Лесосеменное дело. Учебное пособие

степенью плодоношения. После глазомерной оценки 15-20 деревьев по данной шкале определяют средний балл плодоношения для всей пробной площади как среднее арифметическое.

По В.Г.Капперу оценку плодоношения производят на временных пробных площадях размером 0.1-0.5 га (на пробной площади не более 100 деревьев).

Глазомерная оценка по этим шкалам не позволяет учитывать и прогнозировать урожай семян в количественном выражении, поэтому применяются другие методы оценки, применяемые при долгосрочном прогнозе.

К долгосрочному прогнозу относятся следующие методы:

метод модельных деревьев;

энтомологический, метеорологический;

способ пробных ветвей;

способ сплошного учета.

Метод модельных деревьев применяют для учета плодоношения на лесо-

семенных объектах, подлежащих рубке (ВЛСУ, лесосеки главного пользования), а также в молодняках, средневозрастных и приспевающих насаждениях естественного и искусственного происхождения.

На пробной площади выделяют учетную площадку 0.10-0.25 га и подсчитывают на ней все плодоносящие деревья. Подбирают 5 модельных деревьев, средних по диаметру на высоте груди и средних по плодоношению (с баллом равным баллу плодоношения на всей пробной площади). На каждом модельном дереве с земли подсчитывают все шишки (плоды), находят среднее их количество на одном модельном дереве, умножают на количество плодоносящих деревьев на учетной площадке и переводят это количество на всю пробную площадь, на 1 га, на всю однородную площадь. На ВЛСУ и лесосеках главного пользования урожай подсчитывают на срубленных модельных деревьях. Зная выход семян с одной шишки (плода), находят массу ожидаемого урожая.

Энтомологический метод (по Г.В.Стадницкому) (ель обыкновенная, ель европейская). При данном методе урожай шишек прогнозируют за 8-12 месяцев до их заготовки. На обследуемом участке с 2-3 деревьев собирают 300 шишек, вносят их в теплое помещение и раскладывают в банки или полиэтиленовые пакеты с расчетом, чтобы каждый образец занимал не более половины емкости. Через 25-30 дней подсчитывают количество вылетевших бабочек еловой шишковой листовертки. Затем шишки вскрывают вдоль стержня и подсчитывают в них живых гусениц листовертки, а также живых и погибших куколок. Процент не окуклившихся гусениц определяют по формуле:

Д= (100 А) : (А + Н + В + Г)

А- число обнаруженных в шишках живых гусениц листовертки; Н - число вылетевших в пакетах бабочек; В и Г - число живых и мертвых куколок в шишках.

11

Если количество не окуклившихся гусениц Д < 25 % - урожайность будет 4-5 баллов, 26-65 % - урожайность равна 2-3 балла, 66-100 % ≤ 1 балла.

Метеорологический способ позволяет, по дефициту влажности воздуха в период закладки плодовых почек, предсказать будущий урожай. Например, при дефиците влажности выше нормы в июле-августе через 2 года можно ожидать повышенного урожая семян сосны, т.к. сухая теплая погода способствует закладке плодовых почек. В южных областях, наоборот, благоприятные условия создаются при низком дефиците влажности. Как известно, после урожайных лет, наступают слабоурожайные, независимо от метеорологических условий в год закладки генеративных почек. Именно поэтому, необходимо учитывать урожаи предыдущих лет и другие факторы.

Способ пробных ветвей позволяет установить урожаи семян в относительных единицах. С 10-20 хорошо развитых деревьев, в разных частях кроны, срезают несколько ветвей и подсчитывают на них количество плодов и шишек. Показателем обилия цветения или урожайности является количество цветков, шишек или плодов, приходящихся на 1 метре ветвей или молодых побегов.

Способ сплошного учета является самым точным, но наиболее трудоемким учетом урожая семян, заключающийся в сплошном сборе на пробной площади шишек или плодов с растущих или поваленных деревьев. После этого из шишек (плодов) извлекают семена, определяют их массу, а затем рассчитывают урожай на 1 га.

