Введение Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) – один из лесных хозяйственно ценных, значимых и широко распространенных видов древесных хвойных растений в России. На долю сосновых лесов в РФ [4] приходится около 18 % покрытой лесом площади, при запасе древесины 9,7 млрд. м3.Изучение особенностей роста, состояния и продуктивности географических культур сосны обыкновенной имеет важное научно-практическое значение для целей лесосеменного районирования, для искусственного лесовостановления в условиях европейской части РФ, для гарантированного создания здесь устойчивых и высокопродуктивных лесных насаждений с использованием посадочного материала, выращенного из сортовых, улучшенных и районированных семян [5, 7, 9].Установлено [2, 8], что продуктивность и рост географических культур зависят не только от географических районов происхождения семян, но еще и от форм изменчивости (фенологической, экологической и индивидуальной) в исходных климатический районах. Эти формы изменчивости важно учитывать при изучении эко- и климатипов сосны обыкновенной [5, 7]. Изучение особенностей роста и состояния географических культур имеет важное значение при решении проблем устойчивого искусственного лесовосстановления в России и за рубежом [10-11]. Лучшие экотипы можно использовать в качестве основы для популяционной селекции [2, 7], а их потомство [9] для получения стабильных урожаев семян с улучшенными свойствами, для создания устойчивых и высокопродуктивных насаждений [1] в конкретных условиях ареала произрастания сосны. Все указанные обстоятельства определяют актуальность выбранной темы исследований. Цель исследований – выявление и изучение изменчивости морфометрических показателей растений сосны лесостепных и степных экотипов в 60-летних географических культурах, а также оценка их роста и жизненного состояния. Общая площадь полигона – 26,5 га (рис. 1). Семена (всего 245 образцов урожая 1956 г.) были получены от сети контрольно-семенных станций, представлявших 228 бывших лесхозов СССР [2, 7]. Лесные районы и географические координаты пунктов сбора семян [2] представлены в таблице 1.Материалы и методы исследования Полигон географических лесных культур сосны был создан в 1959 г. под руководством проф. М.М. Вересина [2] путем ручной посадки 2-летних сеянцев на землях из-под сельскохозяйственного пользования под меч Колесова (без дополнения).Размещение посадочных мест равномерное 0,5×1,5 м, начальная густота сеянцев – 13,3 тыс. шт./га. Блоки экотипов, включающих по 13 рядов длиной 25 м, размещены с юго-запада на северо-восток. Условия произрастания – А2 и В2. До смыкания культур на полигоне проводили в рядах и междурядиях агротехнические уходы, а после смыкания – только удаление сухостойных деревьев. Исследуемые культуры являются одним из самых крупных по площади опытных полигонов. В 16- и 27-летнем возрасте их изучали Вересин М.М. [2] и Шутяев А.М. [2, 8], в 40-летнем – Смогунова О.А. [7] и в возрасте 50 лет – Галдина Т.Е. [3, 9].Осенью 2019 г. в этих культурах по типовой методике были заложены 13 пробных площадей по 0,05 га со сплошным перечетом деревьев.С целью выявления особенностей роста и строения культур разных экотипов сосны мерной вилкой измерялся диаметр у всех деревьев вдоль и поперек рядов на высоте 1,3 м и у поверхности почвы (0,0 м) с точностью 1 см. Жизненное состояние деревьев оценивали визуально по морфологическим признакам шкалы «Правил санитарной безопасности в лесах» [6] с распределением их на следующие шесть категорий: 1 – здоровые, 2 – ослабленные, 3 – сильно ослабленные, 4 – усыхающие, 5 – свежий и 6 – старый сухостой. Рис. 1. Географические культуры сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.)Источник: Собственные фото авторов   Таблица 1Районы и географические координаты пунктов заготовки семян сосны урожая 1956 года№ пр.пл.