30

Министерство природных ресурсов Российской Федерации

МЕТОДИКА

ЗАКЛАДКИ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ КУЛЬТУР

ДЛЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ПО ПОТОМСТВУ

ПЛЮСОВЫХ ДЕРЕВЬЕВ И ОБЪЕКТОВ ПОСТОЯННОЙ

ЛЕСОСЕМЕННОЙ БАЗЫ

Москва 2002

Методика разработана сотрудниками НИИЛГиС (Ю.П. Ефимов), Центрлессема (А.Е.Проказин), Росгипролеса (Н.Т. Койков, Л.И. Полосина, Е.Ю.Ющенкова, И.В. Сенькин).

Предназначена для специалистов лесного хозяйства, научно-исследовательских учреждений и проектных организаций, занимающихся вопросами создания и развития единого генетико-селекционного комплекса.

ВВЕДЕНИЕ

Внедрение достижений генетики и селекции в практику лесовыращивания призвано обеспечить повышение продуктивности, качества и устойчивости создаваемых насаждений, улучшение их природоохранных и средообразующих функций. В этой связи одной из первоочередных задач лесоводов является создание постоянной лесосеменной базы (ПЛСБ) на генетико-селекционной основе с целью массового производства семян с улучшенными наследственными свойствами [7]. Конечная цель работ по созданию ПЛСБ - перевод лесного семеноводства на сортовую основу.

За более чем 30-летний период в лесном хозяйстве сложилась система семеноводства, основанная на отборе по фенотипу и последующем использовании лучших по продуктивности, качеству и биологической устойчивости насаждений и деревьев. Заготавливаемые на объектах ПЛСБ семена составляют около 10 % от общего объёма семенозаготовок. Вместе с тем, до настоящего времени нет объективных данных о том, в какой мере использование этих семян при лесовыращивании способствует улучшению создаваемых насаждений в сравнении с ранее достигнутым уровнем.

Наиболее интенсивной формой организации ПЛСБ является закладка лесосеменных плантаций (ЛСП) вегетативным или семенным потомством плюсовых деревьев [28]. Ценные признаки и свойства плюсовых деревьев, на которые ведётся селекция, формируются под влиянием генетических и экологических факторов и имеют сложный характер наследования при семенном размножении. Поэтому, как показал накопленный опыт, использование при лесовыращивании семенного потомства плюсовых деревьев или их клонов не всегда гарантирует проявление желаемых признаков в создаваемых насаждениях. Способность плюсовых деревьев устойчиво передавать семенному потомству свои ценные признаки устанавливают методами их генетической оценки по потомству. Для этого потомства (семьи) указанных деревьев или их клонов, полученные от свободного опыления или контролируемых скрещиваний, изучают в специально создаваемых испытательных культурах (далее ИК) с отбором наиболее перспективных семей для последующей закладки ЛСП повышенной генетической ценности и второго порядка [13, 24, 26, 28].

В генетическую оценку по потомству включают также уже существующие объекты ПЛСБ - ЛСП первого порядка, постоянные лесосеменные участки (ПЛСУ), плюсовые насаждения [28]. Проведение такой оценки позволит определить реальный селекционный эффект каждого объекта и перспективы их дальнейшего использования, выделить наиболее ценные из них в сорта- популяции [1, 6, 28, 30]. Испытание совокупных потомств лесосеменных объектов в сочетании с оценкой потомств плюсовых деревьев даст фактический материал для объективного вывода об эффективности плюсовой селекции лесных пород, основанной на популяционном (групповом) и индивидуальном отборе. Кроме того, испытательные культуры, заложенные потомствами ЛСП, ПЛСУ, плюсовых насаждений, будут служить экспериментальной базой для изучения степени воспроизводства генетического полиморфизма естественных популяций в искусственно созданных насаждениях при разных объёмах выборки исходного материала, что необходимо, в частности, для обоснования минимальной численности клонов (семей) на ЛСП и решения ряда других генетико-селекционных проблем.

