Лесопитомник Лесное > Вопрос-ответ \ статьи > Библиотека озеленителя > Лесные деревья и кустарники > Лесные селекционно-семеноводческие объекты и их организация

Раздел 1. Лесное семеноводство

Глава 2. Лесные селекционно-семеноводческие объекты и их организация

2.1.6. Особенности лесного семеноводства в районах Крайнего Севера

Наибольшие трудности в обеспечении качественным семенным материалом лесоводы испытывают в северных регионах России (севернее 63° северной широты), где неблагоприятные климатические условия обусловливают редкие и небольшие урожаи семян, низкое их качество, а также позднее вступление деревьев в период плодоношения. Зоной устойчивого вызревания семян считают территории южнее 63° северной широты.

Результаты изучения ранее заложенных географических культур показали способность северных климатипов при переносе на юг давать регулярные и относительно обильные урожаи семян (посадочный материал ). Это положение используют финские лесоводы, для которых обеспечение Лапландии полноценными семенами является одной из самых актуальных задач лесовосстановления. Ими разработаны и применяются рекомендации по созданию ЛСП северными клонами на юге Финляндии с последующим использованием полученных семян в промежуточной части - между местом закладки лесосеменных плантаций и местом заготовки черенков для них.

Для обеспечения районов Крайнего Севера России семенным материалом - посадочный материал, местного происхождения с высокими наследственными свойствами рекомендуют создавать ЛСП северных экотипов в более южных районах. Северный научно-исследовательский институт лесного хозяйства (СевНИИЛХ) доказал целесообразность создания ЛСП северных экотипов сосны в районах, отстоящих на 3° с. ш. и более к югу от места расположения маточных популяций. При меньшей дальности переброски семей (клонов) ожидаемый эффект от увеличения выхода и повышения качества семян за счет стимулирующего влияния улучшения условий произрастания будет низким. Северная граница создания таких ЛСП ограничивается вызреванием семян и происходит примерно по 63-й параллели. Южная граница размещения ЛСП не устанавливается. Однако, учитывая, что территория России в пределах европейской части имеет большую протяженность, СевНИИЛХом выделена условная пограничная величина дальности "перемещения" черенков (семян), соответствующая 8° с. ш. При перемещении в пределах 8° с. ш. от места их заготовки к югу возможно достаточно полное свободное скрещивание северотаежной сосны с местной в качестве опылителя. При отсутствии "своей" пыльцы на ЛСП, особенно в молодом возрасте, пыльца окружающих сосняков обеспечивает необходимое опыление, а часто и значительный урожай семян. С возрастом доля "чужой" пыльцы снижается за счет образования достаточного количества микростробилов у клонов (семей) на ЛСП. Использование семян, полученных на таких ЛСП, допускается на всей территории между местом закладки ЛСП и родиной материнских деревьев.

При "перемещении" черенков (семян) северотаежных климатипов сосны в пункты для создания ЛСП, отстоящих от места заготовки черенков (семян) более чем на 8° с. ш. к югу, будет усиливаться несовпадение амплитуды "цветения" и пыления северотаежных и местных сосен. Семена, полученные при столь отдаленной гибридизации, могут иметь низкую генетическую ценность. На таких ЛСП для повышения доли собственной пыльцы необходимо вводить в клоны опылители в количестве не менее 20 %.

2.1.7. Селекционные категории семян

В зависимости от происхождения и наследственных свойств заготовленные для посевных целей семена лесных растений подразделяются на сортовые, улучшенные и нормальные. Сортовые семена заготавливают на объектах, прошедших генетическую оценку по потомству, выделенных в качестве сортов-популяций, сортов-гибридов и включенных в Государственный реестр охраняемых селекционных достижений, в том числе:

