Pothier D., Margolis A. Analysis of growth and light interception of balsam fir and white birch saplings following precommercial thinning. Annals of Forest Science, 1991, v. 48, no. 2, pp. 123–132. DOI: 10.1051/forest:19910201

[6] Zhao X.Y., Bian X.Y., Li Z.X., Wang X., Yang C.J., Liu G.F., Jiang J., Kentbayev Y., Kentbayeva B., Yang Ch.P. Genetic stability analysis of introduced Betula pendula, B. kirghisorum and B. pubescens families in saline-alkali soil of northeastern China. Scandinavian J. of Forest Research, 2014, no. 4, 26 р. DOI: 10.1080/02827581.2014.960892

[7] Pedieu R., Riedl B., Pichette A. Properties of white birch (Betula papyrifera) outer bark particleboards with reinforcement of coarse wood particles in the core layer. Annals of Forest Science, 2008, v. 65, no. 7, pp. 1–9. DOI: 10.1051/forest:2008053

[8] Kaitaniemi P., Lintunen A. Neighbor identity and competition influence tree growth in Scots pine, Siberian larch, and silver birch. Annals of Forest Science, 2010, v. 67, no. 6, article no. 604, pp. 1–7. DOI: 10.1051/forest/2010017

[9] Behrend A.M., Pommerening A. Growing at the edge: Modelling sapling colonization, performance, and effective range of mountain birch (Betula pubescens ssp. tortuosa) // Ecological Modelling, 2025, v. 503, pp.1–10. DOI: 10.1016/j.ecolmodel.2025.111073

[10] Gryaz’kin A.V., Samsonova I.D., Novikova M.A., Fan T.L., Vandzhurak G.V., Vu V.Kh. Izmenchivost’ biometricheskikh pokazateley beresty v zavisimosti ot kharakteristik drevostoya [Variability of birch bark biometric indicators depending on the characteristics of the stand]. Izvestiya Sankt-Peterburgskoy lesotekhnicheskoy akademii [Bulletin of the St. Petersburg Forest Engineering Academy], 2018, no. 222, pp. 94–109.

[11] Gryaz’kin A.V., Belyaeva N.V., Danilov D.A., Vandzhurak G.V., Khung V.V. Izmenchivost’ tolshchiny i massy kory berezy po dline stvola [Variability of the thickness and weight of birch bark along the trunk length]. Forestry Journal, 2019, no. 2 (368), pp. 32–39.

[12] Zav’yalov K.E. Morfologiya i khimicheskiy sostav list’ev opytnykh kul’tur berezy povisloy (Betula pendula Roth) v usloviyakh magnezitovogo zagryazneniya [Morphology and chemical composition of leaves of experimental crops of silver birch (Betula pendula Roth) under magnesite pollution]. Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Bulletin of the Orenburg State Agrarian University], 2013, no. 3 (41), pp. 230–232.

[13] Konovalov V.F. Bereza povislaya na Yuzhnom Urale (Struktura populyatsiy, selektsiya i vosproizvodstvo) [Silver birch in the Southern Urals (Population structure, selection and reproduction)]. Dis. Dr. Sci. (Agric.), 06.03.01. Yoshkar-Ola, 2003, 503 p.

[14] Konovalov V.F., Yanbaev Yu.A., Galeev E.I., Dunyushkin E.V. Plyusovaya selektsiya berezy povisloy v respublike Bashkortostan: itogi i perspektivy razvitiya [Plus selection of silver birch in the Republic of Bashkortostan: results and development prospects]. Agrarnaya Rossiya [Agrarnaya Rossiya], 2009, no. 6-II, special issue: materials of the international scientific-practical conf. «Actual problems of dendroecology and plant adaptation», pp. 140–141.

[15] Yanbaev Yu.A., Konovalov V.F., Muzafarova A.A., Galeev E.I. Formirovanie genofonda populyatsiy berezy pri kolonizatsii novykh mestoobitaniy [Formation of the gene pool of birch populations during colonization of new habitats]. Agrarnaya nauka [Agrarian science], 2009, no. 4, pp. 16–17.

