Методы сохранения генофонда.

Одним из методов сохранения генофонда - отбор деревьев по высоким показателем количественных признаков, т.е. отбор плюсовых деревьев. Но они в большей степенью являются ограниченной частью популяции. Поэтому для сохранения генофонда необходимо взять под государственную защиту и охрану различные объекты естественного и искусственного происхождения: заповедники, или резерваты, национальные природные и дендрологические парки, дендрарии, заказники, ботанические сады, семенные плантации, клоновые архивы семян и пыльцы. В этом отношении интересы лесной генетики и селекции совпадают с общими проблемами охраны природы.

Заповедники, или резерваты - объекты, исключенные из хозяйственного использования. Они предназначены для сохранения природных ресурсов и не выполняют функции зоны отдыха. Именно поэтому в заповедниках лучше всего обеспечено сохранение генофонда древесных растений. Однако выбор этих объектов осуществляется на основе учета общих природных объектов.

Национальные и природные парки особенно важны, т.к. в них ограничена хозяйственная деятельность и, следовательно, естественный генофонд сохраняется со всеми вариантами. Эти площади обычно больше, в отдельных случаях в парках разрешается устройство зон отдыха.

Заказники - охраняемые территории меньшей площади, чем парки, создаваемые для защиты ценных видов растений и некоторых форм с ограниченным режимом пользования (рубками ухода и главного пользования) К комплексным заказникам относятся водоохранные леса, зеленые зоны вокруг городов, железных и шоссейных дорог и т.д. В категорию заказных территорий следует отнести насаждения редких деревьев, занесенных в красную книгу. В зонах заказников в связи с ограниченным режимом хозяйственного использования в известной степени возможно сохранение генофонда лесных древесных пород.

Ботанические сады, дендрологические парки и дендрарии как объекты сохранения лесных генных ресурсов менее важны, т. к. они занимают обычно небольшую площадь. И в них представлено небольшое количество деревьев. Однако они имеют большое значение в связи с изучением их биологии, получения семян и пыльцы для учебных и научно-исследовательских целей.

Семенные насаждения и семенные плантации.

Выделение и защита семенных насаждений относятся к важнейшим мероприятиям по сохранению генофонда лесных древесных пород, т.к. они обеспечивают сохранение лучших и элитных насаждений. С такой целью выделяют так называемые плюсовые насаждения, которые предназначены для сбора шишек, плодов и черенков. Несмотря на проведение в этих насаждениях работ по уходу в них остается достаточное количество лучших по качеству деревьев, что обеспечивает большую вариабельность генофонда.

К группе семенных насаждений следует отнести так называемые временные участки, которые закладываются в лучших насаждениях. Для производства семян древесных пород с улучшенными качествами организуется постоянные семенные плантации. Один из видов таких посадок - так называемые клоновые семенные плантации, которые создаются вегетативным размножением плюсовых и элитных деревьев. Другой способ получения семян с улучшенными качествами на постоянных семенных участках - создание корнесобственных семей, которые закладывается по определенной схеме. В клоновые семенные плантации рекомендуется высаживать вегетативное потомство 20-30, а иногда до 50 родительских деревьев. Таким образом, в этих плантациях представлены только селекционируемые ценные деревья, а не вся изменчивость генофонда. Плюсовые деревья отбираются для определенных селекционных целей (быстрота роста, очищенность от сучьев, смолопродуктивность, технические и декоративные свойства древесины и т.д.)- Эти деревья представляют необходимую часть общей вариабельности вида и представляют генетическую ценность в связи с отбором их в определенном направлении.

Клоновые архивы - специальные клоновые посадки, главная задача которых заключается в сохранении генотипов плюсовых деревьев для дальнейшей селекционной работы и биологических исследований. И здесь сохраняется очень небольшая часть генофонда данного вида, Клоновые архивы полезно создавать с целью проверки селекционируемых генотипов. Клоновые проверки дают ценный материал для анализа наследственности и вариабельности отдельных признаков. Проверочные посадки изучения наследования по потомству проводятся с целью анализа генетической ценности родительских деревьев. В этих посадках обычно представлены растения полусибсовых и сибсовых семей, которые для полной статической оценки высаживают по соответствующим схемам.