ОбластьЛесничества (пункты заготовки семян) Лесорастительная зона, лесной районКоординаты (градусы, минуты)северной широтывосточной долготы1ВоронежскаяХреновскоеЛесостепная зона,лесостепной район европейской части РФ510 10'400 20'2ЛипецкаяКолодезское520 20'390 30'3БелгородскаяШаталовское510 20'370 45'4ТамбовскаяПлатоновское520 40'420 55'5КурскаяБ. Сталинское510 35'340 30'6БрянскаяКраснослободское530 00'340 07'7ПензенскаяМонастырское530 5'460 40'8ПензенскаяШаткинское530 0'460 10'9ВолгоградскаяКовтинскоеСтепная зона,район степей европейской части РФ600 15'370 05'10Саратовская Дьяковское500 23'470 10'11Луганская Песчаное480 53'360 23'12СаратовскаяДьяковское500 23'470 10'13Саратовская Вальский лесхоз520 5'470 25'Источник: Собственные вычисления авторов  Среднее значение балла (Бсс) санитарного состояния рассчитывали по формуле:Бсс=Р1×К1+Р2×К2+Р3×К3+Р4×К4+Р5×К5+Р6×К6/100,где: Р – доля запаса деревьев разных категорий состояния, % от общего запаса древесины;К – численный индекс соответствующей категории состояния деревьев (1, 2, 3 и т.д.).При величине Бсс до 1,5 баллов культуры считались здоровыми, 1,6-2,5 – ослабленными, 2,6-3,5 – сильно ослабленными, 3,6-4,5 – усыхающими. У 20-25 здоровых деревьев пропорционально их количеству в ступенях толщины измерялась высота при помощи высотомера Блюме-Ляйсса с точностью 0,5 м. Данные обмеров обработаны по программе Statistica.Результаты и обсуждение Лесоводственно-таксационные показатели, характеризующие рост и продуктивность экотипов сосны в географических культурах, приведена в таблице 2. Таблица 2Таксационные показатели географических культур сосны лесостепных и степных экотипов№ пр. пл.Число деревьев, шт./гаСохранность деревьев, %Средние:Объем среднего дерева, м3Класс бонитетаПол-нотаЗапас древесины,м3 / гавысота,мдиаметр, смна высоте 1,3 му поверхностипочвы (0,0 м)Лесостепные экотипы15003,827,029,234,30,744Iа0,7372212809,625,422,027,40,369I0,8472311208,421,523,830,30,453II0,850745604,227,224,631,00,556Iа0,73115136010,224,420,826,60,350I0,8476612009,025,023,529,50,512Iа0,8614711128,420,422,829,30,446II0,8501810608,025,024,527,50,390I0,8470Степные экотипы95103,827,028,232,30,562Iа0,73721012609,525,422,026,40,369I0,8472115203,926,123,529,00,789Iа0,73411211098,325,223,128,90,459I0,74821312609,527,321,823,90,362Iа0,8498Источник: Собственные вычисления авторов   В 60 лет сохранность растений по экотипам варьирует от 3,8 до 10,2 %, что отражает темпы изреживания и естественный отбор в изначально перегущенных лесных культурах. Минимальная сохранность установлена у экотипов степной зоны (Волгоградская область), максимальная – у экотипов лесостепной зоны (ВПП 2).Наименьшая средняя высота характерна для культур, выросших из семян Монастырского лесничества Пензенской области Наибольшую среднюю высоту имеют деревья из семян Саратовской (Вальский лесхоз) и Тамбовской областей (Платоновское лесничество). Хорошо растут в высоту и по диаметру культуры из семян местных экотипов (Хреновское лесничество). Наибольший средний диаметр на высоте 1,3 м имеют деревья местных экотипов (Хреновское лесничество), а минимальный – степной экотип культур из семян Саратовской области (Вальский лесхоз).Запас древесины в культурах зависит от их полноты, которая связана с густотой деревьев. Наибольший запас у экотипов из Брянской области (Краснослободское лесничество), а минимальный – из Луганской области (Песчаное лесничество).Большой запас характерен также для культур лесостепных экотипов из Белгородской (Грайворонское лесничество) и Пензенской (Монастырское лесничество) областей.Показатели, характеризующие изменчивость диаметров деревьев сосны степных и лесостепных экотипов на высоте 1,3 м и у поверхности почвы, приведены в таблицах 3 и 4.  Таблица 3Изменчивость диаметров деревьев в географических культурах сосны степных экотипов№ пр. пл.