[16] Silla F., González-Gil A., González-Molina M.E., Mediavilla S., Escudero A. Estimation of chlorophyll in Quercus leaves using a portable chlorophyll meter: effects of species and leaf age. Annals of Forest Science, 2010, v. 67, no. 1, pp. 1–7. DOI 10.1051/forest/2009093

[17] Daas C., Montpied P., Hanchi B., Dreyer E. Responses of photosynthesis to high temperatures in oak saplings assessed by chlorophyll-a fluorescence: inter-specific diversity and temperature-induced plasticity. Annals of Forest Science, 2008, v. 65, no. 3, article no. 305, pp. 1–7. DOI 10.1051/forest:2008002

[18] Kraj W. Chlorophyll degradation and the activity of chlorophyllase and Mg-dechelatase during leaf senescence in Fagus sylvatica. Dendrobiology, 2015, v. 74, pp. 43–57. DOI 10.12657/denbio.074.005

[19] Pakhar’kova N.V., Masentsova I.V., Sorokina G.A., Gette I.G., Kalabina A.A. Pozdnyakova E.E. Sezonnye izmeneniya pigmentnogo kompleksa khvoi sosny sibirskoy v usloviyakh vysotnoy poyasnosti Zapadnogo Sayana [Seasonal changes in the pigment complex of Siberian pine needles in the conditions of altitudinal zonation of the Western Sayan]. Khvoynye boreal’noy zony [Conifers of the boreal zone], 2024, v. XLII, no. 2, pp. 22–29.

[20] Suntsova L.N., Inshakov E.M., Lisotova E.V., Suslina M.A. O sostoyanii pigmentnogo apparata khvoynykh v usloviyakh urbanizirovannoy sredy goroda Krasnoyarska [On the state of the pigment apparatus of conifers in the urbanized environment of the city of Krasnoyarsk]. Khvoynye boreal’noy zony [Conifers of the boreal zone], 2023, v. XLI, no. 5, pp. 399–405.

[21] Lichtenthaler H.K., Rinderle U., Haitz M. Seasonal variations in photosynthetic activity of spruces as determined by chlorophyll fluorescence // Annals of Forest Science, 1989, v. 46, pp. 483–489. DOI: 10.1051/forest:198905ART0108

[22] Babaev R.N., Besschetnova N.N., Besschetnov V.P. Pigmentatsiya listovykh plastin predstaviteley roda bereza (Betula L.) [Genus birch (Betula L.) leaf plates pigmentation]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2022, vol. 26, no. 3, pp. 29–38. DOI: 10.18698/2542-1468-2022-3-29-38

[23] Babaev R.N., Besschetnova N.N., Besschetnov V.P. Mnogoparametricheskiy analiz pigmentnogo sostava listovogo apparata predstaviteley roda Betula L. [Multiparameter analysis of the pigment composition of the leaf apparatus of representatives of the genus Betula L.]. Vestnik Povolzhskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta. Seriya: Les. Ekologiya. Prirodopol’zovanie [Bulletin of the Volga State Technological University. Series: Forest. Ecology. Nature Management], 2023, no. 3(59), pp. 42–54.

[24] Zontikov D.N., Zontikova S.A., Malakhova K.V. Sravnitel’nyy analiz nekotorykh morfometricheskikh pokazateley ust’ichnogo apparata i soderzhaniya khlorofilla u Rubus chamaemorus L. s razlichnym urovnem ploidnosti [Comparative analysis of some morphometric parameters of the stomatal apparatus and chlorophyll content in Rubus chamaemorus L. with different ploidy levels]. Trudy Sankt-Peterburgskogo nauchno-issledovatel’skogo instituta lesnogo khozyaystva [Proceedings of the St. Petersburg Forestry Research Institute], 2022, no. 3, pp. 59–69.

