3639

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования «Воронежский государственный лесотехнический университет

им. Г.Ф. Морозова»

Биотехнология в лесном комплексе

Методические указания к выполнению курсовой работы

для студентов по направлению подготовки 19.03.01 Биотехнология

Воронеж 2017

УДК 630*165.6

Исаков И.Ю., Биотехнология в лесном комплексе [Текст]: методические указания к выполнению курсовой работы для студентов по направлению подготовки 19.03.01 - Биотехнология / И.Ю. Исаков, А. И. Сиволапов; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» – Воронеж,

2017. 25 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ»

Рецензент д.с.-х.н., в.н.с. ВНИИЛГиСбиотех, В.К. Ширнин

Ответственный редактор канд. с.-х. наук, И.Ю. Исаков

ВВЕДЕНИЕ

Проведение этапов работ по лесной биотехнологии осуществляется в соответствии с утвержденной правительством РФ от 24 апреля 2012 года № 1853п-П8 «Комплексной программы развития биотехнологии в Российской Федерации на период до 2020 г.» и настоящим Лесным Кодексом.

Повышение качества и ускорение роста создаваемых насаждений в значительной мере зависит от качества используемого посадочного материала. Необходимым условием при этом является обеспечение лесокультурных работ семенами деревьев с лучшими наследственными свойствами и высокими посевными качествами.

Перевод лесного семеноводства на генетико-селекционную основу и создание постоянной лесосеменной базы (ПЛСБ) предполагает последовательное осуществление комплекса научных и организационнохозяйственных мероприятий, в том числе:

селекционную инвентаризацию насаждений, а также посадок перспективных для лесного хозяйства интродуцентов с выделением плюсовых деревьев и насаждений;

генетическую оценку плюсовых деревьев (или их клонов) на элитность по семенному потомству в испытательных культурах;

сохранение генетического фонда путем создания коллекционных участков (архивов клонов) и банков семян плюсовых (элитных) деревьев;

создание лесосеменных плантаций на основе вегетативного и семенного размножения плюсовых (элитных) деревьев;

закладку и формирование постоянных лесосеменных участков.

По состоянию на 1 января 2008 г. объекты единого лесного генетико-

селекционного комплекса Российской федерации представлены 15,3 тыс.га плюсовых насаждений, 36,6 тыс. плюсовых деревьев, 3,7 тыс. га лесосеменных плантаций (ЛСП), 24,4 тыс. га постоянных лесосеменных участков, 906 га испытательных культур плюсовых деревьев. На объектах постоянной лесосеменной базы заготавливаются около 13 – 15 % общего объема семян, из которых примерно 5 % относится к категории с улучшенными наследственными свойствами.

Для успешного выполнения комплекса селекционно-семеноводческих мероприятий необходимы высококвалифицированные специалисты, четко представляющие схему селекционного отбора и сортового семеноводства лесных древесных пород.

Предлагаемая курсовая работа по биотехнологии выполняется студентами старших курсов с целью закрепления и углубления теоретических знаний по курсу “Биотехнология в лесном комплексе”, а также приобретения практических навыков в проектировании лесосеменных плантаций и участков.

ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Учебным планом для вузов введена курсовая работа по биотехнологии растений. На лесохозяйственном производстве, чаще всего в специализированных по семеноводству лесхозах, селекционносеменоводческих комплексах специалисты непосредственно занимаются отбором плюсовых деревьев, закладкой лесосеменных плантаций и формированием лесосеменных участков. Настоящая курсовая работа построена на базе типовых проектов организации ПЛСБ. В процессе выполнения курсовой работы студенты должны освоить методику отбора плюсовых деревьев, закладки испытательных культур и ЛСП, закладку и формирование ПЛСУ. Работа по составлению проекта ЛСП или ПЛСУ обязывает студентов детально ознакомиться с ОСТами, ведомственными положениями, инструкциями, справочной литературой.

Курсовая работа выполняется каждым студентом самостоятельно в соответствии с индивидуальным заданием.