Изучаемый признакСтатистические показателиM±m, смσ±m, смС, %Р9Средний Д1,3 м для ВПП27,9±0,8886,02±0,62321,583,1Средний Д1,3 м вдоль ряда28,2±0,8026,59±0,98223,372,8Средний Д1,3 м поперек ряда29,5±1,1526,23±0,81421,123,9Средний Д0,0 м для ВПП32,6±0,9846,57±0,68620,153,0Средний Д0,0 м вдоль ряда32,3±1,9336,77±1,01221,006,0Средний Д0,0 м поперек ряда32,2±1,3176,57±0,99620,404,010Средний Д1,3 м для ВПП22,1±0,4324,85±0,30621,952,0Средний Д1,3 м вдоль ряда22,0±0,6116,28±0,58428,552,8Средний Д1,3 м поперек ряда22,1±0,6154,80±0,42821,722,8Средний Д0,0 м для ВПП27,4±0,5586,26±0,39422,852,0Средний Д0,0 м вдоль ряда26,4±0,6416,53±0,67727,842,5Средний Д0,0 м поперек ряда27,6±0,7386,13±0,55422,212,711Средний Д1,3 м для ВПП24,3±0,5995,55±0,47422,832,5Средний Д1,3 м вдоль ряда23,5±0,7643,99±0,42816,993,3Средний Д1,3 м поперек ряда23,3±0,7415,39±0,52323,133,2Средний Д0,0 м для ВПП30,7±0,7995,89±1,19219,182,6Средний Д0,0 м вдоль ряда29,0±0,9795,11±0,42917,623,4Средний Д0,0 м поперек ряда30,1±0,6226,44±0,72221,392,012Средний Д1,3 м для ВПП22,6±0,6015,66±0,42225,042,7Средний Д1,3 м вдоль ряда23,1±0,7135,98±0,49825,993,1Средний Д1,3 м поперек ряда22,6±0,8936,69±0,63229,604,0Средний Д0,0 м для ВПП28,9±0,7097,40±0,50125,602,5Средний Д0,0 м вдоль ряда28,9±0,7316,53±0,65723,602,5Средний Д0,0 м поперек ряда29,6±1,0127,79±0,66326,313,413Средний Д1,3 м для ВПП22,1±0,4324,85±0,30621,952,0Средний Д1,3 м вдоль ряда21,8±0,5214,43±0,43520,322,4Средний Д1,3 м поперек ряда21,1±0,5154,80±0,48222,752,4Средний Д0,0 м для ВПП27,4±0,5586,26±0,34922,842,0Средний Д0,0 м вдоль ряда23,9±0,7885,88±0,59128,793,3Средний Д0,0 м поперек ряда26,2±0,7855,11±0,54519,503,0Источник: Собственные вычисления авторов Таблица 4Изменчивость диаметров деревьев в географических культурах сосны лесостепных экотипов№ пр. пл.Изучаемый признакСтатистические показателиM±m, смσ±m, смС, %Р1Средний Д1,3 м для ВПП28,9±0,8886,02±0,62320,833,1Средний Д1,3 м вдоль ряда29,2±1,3746,59±0,97222,564,7Средний Д1,3 м поперек ряда28,5±1,1525,52±0,81419,374,0Средний Д0,0 м для ВПП33,7±0,9846,67±0,69619,793,0Средний Д0,0 м вдоль ряда34,3±1,4346,88±1,01520,084,2Средний Д0,0 м поперек ряда33,2±1,3716,57±0,96919,794,12Средний Д1,3 м для ВПП22,1±0,4324,85±0,30621,952,0Средний Д1,3 м вдоль ряда22,0±0,6214,93±0,43922,362,8Средний Д1,3 м поперек ряда22,1±0,6154,80±0,42821,722,8Средний Д0,0 м для ВПП27,4±0,5586,26±0,39422,852,0Средний Д0,0 м вдоль ряда27,4±0,8026,38±0,56923,262,9Средний Д0,0 м поперек ряда27,2±0,7836,11±0,54522,462,93Средний Д1,3 м для ВПП23,7±0,6106,46±0,43227,262,6Средний Д1,3 м вдоль ряда23,8±0,8396,28±0,59426,413,5Средний Д1,3 м поперек ряда23,6±0,8936,69±0,63228,353,8Средний Д0,0 м для ВПП29,9±0,7097,50±0,50125,082,4Средний Д0,0 м вдоль ряда30,3±0,9697,25±0,68523,943,2Средний Д0,0 м поперек ряда29,6±1,0147,79±0,73626,323,44Средний Д1,3 м для ВПП24,7±1,0837,50±0,76730,364,4Средний Д1,3 м вдоль ряда24,6±1,5217,45±1,07530,306,2Средний Д1,3 м поперек ряда24,8±1,5737,71±1,11331,096,3Средний Д0,0 м для ВПП30,7±1,2748,82±0,90128,734,1Средний Д0,0 м вдоль ряда31,0±1,8338,98±1,29629,945,9Средний Д0,0 м поперек ряда30,5±1,8088,86±1,27829,055,95Средний Д1,3 м для ВПП20,7±0,3544,07±0,25019,661,7Средний Д1,3 м вдоль ряда20,8±0,4913,99±0,34619,172,4Средний Д1,3 м поперек ряда20,7±0,5144,17±0,36220,152,4Средний Д0,0 м для ВПП26,1±0,4545,22±0,32120,001,7Средний Д0,0 м вдоль ряда26,6±0,6415,21±0,45319,612,4Средний Д0,0 м поперек ряда25,6±0,6455,24±0,45620,492,56Средний Д1,3 м для ВПП23,4±0,5295,45±0,37423,292,3Средний Д1,3 м вдоль ряда23,5±0,7645,56±0,54023,683,3Средний Д1,3 м поперек ряда23,3±0,7415,39±0,52323,133,2Средний Д0,0 м для ВПП28,8±0,6536,72±0,46123,332,3Средний Д0,0 м вдоль ряда29,5±0,9797,13±0,69224,223,3Средний Д0,0 м поперек ряда28,2±0,8656,29±0,61122,303,17Средний Д1,3 м для ВПП22,6±0,5106,54±0,42328,942,6Средний Д1,3 м вдоль ряда22,8±0,6216,28±0,58427,672,7Средний Д1,3 м поперек ряда22,9±0,8396,69±0,63229,213,7Средний