Масштабы работ по генетической оценке исходного материала пока неудовлетворительны. Испытательные культуры созданы на площади немногим более 1000 га, в них оценивается потомство 20 % от общего числа аттестованных плюсовых деревьев. Кроме того, отсутствие единого методического подхода к испытанию плюсовых деревьев по потомству, включая выбор площади, контроля, технологии, других условий проведения работ, затрудняет получение объективных оценок и приводит к неоднозначным и трудно сопоставимым выводам о генетических свойствах испытываемых деревьев. Что касается генетической оценки по потомству объектов ПЛСБ, то эта работа практически ещё не начиналась.

Настоящая Методика призвана обеспечить единый подход к организации работ по генетической оценке плюсовых деревьев и объектов ПЛСБ в испытательных культурах. В ней на основе анализа и обобщения накопленного опыта изложены общие принципы испытаний, методические и технологические приёмы работ по подбору и подготовке площадей для закладки полевых опытов, заготовке семян, выращиванию посадочного материала, посадке и уходу за культурами, их оформлению, документации и учёту. При использовании изложенных ниже общих принципов испытаний допускается применение в регионах страны технологий создания ИК с учётом биологических особенностей древесных пород, лесорастительных условий, целей селекции и местного опыта лесовыращивания.

Отступления от общих принципов, изложенных в настоящей Методике, должны рассматриваться коллегиально - постоянно действующей комиссией по аттестации или списанию лесосеменных объектов (ПДК) [28].

1. Общие положения

1.1. Отбор плюсовых деревьев и насаждений, закладка ЛСП и ПЛСУ и проведение их испытаний - процесс постоянный. Генетической оценке по семенному потомству подлежат плюсовые деревья и насаждения, ЛСП и ПЛСУ, аттестованные ПДК и зачисленные в Государственный реестр плюсовых деревьев, включенные в Сводные ведомости плюсовых насаждений, ЛСП и ПЛСУ [28]. Основная цель испытаний плюсовых деревьев - выделение из общего их числа экземпляров, потомства которых достоверно превосходят по селектируемому признаку (свойству) контроль - средний уровень для конкретных условий лесовыращивания. Испытание совокупных потомств плюсовых насаждений, ЛСП и ПЛСУ имеет целью определение величины селекционного эффекта от использования получаемых с них семян, который оценивается по превышению показателя селектируемого признака у потомства данных объектов в ИК над контролем.

1.2. С учётом того, что ранее аттестованные плюсовые деревья с момента аттестации могли изменить свои показатели по отношению к средним для насаждения (отстать в росте по высоте и диаметру и др.) или иметь показатели ниже установленных [28] в момент аттестации, а также оказаться повреждёнными болезнями и вредителями, до начала работ по испытанию проводят их инвентаризацию. При этом плюсовые деревья, не отвечающие установленным критериям или имеющие неполноценное потомство (клоны и семьи) на ЛСП (слабое плодоношение, низкая устойчивость к вредителям и болезням, большой процент нестандартных шишек, низкая полнозернистость семян и др.), исключают из числа включённых в первоочередные испытания. В зависимости от количества подлежащих испытанию плюсовых деревьев и производственных возможностей определяют очерёдность проведения работ.

1.3. Среди объектов ПЛСБ в генетической оценку по потомству включают те из них, которые используются в практическом семеноводстве и в случае их возможного списания (достижение предельного возраста эксплуатации, гибель от стихийных бедствий или других причин) могут быть восстановлены в первоначальном генотипическом составе.

В соответствии с этим, генетической оценке по потомству подлежат:

- клоновые ЛСП первого порядка (испытывается каждая ЛСП, отличающаяся от других хотя бы по одному из трех признаков: состав, количество клонов, схема смешения);

- семейственные ЛСП с известным происхождением исходного материала (набора материнских плюсовых деревьев);

- плюсовые насаждения;

- ПЛСУ, заложенные редкой посадкой (посевом) с использованием улучшенных семян, заготовленных в плюсовых насаждениях, с плюсовых деревьев и на ЛСП [21], или сформированные в культурах, созданных из таких семян.

1.4. Конкретный перечень плюсовых деревьев и лесосеменных объектов, подлежащих генетической оценке в том или ином регионе, определяет территориальный орган Министерства природных ресурсов Российской Федерации (далее МПР России) в субъекте Российской Федерации по согласованию с научно-исследовательским учреждением.