Географические и экологические культуры создаются для проверки влияние происхождения семян на рост древесных растений одного и того же вида в конкретных условиях произрастания данного лесорастительного района. Они позволяют определить наиболее приспособленные и продуктивные климатипы и экотипы вида в данных условиях произрастания.

Архивы семян и пыльцы. Семенные архивы, или банки, -наиболее удобный способ сохранения генофонда лесных древесных пород для будущей работы по их генетическому улучшению. Время сохранения семян зависит от биологии древесных пород и составляет от 1-3 до 5-30 лет, собирают в годы обильного цветения, когда в обмен информацией включается большая часть генов данной популяции. Коллекцию семян периодически обновляют. Так же собираются коллекция пыльцы древесных растений. Разрабатываются возможности сохранения генофонда в виде культуры тканей (объектов из глубоко замороженных тканей).

Обогащение исходного материала для селекции древесных растений за счет интродукции.Введения в культуру инорайонных растений называется интродукцией. Несмотря на бесспорное преимущество местной дендрофлоры в диких лесных фитоценозах, в настоящее время имеются доказательства о превосходстве некоторых интродуцированных видов по объему выращиваемой древесины по сравнению с местными видами. Необходимость введения экзотов в лесные культуры в некоторых случаях вызвана бедностью дендрофлоры местных природных лесов, повышением продуктивности создаваемых культур и увеличением лесистости.

Большую роль в интродукции древесных растений в России сыграли ботанические и дендрологические сады: ботанический сад в Петербурге, дендрологические парки при Петербургском лесном институте и Петровской сельскохозяйственной академии в Москве и ряд других парков, созданных преимущественно в поместьях. В более позднее время инорайонные древесные растения стали культивироваться на многочисленных опытных станциях, в производственных лесных культурах, в озеленительные посадки городов и других населенных пунктов.

Профессор М.Е. Ткаченко считал, что экзоты должны вводится в следующих случаях:

1.
если скорость роста экзотов превосходит темпы прироста местных пород;

2.
если древесина экзотов превосходит по качеству местные породы;

3.
если экзоты дают такие ценные продукты, которые нельзя получить от местных пород;

4.
если экзоты могут улучшит лесоводственную среду в большей степени, чем местные породы (акация желтая в подлеске, примесь лиственницы в культурах сосны, тополя в роли осушителей и т.п.)

5) если экзоты могут расти лучше, лиственных пород в неблагоприятных лесорастительных условиях (лиственница даурская на болотах).

К этому надо добавить, что введение экзотов очень распространенно с декоративными целями.

У нас В Кыргызстане для изучения возможности введения в культуры пояса еловых лесов быстрорастущих и технически ценных деревьев и кустарников в Теплоключенском опытном хозяйстве был организован интродукционный питомник и интродукционные опытные участки на различных высотах. К настоящему времени на высоте 2036 м над уровнем моря создана коллекция деревьев и кустарников, насчитывающая 120 видов и форм, в их числе: сосен - 7 видов, лиственниц - 6, елей - 3; берез-26, ясеней - 3 и т.д. Кроме того создана небольшая коллекция сосны обыкновенной из семян различного географического происхождения.

Опыты показали, что культуры сосны обыкновенной в условиях пояса еловых лесов успешно растут и дают хороший текущий прирост и по запасу стволовой древесины в возрасте2О-ЗОлет имеют запас стволом древесины такой же, как ельники I бонитета в возрасте 50-60 лет.

На основании опытов по интродукции рекомендованы для разведения в поясе еловых культур следующие породы: сосна обыкновенная и крымская (в нижнем подпоясах); лиственница сибирская (в нижнем и среднем подпоясах) лиственница европейская (в тех же условиях, что и лиственница сибирская) и береза повислая (бородавчатая) как сопутствующая порода при создании культур ели тянь-шаньской, сосен и лиственниц в нижнем и среднем подпоясах. Могут также создаваться и чистые культуры березы в нижнем и среднем подпоясах.

