Важнейшее лесоводственное и экономическое значение имеет сосна обыкновенная (Pinus) - дерево 20-40 м высоты и 80-100 см в диаметре. Ствол в насаждениях прямой, высокоочищенный от сучьев. На открытом месте сбежистый, ветвистый, с кроной, начинающейся почти у земли. Кора внизу ствола красно-бурая, глубоко-бороздчатая, в верхней части и на старых ветвях желтовато-красная, почти гладкая, на молодых ветвях серо-зеленая. Крона в молодости конусовидная, позже округлая, даже зонтиковидная. Хвоя сизо-зеленая, остроконечная, жесткая, 4-7 см длины и 2 мм ширины, сидит пучками по 2, иногда на отдельных побегах по 3, держится на дереве 2-3 года. Парниковые цветки желтые или красноватые, сидят скученно. Женские цветки в виде овальных шишечек, во время цветения красноватые, сидят по 1-3 на конце молодых побегов. Цветет в лесах в мае-июне. Пыльца переносится ветром. Зрелые шишки удлиненно яйцевидные, длиной от 2 до 7 см и толщиной 2-3 см. Созревает на второй год после цветения. Семена удлиненно яйцевидные, 3-4 мм длины, черные, пестрые или серые, с тонким, легко отделяющимся крылышком. Содержат 30-33 % жирного масла. Сосна обыкновенно начинает плодоносить на открытом пространстве с 10-15 лет, в древостоях - с 25-40 лет. Доживает до 350-500 лет, к плодородию почвы не требовательна.

В ХГПЗ сосна занимает место одной из главенствующих и важнейших пород, несмотря на то, что сосновые насаждения здесь не являются естественными. Высадки начались около 100 лет назад (первые - 1895 год), а особенно интенсивными были в 40-60 годах. Сосны были высажены для закрепления песков в пойменной части реки Хопер, ведь сосна - властелин песчаных почв, где с ней не может соперничать ни одна древесная порода [1].

Древесина сосны обычно с розоватым или буро-красным ядром и желтовато-белой заболонью. Это ценнейшее сырьё, которое отличается высокими техническими качествами. Она очень ценна для постройки кораблей, вагонов, самолетов. Из неё делают силосные башни и различные сельскохозяйственные постройки. Из сосны делают многие предметы домашней обстановки (мебели). Широко используется в рудной и угольной промышленности в виде крепежа, на железных дорогах (шпалы, переводные брусья). Много и других ценностей, кроме древесины, содержит эта красивая вечнозелёная древесная порода.

Кора сосны, отличающаяся красивым, медно-золотистым отливом, содержит дубильные вещества и гумми, а камбиальный слой - ванилин. Из хвои сосны добывают сосновое масло и витамин С. Сухой перегонкой старых засмоленных пней получают уголь, вар, смазочные масла, колесную мазь и другие продукты. Недаром в народе издавна называют сосну «жемчужиной русского леса» [12]

Очень интересные результаты дали проводимые ранее энтомологические исследования о влиянии вредных насекомых на сосняки. Был сделан вывод, что наиболее подвержены их нападению сосны, зараженные корневой губкой.

В очагах корневой губки в 1954-1957 годах было взято 5747 модельных деревьев и на них произведён энтомологический анализ. Результаты анализа приводятся в таблице (на следующей странице).

Как видно из таблицы, пик активности насекомых- вредителей приходится на летний период времени.

Исходя из таблицы, можно сделать вывод, что преобладающими видами при заселении сосен насекомыми-вредителями являются синяя сосновая златка и большой сосновый лубоед.

Подсчеты, проводимые ранее на 200 - метровых площадках, показали, что в конце лета на один квадратный метр в среднем приходилось в 5 -метровой зоне от очага - б побегов, а за пределами этой зоны - 1-2 побега. Эти цифры подтверждают господство летней группировки стволовых вредителей и сравнительно низкую численность сосновых лубоедов.

