Кедр сибирский

2.2 Селекционная оценка насаждений

Базой для организации лесного семеноводства на генетико-селекционной основе являются лучшие естественные или искусственные насаждения, выделяемые при селекционной инвентаризации.

Селекционную инвентаризацию проводят в спелых, приспевающих и средневозрастных естественных насаждениях определенных групп типов леса, в лесных культурах того же возраста, созданных из семян известного происхождения, и высокопродуктивных культурах интродуцированных видов лесных растений, генофонд ж которых подлежит охране и использованию в целях селекции. При селекционной инвентаризации выделяют следующие категории насаждений : плюсовые, нормальные и минусовые.

В плюсовых насаждениях проводят сплошную подеревную селекционную инвентаризацию с выделением плюсовых деревьев.

Нормальные насаждения - насаждения, имеющие высокую и среднюю для данных типов лесорастительных условий продуктивность и устойчивость, а также хорошее и среднее качество.

Минусовые насаждения - насаждения с низкой для данных типов лесорастительных условий продуктивностью, имеющие в своем составе значительное количество минусовых деревьев

При селекционной оценке деревьев их также подразделяют на три категории: плюсовые, нормальные и минусовые.

Признаки, по которым отбирают плюсовые деревья, определяются конечными целями селекции.

При селекции на повышение продуктивности и качества лесов в категорию плюсовых в основных типах лесорастительных условий, в первую очередь в плюсовых насаждениях, отбирают деревья, отличающиеся прямоствольностью, полнодревесностью, хорошим очищением стволов от сучьев, отсутствием вильчатости, устойчивостью к неблагоприятным факторам среды, вредителям и болезням. В одновозрастных, чистых по составу высокополнотных насаждениях плюсовые деревья должны превышать средние показатели древостоя (для соответствующей фенологической формы) по высоте на 10% и более, по диаметру - на 30% и более. В насаждениях, пройденных постепенными и выборочными рубками, допускается выделение плюсовых деревьев, превосходящих средние показатели древостоя по высоте не менее чем на 8%, диаметру - на 20%,но отвечающие всем вышеперечисленным требованиям. В разновозрастных насаждениях, возраст деревьев которых различается более чем на один класс, отбор плюсовых деревьев проводят отдельно в пределах каждой возрастной группы (поколения).

Критерии отбора плюсовых деревьев для специальных целей (продуктивность биомассы, особые технические свойства древесины, содержание таннидов в коре, урожайность и качество плодов и семян, смолопродуктивность, иммунность, устойчивость к неблагоприятным природным и антропогенным факторам) определяются соответствующими рекомендациями научно-исследовательских учреждений. При этом превышение высоты и диаметра отбираемых деревьев над средними показателями насаждения можно не учитывать.

У интродуцированных видом лесных растений к плюсовым относят семеносящие деревья, отличающиеся высокой устойчивостью в новых климатических условиях, лучшими показателями по росту, качеству ствола и другим селектируемым признакам.

Выделение плюсовых деревьев проводят в плюсовых и нормальых насаждениях, в минусовых насаждениях их отбор запрещается.

Нормальные деревья - деревья, составляющие основную часть насаждения, хорошие и средние по росту, качеству и состоянию

Минусовые деревья - низкокачественные с различными пороками и дефектами (кривоствольность, вильчатость, фаутность и т.д.) деревья верхнего яруса, а также деревья, отставшие в росте и имеющие высоту и диаметр в одновозрастном насаждении не менее 80% от средних по насаждению.

3. Методика закладки плантаций

3.1 Архивы клонов и маточные плантации

Архивы клонов создаются с целью гарантированного сохранения генотипов плюсовых деревьев. При сохранении генофонда плюсовых деревьев исходят из того, что каждый генотип уникален, при гибели этого дерева потеря его генотипа невосполнима. Архивы клонов используют также в качестве экспериментальных объектов для проведения контролируемых скрещиваний с целью оценки наследственных свойств плюсовых деревьев по общей или специфической комбинационной способностью. Кроме того, клоны оценивают по таким показателям, как быстрота роста, сроки начала и окончания вегетации, особенности цветения и плодоношения (семеношения), урожайность и качество семян к экстремальным погодным условиям, вредителям и болезням.