[25] Zarek M. Seasonal fluctuations of photosynthetic pigments content in Taxus baccata needles. Dendrobiology, 2016, v. 76, pp. 13–24. DOI: 10.12657/denbio.076.002

[26] Oksanen E., Freiwald V., Prozherina N., Matti Rousi M. Photosynthesis of birch (Betula pendula) is sensitive to springtime frost and ozone. Canadian J. of Forest Research, 2005, v. 35, no. 3, pp. 703–712. DOI 10.1139/x05-007

[27] Reis L.A.C., de Oliveira J.A., Farnese F. dos S., Rosado A.M., Reis L.A.C. Chlorophyll fluorescence and water content parameters are good biomarkers for selecting drought tolerant eucalyptus clones. Forest Ecology and Management, 2021, v. 481, pp. 1–10. DOI 10.1016/j.foreco.2020.118682

[28] Shlyk A.A. O spektrofotometricheskom opredelenii khlorofillov a i b [On spectrophotometric determination of chlorophylls a and b]. Biokhimiya [Biochemistry], 1968, v. 33, iss. 2, pp. 275–285.

[29] Shlyk A.A. Opredelenie khlorofilla i karotinoidov v ekstraktakh zelenykh list’ev [Determination of chlorophyll and carotenoids in green leaf extracts]. Biokhimicheskie metody v fiziologii rasteniy [Biochemical methods in plant physiology]. Ed. O.A. Pavlinova. Moscow: Nauka, 1971, pp. 154–170.

[30] Houpis J.L.J., Surano K.A., Cowles S., Shinn J.H. Chlorophyll and carotenoid concentrations in two varieties of Pinus ponderosa seedlings subjected to long-term elevated carbon dioxide. Tree Physiology, 1988, v. 4, iss. 2, pp. 187–193. DOI 10.1093/treephys/4.2.187

[31] Lichtenthaller H.K., Wellburn A.R. Determinations of total carotenoids and chlorophylls a and b of leaf extracts in different solvents. Biochemical Society Transactions, 1983, v. 11, no. 6, pp. 591–592.

[32] Lichtentaller H.K. Chlorophyll a and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. Methods in Enzymology: Plant Cell Membranes, 1987, v. 148, pp. 350–382. DOI 10.1016/0076-6879(87)48036-1

[33] Lidholm J., Gustafsson P. A functional promoter shift of a chloroplast gene: a transcriptional fusion between a novel psbA gene copy and the trnK(UUU) gene in Pinus contorta. The Plant J., 1992, v. 2, iss. 6, pр. 875–886. DOI 10.1046/j.1365-313x.1992.t01-4-00999.x

[34] Porra R.G., Thomson W.A., Kriedemann P.E. Determination of accurate extinction coefficients and simultaneous equations for assaying chlorophylls a and b extracted with four different solvents: verification of the concentration of chlorophyll standards by atomic absorption spectroscopy. Biochimica et Biophysica Acta, 1989, v. 975, pp. 384–394. DOI 10.1016/S0005-2728(89)80347-0

[35] Rosenthal S.I., Camm E.L. Photosynthetic decline and pigment loss during autumn foliar senescence in western larch (Larix occidentalis). Tree Physiology, 1997, v. 17, no.12, pp. 767–775. DOI 10.1093/treephys/17.12.767

[36] Schoefs B., Franck F. Chlorophyll Synthesis in Dark-Grown Pine Primary Needles. Plant Physiology, 1998, v. 118, pp. 1159–1168. DOI https://doi.org/10.1104/pp.118.4.1159

[37] Skuodiene L. Quantitative changes in aminoacid proline and chlorophyll in the needles of Picea abies Karst. (L.) during stress and adaptation. Biologija, 2001, no. 2, pp. 54–56.

[38] Wellburn A.R. The Spectral Determination of Chlorophylls a and b, as well as Total Carotenoids, Using Various Solvents with Spectrophotometers of Different Resolution. J. of plant physiology, 1994, v. 144, iss. 3, pp. 307–313. DOI 0.1016/S0176-1617(11)81192-2

[39] Mason R.L., Gunst R.F., Hess J.L. Statistical Design and Analysis of Experiments: With Applications to Engineering and Science. Hoboken, New Jersey (Printed in the USA): Wiley-Interscience, Wiley Series in Probability and Statistics, 2003, 752 p.

[40] Srinagesh K. The Principles of Experimental Research. Waltham, Massachusetts (United States): Butterworth-Heinemann, 2005, 432 p.

[41] Dean A. Voss D., Draguljić D. Design and Analysis of Experiments (Springer Texts in Statistics). Heidelberg, Germany: Springer-Verlag GmbH, 2017, 865 p.

