Mokslas: tuopų hibridų ir klonų parinkimas

LAMMC

Žemdirbystės institutas

2017-04-05

Plantacinė miškininkystė remiasi pažangiausiomis ir intensyviausiomis technologijomis: hibridizacija, introdukcija, ekstremaliai intensyvia selekcija ir biotechnologija, tačiau tokio ūkininkavimo efektyvumas priklauso visų pirma nuo tinkamų hibridų ir klonų parinkimo atitinkamo regiono aplinkos sąlygoms.

Nepaisant to, kad tuopų hibridų želdinių Lietuvoje vis daugėja, tačiau atrinktų medžių klonai dar nėra pakankamai išbandyti kloniniuose bandymuose skirtingomis adaptacinės aplinkos sąlygomis ir atrinkti bei rajonuoti skirtingiems kilmės rajonams. Tuopų hibridų adaptacija, fenogenetinis plastiškumas, genotipo ir aplinkos sąveika (G × E) hibridų bei kloniniame lygmenyje ir genetinės variacijos bei paveldėjimo pokyčiai Lietuvoje, jų arealo šiauriniame pakraštyje, buvo ištirti juvenaliniame amžiuje bandomuosiuose želdiniuose, tačiau nepasitaikius gamtinių sąlygų ekstremumų – stipriai išreikštų streso veiksnių – nebuvo galima tiksliai įvertinti jų jautrumo šalies gamtinėmis sąlygomis.

Tyrimo tikslas – įvertinti skirtingų tuopų hibridų augimo ir kitų adaptacinių požymių genetinę variaciją esant stiprioms dirbtinėms šalnoms ir sausroms.

Tyrimui naudoti 7 skirtingų tuopos hibridų 44 klonai ir veislės, kurie buvo vegetatyviškai padauginti sumedėjusiomis gyvašakėmis ir dvejus metus auginti vazonuose durpių substrate Dubravos EMMU medelyno šiltnamyje.

Sodinukų aukštis matuotas tris kartus – augimo sezono pradžioje (balandį), viduryje (liepą) ir pabaigoje (rugsėjį). Stiebo skersmuo ties šaknies kakleliu matuotas du kartus – augimo sezono pradžioje ir pabaigoje.

Dalis sodinukų vegetacijos sezono pradžioje (gegužę, skleidžiantis lapams) klimatinėje kameroje buvo paveikti (20 min.) dirbtinai sukelta - 4 ?C šalna. Kita dalis bandymo medžiagos vegetacijos sezono viduryje (liepos antroje pusėje) buvo veikiama dirbtinai sukeltos sausros – dvi savaites jų nelaistant ir auginant šiltnamyje. Medelių išlikimas vertintas rugsėjo mėnesį.

Gauti duomenys

Gautų duomenų variacinė analizė (ANOVA) parodė, kad stresinio poveikio – dirbtinės pavasarinės šalnos – įtaka augimui į aukštį buvo labai reikšminga (P < 0,001), o hibrido įtaka – reikšminga (P= 0,039). Hibrido ir aplinkos sąveika taip pat buvo reikšminga (P< 0,032); tai rodo, jog hibridai skiriasi pagal reakciją į šio stresoriaus poveikį. Sausros ir hibrido įtaka (vertinant atskirai) medžio augimui buvo labai reikšmingos (P> 0,001), kaip ir jų sąveika (P< 0,001); tai rodo, jog hibridai skiriasi pagal fenogenetinį plastiškumą ir reakciją į sausrą. Dirbtinė pavasarinė šalna ir vasaros sausra skirtingus hibridus paveikė nevienodai (paveikslas).

Tuopų skirtingų hibridų vidutinis aukštis augimo sezono pabaigoje, paveikus dirbtine pavasario šalna ir vasaros sausra

Dėl dirbtinės pavasario šalnos ir vasaros sausros ne tik sumažėjo prieaugis, bet ir nudžiūvo dalies medelių stiebo dalis arba net visas medis, tai sumažino jų vidutinį aukštį. Vidutinis pavasarinės šalnos pažeistų medelių aukštis buvo mažesnis nei tų, kuriuos pažeidė vasaros sausra. Išimtis – Populus deltoides hibridai, kuriems sausra nepadarė didesnės žalos. Didžiausi skirtumai tarp šalnos ir sausros įtakos nustatyti vertinant P. deltoides × P. trichocarpa aukščio prieaugio nuostolius. Mažiausius augimo nuostolius patyrė P. trichocarpa ir P. deltoides hibridai.