на ЛСП второго порядка, созданных с использованием вегетативных потомств элитных деревьев;
на ЛСП первого порядка, ПЛСУ и в иных насаждениях, генетическая ценность которых подтверждена результатами испытаний их семенных потомств. Улучшенные семена заготавливают на лесосеменных объектах, созданных или выделенных на основе отбора по фенотипу, но не испытанных по потомству, в том числе:
на ЛСП первого порядка (клоновых и семейственных), а также на ЛСП повышенной генетической ценности;
на ПЛСУ, сформированных в культурах, созданных из семян, заготовленных в плюсовых насаждениях, с плюсовых деревьев и на ЛСП (при этом указанные семена должны быть заготовлены не менее чем с 50 деревьев, клонов, семей);
в плюсовых насаждениях.

Нормальные семена заготавливают на ПЛСУ (кроме указанных выше случаев), ВЛСУ, а также с нормальных деревьев (в том числе и на лесосеках) нормальной селекционной категории.

2.1.8. Мероприятия по усилению семеношения (плодоношения) объектов ПЛСБ

Семеношение во многом зависит от хозяйственной деятельности лесовода. Для обеспечения обильного семеношения проводят изреживание насаждений, формирование низкоштамбовых семенных деревьев, рыхлят почву, ведут борьбу с травянистой растительностью, вредителями и болезнями, высевают люпин и другие травы, обогащающие почву азотом и органическими веществами, вносят удобрения, применяют известкование, биологически активные вещества и т. п.

Основные мероприятия по усилению и ускорению плодоношения ПЛСБ - изреживание лесосеменных объектов и формирование крон семенных деревьев (рис. 3). При этом улучшается световое питание, что ускоряет развитие крон деревьев, вызывает формирование низко-опущенной кроны и усиливает плодоношение; лучшее прогревание почвы активизирует микробиологические процессы в ней. Семенным деревьям изреживание должно создавать условия свободного стояния. Его проводят в несколько приемов с интенсивностью, которую можно допустить по биологическим свойствам породы и условиям произрастания, не вызывая снижения жизнеспособности насаждения. Ко времени окончания формирования ПЛСБ на 1 га оставляют в ЛСП 100...200 шт. семенных деревьев, в ПЛСУ-150...300 шт.

посадочный материал

РИС. 3. КРОНА СОСНЫ, СФОРМИРОВАВШАЯСЯ ПОСЛЕ УДАЛЕНИЯ ГЛАВНОГО ПОБЕГА

Искусственное формирование крон семенных деревьев способствует значительному сдерживанию их роста в высоту и увеличению диаметра кроны. Под формированием кроны понимают обезвершинивание - периодическое удаление 3...4 приростов главного побега и обрезку сильно разросшихся боковых.

Почву следует рыхлить в течение всего срока эксплуатации, а минеральные удобрения вносить под кроны один раз в 3...5 лет. На кислых почвах проводят известкование. Урожай и качество семян на объектах ПЛСБ зависят не только от представительства клонов и размещения семенных деревьев на площади, но и от наличия ветровых потоков в период цветения. Семена, заготовленные на участках, расположенных в защищенных от ветра местах, имеют более низкую всхожесть и меньше полнозернистых семян. Особенно это относится к лиственнице, так как ее пыльца не имеет воздушных мешков, в результате чего основная масса (до 60 %) оседает под кронами материнских деревьев, а остальная часть распространяется не далее чем на расстояние, равное 2,5...3-кратной высоты дерева. С целью повышения полнозернистости и всхожести семян лиственницы следует применять в течение 2...3 сут. в период ее цветения искусственный ветровой поток, который восполняет недостаточные естественные потоки и тем самым улучшает условия для перекрестного опыления. Для этой цели могут быть использованы: сельскохозяйственный агрегат ОВТ-1С или другие механизмы, создающие направленные воздушные потоки. Наши исследования показали, что применение искусственного ветрового потока на ЛСП лиственницы повышает полнозернистость семян в 1,4 раза.