Создание архивов клонов возможно двумя путями: прививкой на специальные подвойные культуры, посадкой привитых сеянцев или саженцев. Архивы клонов закладывают в лучших типах лесорастительных условий для соответствующих видов лесных древесных растений, на участках, однородных по почвенным условиям и имеющих ровный рельеф, как минимум в двух пунктах соответствующего региона. Архивы клонов создают по той же технологии, что и ЛСП 1 порядка, с той разницей, что каждый клон должен быть представлен в архиве не менее. Чем 15-20 растениями. При этом клоны размещают рядами (отрезками рядов) в двух повторностях. Размещение растений в рядах и между рядами допускается меньшим, чем на лесосеменных плантациях.

В архив клонов вводятся потомства всех аттестованных плюсовых деревьев данного субъекта Федерации. С целью систематического пополнения архива при проектировании предусматривается резервная площадь.

Маточные плантации создаются вегетативным потомством плюсовых деревьев. Этот объект закладывают с целью получения черенков, которые используются для закладки лесосеменных плантаций. Также маточные плантации выполняют функции сохранения генофонда плюсовых деревьев.

Маточные плантации закладывают в местах создания клоновых ЛСП, в питомниках, специализированных на выращивании селекционного посадочного материала.

Участок для закладки маточной плантации должен удовлетворять тем же требованиям, что и площадь под лесосеменную плантацию конкретной породы.

Маточные плантации создают способами, принятыми при закладке клоновых ЛСП: привитыми сеянцами или саженцами, на специальные подвойные культуры и другими. Размещение растений должно быть менише, чем на лесосеменной плантации в 1,5-2 раза, например, для сосны - 4х5м, для ели - 3х3м. клоны размещают на маточной плантации рядами по заранее разработанной схеме. Каждый клон должен быть представлен 10-15 раметами. Заготовку черенков на маточной плантации начинают с 4-5-летнего возраста, при этом крому дерева за один прием нельзя изреживать больше, чем на 20%. Сроки заготовки черенков, а также способы их хранения аналогичны срокам и хранения заготовки черенков с плюсовых деревьев.

3.2 Плантации 1 порядка и испытательные культуры

После выделения плюсовых деревьев можно проводить три вида селекционных работ (рис.1):

а) закладка архивно-маточных плантаций;

б) закладка плантаций I порядка;

в) закладка испытательных культур полусибсов.

Рис. 1. Первый этап селекционной работы по проверке плюсовых деревьев

Архивно-маточные плантации

Архивно-маточные плантации закладывают путем прививки черенков на неотселектированные подвои местного происхождения. Число растений одного клона (рамет) - 10-20. Их размещают линейно или блоками, на расстоянии 6 х 6 или реже, чтобы обеспечить свободное стояние деревьев в течение всего периода их эксплуатации (рис. 2, 3). Обычно архивно-маточные плантации создают при научно-исследовательских организациях и лесосеменных опытных станциях.

Рис. 2. Линейное размещение рамет на архивно-маточных плантациях

Рис. 3. Размещение рамет на архивно-маточных плантациях блоками

В связи с трудностью заготовки черенков с высоких деревьев и их плохой приживаемостью на архивно-маточных плантациях заготавливают материал для прививок. Заготовка черенков может начинаться с 4-5-летнего возраста в количестве 3-5 штук с одного дерева.

Кроме этого, архивно-маточные плантации могут быть использованы в работе по оценке плюсовых деревьев.

Архивно-маточные плантации являются основой для закладки лесосеменных плантаций I, II и III порядков.

2) Лесосеменные плантации I порядка

Плантации I порядка закладываются прививочным материалом, взятым с плюсовых деревьев или архивно-маточных плантаций. На них проводят оценку вегетативного потомства (клонов) плюсовых деревьев.

Другой важной хозяйственной целью плантации I порядка является получение качественных семян для закладки культур общего назначения. Семена, собранные с плантаций I порядка, называются "улучшенными", т.к. представляют собой потомство только плюсовых деревьев.

Лесосеменные плантации I и последующих порядков общего и целевого назначения закладывают в лесорастительных условиях соответствующих данной древесной породе при соблюдении следующих требований:

а) плантация должна быть изолирована от насаждений того же вида (доля фоновой пыльцы не более 20%);

б) число кланов ("+" деревьев) не менее 20-25;

в) каждый клон представлен 20-25 повторностями (раметами);

г) площадь плантации не менее 3-4 га;

д) расстояние между клонами 8 х 8 м (10 х 10 м);

е) расстояние между одноименными клонами не менее 20 м (во избежание инбридинга = инцухта = самоопыления);

ж) содержание растений на плантации ведется на высоком агротехническом уровне (внесение удобрений, сидератов, обрезка кроны, механизированные уходы и др.).

