Чи можливо сприяти поширенню в насадженнях дерев, стійких до шкідників і хвороб?

Природний відбір тривав тисячоліттями. Дерева пристосовувалися до певних властивостей ґрунту, коливань рівня ґрунтових вод, періодичних втрат листя внаслідок приморозків, пошкодження комахами чи копитними тваринами, ураження певними збудниками хвороб.

Класичний приклад природного відбору наводять у школі: сиділи на дереві гусениці сині, червоні, жовті, зелені. Хижаки поїдали найбільш помітних на зеленому листі, а гусениці різних відтінків зеленого кольору залишалися. Їхнє потомство було різноманітним, але і в новому поколінні виживали особини, які були малопомітними на листі. Звичайно, природний відбір мав і інші напрями – одні комахи залишали яскраве забарвлення, але виділяли отруйні для хижаків речовини, інші мали неприємний запах, треті набували вигляду страшних звірів, листочка або гілочки.
Природний відбір був спрямований на виживання виду – щоб не з’їли, щоб сховатися чи втекти, щоб забезпечити максимальне виживання потомства. А потім втрутилася людина, яка виводила породи тварин і сорти рослин, зручні для себе. Насамперед – щоб одержувати їжу, не бігати до лісу й не шукати дичину, а заходити в огороджене місце та вибирати вівцю до вподоби. Тобто щоб було що їсти і щоб тварини не розбігалися, відбирали на розмноження коротконогих і жирних, тоді як у природі такі не виживали. Рослини людина також вибирала з плодами чи корінцями найбільшого розміру, з найвищим вмістом цукру чи білку, чи жиру.
Якщо перші дії щодо штучного відбору були виправдані необхідністю нагодувати населення, що збільшувало чисельність, або з урахуванням різних потреб (корови м’ясні чи молочні), то пізніше людина почала «бавитися» – виводити півнів із п’ятиметровими хвостами, голих собак чи кішок із кучерявою шерстю або вислими вухами. Такі тварини не виживуть без допомоги людини. Загалом відомі сотні сортів троянди й винограду, десятки сортів великої рогатої худоби, собак, курей і голубів. Предки таджиків (согди) вирощували плоди абрикоса із вмістом цукру до 70%, які висихали на деревах і не опадали.
Водночас такі рослини були до смаку й іншим організмам, зокрема комахам і гризунам, а на такому смачному середовищі охоче розвивалися патогенні гриби чи бактерії. Коли людина почала вирощувати рослини для свого харчування або для годівлі свійських тварин на спеціально доглянутих ділянках, усі організми, які ми називаємо шкідливими, сконцентрувалися саме в таких місцях та інтенсивно розмножувалися. Саме тоді й постала проблема захисту рослин.
У природних лісах завжди існували організми, які живилися й розмножувалися у різних тканинах і органах дерев, переважно загиблих, сильно ослаблених, а в останню чергу – дещо ослаблених чи здорових. Лише після стихійних лих (ураганів, повеней) шкідники після розмноження на сильно ослаблених деревах могли заселяти й здорові екземпляри.
Згодом природних лісів ставало все менше, а людина «вела господарство» все інтенсивніше. Колись господар приходив у ліс і вибирав декілька дерев для побудови чи ремонту будинку, спорудження огорожі, вироблення певних предметів побуту або для опалення взимку. Вибирав таким чином, щоб сусідні дерева поступово розрослися й заповнили простір, який залишився після рубки. Коли попит на деревину збільшився, господарям стало вигідніше вирубувати не окремі дерева, а суцільні ділянки. У деяких регіонах такі ділянки самі заростають лісовими породами, але не завжди цінними з погляду господаря, і він починає створювати штучні насадження з порід, які можуть дати найбільший прибуток. Та ще й сіянці вирощує у теплицях дуже часто з насіння, зібраного в одній популяції. У міру збільшення площі лісового фонду, зайнятої насадженнями з однієї породи, одного віку та майже однакової висоти, виникають проблеми організації вчасного догляду за ними. Звісно, що якість ручного догляду вища, він дає змогу сформувати мішане насадження бажаного складу з використанням природного поновлення і за необхідності штучно підсіяних чи досаджених рослин. Але ділянки великої площі можливо вчасно обробити лише механізовано (швидко й дешево!). Для зручності роботи механізмів вилучають пні, під корою яких розмножуються корисні організми. При цьому не до індивідуального відбору, не до збереження різноманіття, десь і верхівки зрізують, і механічні травми трапляються. І чим більші такі площі, тим меншою є стійкість насаджень.
Сосна звичайна має багато переваг перед іншими породами як мало вибаглива до лісорослинних і кліматичних умов, як джерело цінної деревини та завдяки можливості порівняно легкого масового вирощування садивного матеріалу, його висаджування на лісокультурну площу та догляду.