Д0,0 м для ВПП28,9±0,7096,50±0,50122,492,4Средний Д0,0 м вдоль ряда29,3±1,7466,35±0,67524,586,0Средний Д0,0 м поперек ряда29,6±1,0146,79±0,73622,943,48Средний Д1,3 м для ВПП23,6±0,8316,40±0,77627,123,5Средний Д1,3 м вдоль ряда24,5±0,7445,66±0,54023,103,0Средний Д1,3 м поперек ряда20,1±0,6155,80±0,42828,863,0Средний Д0,0 м для ВПП27,4±0,5587,56±0,39427,372,0Средний Д0,0 м вдоль ряда27,5±0,8976,15±0,49822,363,3Средний Д0,0 м поперек ряда26,2±0,7836,14±0,55423,443,0Сокращения: M±m – средняя величина диаметра и его ошибка, σ±m – среднеквадратическое отклонение и его ошибка, С – коэффициент вариации, Р – точность опыта.Источник: Собственные вычисления авторов Изменчивость диаметров стволов деревьев в культурах сосны у поверхности почвы и на высоте 1.3 м колеблется от 16 до 32 %. Она обусловлена индивидуальной изменчивостью роста деревьев разных экотипов сосны и близка к изменчивости в обычных средневозрастных лесных культурах [9, 11, 12, 13], находящихся в стадии активного самоизреживания древостоя.Поперечные сечения стволов на высоте 1,3 м и у поверхности почвы (0,0 м) имеют форму слабо приплюснутого вдоль или поперек рядов эллипса. Какая-либо закономерность в изменении формы поперечного сечения стволов не выявлена. По качеству стволов все деревья на ВПП одно- и прямоствольные, относятся к категории «деловые», хорошо очищены от сучьев и имеют малый сбег. Живая крона деревьев высоко поднята, занимает их верхнюю треть и без крупных сучьев.Распределение деревьев по категориям состояния является признаком, характеризующим не только их жизнеспособность, но и степень адаптации данного географического экотипа к новым условиям произрастания (таблица 5). Сильно ослабленные и усыхающие деревья на всей пробных площадях отсутствовали.ВыводыНа основе данных 13 пробных площадей можно сделать следующие выводы1. Географические культуры сосны растут по Iа-II классам бонитета шкалы проф. М.М. Орлова. Оценка санитарного состояния 60-летних географических культур сосны обыкновенной в новых условиях произрастания показывает, что более высокий средний балл имеют экотипы, семена которых были завезены из районов с близкими к Воронежской области природно-климатическими условиями. Более высокие оценки состояния имеют культуры лесостепных экотипов из семян Липецкой, Белгородской и Пензенской областей, худшие – у экотипов Саратовской (Дьяковское лесничество, Вальский лесхоз) и Воронежской (Хреновское лесничество) областей. Деревья сосны категорий «сильно ослабленные» и «усыхающие» отсутствуют на всех ВПП. 2. Изменчивость диаметров деревьев на высоте 1,3 м и у поверхности почвы у лесостепных и степных экотипов почти одинакова и оценена как средняя (от 19,7 до 31,1 % и от 19,1 до 28,9 % соответственно), что позволяет использовать при таксации культур величины среднего диаметра и средней высоты для их характеристики.3. Форма поперечных сечений стволов на высоте 1,3 м и у поверхности почвы слегка приплюснутая вдоль и поперек ряда. 4. Живая крона деревьев высоко поднята и занимает лишь верхнюю их треть. Крупные сучья отсутствуют, стволы малосбежистые. Все деревья отнесены к категории «деловые». Таблица 5Распределение деревьев лесостепных и степных экотипов сосны на пробных площадях по категориям санитарного состояния№ пр. пл.ОбластьРаспределение экотипов сосны по категориям состояния, %Средний балл состоянияздоровыеослабленныесильно ослабленныеусыхающиесвежий сухостой старый сухостой 1Воронежская58,814,3--8,418,52,02Липецкая94,31,4--1,42,91,03Белгородская91,24,3--1,62,91,24Тамбовская89,73,0--2,9 4,4 1,95Курская 76,62,0--14,37,11,46Брянская 79,014,3--3,43,31,87Пензенская 90,13,0--2,94,01,38Пензенская90,03,5--1,551,09Волгоградская60,015,3--14,313,41,910Саратовская 80,012,3--4,33,41,411Луганская 81,78,0--2,99,41,612Саратовская56,014,5--16,5132,013Саратовская 57,612,4--14162,0 Источник: Собственные вычисления авторов