Размещение клонов на плантации при этом может быть различным: линейное, прямоугольное, спиральное и рассеянно-сбалансированное.

Рассеянно-сбалансированная система размещения наиболее целесообразна, так как позволяет избежать одного и того же сочетания клонов.

На плантациях I порядка ведется работа по получению семян для оценки плюсовых деревьев по потомству. Она предусматривает оценку комбинационной способности потомства на селектируемый признак методами поликросса, топ-кросса и диаллельного анализа, которые изложены в разделе 3.

3) Испытательные культуры

Испытательные культуры закладываются семенами плюсовых деревьев от свободного опыления (полусибсы). Закладка их проводится по семьям. Потомство каждого плюсового дерева высаживают делянками прямоугольной или квадратной формы, т.е. блоками. В каждом блоке размещают 100 растений по схеме 3 х 1.

Число саженцев каждого плюсового дерева для получения статистически достоверных результатов должно быть не менее 300 - 400. Чтобы уменьшить влияние внешней среды на результаты опыта, потомство каждого плюсового дерева высаживают в 3-4-кратной повторности.

Одновременно с испытательными культурами плюсовых деревьев закладываются контрольные культуры из семян общего сбора того же насаждения. При наличии достоверных преимуществ потомства плюсовых деревьев перед контролем по комплексу показателей, материнское плюсовое дерево относят к категории элитных (Чудный, 1985).

Установлено три срока испытания потомства плюсовых деревьев: до 5 лет - краткосрочное испытание; 10-20 лет - среднесрочное; от 50 до 100 лет - долгосрочное (возраст технической спелости).

Чаще всего краткосрочные испытания проводят на быстроту роста. Для лесосеменных плантаций II порядка отбирают плюсовые деревья, потомство которых достоверно отличается по высоте от контроля.

Рис. 4. Схема селекционной работы по созданию лесосеменных плантаций II порядка при семенном размножении

3.3 Плантации 2 3 порядка

1) Понятие о комбинационной способности

Для создания лесосеменных плантаций общего и целевого назначения необходимо проверить плюсовые деревья (отобранные по фенотипу) по потомству. При этом проверяют их общую и специфическую комбинационные способности (ОКС и СКС).

ОКС дерева - это способность его давать при скрещивании с другими деревьями определенный средний уровень развития признака. ОКС будет выше у того дерева, у которого среднее значение признака потомства выше, чем у других. Считается, что ОКС - равнодействующая аддитивных (суммарных = полимерных) генов, которые контролируют количественные признаки (высоту, диаметр, величину прироста и др.).

СКС - комбинационная способность конкретной пары деревьев давать определенную величину признака в потомстве. Определяется обычно после предварительной оценки по ОКС.

На основе ОКС и СКС рассчитывается средняя ценность М_ХY пары родителей (X и Y) по потомству:

M_XY = ОКС_X + ОКС_Y + СКС_XY

Оценка плюсовых деревьев по ОКС и СКС проводится методами поликросса, топ-кросса и диаллельного скрещивания.

Генетический анализ по потомству проводят для всех плюсовых деревьев данной популяции. Число плюсовых деревьев должно быть достаточно представительно, так как для лесосеменной плантации отбирают 20 - 25 деревьев.

Это особенно важно учитывать при создании лесосеменных плантаций общего назначения пород-лесообразователей. Меньшее число деревьев на плантации обедняет генофонд получаемых семян.

При создании лесосеменных плантаций целевого назначения (декоративность древесины, длина волокна, газоустойчивость) число деревьев на плантации может быть уменьшено до 5 - 9 (Некрасов, 1973; Погиба, 1986).

2) Метод поликросса

Смесью пыльцы с нескольких деревьев опыляют испытуемые деревья, по среднему значению высоты потомства в 2-3-летнем возрасте дают оценку материнских деревьев по ОКС на быстроту роста

3) Метод топ-кросса

Метод скрещивания, применяемый для определения ОКС и СКС плюсовых деревьев. Он состоит в том, что материнские (+) деревья скрещивают с одним, специально подобранным отцовским (>) плюсовым деревом, называемым тестером или анализатором (Гуляев, Мальченко, 1983). Тестеров может быть один или несколько из числа наиболее перспективных плюсовых деревьев.

При топ-кроссе пыльцой одного дерева-тестера опыляют испытуемые деревья

4) Метод диаллельных скрещиваний

Диаллельное скрещивание - попарное скрещивание родителей с целью выявления их ОКС и СКС. Диаллельный анализ является наиболее трудоемким, но самым информативным методом генетической оценки плюсовых деревьев.