2.1.9. Лесосеменное районирование, генетическая оценка деревьев и насаждений

Генетическая неоднородность семян древесных пород в пределах обширных ареалов и условий местопроизрастания является одним из основных факторов, определяющих успех лесовосстановления и лесоразведения (см.: садовый центр). Перенесение семян из одних районов в другие без учета различий в наследственных свойствах еще в прошлом столетии привело лесное хозяйство ряда стран Западной Европы и России к большим неудачам: гибели культур, получению насаждений с низкой производительностью или малоценных, криво-ствольных и суковатых древостоев.

В большинстве развитых стран на основании научно-исследовательских данных в законодательном порядке осуществляется регулирование пользования лесосеменным фондом по географическим районам. В нашей стране таким документом является "Лесосеменное районирование основных лесообразующих пород в СССР" (1982).

Под лесосеменным районированием понимают разделение территории страны на части относительно однородные по природным факторам, обусловившим формирование в процессе эволюции видов популяций определенного генотипического состава. Задача лесосеменного районирования - рациональное использование географической изменчивости видов для выращивания высокопродуктивных и устойчивых лесных насаждений.

Основная единица лесосеменного районирования - лесосеменной район, т. е. определенная территория (в пределах ареала вида) со сравнительно однородными природными условиями и генотипическим составом популяций. В каждом лесосеменном районе (подрайоне) используют семена из популяций определенного эколого-географического происхождения. Предпочтение отдается местным и смежным с ними популяциям, наиболее приспособленным к природным условиям района. Под местными понимают семена, собранные непосредственно в пределах лесосеменного района. Семена, заготовленные в других лесосеменных районах, называются инорайонными. В каждом лесосеменном районе (подрайоне) семена собирают раздельно по хозяйственным группам типов леса (см. также: доставка деревья).

В основу лесосеменного районирования положены данные о внутривидовой изменчивости пород. В процессе длительной эволюции лесных пород и расселения их в межледниковые периоды виды дифференцировались под влиянием факторов естественного отбора, значительно отличающихся в разных природных зонах. Адаптация древесных растений к условиям среды в связи с физической и физиологической изоляцией содействовала обособлению в пределах ареалов видов определенных популяций, рассматриваемых как подвиды, климатические и эдафические экотипы.

Для оценки климатипов и эдафотипов соответствующих видов лесных древесных растений, разработки и уточнения лесосеменного районирования создают географические и популяционно-экологические культуры. Изучение географической изменчивости пород посредством географических и популяционно-экологических культур имеет принципиально важное значение для теории и практики лесоводства. Оно дает возможность определить внутривидовую дифференциацию, установить придержки по переброске лесных семян, выявить популяции, перспективные для целевого использования вне природных местообитаний, в том числе для получения семян.

В процессе выращивания культур проводят их оценку по сохранности, интенсивности роста в высоту и по диаметру ствола, объему и качеству ствола, запасу древесины, устойчивости к неблагоприятным факторам среды, в том числе и к заболеваниям, а также по другим хозяйственно ценным признакам. Географические культуры создают посадкой (посевом) конкретного вида лесных древесных растений (посадочный материал) разного географического происхождения на одной площади с однородными условиями местопроизрастания или одного происхождения в различных географических районах. Популяционно-экологические культуры создают посадочным материалом, выращенным из семян конкретного вида лесных древесных растений, заготовленных в различных популяциях раздельно по типам или группам типов условий местопроизрастания, или посевом таких семян.

Предварительную оценку семенных потомств климатипов и эдафотипов в географических и популяционно-экологических культурах осуществляют после достижения ими N класса возраста, а окончательную- после достижения культур 1/2 возраста рубки главного пользования или возраста спелости, принятого для данного вида лесных растений в конкретной лесорастительной зоне. Сравнительный анализ семенных потомств в географических и популяционно-экологических культурах проводят с учетом разновидностей и форм того или иного вида лесных растений.