Все работники лесных хозяйств должны хорошо знать разницу между этими двумя типами заселения и отмирания сосен в очагах корневой губки, быстро различать лубоеда и златку. Обширные знания о жуках - вредителях помогут свести вред от очагов корневой губки к минимуму, сочетая профилактику по борьбе со своевременной выборкой свежезаселенных деревьев. Последние нужно выбирать в соответствии с биологией вредителей дважды: во второй половине мая (до 1-5 июня) и в осенне-зимний период.

В целях успешной борьбы со стволовыми вредителями в очагах корневой губки важно знать, деревья каких классов роста заселяются в первую очередь. При индивидуальном перечете в очагах и 5-ти метровой полосе вокруг очага были получены следующие данные:

Из таблицы видно, что при заселении по летнему типу больше страдают деревья первых двух классов, а при заселении по весеннему типу в первую очередь поражаются деревья худшего роста. Это обстоятельство является косвенным доказательством тому, что синяя сосновая златка в условиях заповедника активнее большого соснового лубоеда. Раньше в условиях заповедника проводились химические меры борьбы в очагах корневой губки. Для этого деревья обрабатывались на высоте до 8-10 метров 6-8% эмульсией 20% концентрата минерально-масляной эмульсией ГХУГ. Обработку проводили перед началом лёта сосновых лубоедов, в середине апреля-месяца, а затем в первых числах июля - против синей сосновой златки. От химической обработки пришлось отказаться, т.к. токсичные вещества приносили непоправимый вред окружающей среде. Хвоегрызущие насекомые, объедая хвою на деревьях, нарушают их нормальный водообмен и ассимиляцию, что ведет к потере прироста и устойчивости.

Хвойные насаждения обычно резко снижают прирост под влиянием потери хвои, при повторных объединениях начинают усыхать и подвергаются нападению стволовых вредителей. Объедание хвои гусеницами сосновой совки независимо от возраста насаждения (1-4 классы) вызывает потери прироста по диаметру до 50% в год повреждения и до 100% (в среднем 88%) в следующий после повреждения год. Повреждение до 60% хвои через 1 год становится визуально не заметным. Однократное сплошное объедание ослабляет насаждение, но не приводит к гибели. Охвоенность крон восстанавливается за 2-3 года, а отпад немного превышает естественный. При двукратном объедании насаждений с уничтожением 30-60% хвои в первый год и 80-100% во второй начинается процесс распада насаждения. Устойчивость сосны повреждением хвоегрызущими вредителями зависит от условий места произрастания, состава, возраста, полноты, санитарного состояния насаждений, погодных условий и географического местоположения. После двукратного повреждения сосновой совкой и сосновым шелкопрядом насаждения обычно интенсивно усыхают [3,8].

В целях сохранения и продления жизни больных деревьев необходимо провести мероприятия по их защите от насекомых-вредителей, особенно в летний период, являющийся временем их активности. В частности, было предложено размещение искусственных гнезд для птиц от мест поражения корневой губки.

В зависимости от места появления в растущем дереве различают гнили корневую, стволовую и вершинную. Корневая гниль, начинаясь в корнях, обычно заходит также в ствол; стволовые гнили, в свою очередь, при очень сильном развитии иногда переходят в корни. По месту расположения на стволе гнили разделяют на центральную, периферическую и смешанную, центральная (сердцевидная) гниль располагается по направлению к периферии.

Особенно острое наше внимание привлекло заболевание сосняков грибком корневая губка. Это наиболее значительный из естественных факторов гибели леса. Заболевание довольно часто встречается не только в ХПГЗ, но и вообще в сосновых лесах всего мира. Грибок достаточно быстро поражает гнилью корневую систему дерева, а затем и сердцевину, тем самым перекрывая доступ питательных веществ, в результате чего дерево усыхает. Еще в самом начале процесса разрушения дерево заселяется множеством вредных насекомых, выедающих ходы в стволе и коре, съедающих луб. Таким образом они способствуют гибели дерева.