Прежде чем приступить к выполнению работы, необходимо внимательно ознакомиться с полученным заданием и проработать настоящие методические указания, изучить потребность в семенах, средний годовой объем лесокультурных работ, природные и экономические условия лесничества и района, составить план ЛСП и ПЛСУ, распределить общую площадь по видам пользования, распределить продуцирующую площадь по полям, составить схему размещения клонов или семей, наметить планируемый объем заготовки семян, сделать расчет заготовки семян по пятилетиям, составить краткую расчетно-технологическую карту создания ЛСП и ПЛСУ для выявления себестоимости закладки и расчета экономической эффективности.

Пояснительная записка должна быть написана грамотно на листах белой бумаги стандартного размера А 4 (295×210 мм). Текст курсового проекта следует писать аккуратно и разборчиво, соблюдая следующие размеры полей: левое – 20 мм, правое – 10 мм, верхнее и нижнее – 20 мм.

Разделы должны иметь порядковую нумерацию в пределах работы и обозначаться арабскими цифрами. Введение и заключение не нумеруются. Подразделы нумеруют арабскими цифрами в пределах каждого раздела. Номер подраздела состоит из номера раздела и подраздела, разделенных точкой. После номера раздела и подраздела в тексте точку не ставят. Заголовки разделов и подразделов пишут с абзаца. Расстояние между заголовками и текстом должно быть не менее 10 мм.

Страницы нумеруются арабскими цифрами. Титульный лист включают в общую нумерацию. На титульном листе номер не ставят, на последующих страницах номер проставляют в центре верхней части листа без точки.

Курсовая работа представляется на защиту в сброшюрованном виде и должен содержать: титульный лист, задание, оглавление, введение, основную часть с соответствующими проектными решениями и таблицами, расчетную

часть, план плантации и семенного участка, экономическую эффективность проектируемых мероприятий, заключение и библиографический список.

Ниже приводится пример заполненного титульного листа:

По каждому литературному источнику указывается: автор или авторы, название работы, место и год публикации, страницы; для монографий – общее число страниц.

Разработка работы должна проводиться согласно заданию и в соответствии с действующими “ Комплексной программы развития биотехнологии в Российской Федерации на период до 2020 г.» ”, М., 2012 г., “Лесосеменным районированием основных лесообразующих пород в

СССР”, М., 1982, “Положением о выделении и сохранении генетического фонда древесных пород в лесах СССР”, М., 1982, отраслевым стандартом “Плантации лесосеменные основных лесообразующих пород. Основные требования,” (ОСТ 56-74-96), введенным в действие с 20.06.1996 г., ”Участки лесные семенные постоянные основных лесообразующих пород. Основные требования, закладка и формирование”, (ОСТ 56-35-96), введенным в

действие с 20.06.1996 г., “Указаниями по разработке проектов организации объектов постоянной базы на селекционной основе”, М., 1986.

ЛСП создают по проектам, разрабатываемым проектно - изыскательскими организациями, научно-исследовательскими учреждениями или специализированными по семеноводству подразделениями. ПЛСУ формируют или закладывают по проектам специализированных подразделений или лесничеств.

Руководителем курсовой работы выдается задание, где отмечаются особенности закладки ЛСП и ПЛСУ, что позволит ознакомиться с литературой и составить работу, соответствующую конкретным данным.

СОСТАВЛЕНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1.1 МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Указывается задание на проектирование постоянной лесосеменной базы, где рекомендуется провести селекционную инвентаризацию насаждений, отбор плюсовых деревьев, закладку испытательных культур. Дается обоснование необходимости закладки ЛСП и ПЛСУ исходя из расчета потребности в семенах в зависимости от лесокультурного фонда. Для проектирования используются материалы лесоустройства и справочная литература.

- Выполнить селекционную инвентаризацию насаждений ________________ на пл.___га

-Отобрать плюсовые деревья ________________ в количестве______________________

-Показать технологию закладки испытательных культур потомства плюсовых деревьев.