За великих площ зрубів, що утворилися згідно з обґрунтованою розрахунковою лісосікою та внаслідок масового всихання лісів, яке відбувається останнім часом, їх можливо якнайшвидше заліснити лише цією породою. От ми й маємо – 33% лісового фонду становлять насадження сосни звичайної, причому в окремих лісгоспах ця частка становить понад 80%.
Якнайшвидше – насамперед, щоб виконати план, а до того ж, щоб нібито зменшити загрозу заселення ділянки хрущами та заростання бур’янами. Водночас у перші роки після утворення зрубу існує високий ризик пошкодження лісових культур коренежилами та великим сосновим довгоносиком (ЛВ №3, 2016). У будь-якому разі само нічого не станеться – треба щось робити: «Треба нахилитися, щоб з криниці води напитися». Стосовно важливості підтримання біорізноманіття я вже писала (ЛВ №11–12, 2016), як і про заходи щодо підвищення стійкості лісів (ЛВ №4 2016).


Поняттю «стійкість» в українській мові відповідають англійські терміни стабільність (stability) і резистентність (resistance). Коли йдеться про стабільність, мається на увазі спроможність насадження зберігати життєздатність, властивості та функції після дії різних чинників збурення, протистояти несприятливим умовам росту й розвитку. Ознаками, що є проявом стійкості, є достатні інтенсивність росту, щільність крон, забарвлення листя чи хвої. Опосередковано про стійкість свідчать частка пошкоджених, заселених і всохлих дерев, ступінь порушення структури та щільності ґрунту, розвиток підросту, підліску та трав’яного покриву.
Під резистентністю мають на увазі стійкість організмів до дії інших організмів, речовин чи інших чинників. Так, рослини можуть бути стійкими до посух, морозів, ураження певними патогенами, пошкодження комахами чи кліщами, обробки гербіцидами, а комахи, своєю чергою, – до ураження ентомопатогенними мікроорганізмами та обробки інсектицидами, фітопатогенні гриби – до дії конкурентних організмів та обробки фунгіцидами. Саме у зв’язку зі швидкою зміною поколінь шкідливі організми виробляють стійкість до пестицидів, і їхній асортимент слід постійно поповнювати, що дуже добре усвідомлюють працівники сільського господарства, на відміну від лісового, де список дозволених до використання препаратів не перевищує 10 найменувань.
Питання стійкості сільськогосподарських рослин до комах-фітофагів дуже добре вивчено. Так, виділяють чотири основні типи стійкості: антиксеноз (непривабність), антибіоз (пригнічення розвитку личинок), толерантність (підвищення спроможності рослин до відновлення) і «уникання» (псевдорезистентність, або фенологічна резистентність).
Мірою антиксенотичної стійкості сортів є чисельність певного виду шкідливих організмів (зокрема комах) на сорті, який оцінюють, порівняно зі стандартом (сприйнятливим сортом). Тобто певні рослини просто не заселяються, оскільки вони несмачні, погано пахнуть, мають колючки чи тверду кутикулу. Антибіоз оцінюють шляхом порівняння чисельності окремих стадій комахи під час живлення на рослині. Так, на каштані м’ясо-червоному гусениці каштанового мінера розвиваються у Харкові лише до ІІ віку, у Придністров’ї – до IV віку.
Толерантність сорту визначають порівнянням показників, що характеризують продуктивність пошкоджених (заселених) і непошкоджених рослин. Це може бути приріст, маса врожаю, маса 100 насінин тощо. Відбір на основі толерантності є найбільш підступним. Так, збудник виразкового раку (Fusarium circinatum) спричиняє утворення некрозів у деяких дерев сосни приморської (Pinus pinaster), які зберігають життєздатність. Водночас такі дерева підтримують існування патогена, що створює небезпеку для сусідніх сприйнятливих дерев, так само як люди-вірусоносії можуть самі не хворіти, але під час контакту заражати інших людей.
Останній тип стійкості пов’язаний із тим, що терміни й темпи розвитку певних органів рослини та шкідника чи збудника хвороб відрізняються. Класичним прикладом фенологічної стійкості є більша сприйнятливість дуба ранньої форми до пошкодження комахами-листогризами весняного комплексу та стійкість дерев пізньої форми. Водночас прояв такого типу стійкості залежить не тільки від властивостей дерева, але й від умов середовища. Так, згідно з фенологічною теорією динаміки чисельності комах, у регіонах із більш континентальним кліматом, а у межах лісового масиву – на ділянках із більшим промерзанням ґрунту розвиток яєць зеленої дубової листовійки починається раніше, ніж розвиток бруньок, тому що останній може початися лише після того, як корені почнуть всмоктувати воду, тобто після розмерзання ґрунту на відповідній глибині. Тому на момент вилуплення гусениць бруньки щойно починають розкриватися, і тому ті самі гусениці знищують пагін і листочки на початку їхнього росту. До того ж, живлення молодими тканинами, багатими на азот і позбавленими захисних речовин (танінів), є сприятливим для розвитку та розмноження комах, а за швидкого розвитку вони уникають зараження хворобами, заселення паразитоїдами та поїдання хижаками. Своєю чергою паразитоїди здебільшого зимують у лісовій підстилці й активізуються лише після її прогрівання, яке настає пізніше, ніж прогрівання крони, а ще мають пройти додаткове живлення на квітучій рослинності перед тим, як відкласти яйця на гусениць чи на листя поряд із ними. Ось і виходить, що дерево не уникає пошкодження гусеницями, а гусениці уникають дії природних ворогів.