Контрольные вопросы

1.Учет и прогноз урожаев лесных семян.

2.Краткосрочный и долгосрочный прогноз урожаев.

3.Методы определения урожайности.

4. Районирование заготовок и переброска лесных семян

Географическое происхождение семян, используемых для создания лесных культур, является одним из основных факторов, определяющих успех лесоразведения. Перенесение семян их 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: гибель культур, получение насаждений с низкой производительностью или малоценных кривоствольных, суковатых древостоев.

Лесосеменное районирование (ЛСР) - это разделение территории страны на относительно однородные части по природным факторам, обусловившим формирование в процессе эволюции популяций определенного генотипического состава. Основная задача ЛСР - рациональное использование географической изменчивости видов для выращивания высокопродуктивных и устойчивых лесных насаждений.

12

Лесосеменным называется район, в пределах которого переброска семян не ведет к ухудшению роста и снижению жизнеспособности создаваемых культур. Лесосеменной район с однородными климатическими условиями и генотипическим составом популяций является основной единицей ЛСР. Для каждого лесосеменного района используются семена из популяций определенного эколого-географического происхождения, но предпочтение отдается наиболее приспособленным к климатическим условиям данного района, а это значит местным и смежным с ними популяциям.

Местные - это семена, собранные в пределах одного лесосеменного района, остальные называются инорайонными.

В процессе длительной эволюции виды разделились под влиянием факторов естественного отбора, отличающиеся в зависимости от природных зон. 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.

Наиболее целесообразным методом изучения внутривидовой изменчивости древесных видов является создание географических культур и наблюдение за их ростом и состоянием. Географические культуры - это культуры, созданные посевным и посадочным материалом инорайонного происхождения, их необходимо закладывать в одинаковых экологических условиях (желательно на одной площади). Введение в действие научно-обоснованных рекомендаций по перемещению семян основных видов позволит повысить качество и продуктивность искусственных насаждений. Изучение роста, устойчивости и приживаемости географических культур, созданных из инорайонных семян позволяет путем сопоставлений установить границы возможного перенесения семян. В географических культурах удобнее изучать внутривидовую изменчивость лесных видов, сопоставлять процессы их роста и развития, и на основе этого формировать ассортимент наиболее перспективных для данного региона видов.

Контрольные вопросы

1.Районирование семенозаготовок.

2.Переброска лесных семян.

3.Географические культуры.

5. Селекционный отбор и оценка деревьев и насаждений

В основе селекционного процесса заложены закономерности наследственности и изменчивости. Проведение искусственного отбора в соответствии с результатами естественного отбора является одним из главных приемов в селекции. Между искусственным и естественным отбором существует тесная связь, в их основе лежит совместное действие наследственности, из-

13

менчивости и выживаемости организмов, но следует знать, что при естественном отборе результат зависит от обстоятельств, стихийно складывающихся в природе.

Популяции, приспособленные к существованию в данных почвенногрунтовых условиях и отличающиеся специфическими наследственными свойствами, называют почвенными или эдафическими экотипами.

Искусственный отбор - это комплекс мероприятий, используемых человеком с целью создания новых форм растений, разведение которых повышает эффективность производства, и при этом используются растения, подвергшиеся естественному отбору в течение тысячелетий. У лесных деревьев - это экологические популяции, из которых устранены все неприспособленные к данному местообитанию типы, а приспособленные к окружающим условиям растения сохранились и размножаются. Из природных популяций селекционер отбирает хозяйственно-ценные насаждения и деревья по фенотипическим признакам (высота, форма ствола, состояние кроны, наличие сучьев, смолопродуктивность, устойчивость). Именно такие растения и являются исходной генетической базой для последующей селекции на основе подбора пар и скрещивания.

Естественный отбор происходит в природе без участия человека, под влиянием условий внешней среды (климат, почвенные условия, межвидовая и внутривидовая конкуренция, воздействие животных, насекомых, заболеваний). Вероятность того, что организм или популяция (совокупность особей одного вида, населяющие определенную территорию и имеющие сходную наследственность) выживет и даст потомство, зависит от степени его адаптации к среде.