- Рельеф _______ Почва _________________________________________________

-Тип лесорастительных условий (тип леса, тип вырубки)

____________________________________ _________________________________________

-Напочвенный покров ____________________________________ ____________________

-Наличие естественного возобновления (породный состав, количество на 1 га,

размещение)___________________________________________________________________

______

-Степень зараженности личинками хрущей и др.___________________________________

-Вид плантации______________ ________________________________________________

(клоновая, семейственная)

-Способ закладки и др. особенности ____________________________________________

-Схема смешения клонов или семей _____________________________________________

-Продолжительность периода эксплуатации, лет _______ ____________________________

2. Составить РТК ЛСП и рассчитать себестоимость закладки

3. Заложить (сформировать) ПЛСУ ______________________________площадью ____га

(порода)

- Способ закладки или формирования ПЛСУ ______________________________________

- Характеристика естественного насаждения или культур при формировании ПЛСУ:

возраст____________лет, состав________________________, полнота_____________________

- Рельеф _______________________Почва ______________________________________

- Тип лесорастительных условий (тип леса,тип вырубки) ____________________________

-Напочвенный покров__________________________ ________________________________

-Наличие естественного возобновления ___________________________________________

-Степень зараженности личинками хрущей и др.___________________________________

-Продолжительность периода эксплуатации, лет____________________________________

-Составить РТК ПЛСУ. Дата « » _________ 2016 г. Руководитель ___________________

На участке, намеченном под плантацию и ПЛСУ, должны быть проведены изыскательские работы:

1.Рекогносцировочное обследование;

2.Теодолитная съемка;

3.Нивелирование;

4.Плановая и высотная привязка почвенных шурфов и прикопок;

5.Закладка почвенных разрезов и прикопок;

6.Агрохимический анализ почв;

7.Обследование почв на зараженность личинками хруща;

После этого проводятся необходимые технико-экономические изыскания и согласования.

Если работа разрабатывается в соответствии с действующими строительными, санитарными и противопожарными нормами и не содержат впервые применяемые технологические процессы, оборудование, материалы, то проверке на патентную чистоту он не подлежит.

1.2 СЕЛЕКЦИОННАЯ ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ НАСАЖДЕНИЙ

Базой для биотехнологических работ на генетикоселекционной основе являются лучшие естественные или искусственные насаждения, выделяемые при селекционной инвентаризации. Селекционную инвентаризацию насаждений осуществляют обычно проектные организации, научноисследовательские учреждения на основе договоров с органами управления природными ресурсами в субъекте РФ; а также специализированные подразделения по семеноводству.

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 пород, генофонд которых подлежит охране и использованию в целях селекции. В соответствии с лесоустроительной инструкцией в лесах I и II группы в карточке таксации для спелых и приспевающих насаждений дается селекционная оценка насаждения.

Насаждения при селекционной инвентаризации подразделяют на три категории:

Плюсовые насаждения – это самые высокопродуктивные, высококачественные и устойчивые для данных лесорастительных условий насаждения. Плюсовые насаждения в расчетную лесосеку не включают. В плюсовых насаждениях проводят сплошную подеревную селекционную инвентаризацию с выделением плюсовых деревьев. В порядке ухода в них выбирают минусовые деревья главной породы, а также деревья сопутствующих пород, влияющие на рост и плодоношение плюсовых деревьев.

Нормальные насаждения – это насаждения высокой и средней продуктивности и устойчивости, хорошего и среднего качества для данных лесорастительных условий.

Минусовые насаждения – это насаждения низкой продуктивности, устойчивости и плохого качества для данных лесорастительных условий, имеющие в своем составе значительное количество минусовых деревьев.

Автором проекта в качестве примера составляется ведомость селекционной инвентаризации насаждений, включая 10-15 участков (табл.1.). В таблице должны быть представлены насаждения двух пород, по которым проектируется закладка ЛСП и ПЛСУ (по 5-7 участков каждой породы).

Таблица 1- Селекционная инвентаризация насаждений __________________

Из таблицы видно, что селекционная инвентаризация насаждений позволит в собственном лесхозе отобрать достаточное количество плюсовых деревьев для закладки семенной плантации и ПЛСУ. Плюсовые насаждения представляют ценный генофонд указанной древесной породы в данном регионе.

1.3 ОТБОР ПЛЮСОВЫХ ДЕРЕВЬЕВ

Для закладки семенных плантаций отбирают плюсовые деревья в соответствии с заданием курсового проекта. Отбор плюсовых деревьев производится как в плюсовых насаждениях при селекционной инвентаризации, так и за его пределами (за исключением минусовых насаждений).

В соответствии с Указаниями по лесному семеноводству в Российской Федерации (2000), при селекционной оценке деревья подразделяют на три основные категории: плюсовые, нормальные и минусовые.