Таким образом, интродукция экзотов - один из неиссякаемых источников обогащения местной дендрофлоры и исходного материала для селекции.

Лекция 11

Лесосеменные прививочные плантации.

Сущность создания лесосеменных прививочных плантаций заключается в размножении плюсовых деревьев прививками и создания из них редкостойных (типа ПЛСУ) семенных плантаций. Этот метод впервые был предложен шведским ученным С.Ларсеном в 1934 г. и позднее развит Иенсеном и Линдквистом. В настоящее время этот метод широко распространен как на территории бывшего Советского Союза, особенно в республиках Прибалтики, так и за рубежом -Швеция, Австрия, Дания, Голландия, США.

В Латвии в некоторых лесхозах проводили закладку семенных плантаций с элитных высококачественных деревьев на площади 20-40га. Причем были планы довести площади прививочных плантаций на территории бывшего Советского Союза до 22 тыс. га к 1980 г. У нас в Кыргызстане есть опыты по созданию прививочных семенных участков ели тянь-шаньской в Нарынской области.

Возраст маточных плюсовых деревьев, с которых заготавливают черенки, может колебаться от 30-40 до 100-120 лет. Признано, что лучше использовать молодые подвои, обладающие лучшей приживаемостью. Использование 100-120 летних деревьев обеспечивают «плюсовость» маточных деревьев. Однако имеется опасность отрицательного влияния возраста маточных деревьев на интенсивность цветения и посевные качества семян (всхожесть и энергия прорастания) привоев вследствие прогрессивного старения. Обязательное условие - предварительная проверка у плюсовых деревьев наследственной устойчивости в передаче хозяйственно ценных свойств семенному потомству. Это необходимо потому, что «плюсовость» может быть вызвана исключительными микроэкологическими условиями, а не генетической природой гена. Технология закладки прививочных семенных плантаций основных лесообразующих пород включает комплекс работ:

1.
отбор проверка наследственности плюсовых деревьев;

2.
заготовка и хранение прививочного материала от плюсовых деревьев;

3.
выращивание подвоев;

4.
производство прививок и уход за ними;

5.
методика формирования лесосеменных участков.

При заготовке черенков для прививки особое внимание уделяется правильному выбору участков кроны. Установлено, что вегетативное потомство наследует не только способность к плодоношению, но и пол цветков привоев. В верхней части кроны большинства хвойных пород концентрируется женские соцветия, в средней - в равной доле женские и мужские, в нижней - преобладают мужские. В связи с этим наиболее целесообразно заготавливать черенки в средней части, что позволит формировать деревья смешанного типа. Сроки заготовки черенков зависят от времени проведения прививочных работ, которые проводятся в весенне - летний (вторая половина апреля - начало мая, в горных условиях -июнь) и поздне - летний (конец июля - начало августа) периоды.

Для производства прививок в первый период черенки заготавливают ранней весной (в марте - начале апреля), пока дерево не тронулось в рост. До начала прививки черенки хранят в снежных буртах или в специальных ледниках с t от +20до-2°С. Снежные бурты необходимо укрыть сверху опилками, лапником или соломой.

При летних прививках целесообразно пользоваться свежесрезанным привойным материалом, который следует хранить 2-3 дня в затененных местах, укрыв сверху ветками. Лучшее время заготовки веток для черенков - вторая половина дня; желательны дни с более высокой относительной влажностью и менее ветреные.

При значительном удалении участка заготовок веток от места прививки рекомендуется принимать необходимые меры для плотной упаковки веток и перевозки их лучше в ночное время. Достаточно надежна для упаковки полиэтиленовая пленка.

Способы прививок были рассмотрены на лабораторных занятиях и при проработке темы «Вегетативное размножение древесных пород», поэтому в данном разделе останавливаться не будем.