Развитие видов в разных физико-географических условиях приводит к образованию популяций, отличающихся специфическими наследственными свойствами, которые проявляются при лесоразведении. Это обстоятельство надо учитывать при выборе лесосеменного района и маточно-семенного насаждения для организации селекции и отбора семян.

Первый этап селекции - это массовый отбор. В пределах лесосеменно-

го района лучше всего заготовлять семена в насаждениях, произрастающих в лесорастительных условиях, сходных или близких к условиям лесокультурных площадей. В этом случае можно рассчитывать на высокую жизнестойкость и удовлетворительный рост создаваемых культур. При заготовке лесных семян необходимо рассмотреть характер лесокультурного фонда и решить вопрос, в каких типах леса следует собирать семена, а затем выявить в границах лесного фонда, лесохозяйственного предприятия все насаждения, произрастающие в данных типах леса. Но следует учесть, что даже насаждения одного эдафического экотипа (или типа леса) представляют не одинаковую ценность (различия в возрасте, состав, густота, интенсивность роста, состояние и т.д.).

Следующий второй этап селекции - групповой, при котором среди насаждений определенных типов леса проводят селекционную оценку и вы-

14

бирают лучшие по производительности, качеству стволов древесины, жизнестойкости и ряду других, важных для лесного хозяйства признаков.

Третий этап отбора - селекционная оценка деревьев и индивидуаль-

ный отбор проводится в лучших насаждениях. Рассмотренная принципиальная схема положена в основу плюсовой селекции, когда выделяют плюсовые насаждения и деревья, а затем обеспечивают скрещивание вегетативного или семенного (семьи) потомства плюсовых деревьев на лесосеменных плантациях.

Селекционные категории семян. Семена, заготавливаемые для посевных целей по лесоводственной ценности с учетом наследственных свойств, под-

разделяются на сортовые (отборные), улучшенные, нормальные.

Сортовые семена получают на лесосеменных плантациях от контролируемого опыления между вегетативным потомством лучших по фенотипическим признакам или от искусственного скрещивания плюсовых деревьев.

Улучшенные семена заготавливают с лучших деревьев и насаждений, полученные при свободном опылении (полусибсы - опылители неизвестны). К данной категории можно отнести следующие семена: собранные с плюсовых, лучших и нормальных деревьев; в плюсовых насаждениях, из которых удалены минусовые деревья; на постоянных лесосеменных участках, заложенных в лучших нормальных насаждениях; на плантациях, заложенных сеянцами или саженцами, выращенными из сортовых (отборных) семян, а также семенами от плюсовых и элитных деревьев.

Нормальные - это семена, заготовленные в нормальных насаждениях с удовлетворительных по хозяйственной ценности и состоянию деревьев. К ним относятся семена, собранные на постоянных и временных лесосеменных участках, а также на лесосеках при рубке нормальных древостоев хвойных видов и с растущих деревьев такого же качества некоторых хвойных и лиственных видов (кедр, пихта, бук, дуб и др.).

Бессортные семена - семена неизвестного происхождения, собранные в минусовых насаждениях и с минусовых деревьев.

Первые три группы семян служат основным объектом для лесокультурного производства. Бессортные семена вследствие их крайне низких наследственных качеств и неизвестного происхождения не допускаются для практического использования. Заготовка сортовых или отборных семян составляет основу сортового семеноводства. Высшее или элитное сортовое семеноводство основано на заготовке семян с плюсовых деревьев с проверенной наследственностью. Цель перестройки лесосеменного дела заключается в переводе всей системы семенозаготовок в нашей стране на базу элитного семеноводства, основа которого состоит из организации системы временных, постоянных лесосеменных участков и прививочных плантаций.

С развитием селекционно-семеноводческих мероприятий получили хо-

зяйственное значение гибридные и элитные семена. Гибридные - это семена,

полученные от скрещивания разных видов и экотипов на специальных плантациях. Элитные семена получают на лесосеменных плантациях в результате

15

перекрестного опыления между вегетативным потомством элитных деревьев (проверенных по семенному потомству и на комбинационную способность) или с контролируемого скрещивания самих элитных деревьев.