[42] Khelvorson M. Effektivnaya rabota s Microsoft Office 2006 [Effective work with Microsoft Office 2006]. St. Petersburg: Piter, 2000, p. 1234.

[43] Mead R., Curnow R.N., Hasted A.M. Statistical Methods in Agriculture and Experimental Biology. New York: Chapman and Hall/CRC, 2003, 488 p.

[44] Zar J.H. Biostatistical Analysis. Edinburg Gate: Pearson New International edition, 2014, 756 p.

Authors’ information

Besschetnova Natal’ya Nikolayevna — Dr. Sci. (Agriculture), Associate Professor, Dean of the Faculty of Forestry of Nizhny Novgorod State Agrotechnological University, besschetnova1966@mail.ru

Besschetnov Vladimir Petrovich — Dr. Sci. (Biology), Professor, Head of the Department of Forest Crops of Nizhny Novgorod State Agrotechnological University, lesfak@bk.ru

Babayev Ramis Natigovich — Cand. Sci. (Agriculture), Deputy Director General of the Union of Forest Owners of the Nizhny Novgorod region, lp-ram17@yandex.ru

Babayev Artem Natigovich — Consultant of the Forest Protection Sector of the Ministry of Forestry and Wildlife Protection of the Nizhny Novgorod region, beedoed@mail.ru

2

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ СЕМЕННОГО ПОТОМСТВА ПЛЮСОВЫХ ДЕРЕВЬЕВ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ (PINUS SYLVESTRIS L.) В СЕВЕРНОМ КАЗАХСТАНЕ

17-26

УДК 630*232.11

DOI: 10.18698/2542-1468-2025-3-17-26

Шифр ВАК 4.1.2; 4.1.6

Я.А. Крекова, Н.К. Чеботько

ТОО «Казахский научно-исследовательский институт лесного хозяйства и агролесомелиорации имени А.Н. Букейхана» (КазНИИЛХА им. А.Н. Букейхана), Республика Казахстан, 021704, г. Щучинск, ул. Кирова, д. 58

yana24.ru@mail.ru

Приведены результаты испытания полусибсовых потомств плюсовых деревьев сосны обыкновенной в испытательных культурах трех генераций, созданных в северной части Казахского мелкосопочника (Акмолинская область, Северный Казахстан). Определена сохранность деревьев полусибсов в испытательных культурах в возрасте 36…37 лет, которая в среднем составила 55,67 % Выявлено, что потомство первой генерации превысило высоту потомств второй и третьей генераций на 15,35…15,95 %, но по диаметру ствола оказалось меньше на 7,55…8,31 %. Определена доля семей с превышением показателей над контрольными образцами на достоверном уровне (р ˂ 0,05) по высоте дерева — 42,03 % и по диаметру ствола — 9,65 %. Установлен селекционный эффект по высоте ствола в среднем на уровне 7,39 % (1,29 м), а по диаметру ствола — 14,10 % (2,79 см). Установлено, что менее половины (47,12  %) отобранных и испытываемых плюсовых деревьев сосны обыкновенной проявили стабильность по показателям роста в полусибсовом потомстве.

Ключевые слова: лесная селекция, Pinus sylvestris L., высота дерева, диаметр ствола, продуктивность, испытательные культуры, полусибсы

Ссылка для цитирования: Крекова Я.А., Чеботько Н.К. Результаты испытания семенного потомства плюсовых деревьев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в Северном Казахстане // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2025. Т. 29. № 3. С. 17–26. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-3-17-26

Список литературы

[1] Видякин А.И. Эффективность плюсовой селекции древесных растений // Хвойные бореальной зоны, 2010. Т. 27. № 1–2. С. 18–24.

[2] Бессчетнов В.П., Бессчетнова Н.Н., Орнатский А.Н. Лесное семеноводство: проблемы и перспективы развития на селекционно-генетической основе: Материалы Междунар. науч.-практ. конф. «Инновации и технологии в лесном хозяйстве», 22–23 марта 2011 г., Санкт-Петербург, ФГУ «СПбНИИЛХ» // Труды Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хозяйства. СПб.: Изд-во СПбНИИЛХ, 2011. С. 10–14.

