Введение к работе
Актуальность проблемы. Познание процессов, происходящих в лесных экосистемах, механизмов взаимоотношений гетеротрофных организмов и древесных растений является одним из необходимых условий для решения проблемы снижения уровней вредоносности грибных болезней. Наиболее опасными - экологически и хозяйственно значимыми для хвойных насаждений, - является гнили корней и стволов растущих деревьев, вызываемые сравнительно немногочисленной группой видов патогенных деревораз-руяающих грибов. Исследованиями, проведенными в разных странах, доказано, что усиление антропогенного воздействия на экосистемы приводит к резкому усилении вредоносности грибных болезней и насекомых-фитофагов. Все более ускоряющиеся процессы замены естественных лесов на искусственные, резкие изменения водного ренина, загрязнение окружающей среды проыпз-ленными выбросами, удобрениями и пестицидами в больших масштабах усиливапт прямое и косвенное влияние человека на ход естественных процессов в лесных биогеоценозах. -Грибы - активные участники превращения веществ и энергии в растительных сообществах, но при исследовании лесных фитоценозов лесоводы не всегда учитывают грибные организмы: чаще всего -это наземные макромицеты. С другой стороны, фитопатологи, изучая болезни леса, исследуют фитопатогенные организмы, упрощенные патосистемы хозяин-паразит в очагах усыхания, не оценивая роль грибов, вызывающих гнили, как компонентов лесных биогеоценозов, в норме существующих в здоровых насаждениях.
Поэтому изучение взаимоотношений грибов, вызывающих гнилевые болезни, и хвойных деревьев в различных экологических и географических условиях с разными уровнями антропогенного воздействия является актуальной задачей.
Несмотря на широкий спектр исследований и большое количество публикаций и обобщений, многие вопросы остаются недостаточно изученными даде в отношении главного патогена хвойных пород в мире - корневой губки. Еще в большей мере это касается других патогенных грибов, вызывающих валнейяие гнилевые болезни сосны и ели.
Неполны и разрозненны сведения о географических особенностях распространения и вредоносности гнилевых болезной ,'
отсутствуют данные по эколого-биологическим аспектам взаимоотношений различных видов патогенных дереворазрушающих грибов при совместном развитии в хвойных биогеоценозах ; не рассматривалась ранее положительная роль грибных болезней ; слабо изучены консортивные взаимоотношения дереворазрушаю-щих грибов и деревьев. Отсутствуют данные по влиянию такого" мощного антропогенного фактора, как гидротехнические мелиорации, на распространение и вредоносность грибов, вызывающих корневые гнили.
Исходя из вышеизложенного, наиболее актуальным нам представляется исследование проблемы гнилевых болезней хвойных насаждений в условиях интенсивного ведения лесного хо- . ояйства с одновременным фитопатологическим мониторингом заповедных лесов. Необходима также разработка системы мероприятий профилактической направленности для сдерживания степени поранения хвойных насаждений гнилевыми болезнями на экологически и хозяйственно незначимом уровне.
Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является изучение эколого-биологических и географических закономерностей распространения и вредоносности вазиейших гнилевых болезней в хвойных лесах, их влияния на развитие и устойчивость сосновых и еловых биогеоценозов, и обоснование мероприятий по снижению степени поражения насаждений до приемлемого уровня.
В основные задачи исследований входило:
1. Определение фитопатологического состояния хвойных
насавдений в разных географических условиях: от подзоны сред
ней тайги на юге Карелии до широколиственно-сосновых лесов
в Белорусском Полесье, а также в горно-поясных лесах ЧСФР.
-
Изучение эдафо-фитоценотических особенностей развития гнилевых болезней в хвойных экосистемах, подвергающихся сильному и слабому антропогенному воздействию в эксплуатируемых лесах и на заповедных территориях.
-
Установление экологических и биологических факторов, влияющих на распространение гнилевых болезней:
действие летучих выделений и этанола на рост патогенных дереворазрушающих грибов ;
роль лесной подстилки в распространении корневых гнилей ;
~ 5 -
условия плодоношения опенка осеннего ;
влияние освещенности на рост дереворазрушакцих грибов ;
развитие раневых гнилей в результате механических повреждений стволов и корней растущих дерезьев.