По совокупности хозяйственно-ценных признаков насаждения бывают спелые, приспевающие, средневозрастные.

молодняк - древостои I класса возраста, формирующиеся в лес: хвойные и твердолиственные семенные древостои в возрасте до 20 лет; мягколиственные и твердолиственные порослевые - до 10 лет;

жердняк - это древостои II класса возраста, находящиеся в периоде интенсивного роста: хвойные и твердолиственные семенные древостои в возрасте 21-40 лет; мягколиственные и твердолиственные порослевые - 11-20 лет;

средневозрастные - древостои растущие интенсивно, находящиеся примерно посередине между моментом возникновения и периодом спелости: хвойные и твердолиственные семенные древостои в возрасте 41-60 лет; мягколиственные и твердолиственные порослевые - 21-30 лет;

приспевающие - древостои замедлившие рост, близкие, но еще не достигшие спелости: хвойные и твердолиственные семенные древостои в возрасте 61-80 лет; мягколиственные и твердолиственные порослевые - 31-40 лет;

спелые - древостои, которые в основном прекратили свой рост и пригодные для вырубки: хвойные и твердолиственные семенные древостои в возрасте 81-100 или 101-120 лет; мягколиственные и твердолиственные порослевые - 41-50 или 50-60 лет.

Деревья в этих насаждениях при селекционной оценке называются плю-

совые, нормальные, минусовые.

Плюсовые насаждения - самые высокопродуктивные и высококачественные для данного лесорастительного района насаждения, участие плюсовых и лучших нормальных деревьев, в составе верхнего яруса которых считается максимальным для данных условий. В высокополнотных древостоях оно должно составлять около 20-30 %. Плюсовые насаждения встречаются редко и небольшими площадями, поэтому они должны быть непременно сохранены, так как являются семенными заказниками и используются для сбора улучшенных семян, заготовки черенков с плюсовых деревьев, предназначенных для создания семенных плантаций. В них разрешаются лишь рубки ухода, при которых вырубают минусовые деревья. Каждое плюсовое дерево или насаждение имеет паспорт и подлежит единому государственному учету как особый генофонд.

Плюсовые деревья имеют следующие основные характеристики:

сильный рост;

высокое качество ствола, которое существенно превосходит деревья того же возраста, растущих в одинаковых условиях;

16

диаметр в чистом одновозрастном насаждении не менее чем на 30 % больше среднего диаметра насаждения;

высота не более чем на 10 % больше средней высоты насаждения;

стволы прямые, полнодревесные, без сучьев;

крона равномерно развитая и высокоприподнятая.

Вразновозрастном насаждении к плюсовым деревьям могут быть отнесены и менее крупные по диаметру, но более молодые деревья, имеющие очень хорошее качество ствола, кроны и высокий прирост по высоте и диаметру.

Семена и черенки, заготовленные с плюсовых деревьев, используют для создания лесосеменных плантаций и испытательных культур (проверка плюсовых деревьев по потомству). При устойчивом наследовании важнейших ценных признаков и свойств плюсового дерева его вегетативным и семенным потомством дерево относится к элитным.

Нормальные насаждения - это насаждения высокой и средней продуктивности, хорошего и среднего качества (высших и средних классов бонитета), сбор семян в которых допустим. Их используют для закладки в них постоянных и временных лесосеменных участков и сбора семян.

Нормальные деревья составляют основную часть насаждения и обладают следующими характеристиками:

хороший рост;

среднее качество ствола и состояние;

диаметр не менее чем на 15-20 % превышает средний диаметр в одновозрастном насаждении.

Семена с нормальных деревьев используют для выращивания подвоя, за-

кладки лесных культур и заготовки семян для хозяйственных целей. Для выращивания продуктивных насаждений следует использовать семена с лучших нормальных деревьев по комплексу признаков, приближающихся к плюсовым.

Минусовые насаждения имеют низкую продуктивность и качество. Сбор семян в таких насаждениях запрещен.