[3] Корчагин О.М., Семенов М.А., Вариводина И.Н., Камалов Р.М., Кострикин В.А., Царев В.А., Спицына В.И. Развитие генетико-селекционных методов повышения продуктивности лесов // Лесохoзяйственная информaция, 2020. № 4. С. 5–22.

[4] Царев А.П., Лаур Н.В., Царев В.А., Царева Р.П. Современное состояние лесной селекции в Российской Федерации: тренд последних десятилетий // ИзВУЗ. Леснoй журнaл, 2021. № 6(384). С. 38–55.

[5] Тараканов В.В., Паленова М.М., Паркина О.В., Роговцев Р.В., Третьякова Р.А. Лесная селекция в России: достижения, проблемы, приоритеты (обзор) // Лесохозяйствeнная информaция, 2021. № 1. С. 100–143.

[6] Ковалевич А., Падутов В., Баранов О., Сидор А., Каган Д., Ивановская С. Сохранение и рациональное использование лесов на селекционно-генетической основе // Наукa и инновaции, 2022. № 4(230). С. 12–17.

[7] Царев А.П., Лаур Н.В., Царев В.А. Экономическая эффективность лесной селекции // Ученые записки Петрозаводского государственного университета, 2012. № 8. Т. 2. С. 35–39.

[8] Раевский Б.В. Селекционно-генетическая оценка клонов сосны обыкновенной на лесосеменных плантациях первого порядка. Петрозаводск: Изд-во Карельского научного центра РАН, 2006. 91 с.

[9] Коропачинский И.Ю., Встовская Т.Н. Древесные растения Азиатской России. Новосибирск: Гео, 2012. 707 с.

[10] Przybylski P., Matras J., Sułkowska M. Genetic variability of Scots pine (Pinus sylvestris L.) in maternal regions of provenance // Folia Forestalia Polonica. Series A, 2015, no. 57(2), pр. 112–119. DOI: 10.1515/ffp-2015-0011

[11] Brichta J., Vacek S., Vacek Z., Cukor J., Mikeska M., Bílek L., Šimůnek V., Gallo J., Brabec P. Importance and potential of Scots pine (Pinus sylvestris L.) in 21st century // Central European Forestry J., 2023, v.69, iss. 1, pp. 3–20. DOI: 10.2478/forj-2022-0020

[12] Правдин Л.Ф. Сосна обыкновенная. Изменчивость, внутривидовая систематика и селекция. М.: Наука, 1964. 190 с.

[13] Есичев А.О., Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П. Наследственная обусловленность пигментного состава хвои представителей рода Лиственница // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2021. Т. 25. № 5. С. 5–13. DOI: 10.18698/2542-1468-2021-5-5-13

[14] Rosvall O., Mullin T.J., Lindgren D. Controlling parent contributions during positive assortative mating and selection increases gain in long-term forest tree breeding // Forest Genetics, 2003, no. 10(1), pp. 35–53.

[15] Жигунов А.В., Бондаренко А.С., Николаева М.А. Первые результаты отбора элитных деревьев ели европейской в Ленинградской области // ИзВУЗ Лесной журнал, 2012. № 3. С. 43–50.

[16] Ishibashi V., Junior P.C.F., Martinez D.T., Higa A.R. Genetic selection of Pinus taeda L. through multi-environment trial // Floresta, 2021, no. 51(1), рр. 211–219. DOI: 10.5380/rf.v51i1.68057

[17] Раевский Б.В., Игнатенко Р.В., Новичонок Е.В., Прокопюк В.М., Куклина К.К. Современное состояние селекции и семеноводства хвойных пород // ИзВУЗ Леснoй журнaл, 2022. № 6. С. 9–37.

[18] Ефимов Ю.П. Семенные плантации в селекции и семеноводстве сосны обыкновенной. Воронеж: Истоки, 2010. 253 с.

[19] Зеленяк А.К., Иозус А.П., Макаров В.М. К вопросу генетической оценки перспективности отобранного селекционного материала сосны для лесосеменных плантаций Нижнего Поволжья // Современные проблемы науки и образования, 2013. № 4. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=9986 (дата обращения 22.02.2024).

[20] Рогозин М.В. Программа селекции сосны и ели по прямым и коррелирующим признакам в Пермском крае // Лесохозяйственная информация, 2018. № 2. С. 85–95.