Buvo vertintas ir medelių išlikimas po skirtingų stresorių poveikio: daugiausia žuvo P. balsamifera × P. trichocarpa hibrido medelių – 35 proc., mažiausiai – 16 proc. – P. nigra × P. deltoides medelių.

Hibridinės drebulės eksperimentiniai plantaciniai želdiniai Dubravos EMMU

Analizuojant kloniniame lygmenyje ANOVA parodė, kad medžio aukščiui labai reikšmingą (P< 0,001) įtaką turėjo ir stresoriaus (sausros) poveikis, ir klonas bei jų tarpusavio sąveika (genotipo ir aplinkos sąveika – G × E), rodanti, kad klonai reaguoja skirtingai. Dirbtinės pavasario šalnos bandyme taip pat nustatytos labai reikšmingos šalnos, klono ir klono bei aplinkos sąveikos įtakos (P< 0,001).

Didžiausiu vidutiniu aukščiu pasižymėjo klonas UK I delt. × nigra ir veislės „Degroso“, „Banica“, „Albelo“ bei „Compedor“, tačiau visi jie labai skirtingai reagavo į stresorius. Kontrolinėmis sąlygomis geriausiai augusios veislės „Degroso“ tuopos pasižymėjo ypatingu ekogenetiniu plastiškumu – jautrumu stresinėms augimo sąlygoms. Dėl dirbtinės pavasario šalnos ir vasaros sausros ne tik sumažėjo prieaugis, bet ir nudžiūvo dalies medelių stiebo dalis ar net visas medelis, tai klono vidutinį aukštį sumažino daugiau nei dvigubai. Didelių nuostolių dėl sausros patyrė klonas Gra I 2. Jo vidutinis aukštis sumažėjo beveik 3 kartus, t. y. 74 centimetrais.

P. deltoides × P. trichocarpa hibrido klonai pasižymėjo šiek tiek mažesniu vidutiniu aukščiu nei
P. nigra × P. deltoides klonai. Kontrolinėmis sąlygomis aukščiausi klonai buvo Uk Donk ir Isl 192. Islandiški klonai Isl 192 ir Isl 70 pasižymėjo itin dideliu ekogenetiniu plastiškumu – jautrumu sausrai: jų vidutinis aukštis sumažėjo daugiau nei 3 kartus – atitinkamai nuo 169 iki 60 cm ir nuo 149 iki 50 cm. Kitų hibridų klonai pasižymėjo mažesniu vidutiniu aukščiu ir kontrolinėmis, ir stresinėmis sąlygomis.

Hibridinės drebulės sėklinė plantacija, 2006 m.

Geriausiu išlikimu įvairiomis aplinkos sąlygomis pasižymėjo klonas Gra Xe 3 ir veislė „Degroso“. Nežuvo nė vienas šių P. nigra × P. deltoides hibrido klonų medis. Apskritai visi P. nigra × P. deltoides klonai pasižymi geru išlikimu – 88 proc., o iš visų mažiausias buvo P. balsamifera × P. trichocarpa hibrido klonų išlikusių medžių skaičius – 66 procentai.

Apibendrinant galima teigti, kad tyrimų metu geriausius rezultatus pademonstravo P. nigra × P. deltoides hibridas ir jo eksperimentiniai klonai bei veislės – pasižymėjo geriausiais biometriniais rodikliais ir gyvybingumu. Būtų tikslinga tolesniuose bandymuose išsamiai ištyrinėti atskirų P. nigra × P. deltoides klonų tinkamumą Lietuvos skirtingų kilmės rajonų gamtinėmis ir klimatinėmis sąlygomis.

Valda Gudynaitė, Alfas Pliūra, Vytautas Suchockas, LAMMC Miškų institutas