Тому й осередки масового розмноження комах найчастіше формуються на сході України, у низькоповнотних насадженнях і біля зрубів. Водночас на заході країни, а також у густих лісах із підростом і підліском на сході співвідношення термінів і темпів розмерзання ґрунту та прогрівання повітря і ґрунту таке, що вилуплення гусениць припадає на період, коли пагін підріс, а листя стає жорсткішим. Гусениці тоді завдають меншої шкоди, тому що з’їдають таку саму кількість листя, як і в попередньому прикладі, але маса самого листя вже більша. До того ж, листя жорстке, погано засвоюється, гусениці повільно розвиваються та уразливі до ентомофагів, які в більш ранні терміни, ніж на сході, вилетіли з місць зимівлі.
За іншою класифікацією типів стійкості рослин виділяють, крім толерантності, ще якісну та кількісну стійкість. Якісну стійкість контролює один ген, тому шкідники й патогени швидко її долають. Кількісну стійкість визначають багато генів, які взаємодіють. Її важко використати у програмах селекції, але і шкідникам важче пристосуватися.
У будь-якому осередку масового розмноження шкідника або поширення хвороби лісу можна виявити несприйнятливі дерева під час наземного обстеження або на знімках з дрона чи камери. Так само під час епідемій холери та чуми уражувалося не все населення, певна частина не уражувалася взагалі, а інші хворіли в легкій формі. Дерева, які виявилися несприйнятливими, можуть бути такими завдяки кращим умовам виростання або певним успадкованим рисам. Це виявляється під час випробування потомства. Збирають насіння та висівають або щеплять живці і створюють випробні культури. Такі культури створені для відбору рослин ясена, стійких до халарового некрозу, у Великій Британії, Данії та Литві, до шишкового смолюха на ялині ситхінській, до дотистроми на сосні променистій. Іноді рослини штучно заселяють шкідниками або інокулюють патогеном (часто у теплиці для запобігання поширенню інфекції).
Іноді здійснюють гібридизацію з використанням сприйнятливих і несприйнятливих до патогена видів одного роду. Водночас гібриди можуть одержати небажані риси від стійкого батька (як жартують генетики: під час схрещування гарбуза та апельсина плоди мають розмір апельсина і смак гарбуза). У таких випадках здійснюють зворотне схрещування (беккросс), щоб повернути риси чутливого виду. Так, каштан американський (Castanea dentata), колись поширений у Північній Америці, наприкінці ХІХ століття був сильно уражений грибом Cryphonectria parasitica, занесеним із Китаю разом із каштаном китайським (Castanea mollissima), що є стійким до цього патогена. Нині відновленню каштана американського, який зберігся в невеликій кількості рослин переважно порослевого походження, присвячена діяльність спеціальної програми: спочатку створили гібриди американського та китайського каштанів, а потім їх схрестили з каштаном американським.
Одним із підходів одержання резистентних дерев є генна інженерія. Подібні дослідження проведені також із кормовими та харчовими культурами, але питання безпеки для людини залишається дискусійним.
Програми резистентних дерев доволі дорогі. Так, у період 2003-2013 рр. лісова служба США витратила $6,9 млн на дослідження та відновлення стійкого американського каштана.
Немає гарантії, що дерево, стійке щодо певного шкідника або збудника хвороби, виявиться стійким щодо дії інших шкідливих організмів, природних або антропогенних чинників.
Стійкість деяких дерев до шкідливих організмів забезпечується завдяки продукуванню ними речовин інсектицидної або фунгіцидної дії. Такі речовини, накопичуючись у лісовій екосистемі, можуть негативно впливати на нецільові види членистоногих, грибів або мікроорганізмів.
На відміну від лісового господарства, селекції рослин на стійкість у сільському господарстві приділяють велику увагу, а насіння стійких форм і різновидів, яке значно дорожче від звичайного, охоче купують і підприємства, і приватні особи, тому що бачать переваги в якості та обсягу врожаю. Працівники лісового господарства не дуже поспішають купувати насіння навіть з гарантією кращого росту та інших селекційних показників. Тим більше зростання попиту на насіння чи садивний матеріал деревних порід, стійких до певного шкідливого організму, не варто очікувати. Адже дохід від кращого росту дерев можна одержати через десятиліття, а нападу шкідника чи поширення збудника хвороби можна й не дочекатися.
Валентина Мєшкова

» ЛВ» №3-4.2018р.