Минусовые деревья - слаборослые, диаметр в одновозрастном насаждении не превышает 80 % среднего диаметра насаждения.

К этой же категории относятся следующие деревья: кривые; суховершинные; с сильными утолщениями на стволе; свилеватые; косослойные; с плохо развитой кроной; больные; ослабленные стволовыми вредителями; с механическими повреждениями и др. Сбор семян с минусовых деревьев запрещен.

Контрольные вопросы

1.Селекционный отбор.

2.Селекционные категории лесных семян.

3.Селекционные категории насаждений.

4.Селекционная инвентаризация деревьев и насаждений.

17

6. Создание лесосеменной базы

Организация лесного хозяйства на селекционно-генетической основе, создание лесосеменных плантаций и постоянных лесосеменных участков, представленных плюсовыми и нормальными насаждениями является одной из важнейших задач лесохозяйственных предприятий.

Семена высоких сортовых достоинств являются в современном лесном хозяйстве таким же важным средством производства при восстановлении и разведении лесов, при озеленении, как и в сельском хозяйстве. Известная по-

словица «от худого семени - не жди доброго племени» - актуальна и для лес-

ного хозяйства. Без широко осуществляемой селекции организовать такое семеноводство невозможно, а без него нельзя будет вести современное хозяйство.

Лесосеменные плантации (ЛСП) - это насаждения, созданные для получения высококачественных по генетическим свойствам лесных семян (сортовых, элитных, гибридных).

Лесосеменные плантации вегетативного происхождения по сравне-

нию с семенными обеспечивают более стойкую передачу наследственных признаков и свойств плюсовых деревьев. Поэтому прививочные клоновые лесосеменные плантации являются основной формой сортового семеноводства.

Посадка привитых саженцев является основным методом для создания лесосеменных плантаций вегетативного происхождения. Из семян собранных с элитных и плюсовых деревьев выращивают подвой, затем на них прививают черенки (сердцевиной на камбий) с элитных деревьев и выращивают их в контролируемой среде и закладывают лесосеменные плантации полученными привитыми саженцами.

Лесосеменные плантации семенного происхождения создают семен-

ным потомством плюсовых деревьев, поэтому их называют семейственными плантациями. Плантации этого типа позволяют получать гибридные семена первого поколения от межвидовых скрещиваний и семян с улучшенными наследственными свойствами ценных экзотов и других видов. По сравнению с вегетативными плантациями они имеют следующие преимущества: более простой способ получения посадочного материала; меньшие затраты на закладку и уход; высокую устойчивость и долговечность семенных деревьев; большее генотипическое разнообразие семенных деревьев и семян. Несмотря на это плантации семенного происхождения заметно уступают вегетативным по многим показателям (возраст начала плодоношения, генетическая ценность получаемых семян, возможность регулирования плодоношения и повышения урожая семян на плантациях соответствующим отбором материнских деревьев и т.д.). Семена с плантаций семенного происхождения, относят к категории улучшенных.

Временные лесосеменные участки (ВЛСУ) являются основным источ-

ником получения семян для деревьев лиственных видов, для хвойных эту функцию выполняют лесосеки главного пользования, отведенные в нормаль-

18

ных насаждениях. С момента плодоношения постоянных лесосеменных плантаций, необходимость в сборе семян на ВЛСУ и лесосеках отпадет.

ВЛСУ - это участки спелых и приспевающих нормальных насаждений, выделенные и подготовленные для заготовки семян. Их закладывают в многолесных районах с достаточными объемами сплошных рубок. В хвойных насаждениях (сосна, ель, лиственница) ВЛСУ закладывают с расчетом сбора шишек на срубленных деревьях. ВЛСУ должны закладываться в нормальных, спелых и приспевающих насаждениях не менее чем на один ревизионный период.

Постоянные лесосеменные участки (ПЛСУ). Создание достаточно ши-

рокой сети ПЛСУ, особенно в районах с большим объемом лесокультурных работ позволит решить семенную проблему и уменьшить затраты на заготовку семян, что может быть достигнуто концентрацией сбора семян на небольшой площади и резким увеличением урожайности и механизацией работ по сбору.