-
Анализ влияния изменений водного режима при гидротехнических мелиорациях на распространение и вредоносность пгалевых болезней.
-
Изучение консортивных взаимоотношений дереворазру-шащих грибов и опенка,опосредованного воздействия паразитических консортов на состояние деревьев и насаждений.
-
Экспериментальное обоснование и оценка способов ограничения развития гнилевых болезней.
-
Прогнозирование распространения и вредоносности гни-
Л2БЫХ болезней В ХВОЙНЫХ ЛЄС8Х.
Научная ногизна результатов исследований. На основе комплексного изучения биологии патогенных дереворазрушаю-щих грибов и экологии их развития в хвойных (^итоценозах дано теоретическое обоснование прогнозирования, профилактики н снижения вредоносности гнилевых болезней в хвойных лесах. \ Выявлены качественные и количественные показатели конвергенции фитопатологических процессов в географически удаленных искусственных хвойных фітоценозах. Показано, что антропогенное воздействие на сосновые и еловые леса в большей степени определяет фитопатологическую ситуацию в насаждениях, чем природные условия. В географическом аспекте установлено возрастание интенсивности усыхания насаждений, вызванное корневой губкой, с севера на юг ; в этом же направлении уси-липется и антропогенное воздействие на лес, увеличиваются площади монокультур ели и сосны. Второй по значимости патогенный гриб - опенок осенний одинаково распространен на суглинистых и глинистых почвах как в подзонах ю?пной и средней тайги, так и цшронолиствснно-сосновых лесов, но в насаждениях на песчаных почвах по мере увеличения сухости климата уызныпается и вероятность развития опенка, даяе как компонента фитоцеиозов. Определено, что оптимальные для роста хвойных пород и развития патогенных деревораэруиахцих грибов эдафические условия близки: недостаточные аэрация, тепло- и водообеспеченность почв препятствуют распространении
- б -
корневых гнилей. Впервые виявлені: оахэном-рюста влияния снижения и повышения уровня грунтовых бод в результате гидротехнических мелиорации на распространение и вредоносность гнилевых болезней в хвойных насаждениях. Изучены сук-цессионние процессы в очагах усыхания древостоев от гнилевых болезней, и обоснована концепция о положительной роли дереворазрушающих патогенных грибов, как компонентов биогеоценоза, в.усложнении и возрастании стабильности искусственных хвойных экосистем при отсутствии существенного антропогенного воздействия. Установлено влияние ряда экологических факторов на распространение патогенных грибов: освещенность, растительные выделения и этанол, эдафические условия, лесная подстилка, повревдения стволов и корней.
Впервые исследованы разные аспекты консортивных взаимоотношений патогенных грибов между собой, популяций грибов и хвойных деревьев, опосредованного влияния паразитических кон-сортов на состояние деревьев и насаждений.