Учитывая, что очаги поражения корневой губкой занимают все большие площади сосняков, а эффективных мер борьбы с ней пока не найдено, было бы очень своевременно обратить внимание на данную проблему.

Губка корневая [Fomitopsis annosa (Fr.) Karst.=Fomes annosus (Fr.) Cke]

Корневая губка встречается на хвойных (ели, сосне, кедре, пихте, лиственнице, жевдотсуге, тсуге) и лиственных (дубе, клене, пальмовых, ясене, ольхе, березе, рябине, вереске и др.) породах. Растет изредка на старых пнях и валежной древесине.

В сосновых древостоях отмечены зависимость между степенью вреда, причиняемого корневой губкой, и условиями места произрастания: с понижением рельефа и повышением влажности почвы повреждаемость увеличивается [2].

Географически и экологически ареалы корневой губки свидетельствуют о высокой пластичности патогенна. Распространение болезни зафиксировано в умеренных зонах северного и южного полушарий, в тропиках. В умеренной зоне болезнь обнаружена в горных лесах и на равнине в различных типах лесорастительных условий.

Причинами широкого распространения корневой губки являются некоторые особенности ее биологии:

- разнообразие и обилие средств инфицирования, легкость их распространения (базидиоспоры, конидии, мицелий);

большой набор экстрацеллюлярных ферментов, которые позволяют грибу паразитировать на многочисленных древесных породах (более 150 видов) и разрушать такие стойкие соединения, как мегнин, целлюлоза, гемицеллюлоза, фенольные соединения, терпены, и другие соединения;

способность развивать огромную сосущую силу (более 80 атм.), что дает ей возможность отнимать воду от клеток растения, сосущая сила которых во много раз меньше, и переносить длительное обезвоживание субстрата;

низкая требовательность к условиям аэрации, благодаря чему гриб проникает глубоко в почву, а также способность переносить временное затопление;

способность жить в среде с кислотностью от 3,5 до 7.5 рН.

высокая адаптация к температурам (от -ЗО°С до +40°С).

Однако изучение физиологии патогенна показало, что корневая губка не обладает или обладает очень незначительной собственной антибиотической активностью, в результате чего уступает в конкурентной борьбе многим живущим в почве микроорганизмам. Также незначительна ее способность вызывать у пораженного растения - хозяина внешне заметные симптомы заболевания. Гриб характеризуется изменчивостью, которая обусловлена генетическими и экологическими причинами. Имеются сведения о существовании в природе морфологических форм, отличающихся особенностями плодовых тел, формой, цветом, консистенцией, цветом гименофора, типом ветвления грибов. Сведения о существовании рас и экотипов менее аргументированы, несмотря на обширный экологический ареал болезни, который может создать такую возможность.

Проведенные работы показали, что различная патогенность штаммов проросткам сосны не коррелирует с их культурно-морфологическими признаками. Изучение качественного состава ферментов и их активности необходимо для характеристики генетической принадлежности корневой губке, так как они определяют активность патогенна. Патогенные штаммы обладают более высокой активностью лактатдегидрогеназы и большим количеством изоферментов (пероксидазы, целлюлозы и др.) [5].

Плодовые тела корневой губки способны продуцировать большое количество спор. По данным исследований, одно плодовое тело среднего размера может давать около 2 млрд. спор.

Распространение инфекции определяется не только численностью спор, но и их жизнеспособностью. В лабораторных условиях споры, собранные в июне, сохраняют способность прорастать до 8 недель, в августе - в течение 27 недель, но после недельного хранения их всхожесть падает. В природной обстановке жизнеспособность спор сохраняется более продолжительное время - до 10 месяцев.

Базидиоспоры являются основным источником первичного заражения ранее здоровых насаждений. Оно может происходить двумя путями: через поверхность свежих пней или прямом инфицировании корней растущих деревьев и корней свежесрезанных пней. Открытие первичного заражения насаждений через поверхность свежих пней сделанное Ришбетом пол века тому назад, является значительным вкладом в биологию корневой губки.