ПЛСУ создают для получения ценных по наследственным свойствам и посевным качествам семян в течение длительного срока на высококачественных, высокопроизводительных участках леса или культур, произрастающих в оптимальных для данного вида условиях и в наиболее распространенных типах леса. Насаждения должны быть не ниже II класса бонитета, на каменистых, меловых, засоленных почвах - не ниже IV класса бонитета.

Для улучшения качественного состава древостоя, хорошего роста и развития, обильного плодоношения, создания условий для заготовки семян, в насаждениях отобранных для лесосеменных плантаций, проводятся лесохозяйственные мероприятия по формированию и уходу (изреживание).

Общие требования по закладке постоянных лесосеменных участков.

Отобранные молодняки для закладки постоянных лесосеменных участков подлежат ограничению в натуре визирами с постановкой угловых указательных столбов и аншлагов с надписью: «ПЛСУ…, площадь … га, 200…г». На каждый лесосеменной участок составляется паспорт, в котором указываются сведения о насаждении, характер выполненных и намеченных к проведению в будущем мероприятий.

При первом и втором изреживаниях целесообразно ввести отрицательный отбор (уборку нежелательных экземпляров). Начиная с третьего приема до пятого включительно, ведется положительный отбор, т.е. окончательно отмечаются наиболее перспективные деревья, которые составляют основу ПЛСУ к концу его формирования. Уборке подлежат все деревья других видов, если это не приводит к образованию прогалин и селекционно-малоценные деревья главных видов, к которым относятся: отставшие в росте; с дефектами наследственного характера (искривленный ствол, двухвершинность, многомутовчатость и др.); пораженные фито- и энтомовредителями; рано и слабо плодоносящие.

Контрольные вопросы

1. Организация постоянной лесосеменной базы на селекционной основе.

19

2.Лесосеменные участки и плантации.

3.Постоянные лесосеменные участки.

4.Временные лесосеменные участки.

5.Создание селекционно-маточных плантаций и клоновых архивов.

6.Требования по закладке постоянных лесосеменных участков.

7. Лесной генетический фонд

Генофондом вида называют совокупность генов (носителей наследственности) слагающих его особей. Поскольку практически в таком объеме выделение генофонда невыполнимо, в положении предусмотрено выделение и сохранение ценного генофонда, т.е. основных, наиболее важных элементов вида: отдельных популяций (или их частей); экотипов; разновидностей; интересных и ценных индивидуумов (деревьев). Генофонд выделяют для наиболее важных видов, подвидов, экотипов и отдельных популяций древесных видов.

Предусматривается четыре формы сохранения генофонда:

выделение лесных генетических резерватов (популяций);

отбор и сохранение отдельных ценных насаждений и деревьев;

создание коллекционных культур и клоновых архивов;

длительное сохранение ценных генотипов в виде семян, меристем (культуры образовательной ткани, состоящие из живых клеток), пыльцевых зерен.

Основной формой сохранения и поддержания в поколениях генетического фонда лесных видов является лесной генетический резерват. Он представляет собой участок леса, типичный для данного природно-климатического (лесосеменного) района, на котором сосредоточена ценная в генетикоселекционном отношении часть популяций вида. Цель выделения резерватов - получение высококачественного материала для повышения продуктивности лесов будущего.

Установлены следующие размеры лесных генетических резерватов:

сосна обыкновенная, ель (все виды) - 500-1000 га;

сосна кедровая сибирская, береза (все виды) - 200-500 га;

дуб, лиственница, пихта (все виды этих видов), осина, липа мелколистная

- 100-200 га.

Для видов с малым ареалом, редких в данном районе или распространенных небольшими участками (в степи, горах) видов, допустимо выделять лесные генетические резерваты площадью менее 10 га. Редкие и исчезающие виды, распространенные на площади менее 1500 га, должны полностью входить в лесной генетический резерват.

На каждый выделенный резерват составляют (в 4-х экземплярах) следующие документы:

20