[21] Пояснительная записка к материалам государственного лесного кадастра и кадастра особо охраняемых лесных территорий лесного фонда Республики Казахстан по состоянию на 01.01.2021. Алматы: Изд-во Казахского лесоустроительного предприятия, 2021. 138 с.

[22] Шульга В.В. Внутривидовая изменчивость сосны обыкновенной на юге ее ареала (в Казахстане) // Леса и древесные породы Северного Казахстана. Л.: Наука, 1974. С. 66–71.

[23] Мосин В.И., Шульга В.В., Бреусова А.И. Полиморфизм, отбор и испытание сосны в Казахстане: Всесоюз. совещ. по лесной генетике, селекции и семеноводству, 1–4 ноября 1983 г., г. Петрозаводск. Тезисы докл. Петрозаводск: Карельский филиал АН СССР, 1983. С. 27–29.

[24] Крекова Я.А., Чеботько Н.К. История и развитие лесной селекции в Казахстане // Повышение эффективности лесного комплекса: Материалы Пятой Всерос. нац. науч.-практ. конф. с междунар. участием 22 мая 2019 г., г. Петрозаводск. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2019. С. 54–56.

[25] Приказ Министра охраны окружающей среды Республики Казахстан от 27 августа 2013 года № 258-Ө: «Об утверждении Правил выявления, создания и эксплуатации объектов селекционно-семеноводческого назначения». URL: https://adilet.zan.kz/rus/docs/V1300008751 (дата обращения 05.02.2024).

[26] Приказ Министра сельского хозяйства Республики Казахстан от 12 июля 2011 года № 14-1/392: «Об утверждении возраста рубки леса на территории государственного лесного фонда». URL: https://adilet.zan.kz/rus/docs/V1100007101 (дата обращения 05.02.2024).

[27] Чеботько Н.К., Крекова Я.А., Бейсенбай А.Б., Шарипова А.К. Оценка клонового потомства плюсовых деревьев сосны обыкновенной на севере Казахского мелкосопочника // 3I: intellect, ideа, innovаtion — интеллект, идея, инновация, 2022. № 4. С. 212–221. DOI: 10.52269/22266070_2022_4_212

[28] Крекова Я.А., Чеботько Н.К. Исследования потомства плюсовых деревьев Pinus sylvestris L. в испытательных культурах первой генерации // Прирoдообустрoйство, 2023. № 3. С. 130–136. DOI: 10.26897/1997-6011-2023-3-130-136

[29] Мартынов А.Н., Мельников Е.С., Ковязин В.Ф., Аникин А.С., Минаев В.Н., Беляева Н.В. Основы лесного хозяйства и таксация леса. СПб.: Лань, 2008. 372 с.

[30] Багинский В.Ф., Лапицкая О.В. Биометрия в лесном хозяйстве. Гомель: Изд-во ГГУ им. Ф. Скорины, 2017. 276 с.

[31] Бреусова А.И., Чеботько Н.К. Оценка наследственных свойств плюсовых деревьев сосны обыкновенной по потомству // Среда и жизнедеятельность. Кустанайская область Республики Казахстан. Кустанай: Кустанайский печатный двор, 1994. С.174–175.

[32] Роне В.М. Генетический анализ лесных популяций. М.: Наука, 1980. 160 с.

[33] Белоусова А.А. Испытание семенного потомства плюсовых деревьев сосны обыкновенной в условиях таежной зоны // Международный журнал гуманитарных и естественных наук, 2016. № 1–5. С. 251–255.

[34] Видякин А.И., Хорькова Е.Ю., Клабукова Т.П. Результаты предварительной оценки плюсовых деревьев сосны и ели в испытательных культурах Вятского лесосеменного района // Лесохозяйственная информация, 2002. № 6. С. 41–42.

[35] Бессчетнов В.П., Бессчетнова Н.Н. Проблемы и перспективы развития отечественной лесной селекции // Материалы Междунар. агробиотехнол. симп., посвящ. 80-летию чл.-кор. РАН, заслуж. деятеля науки РФ В.В. Сочнева: «150 инноваций совершенствования ветеринарного обеспечения сельских и городских территорий», 23–25 сентября 2015 г., Нижний Новгород. Нижний Новгород: Изд-во НГСХА; «БИКАР», 2015. Т. 2. С. 116–120.