По мере подсыхания поверхности пней и заселения их другими видами грибов снижается прорастание спор корневой губки. Установлено, на зараженность пней корневой губкой влияет не столько абсолютное количество ее спор, сколько численность спор, продуцируемых конкурирующими грибами. Источниками инфекции могут быть и конидии, образуемые мицелием. Однако их роль в распространении болезней менее изучена и неоднократно отрицалась. Конидии обнаруживают на кусках зараженной древесины, между кусочками коры на корнях сосен, на поверхности зараженных пней, в ходах насекомых. По наблюдениям в пихтарниках Алтая конидиальная стадия встречается часто, особенно на подстилке. Установлено, что конидии способны сохраняться в почве в течение нескольких месяцев, в высушенных культурах - до одного года. Конидии гриба, обнаруживаемые в экскрементах животных, могут прорастать и вызывать инфицирование. Они более термостойкие чем базидиоспоры: при температуре + 45^o С они погибают через 90-120 мин., тогда как базидиоспоры - через 40 минут. Эти данные свидетельствуют о том, что конидии являются одним из основных источников распространения инфекции.

Второй путь заражения - прямое инфицирование корней в почве базидиоспорами и конидиями - менее подвержен экспериментально, чем инфицирование через поверхность пней. Способность спор проникать через толщу почвы неоднократно отмечалась в работах ученых. Предполагают, что наличие поражения корней на большой глубине может быть вызвано прямым инфицированием спорами, проникшими через пористый песок.

Кора корней древесных пород является достаточно надежным барьером, препятствующим проникновению гифов патогенна. Внедрению мицелия в кору способствуют трещины, механические повреждения, ее слабое развитие в местах срастания или контакта корней. Этот путь проникновения инфекции изучен подробно. Спорным остается вопрос о росте гиф через неповрежденную кору. Большинство авторов подтверждает такую возможность, но имеются и достаточно серьезные возражения: гриб не может проникнуть в корень сосны, если не повреждены таннипосодержащие слои.

В древесине корней рост мицелия происходит со скоростью 2-5 см в месяц. Одной из причин сравнительно медленного роста гриба в корнях живых деревьев считается засмоление древесины. Влияние физических и химических условий патогенна в древесине сложно исследовать, так как трудно установить, кому принадлежат обнаруженные ферменты - растению-хозяину или патогенну.

О способности мицелия корневой губки расти через почву и подстилку единого мнения нет. Большинство исследователей наблюдали небольшой рост мицелия (в пределах нескольких сантиметров) или отсутствие роста. Это объясняют наличием в подстилке и в верхних гумусированных горизонтах почвы микроорганизмов, антагонистичных корневой губке. По мнению Ходжеса, мицелии корневой губки могут прорастать не более, чем на несколько сантиметров. Все спороносящие плодовые тела, обнаруженные в подстилке, были прикреплены к мелким корням. Рост мицелий в глубоких горизонтах почвы более вероятен благодаря низкой населенности микроорганизмами. Экспериментальными работами подтверждена связь между активностью роста мицелия в почве и численностью микроорганизмов. Под влиянием экстрактов и летучих выделений из почвы и подстилки происходит не только угнетение, но и низис гифов патогенна. В неблагоприятных для микрофлоры условиях, особенно при длительной засухе облегчается рост мицелия в не стерильной среде. Кроме того, у корневой губки обнаружены ответвления мицелия в виде пучков, подобных ризаиффам опенка, которые более устойчивы к воздействию антагонистов и растут быстрее, чем одиночные гифы. Такие образования также способствуют очаговому распространению болезни. Распространение корневой губки ускоряется благодаря способности мицелия расти по поверхности корня с большей скоростью, чем в древесине. Благодаря таким способностям патогенна очаги увеличиваются до 2 ми более в год [5].