Практическая значимость работы. Разработаны модели распространения гнилевых болезней в хвойных насаждениях к составлены качественные и количественные прогнозы поранения культур хвойных пород корневыми и раневыми гнилями. На основе полученных данных предложены мероприятия по ограничении гнилевых болезней в хвсйных лесах. Составлены методические рекомендации "Защита плантационных культур ели и сосны от вредителей и болезней" (ЛенНИИЛХ, 1986 и 1990 г.г.), в которых автору принадлежат разделы по защите от гнилевых болезней. Некоторые предложения учтены в методических рекомендациях "Закладка и выращивание лесосирьевих плантаций ели и сосш" (1986). Разработан и передан головной по проблеме плантационного выращивания древесины организации (ЛенНИИЛХ) план мероприятий по защите 34 экспериментальных базовых плантационных культур сосны и ели, созданных в России, Латвии и Белоруссии, на 1989-2000 г.г. Данные о фитопатологическом состоянии насаждений Березинского биосферного заповедника (фоновый уровень) используются в качестве контрольных при мониторинге лесов, подвергающихся интенсивному техногенному загрязнении.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы были представлены и обсуждались на У в ФРГ (Кассель, 1978) и УП в Канаде (іЗернон-Сиктория, 1908) Международных конференциях по
корненым и кпілі.:--рм гнилям хбоі'Нііх пород, на Европейском рэ-гнонзльном совещании по корнсм;м гнилям сосны в Польше (Незнань, 1981) ; докладывались и ебсуяадались на Международной конференции по проблемам лесной фитопатологии и микологии Б Литве (Каунас, 1991), на конференции по гнилям лесных деревьев и борьбе с ними в ЧСФР (Брно, 1983), на конференциях по защите растений в республиках Прибалтики и Белоруссии (Минск, 1979, 1987; Рига, 1976 ; Вильнюс, 1981, 1989 ; Таллин, 1985), на симпозиумах микологов и лихенологов Прибалтики и Белоруссии (Паланга, 1977 ; Рига-Надона, 1985), на региональных конференциях по защите леса от вредителей и болезней (Каунас-Гирионис, 1978, 1986; Минск, 1981, 1984), на Всесоюзном совещании по защите агролесомелиоративных насаздений от вредителей и болезней (Волгоград, 1986), на Всесоюзных конференциях по защите леса от вредителей и болезней (Москва, 1987, 1991), на ІУ Всесоюзной конференции по изучению грибов в биогеоценозах (Пермь, 1988), на УІ сьезде Всесоюзного микробиологического ебщест-а (Рига, 1980), на I Всесоюзной конференции по проблемам лесопатологического мониторинга в таёжных лесах (Петрозаводск, 1991), на Всесоюзной конференции" по проблемам лесоведения и лесной экологии (Минск, 1990), на региональных конференциях по биологическому методу защиты растений (Минск, 1984, 1990), на конференции молодых ученых Западного отделения ВАСХНШІ (Каунас, 1985), на республиканской конференции по охране лесных экосистем (Львов, 1986), на координационных совещаниях по проблемам защиты сосны и ели от корневой губки (Пушкино, 1987 ; Ивано-Франковск, 1988 ; Москва, 1989), на республиканской научно-технической ярмарке идей в технике и технологии лесного комплекса (Гомель, 1990), на конференциях Белорусского технологического института по итогам научно-исследовательских работ (Минск, 1975-1990 г.г.).
Публикации результатоз исследований. По материалам диссертации опубликовано 46 работ, в том числе 7 в зарубежных изданиях.
Личный Еклад. Исследования в лесу и в лабораторных условиях, разработка программ и методик исследований, обработка и анализ полученных данных выполнены лично автором. Отдельные эксперименты и полевые работы проводились при участии сотрудников кафедры заветы леса Белорусского технологического
- a -
института и других организаций, в т.ч. и ь ЧС'.Р. Соавтор-стсо всех участников работы отмочено в соответствующих разделах диссертации. Научные результаты,изложенные в диссертационной работе?прннадлелсат автору.
Обьем работы. Диссертация состоит из ведения, 7 глав и выводов. Содержит 310 страниц машинописного текста, 93 таблицы и 28 рисунков. Список литературы включает 753 наименования, из которых на иностранных языках 257 публикаций.
На защиту выносится: I. Доказательство конвергенции фитопатологических процессов "в географически удаленных искусственных хвойных фитоценозах и закономерной смены ниш местообитания патогенных грибов в разных геоботанических зонах. 2. Аргументация положительной о'иогеоценотической роли гни-левых болезней в ускорении хода восстановительной сукцессии в монокультурах сосны. 3. Закономерности влияния гнилевых болезней на устойчивость лесных экосистем, определяемого не столько консортивньши взаимоотношениями популяций грибов и деревьев, сколько антропогенным воздействием на природные комплексы. 4. Обоснование мероприятий по снижение степени поражения хвойных насаждений гнилевыми болезнями до экологически и хозяйственно незначимого уровня.