5) Расчет средней ценности родительских пар

Средняя ценность родительских пар определяется по формуле (Бороевич,1984):

М_xy = ОКС_x + ОКС_y + СКС_xy ,

где X - среднее значение признака одного родителя;

Y - среднее значение признака другого родителя.

Эта формула применяется в селекции сельскохозяйственных растений-самоопылителей, формула должна быть преобразована следующим образом (Зуихина, Погиба, 1989):

Mxy = (ОКС_+Х + ОКС_>Х)/2 + (ОКС_+Y + ОКС_>Y)/2 + (CКС_XY + CКС_YX)/2,

Это позволяет вычислить генетическую составляющую селекционного признака пары родителей, учитывая, что каждый из них является одновременно материнским и отцовским растением.

4. Закладка плантации целевого или общего назначения

4.1 Выбор места для плантации с учетом лесорастительной зоны и фоновой пыльцы

Оценку пригодности участка под плантации проводят с учётом эколого-биологических и экономических факторов. При учете эколого-биологических факторов необходимо исходить из следующих положений.

Почвы плантации должны быть достаточно плодородными, с содержанием гумуса в верхнем горизонте более 2%, хорошо дренированными, свежими, легкого и среднего механического состава. Такие почвы обеспечивают хорошее развитие корневой системы, облегчают выкопку посадочного материала и лучшее сохранение их корневой массы при выкопке.

Во избежание поражения всходов сеянцев грибами, вызывающими полегание сеянцев, необходимо избегать площадей с тяжелыми суглинистыми почвами. Участки, засоренные злостными корнеотпрысковыми и корневищными сорняками, для питомников крайне нежелательны. Не допускается оставлять на территории плантации отдельные сосновые и осиновые деревья. Не рекомендуется располагать плантации поблизости от стен соснового и осинового леса, чтобы избежать возможного заражения сеянцев сосны грибком шютте и сосновым вертуном. Плантации не следует закладывать на заселенных вредителями и болезнями участках.

Важно, чтобы рельеф участка был ровным или с равномерным уклоном до 2-3є . Экспозиция склона должна быть: в лесной и лесостепной зонах - западной и юго-западной, в степной - западной, северо-западной, северной и северо-восточной. Это объясняется тем, что северные склоны весной позже оттаивают, на восточных склонах в утренние часы происходит резкая смена температур, на южных склонах наблюдается перегрев и иссушение почвы.

Плантации необходимо располагать около источников воды или в местах, где можно устроить водоемы для полива пресной водой. Залегание грунтовых вод должно быть на глубине для песчаных почв 1- 1,5 м, супесчаных - не менее 2,5 м, суглинистых - не менее 3-4 м. При залегании грунтовых вод на корнедоступной глубине вегетация растении задерживается, и они не успевают к зиме одревеснеть.

При учете экономических факторов исходят из следующих соображений. Постоянные плантации должен располагаться в центре обслуживаемой территории, вблизи населенных пунктов и иметь подъездные пути круглогодового действия, обеспечивающие своевременную вывозку посадочного материала и доставку в питомник удобрений, гербицидов, горюче-смазочного материала, машин и механизмов и т.п. Плантацию желательно располагать ближе к конторе лесхоза (леспромхоза, лесокомбината), чтобы обеспечить лучшее управление хозяйством.

Список литературы

1. И.И. Дроздов "Интродукция кедра сибирского в европейскую часть лесной зоны России. - М., 1998

2. Вересин М.М., Ефимов Ю.П., Арефьев Ю.Ф. Справочник по лесному селекционному семеноводству.- М.: Агропромиздат, 1985

3. Шапкин О., Погиба С., Зуихина С., Макарова Т. Оценка плюсовых деревьев ели в Щелковском учебно-опытном лесхозе: Сб. докл.- Зволен, 1990

4. Бороевич С. Принципы и методы селекции растений.- М.: Колос, 1984

5. Е.В. Прохорова, Э.П. Лебедева Технология создания объектов единого генетико-селекционного комплекса

6. www.forex.ru Все о российских лесах

7. www.zvenkedr.ru Звенящие кедры

8. www.medikomed.ru Научные исследования : Научные статьи о сосне кедровой сибирской

9.Любавская Лесная селекция и генетика конспект лекций

10. Любавская Практикум по лесной селекции и генетике

11. Царев, Погиба, Тринин Селекция, репродукция лесных древесных пород

Размещено на Allbest.ru