Местом заражения являются пораженные корни, иногда гечевички здоровых корней, грибница из корней быстро проникает в ствол, где вызывает центральную гниль. В начальной стадии гниения древесина в центральной части ствола приобретает фиолетовую окраску. При дальнейшем течении болезни в древесине появляются белые продолговатые пятна, у ели - с черными полосками в центре. В клетках этих полосок скопляются бурые гифы с толстыми стенками и бурая жидкость. В конечной стадии на месте черных полосок начинают появляться пустоты, и древесина становится ячеистой, дряблой, ситовой.

Как показывают исследования, на постоянных пробных площадях, зараженность деревьев на освещенных местах уменьшается. Это объясняется биологией гриба, который избегает света и образует плодовые тела на нижней стороне корней и в пустотах между корнями; на верхней поверхности корней (над землей) плодовые тела образуются только в густых древостоях. Как и у больших частей рассмотренных вредителей, число зараженных грибом деревьев возрастает с увеличением их возраста. У сосны, зараженной корневой губкой, гниль из корней не идет выше высоты пня, что объясняется воздействием смолы, образующейся здесь в большом количестве [5, 9].

Ущерб от корневой губки и сопутствующих ей факторов (массовое размножение вредителей, ветровалы) слагается из потери прироста древесины, снижения качества товарной продукции, дополнительных расходов на многократные санитарные рубки, облысение вырубок с высоким инфекционным фоном, преждевременные рубки насаждений и т.д. Особое место занимают разновидности ущерба, заключающиеся в снижении разнообразных функций леса (водоохранных, почвозащитных), что особенно резко проявляется в горных лесах. Увеличивается пожарная опасность, ухудшаются рекреационные свойства лесов. Возникающие очаги корневой губки и вторичных вредителей нарушают эстетическую ценность таких лесов, делают их опасными из-за частых ветровалов.

Борьба с корневой губкой является одной из важнейшей проблем окружающей среды. Отсутствие радикальных мер борьбы с болезнью вызывает необходимость проведения интенсивных исследовательских работ.

Очаг образуется в виде группы погибших деревьев и растет от центра к периферии. В результате удаления усохших деревьев в насаждениях образуется окно, окруженное кольцами усыхающих деревьев, заселенных вредителями. При сильном развитии мелких очагов происходит их слияние, и в IV классе возраста насаждения разрушаются, становясь жертвой короедов и других стволовых вредителей. Все очаги находятся в чистых сосновых насаждениях, в смешанных насаждениях они отсутствуют. Очаги корневой губки встречаются только в насаждениях старше 20 лет.

Основная масса очагов корневой губки приурочена к насаждениям III класса возраста, занимающим всего 14,2% от общей площади сосновых культур (см. таблицу). На эти насаждения следует обратить особое внимание. Большая зараженность сосновых культур в III классе возраста подчеркивает также прогрессивный характер заболевания, его развитие с возрастом, а, следовательно, и степень угрозы для подрастающих культур, занимающих значительно большие площади. Поэтому весьма важно выявление только возникающих очагов и строгое соблюдение всех правил профилактики.

Скрытый или еще только возникающий очаг характеризуется появлением единичных наклоненных деревьев, повышенным количеством ветровала и свежезаселенных деревьев. На дальнейших этапах развития очагов на прогалинах, образовавшихся в местах отмирания деревьев от корневой губки, сильно развивается степная растительность (особенно злаки), препятствующая развитию соснового самосева, который обычно сохраняется в самом центре очага. Постепенно в очаге остаются только пни и отдельные деревья, которые или оказались имунны к корневой губке, или переболели и начали восстанавливаться. У этих деревьев бросается в глаза резкое увеличение прироста по высоте за последние годы, густое охвоение и темно-зеленая хвоя.