[36] Воробьев Р.А., Бессчетнова Н.Н., Бессчетнов В.П., Тютин А.Ю. Таксационные показатели клонов плюсовых деревьев ели европейской в архиве клонов в Нижегородской области // Хвoйные борeальной зоны, 2023. Т. 41. № 1. С. 12–23.

[37] Рогозин М.В. Общая комбинационная способность Pinus sylvestris L. на семенных участках // Сибирский лесной журнал, 2014. № 2. С. 53–61.

Сведения об авторах

Крекова Яна Алексеевна — канд. с.-х. наук, зав. отделом селекции, ТОО «Казахский научно-исследовательский институт лесного хозяйства и агролесомелиорации имени А.Н. Букейхана», yana24.ru@mail.ru

Чеботько Надежда Константиновна — канд. с.-х. наук, вед. науч. сотр. отдела селекции, ТОО «Казахский научно-исследовательский институт лесного хозяйства и агролесомелиорации имени А.Н. Букейхана», chebotkon@mail.ru

TEST RESULTS OF HALF-SIBS PLUS SCOTS PINE (PINUS SYLVESTRIS L.) TREES IN NORTHERN KAZAKHSTAN

Y.A. Krekova, N.K. Chebotko

A.N. Bukeikhan Kazakh Research Institute of Forestry and Agroforestry, 58, Kirov st., 021704, Shchuchinsk, Republic of Kazakhstan

yana24.ru@mail.ru

The test results of plus Scots pine half-sibs trees in three generations progeny test growing in the northern part of the Kazakh Upland (Akmola region, Northern Kazakhstan) are presented. The survival rate of the half-sibs in progeny test at the age of 36…37 years has been determined, averaging 55,67 %. It was revealed that offspring of the first generation exceed the tree height of the second and third generation offspring by 15,35…15,95 %, however, the trunk diameter is smaller by 7,55…8,31 %. The proportion of families with excess indicators over control samples has been determined at a significant level (p < 0,05) in terms of tree height — 42,03 % and trunk diameter — 9,65 %. Genetic progress through selection has been established at an average of 7,39 % (1,29 m) in tree height and 14,1% (2,79 sm) in trunk diameter. Less than half (47,12 %) of the selected and tested plus Scots pine trees showed stability in terms of growth in half-sibs offspring.

Keywords: forest selection, Pinus sylvestris L., tree height, trunk diameter, productivity, test crops, half-sibs

Suggested citation: Krekova Y.A., Chebotko N.К. Rezul’taty ispytaniya semennogo potomstva plyusovykh derev’ev sosny obyknovennoy (Pinus sylvestris L.) v Severnom Kazakhstane [Test results of half-sibs plus Scots pine (Pinus sylvestris L.) trees in Northern Kazakhstan]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2025, vol. 29, no. 3, pp. 17–26. DOI: 10.18698/2542-1468-2025-3-17-26

References

[1] Vidyakin A.I. Effektivnost’ plyusovoy selektsii drevesnykh rasteniy [Efficiency of plus selection of woody plants]. Khvoynye boreal’noy zony [Conifers of the boreal area], 2010, t. 27, no. 1–2, рр. 18–24.

[2] Besschetnov V.P., Besschetnova N.N., Ornatskiy A.N. Lesnoe semenovodstvo: problemy i perspektivy razvitiya na selektsionno-geneticheskoy osnove [Forest seed production: problems and prospects for development on a selection-genetic basis]. Innovatsii i tekhnologii v lesnom khozyaystve: mater. Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. Ser. «Trudy Sankt-Peterburgskogo nauch.-issled. in-ta lesn. khoz-va» [Innovations and technologies in forestry: materials of the International Scientific and Practical Conference. Series «Proceedings of the Sankt-Petersburg Forestry Research Institute»]. Sankt-Peterburg: Sankt-Peterburgskiy NIILKh, 2011, рр. 10–14.

[3] Korchagin O.M., Semenov M.A., Varivodina I.N., Kamalov R.M., Kostrikin V.A., Tsarev V.A., Spitsyna V.I. Razvitie genetiko-selektsionnykh metodo