Но следует отметить что к наиболее широко применяемым способам прививки хвойных пород относятся: в расщеп, в боковой зарез, в приклад сердцевиной на камбий, в приклад камбием на камбий.

При весенней прививке через 4-5 недель производится первый уход. Он заключается в ослаблении или полной уборке обвязки и обрезке веток подвоя. Обвязку удаляют бритвой, разрезая все обвязки со стороны противоположной привою.

Летние и позднелетние прививки освобождают от обвязки следующей весной или в начале лета, когда прививка полностью срастется с подвоем. Одновременно производится посадка на шин верхней части подвоя. Погибшие прививки повторяют черенками тех же клонов в сроки, удобные для прививки.

Последующий уход за прививочной плантацией заключается в периодической обрезке кроны подвоя, внесение удобрений и борьбе с энтомо-фитовредителями. Обрезка кроны как мера воспитания низкоштамбовых деревьев, удобных для сбора урожая с земли, проводится ранней весной, Обрезку проводят остро отточенным инструментом (секатор, ножовка). Осевой побег необходимо удалять на высоте 1,5- 2 м по очередной мутовке, оставляя поверх мутовки небольшой пенечек (щип) высотой 2-Зсм. В более молодым возрасте (4-5 лет) можно ограничится обычным прищипыванием верхушечных (центральных в мутовке) почек, на осевом и боковых побегах в верхней мутовке.

В последнее время Е.П. Проказиным предложен новый метод создания прививочных плантаций. Этот метод заключается в прививке на крону 5-8-летнего -подбойногодерева до 10-15 привоев одновременно, принадлежащим к различным клонам, что освобождает от сложной схемы смешения клонов при одиночных прививках. Этот метод пока не прошел испытаний, т.к. любая селекционная работа с древесными растениями требует длительного периода.

Опыты латвийских селекционеров показали, что урожай 10-12- летних прививочных плантаций сосны может достигать 12-14 кг/га. При хорошо сформировавшейся кроне урожайность прививочных лесосеменных плантаций, и возрастом увеличивается и достигать более 12-15 кг/га. их успешно можно разрешить при творческом содружестве науки и производства, но за этим будущее.

Методы формирования семенных плантаций.

При закладке лесосеменных прививочных плантаций большое внимание уделяются разработке оптимального количества плюсовых деревьев по возможно большему числу признаков и свойств. Поэтому прививки проводят в школьном отделении или в пленочных теплицах, а затем по определенной схеме смешения клонов из привитых саженцев закладывают семенные плантации. Тепличный метод выращивания привитых саженцев распространен очень хорошо.

Местонахождение семенной плантации по гидрологическим, почвенным и микроклиматическим условиям должно быть оптимальным. Лучше выбирать участки средние по богатству почвы, которые будут способствовать лучшему плодоношению замедленному вегетативному росту. Норма посадки - 1000шт/га. к моменту плодоношения оптимальная густота считается не более 150-200 шт. на 1 га.

В качестве примера приведем схему размещения саженцев на участке плантации 10 клонов, предложенную Ланшером и Штерном

По такой схеме размещения кленов каждый саженец окружен шестью другими саженцами, таким образом у 10 саженцев каждого клона на плантации имеется 60 соседей.

Временные лесосеменные участки (ВЛСУ)

Закладываются в приспевающих или спелых насаждениях, в которых проведены селекционные рубки, улучшающие состав и улучшающие плодоношение. ВЛСУ могут быть двух типов:

1.
Участки, в которых производится одноразовый сбор семян с поваленных деревьев (сосна, ель, лиственница) при рубке главного пользования;

2.
Участки в насаждениях дуба, бука, кедра и других пород, у которых желуди и шишки собирают с земли.

При определении объема площади закладки ВЛСУ исходят из фактической потребности в семенах, средней урожайности насаждений и возможности хозяйственного освоения (т.е. заготовки) урожая с расчетом полного обеспечения предприятий до момента начало работы постоянных лесосеменных участков и семенных плантаций.