Ослабление деревьев, зараженных корневой губкой, происходит под влиянием патологического процесса. Зараженные губкой корни дерева отмирают. Отмирание сопровождается местным и обильным внешним смоловыделением. В толще коры и древесины корня, особенно в толстой его части, у основания образуются смоляные натеки, кармашки, осмол корней.

Эта защитная реакция дерева приводит к постепенному образованию в пораженных корнях смоляной пробки, вследствие чего корневая система отключается от ствола и кроны дерева. Кольца корней постепенно отмирают, а затем быстро сгнивают без последующего просмоления древесины.

По мере отмирания корневой системы от корневой губки, падает водоснабжение дерева. Оно сказывается сначала на падении прироста по диаметру и высоте, появлению укороченных майских побегов и более короткой хвои. В дальнейшем происходит опадение части хвои прошлых лет, крона становится изреженной, ажурной, с щеткообразными побегами, хвоя утрачивает блеск и бледнеет, а затем начинается ее легкое пожелтение.

Под воздействием сосущей силы кроны происходит постепенное обезвоживание корней и основания ствола. Крона продолжает еще функционировать за счет резервов влаги в стволе и слабых поступлений от корней, оставшихся непораженными губкой, но все ее физиологические процессы резко снижаются.

Несмотря на развитие патологического процесса, деревья долго сохраняют жизнеспособность и погибают только после отмирания 80% всех корней. Поэтому развитие очагов происходит медленно. Гибель деревьев и развитие очагов ускоряется стволовыми вредителями, заселяющими больные, но еще вполне жизнеспособные деревья. Заселение деревьев стволовыми вредителями может происходить весной, во время лёта сосновых лубоедов первой генерации.

В очагах корневой губки в 1959 году наблюдайтесь значительная концентрация птиц - малого пестрого дятла и пищухи. В августе месяце они активно уничтожали личинок сосновой златки. На многих модельных деревьях были уничтожены почти все личинки. Привлечение дуплогнездников в сосновые насаждения, осуществляемые заповедником, дает положительные результаты и может быть рекомендовано для других лесхозов [12].

Одной из профилактических мер, которые применяют в очагах корневой губки, является санитарная вырубка. Она заключается в том, что деревья, ограничивающие очаг, т.е. заболевшие, с явными признаками (высохшая крона, ветви), вырубаются и вывозятся. Также в ХГПЗ применяются санитарные чистки леса от упавших стволов зараженных деревьев. В основном, древесина, выбранная путем санитарной рубки, используется на нужды сотрудников заповедника и самого заповедника, т.к. газ в село Варварино не подведен. По отчетам из материалов 1995-1998гг. нами была составлена следующая таблица:

Из таблицы следует, что ежегодно корневой губкой уничтожаются все новые и новые, большие и большие площади сосновых насаждений, и что если не принять действенных мер по борьбе с этим заболеванием, оно может нанести непоправимый урон [6, 11, 12].

Древоразрушающие грибы, вызывающие гниль древесины стволов и корней у растущих деревьев, приводит к отмиранию дерева и ослаблению его роста, и в то же время причиняют технический вред, понижая выход деловой древесины.

Грибы, вызывающие центральную гниль, причиняют дереву главным образом технический вред. Деревья, зараженные этими грибами, физиологически почти здоровы, но при дальнейшем росте процент гнили в них из года в год увеличивается. Оздоровление древостоев и повышение их продуктивности проводится путём введения устойчивых к стволовой гнили форм древесных пород, создание наиболее благоприятных условий роста для древостоев, удаление из леса источников заражения, применение лесохозяйственных мер, предупреждающих распространение древообразующих грибов.

Из мер, предупреждающих распространение в сосновом лесу грибов, вызывающих гнили стволов и корней, следует отметить разведение смешанных древостоев, в которых подверженная заражению грибом порода защищена деревьями другой породы, устойчивой против данного гриба.

Другой мерой, предупреждающей распространение в лесу грибных вредителей, является смена пород и отвод зараженных участков на некоторое время под другой род пользования [8].