Урожай семян у древесных растений — результат сложного взаимодействия всех частей кроны и, следовательно, в значительной степени зависит от ее строения. Поэтому изучение вопросов плодоношения пихты сибирской проведено нами с учетом особенностей расположения различных побегов в кроне дерева.
Исследования строения кроны проводились на срубленных деревьях в возрасте от 17 до 140 лет. В кронах деревьев подсчитывалось количество мутовок, основных и межмутовочных ветвей, измерялись межмутовочные промежутки и длина ветвей. В каждой мутовке и межмутовочном промежутке отмечались возраст и пол составляющих ветвь побегов (годичных приростов). Пол побегов у пихты сибирской легко определить по следам генеративных органов: на женских побегах отчетливо видны стержни от рассыпавшихся шишек, длительное время остаются различимыми следы и на мужских побегах.
Сведения, полученные при детальном анализе строения кроны, позволяют судить не только о количественном соотношении разных типов побегов в кроне, но и. раскрывают особенности их качественных изменений (длительность женской сексуализации, смена пола), а также воссоздают картину неравномерности урожаев.
Пирамидальная крона пихты сибирской отличается мутовчатым ветвлением, с большим количеством межмутовочных побегов. Верхние ветви обычно растут под острым углом к оси дерева, средние — под прямым, а нижние вследствие значительной длины сильно отклоняются от ствола и свисают к земле. В густых насаждениях нижние ветви из-за недостатка освещения часто отмирают и кроны деревьев оказываются несколько поднятыми над землей.
Кроны деревьев у пихты сибирской значительно отличаются друг от друга своей густотой, обусловленной различным содержанием межмутовочных ветвей. В качестве объективного признака густокронности можно использовать среднюю нагрузку одного метра оси дерева межмутовочными ветвями. У деревьев с типичной кроной она не превышает 50 ветвей, а у густокронных достигает 89.
Большая разница наблюдается и в количестве межмутовочных ветвей второго порядка. Для сравнения приведем данные о нагрузке ветвей межмутовочными побегами второго порядка на участке кроны последнего десятилетия. У типичных деревьев на одной ветви образуется в среднем от 0,7 до 3,5 межмутовочных побегов, в то время как у густокронных нагрузка ветвей — от 3,0 до 4,7 побега.
Некоторое совмещение этих показателей кроется в заведомо разном количестве ветвей первого порядка у типичных и густокронных деревьев, в результате нагрузка на ветви несколько выравнивается. В качестве наглядного примера количественной разницы межмутовочных побегов второго порядка можно привести абсолютное количество их у разных деревьев. Так, у типичных деревьев на участке кроны последнего десятилетия оно не превышает 250, а у густокронных достигает 654 побегов.
Такое строение кроны у деревьев пихты сибирской нельзя считать случайным, поскольку крона дерева представляет собой определенную систему, в которой каждый элемент играет особую роль.
Пихта сибирская, как и все представители семейства сосновых, — однодомное растение. Характерная черта цветения — раздельнополые стробилы, располагающиеся на побегах в разных частях кроны.
В связи с этим у пихты наблюдается явная разнокачественность побегов, проявляющаяся типом их сексуализации. Так же как у сосны обыкновенной и кедра сибирского, у пихты наблюдается три типа побегов: ростовые, сложные ростовые + женские и ростовые + мужские.
Наиболее простые по своему строению — ростовые побеги: удлиненные, почти гладкие, с редкими волосками и спирально сидящей мягкой хвоей. На большинстве побегов хвоя скручена у основания и расположена настильно. В наиболее затененной части кроны она располагается в два ряда (гребенчато). Заканчивается ростовой побег терминальной почкой, обеспечивающей рост в следующем году.
Сложные побеги совмещают в себе ростовой стержень с хвоей и видоизмененными побегами следующего порядка в виде микро — и мегастробилов, несущих уже генеративные функции. На этом основании некоторые авторы выделяют микростробилы и женские шишки в самостоятельные типы побегов.
Сложные ростовые + женские (кратко — женские) побеги отличаются от ростовых жесткой хвоей, отходящей в сторону почти под прямым углом, и наличием одной или нескольких вертикально расположенных женских шишек. В первый год образования такого побега на нем закладываются генеративные женские почки, из которых весной следующего года появляются шишки, созревающие осенью. Таким образом, женский побег выполняет генеративную функцию только в течение двух лет, в дальнейшем он превращается в ростовой и шишки появляются на приросте следующего года.
На нижней стороне сложных ростовых + мужских (кратко — мужских) побегов располагаются микроспорофилловые колоски от основания и в зависимости от обилия закладки до половины побега или до его вершины. Мужские побеги существуют в качестве генеративных также только два неполных года, уступая эти функции приросту следующего года.
Иногда в кроне дерева можно обнаружить обоеполые побеги, характерные для семейства сосновых, однако на таких побегах получают полное развитие генеративные зачатки обычно только одного пола.
Побеги каждого типа занимают характерное место в кроне дерева. Женские побеги появляются на хорошо развитых ветвях в верхней части кроны, образуя женский генеративный ярус, который занимает от 4 до 10 верхних мутовок и имеет протяженность 1,4—2,2 м, иногда до 3,5 м.
Мужской ярус занимает 10—20 мутовок в средней части кроны. 1—2 мутовки между женским и мужским генеративными ярусами представляют смешанный ярус. Здесь на наиболее сильных побегах образуются шишки, а более слабые несут микроспорофилловые колоски. Как правило, основные ветви смешанного генеративного яруса еще образуют женские побеги, а большинство межмутовочных ветвей, даже расположенных гораздо выше по кроне, бывают уже полностью покрыты мужскими побегами.
Нижняя часть кроны представлена только ростовыми побегами. Ростовой ярус обычно имеет протяженность около 5—10 м.