Плюсовые деревья – это деревья, значительно превосходящие по одному или комплексу хозяйственно-ценных признаков и свойств окружающие деревья одного с ними возраста и фенологической формы, растущие в тех же условиях.

Признаки, по которым производится отбор плюсовых деревьев, зависят от конечных целей селекции. При селекции на повышение продуктивности и качества лесов в категорию плюсовых отбирают наиболее крупные по высоте

идиаметру деревья, отличающиеся прямоствольностью, полнодревесностью, хорошим очищением стволов от сучьев, отсутствием вильчатости, устойчивостью к неблагоприятным факторам среды, вредителям и болезням. При этом в одновозрастных, чистых по составу высокополнотных насаждениях плюсовые деревья должны превышать средние показатели насаждения (для соответствующей фенологической формы) по высоте не менее чем на 10 % и по диаметру – не менее чем на 30 %. В древостоях, пройденных постепенными и выборочными рубками, к плюсовым могут быть отнесены менее крупные по высоте и диаметру деревья, превосходящие средние показатели насаждения по высоте не менее чем на 8 %, диаметру – 20 %, но отвечающие всем другим требованиям. В разновозрастных насаждениях, возраст деревьев которых различается более чем на один класс, отбор плюсовых деревьев производится отдельно в пределах каждой возрастной группы (поколения) в соответствии с приведенными выше придержками.

Уинтродуцированных пород в качестве плюсовых отбирают плодоносящие деревья, отличающиеся высокой устойчивостью к новым климатическим условиям, лучшими показателями по росту, качеству ствола

идругим селектируемым признакам.

При назначении в рубку нормального насаждения, в котором отобраны плюсовые деревья, вокруг последних оставляют защитные куртины радиусом до 20-25 м (с учетом опасности ветровала).

При отборе 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) устанавливают особые требования к ним в соответствии с рекомендациями научно-исследовательских организаций. При этом превышение высоты и диаметра отбираемых деревьев над средними показателями насаждения можно не учитывать.

Нормальные деревья – это деревья, составляющие основную часть насаждения, хорошие и средние по росту, качеству и состоянию.

Минусовые деревья – это 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 менее 80 % от среднего.

Автором работы составляется ведомость плюсовых деревьев той древесной породы, которая используется для закладки лесосеменной плантации (ЛСП). В ведомости должно быть представлено не менее 50 плюсовых деревьев, отобранных в плюсовых и нормальных насаждениях (см. табл. 2).

Таблица 2 - Ведомость плюсовых деревьев ________ в _______ лесничестве

На каждое плюсовое дерево оформляют паспорт в трех экземплярах. Паспорт подписывают члены постоянно действующей аттестационной комиссии в составе: главный лесничий лесной службы, главный лесничий лесничества, представитель научно-исследовательского учреждения или зональной лесосеменной станции. Один экземпляр паспорта хранится на лесосеменной станции, второй – в органе управления лесными ресурсами в субъекте РФ, третий – в соответствующем лесничестве. Правильно оформленные деревья аттестуются и заносятся в Госреестр. Отобранные по фенотипу плюсовые деревья не всегда дают хорошее семенное потомство, но работа по их отбору необходима, в том числе, и для сохранения генофонда древесных пород в данном регионе.

В приложении курсового проекта рекомендуется правильно заполнить бланк паспорта плюсового дерева.

1.4 ЗАКЛАДКА ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ КУЛЬТУР ПОТОМСТВ ПЛЮСОВЫХ ДЕРЕВЬЕВ

Организация ПЛСБ предусматривает генетическую оценку плюсовых деревьев (или их клонов) на элитность по семенному потомству в испытательных культурах. Таким образом, отобранные по фенотипическим признакам плюсовые деревья и насаждения, а также созданные на их основе ЛСП первого порядка подлежат обязательной генетической оценке по продуктивности, качеству ствола и другим селектируемым признакам в специально создаваемых испытательных культурах.

Испытательные культуры закладываются лесхозами исключительно по проектам, разрабатываемым научно-исследовательскими учреждениями или согласованными с ними. Объектами испытания являются плюсовые деревья, отобранные по утвержденным методикам в естественных насаждениях, лесных культурах известного происхождения или клонированные на ЛСП первого порядка. Потомства каждого плюсового дерева сравнивают с