4290

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Воронежская государственная лесотехническая академия»

Чернодубов А.И.

СЕЛЕКЦИОННОН СЕМЕНОВОДСТВО

Воронеж 2014

УДК 630*232

Ч 49

Чернодубов, А.И. Селекционное семеноводство [Электронный ресурс]: учеб. пособие / А.И. Чернодубов; Фед. агенство по образованию, Гос. образовательное учреждение высш. проф. образования, Воронеж. гос. лесотехн. акад. - Воронеж, 2014. - 31с.

Рассмотрены современные направления селекции и селекционного семеноводства. Представлены скандинавские технологии и данные по единому селекционно-генетическому комплексу ЦЧО и юга России.

Пособие предназначено для аспирантов, обучающихся по специальности 06.03.01 – лесные культуры, селекция, семеноводство.

1 СОВРЕМЕННЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СЕЛЕКЦИОННОГО СЕМЕНОВОДСТВА

Вопросы лесного семеноводства регламентируются статьей 65 Глава 4 «Воспроизводство лесов и лесоразведение» Лесного кодекса Российской Федерации (2006), которые осуществляются в соответствии с

Федеральным законом от 17.12.1997 г. № 149-ФЗ «О семеноводстве».

По данным некоторых исследователей потери по продуктивности искусственных насаждений из-за нерегламентированной переброски и использования семян могут составить до 20-30% . До настоящего времени часто используются семена неизвестного качества и отсюда возникает необходимость усиления требований к использованию генетического материала. Он должен обеспечивать биологическое разнообразие, продуктивность, устойчивость и качество новых насаждений.

1.1Составляющие Единого генетико-селекционного комплекса (ЕГСК)

Основой лесного семеноводства является формирование и использование постоянной лесосеменной базы (ПЛСБ) на генетико-

селекционной основе. Ее составляют аттестованные селекционносеменоводческие объекты:

• плюсовые лесные насаждения – самые высокопродуктивные,

высококачественные и устойчивые для данных лесорастительных условий древостои. Плюсовые насаждения как правило отбирают в средневозрастных, приспевающих, спелых высокобонитетных древостоях где имеются плюсовые деревья или их кандидаты, большое количество нормальных и минимальное количество минусовых деревьев, которые в дальнейшем вырубаются.

• плюсовые деревья – деревья, значительно превосходящие по одному или комплексу хозяйственно-ценных признаков и свойств окружающие деревья одного с ним возраста и фенологической формы, растущие в тех же условиях. Плюсовые деревья на общую продуктивность должны превышать основной полог по высоте на 10-15%, по диаметру на 2530 %. Кроме плюсовых деревьев при селекционной инвентаризации выделяют нормальные и минусовые деревья. Нормальные деревья – составляют основную часть насаждения, хорошие и средние по росту, развитию и состоянию и с которых заготавливают семена для хозяйственных целей. Минусовые деревья – это слаборослые, высота и диаметр которых не

превышает 80 % от среднего. Сбор семян с таких деревьев запрещен и они удаляются из древостоя путем рубки.

• элитные деревья – плюсовые деревья прошедшие оценку по потомству и подтвердившие свои выдающиеся качества в испытательных культурах;

●генетические резерваты, архивы клонов, коллекционные культуры, банки семян, пыльцевых зерен, меристем служат для сохранения и получения высококачественного генетического материала, сохранения редких и исчезающих видов и популяций древесных пород семенным и вегетативным путем, а также ценных генотипов;

●лесосеменные плантации (ЛСП) – специально создаваемые лесные насаждения для массового получения в течение длительного времени ценных по наследственным свойствам семян лесных растений;

Лесосеменные плантации (ЛСП) закладываются путем прививки черенков от плюсовых деревьев ( ЛСП – 1 или первого порядка) и элитных деревьев (ЛСП – 2 и последующих порядков). Данные ЛСП называют прививочные или клоновыми. Второй способ формирования – семенами от

• постоянные лесосеменные участки (ПЛСУ) –

высокопродуктивные и высококачественные для определенных лесорастительных условий участки лесных насаждений или лесных культур известного происхождения, специально созданные для получения семян в течение длительного срока.

ПЛСУ формируются при вступлении насаждений в фазу устойчивого плодоношения путем уборки минусовых деревьев и постепенного изреживания древостоя с целью создания благоприятных условий для роста, цветения и плодоношения. Генетический эффект ЛСП первого порядка колеблется от 5 до 25 % (Ефимов, 1997), но может увеличиться в результате испытаний потомств (Ефимов, 2000).

В состав ЕГСК входят также испытательные, географические, популяционно-экологические культуры.

Временные лесосеменные участки (ВЛСУ) – это приспевающие и спелые древостои нормальной селекционной категории, отведенные за один ревизионный период до рубки главного пользования и специально подготовленные для заготовки семян. В них вырубают минусовые деревья, изреживают до полноты 0.5-0.6. Заготовку семян производят в годы обильного плодоношения древостоев.

1.2 Селекционные категории семян лесных пород

Семена – это части растений (клубни, луковицы, плоды, саженцы, собственно семена, соплодия, части сложных плодов и др.), применяемые для воспроизводства видов лесных растений, т.е. лесных древесных и кустарниковых растений, используемых в лесном хозяйстве (ст.1 ФЗ №149ФЗ от 17.12.1997). В лесохозяйственном производстве используют следующие селекционные категории семян:

- сортовые (отборные) полученные на ЛСП от контролируемого опыления между вегетативным потомством плюсовых деревьев или от искусственного скрещивания самих плюсовых деревьев;

- улучшенные – это семена, собранные с лучших деревьев или насаждений, полученных при свободном опылении (опылитель неизвестен).