Для генетической оценки по селекционным признакам семенного потомства плюсовых деревьев и насаждений, ЛСП первого порядка, ПЛСУ и перспектив дальнейшего их использования создают испытательные культуры. Генетическая ценность потомства объектов постоянной лесосеменной базы определяется их общей или специфической комбинационной способностью - способностью сохранять при скрещивании в семенном потомстве ценные селектируемые признаки. Она определяется путем установления средней величины превышения исследуемого признака над контролем у семенного потомства, полученного путем свободного опыления. Создание испытательных культур осуществляется семенами от свободного опыления.

Участки, предназначенные для испытательных культур, должны быть расположены в наиболее распространенных типах условий местопроизрастания для конкретных видов лесных растений с использованием семян не менее чем от двух репродукций, и подлежат детальному почвенно-агрохимическому обследованию и геодезической вертикальной съемке. Подготовку площади и обработку почвы для создания испытательных культур проводят по технологиям, принятым в данных условиях для создания лесных культур. Культуры создают посадкой стандартного посадочного материала, выращенного раздельно по семьям или посевом семян (дуб, бук, каштан и др.). В качестве контроля испытательных культур используют посадочный материал, выращенный из семян, заготовленных в местных насаждениях нормальной селекционной категории в тех же лесорастительных условиях, в которых отобраны плюсовые деревья.

Предварительную генетическую оценку роста семенного потомства в испытательных культурах осуществляют не ранее достижения ими II класса возраста, а окончательную- не менее 1/2 возраста рубки главного пользования или возраста спелости, принятого для данного вида лесных растений в конкретной лесорастительной зоне. Плюсовые деревья, семенное потомство которых по результатам окончательной оценки обладает высокой комбинационной способностью, выделяются в элитные, используемые для создания ЛСП второго порядка.

Лесосеменное районирование показывает - использование семян из каких районов дает лучшие результаты и возможна ли переброска семенного материала. Расстояния переброски различны. Для сосны обыкновенной, например, предельные расстояния переброски семян в пункты центрального района зоны смешанных лесов составляют: с севера - 250 км, с востока - 700, с юга - 650, с запада - 700 км.

2.1.10. Выделение и сохранение генетического фонда лесных растений

В процессе эксплуатации лесных ресурсов происходит сокращение видового и формового разнообразия древесной растительности. Утрата редких видов и снижение генетического потенциала природных популяций широко распространенных лесных древесных растений может привести к ослаблению устойчивости и продуктивности последующих поколений леса и существенно снизить возможности генетического улучшения искусственных лесных биогеоценозов в будущем. В связи с этим проводят работы по сохранению генетического фонда древесных пород - базы для лесной генетики, селекции и семеноводства, являющихся основными методами повышения продуктивности лесов и обогащения их качественного состава, а также в целях длительного поддержания и изучения выдающихся по биологической продуктивности и другим показателям лесных экосистем. Сохранение генофонда лесов - одно из главных направлений деятельности по сохранению биологического разнообразия.

Существуют следующие методы сохранения генетического фонда:

посадочный материал

б) сохранение отдельных насаждений и деревьев (эталонных, элитных, уникальных, плюсовых). Эта работа проводится с целью сбережения на длительную перспективу ценных насаждений и особей, произрастающих в природных условиях, для последующего использования их в селекционно-генетических работах;

в) создание коллекционных культур и архивов клонов с целью сохранения редких и исчезающих видов и популяций древесных растений, особо ценных или спорадически встречающихся генотипов при невозможности сохранить указанные виды и популяции в природных условиях, а также при необходимости использования их в селекционной работе. Основной путь сохранения ценных уникальных генотипов - вегетативная репродукция, а в случаях, когда она невозможна или не эффективна, - семенное размножение. Первоначальный этап создания коллекционных культур - выявление и регистрация уникальных объектов среди ранее созданных лесных культур;

г) сохранение семян, пыльцевых зерен, меристем путем их хранения; этим достигается сохранение ценных генотипов.