Для усиления плодоношения и улучшения качество семян применяют изреживание древостоев, внесение удобрений, известкование почвы и др. При изреживании древостоя основное внимание уделяется качественному улучшению его состава и усилению плодоношения, что достигается интенсивными проходными и двухприемными семенолесосечными рубками. Чем выше возраст, т.е. чем ближе срок сплошной рубки, тем интенсивнее должны быть меры ухода. Основное требование к ВЛСУ - строгое соблюдение в них сроков рубки древостоев. Эффективнее всего рубка в наиболее урожайный (семенной год) и в период полной или близкой к ней физиологической спелости семян той или иной древесной породы.

В целях улучшения качества семян на временных лесосеменных участках проводят санитарную рубку и удаление минусовых деревьев. В ельниках Тянь-Шаня ВЛСУ рекомендуется закладывать в приспевающих, спелых и даже средневозрастных насаждениях отдельно в нижней, средней и верхней частей елового пояса, а сбор семян проводить со стоящих деревьев и они будут использоваться до тех пор, пока не вступят в пору промышленного плодоношения постоянные участки, А когда урожай семян на постоянных участках будет недостаточным, ВЛСУ будут служить резервным фондом.

Лекция 12

Постоянные лесосеменные участки (ПЛСУ)

Постоянные лесосеменные участки (ПЛСУ) - это участки естественного леса и лесных культур, выделяемые с целью регулярного, длительного и обильного получения высококачественных по наследственным и посевным свойствам семян, Создание широкой сети ПЛСУ, особенно в районах с большим объемом лесных культур, позволит решить не только семенную проблему, но и значительно уменьшить затраты труда и денежных средств на заготовку семян благодаря концентрации сбора семян с небольшой площади и с небольших по высоте деревьев, а также резкого увеличения урожайности и механизации работ.

Возраст участков при отводе семенного участка в естественных насаждениях не должен превышать 10-15 лет при полноте 0,9-1,0. Молодняки естественного происхождения должны принадлежать к продуктивному типу леса, т.е. происходить от материнского древостоя хорошего селекционного качества, а также произрастать на достаточно богатых почвах.

В культурах в зависимости от густоты посева или посадки требования к возрасту лимитируются степенью естественного процесса очищения от сучьев. Очищаемость от сучьев должна только начаться, не допускается взаимная угнетенность рядом растущими деревьями. Закладку ПЛСУ следует проводить в культурах известного происхождения. Такие культуры должны быть созданы из семян от плюсовых деревьев.

Минимальная площадь под ПЛСУ - 5га.

Э.Л. Березин (1967) рекомендует закладывать ПЛСУ в насаждениях ели 20-30-летнего возраста, сомкнутостью крон не более 0,7, т.к. в более густых древостоях преобладают экземпляры, начинающие очищаться от сучьев, со слаборазвитыми, часто однобокими кронами. Располагать их следует по возможности на некрутых (до20-25°) склонах, в ущельях, закрытых с севера и не выходящих к ледн-икам, на участках с глубокими, хорошо гумусированными почвами. Окружающий семенные участки лес не должен относиться к низкой категории, а имеющиеся в нем минусовые деревья необходимо вырубить.

Способы закладки ПЛСУ.

Впервые В.Чернецким в 1899 году был предложен метод создания семенников, способных к обильному плодоношению, с помощью обрезки вершины и ближайших к ней сучьев, а так же вырубкой окружающих деревьев. Опытно - производственные работы по изучению наиболее эффективных способов закладки ПЛСУ в естественных молодняках и лесных культурах интенсивно стали проводится на территории бывшего Советского Союза с 1936 г. СИ. Короткевич (1936-1937) под Ленинградом впервые заложил опыты по стимулированию плодоношения сосны и первые постоянные семенные участки. Широкие исследования в этом направлении ведет Ленинградская Лесотехническая Академия им. СМ. Кирова и ряд других вузов и научно-исследовательских институтов. Способов много, но наиболее четко определены два способа: равномерного и коридорного изреживания.