К ним относятся семена, собранные с плюсовых и лучших нормальных деревьев. На ЛСП, созданных из сеянцев сортовых семян.

- нормальные – семена, заготовленные в нормальных насаждениях с удовлетворительных по хозяйственным признакам и состоянию деревьев. К ним относятся семена, собранные на ПЛСУ, ВЛСУ и на лесосеках при рубке нормальных деревьев;

- гибридные – семена, полученные от скрещивания разных видов и экотипов на специальных плантациях и дающих гетерозисный эффект;

- элитные – семена, полученные на ЛСП в результате перекрестного опыления между вегетативным потомством элитных деревьев или контролируемом скрещивании самих элитных деревьев.

1.3 Плюсовая и популяционная селекция древесных пород

Основоположником «плюсовой» или индивидуальной селекции является шведский лесовод-селекционер Б. Линдквист (Lindguist, 1948), который разработал основные принципы селекции по внешним фенотипическим признакам, наиболее доступным при инвентаризации естественных древостоев и наиболее простые для воспроизводства их при создании лесосеменных объектов. На основе этой схемы с 60-х годов ХХ века ведется формирование постоянной лесосеменной базы России. Однако результаты оценки плюсовых деревьев по потомству в испытательных культурах показывают неудовлетворительные результаты (Видякин, 2008, 2009). Так в Кировской области число плюсовых деревьев подтвердивших свои выдающиеся качества в испытательных культурах по сосне обыкновенной составляет 2.1 % из 97 семей, ели 4.2 % от 95 семей. К недостаткам этой системы селекции относятся:

- трудность оценки генотипа дерева по внешним (фенотипическим) признакам;

-низкая наследуемость признаков продуктивности;

-снижение генетического разнообразия насаждений из-за ограниченного количества генотипов участвующих в формировании ПЛСБ;

-необходимость и длительность оценки генотипов в испытательных культурах;

-обеспечение изоляции объектов ПЛСБ от заноса пыльцы и т.д.

В скандинавских странах это направление широко используется и дает хорошие результаты.

Это же направление применяется в Польше, Белоруссии, где закупили технологии, оборудование, механизмы (рис. 5). Швеция закупает семена ели европейской витебского климатипа в Белоруссии для выращивания культур, т.к. они обладают более высокими посевными качествами, чем местные

климатипов (архангельские, мурманские и др.) в более южных районах – в

Нижегородской области, что обеспечивает лучшие условия для опыления и формирования шишек, семян (Наквасина, Бедрицкая, 1999).

Рис.5. Селекционный центр республики Беларусь

Второе направление – это популяционная селекция, которая подразумевает продуктивность и устойчивость лучших местных популяций на основе популяционно-экологических культур. Достоинством данного направления является сохранение и использование генетического разнообразия природных популяций, которые сочетают в себе сообщество генотипов с различной реакцией на окружающую среду (Потылев, 1997;

Ефимов, 2008).

При этом отмечаются следующие трудности:

- трудоемкость заготовки семян с высоких деревьев для закладки популяционно-экологических культур;

- более низкий селекционный эффект; - сложность в воспроизводстве генотипического состава конкретной

популяции.

Третье направление – это сочетание плюсовой и популяционной селекции в зависимости от конкретных задач, поставленных перед производством. Так при закладке плантационных культур различных направлений отбор, возможно, вести на индивидуальном уровне, а при воспроизводстве древостоев (лесовозобновлении) в таежной зоне, лесах Сибири, Дальнего Востока на популяционном уровне (Чернодубов, 2009).

Использование всех этих направлений требуют дальнейшего обсуждения, разработки методик и оценки их перспективности в различных природно-климатических условиях нашей страны.

1.4 ЕГСК Центрального Черноземья и Южного федерального округа

При проектировании лесовосстановительных работ необходимо учитывать региональные особенности и наличие семенной базы в конкретных лесорастительных условий. В ЦЧО основное направление лесовосстановление в существующих борах (Усманском, Хреновском, Цнинском, меловых и т.д.), а также дубравах (Шипов лес, Теллермановский лесной массив) – это воспроизводство уникальных древостоев. Отсюда главным направлением является популяционная селекция. Данное направление селекции должно доминировать в лесах Южного федерального округа (леса Северного Кавказа, Черноморского побережья). Плюсовая селекция может использоваться как при закладке плантационных культур быстрорастущих пород (тополь, береза, ива и др.), так и при лесовосстановлении. Для этого необходимо сформировать на генетикоселекционной основе ЕГСК данного района. Общие сведения по ЕГСК России на 01.01.08 г. представлены в таблице 1.

Таблица 1

В ЦЧО и ЮФО данные по ЕГСК представлены в таблице 2.

Таблица 2 Сведения об объектах ЕГСК в Центральном Черноземье и юге России

Работы по закладке географических, популяционно-типологических культур, отбору плюсовых деревьев, селекционных заказников, разработки технологий формирования ЛСП были начаты М.М. Вересиным (1963) в 50- 60-х годах прошлого века. Затем продолжил НИИ лесной генетики и селекции (г. Воронеж), на юге НИИ горного лесоводства и экологии (г. Сочи). В настоящее время кроме НИИ этими вопросами занимается система зональных предприятий Рослесзащиты.

При планировании работ по селекционному семеноводству необходимо учитывать весь опыт предыдущих работ, а также выделить приоритетные

направления.

Лесосеменное районирование. Требуется уточнение лесосеменное районирование основных лесообразующих пород района с учетом данных полученным по результатам исследований географических культур сосны, дуба и других пород, так как действующее (1982) районирование устарело.