1.5. Генетические испытания плюсовых деревьев и лесосеменных объектов по потомству проводят в лесорастительных условиях и по технологиям, приближённым к условиям и технологиям выращивания производственных лесных культур [10, 15, 25]. Метод испытаний - многолетний полевой опыт, в котором опытные и контрольные варианты различаются лишь по одному фактору - источнику получения семян [5, 13, 28].

ИК создают посадкой сеянцев, выращенных из семян, заготовленных с плюсовых деревьев и на лесосеменных объектах, либо посевом таких семян непосредственно на лесокультурной площади (дуб, бук).

1.6. При селекции на продуктивность и качество лесов ИК создают с расчётом их изучения до возраста, равного 1/2 возраста рубки главного пользования или возраста спелости, принятого для данного вида лесных растений в конкретной лесорастительной зоне [28]. При селекции 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) длительность опыта может быть меньшей, в зависимости от динамики проявления признака в онтогенезе, и определяется соответствующими методическими рекомендациями научно-исследовательских учреждений.

1.7. ИК закладывают, как правило, в том же лесосеменном районе, в котором произрастают отобранные плюсовые деревья и насаждения, в том числе использованные для закладки существующих ЛСП и ПЛСУ. Допускается закладка их в соседних лесосеменных районах, в пределах допустимой переброски семян, регламентируемой действующим лесосеменным районированием [8].

1.8. При селекции на повышение продуктивности лесов ИК создают в двух-трёх наиболее распространённых для конкретной древесной породы типах лесорастительных условий с целью оценки адаптивной способности семенных потомств плюсовых деревьев, объектов ПЛСБ и перспектив их использования в лесокультурной практике. Потомства плюсовых деревьев и насаждений, отобранных в особо суровых лесорастительных условиях (пойменные земли, засолённые, каменистые или меловые почвы и т.п) или по признаку устойчивости к грибной инфекции и техногенным загрязнениям, а также совокупные потомства ЛСП и ПЛСУ, созданных на основе таких деревьев и насаждений, испытывают в условиях, аналогичных условиям произрастания материнских насаждений.

1.9. Семенные потомства плюсовых деревьев или их клонов, а также объектов ПЛСБ, включаемые в испытание, группируют по лесосеменным районам, подрайонам, основным типам лесорастительных условий и фенологическим формам (ель, дуб, бук) исходного материала, при этом различия по продуктивности материнских насаждений не должны превышать одного класса бонитета. Каждой группе должен соответствовать свой контроль. Указанные группы потомств испытываются, как правило, на разных участках ИК.

1.10. При селекции на повышение продуктивности и качества лесов для выращивания посадочного материала контроля используют средний образец из партии семян, заготовленных в местных насаждениях нормальной селекционной категории, основные параметры которых: фенологическая форма (ель, дуб, бук), тип лесорастительных условий - аналогичны насаждениям, в которых отобраны плюсовые деревья и на основе которых созданы объекты ПЛСБ. При селекции на другие признаки (для специальных целей) в качестве контроля используют смесь семян с определённой выборки деревьев, характеризующихся средним уровнем проявления данного признака в исходных насаждениях. В этих случаях число деревьев, используемых для создания контроля, определяют согласно методическим рекомендациям научно-исследовательских учреждений.

1.11. ИК создают по проектам, разрабатываемым научно-исследовательскими учреждениями и проектными организациями по договорам с территориальными органами МПР России в субъектах Российской Федерации.

1.12. Закладку ИК по проектам, утверждённым заказчиком, осуществляют лесхозы, селекционные центры, специализированные по семеноводству подразделения и другие организации, занимающиеся лесовыращиванием, под методическим руководством научно-исследовательских учреждений. За работами по закладке и содержанию ИК осуществляется на договорной основе авторский надзор проектанта.

1.13. Для генетической оценки объектов ПЛСБ в отдельных случаях могут быть использованы также участки ранее заложенных производственных лесных культур при следующих обязательных условиях:

- наличии документальных сведений о том, что они созданы с использованием семян конкретного объекта ПЛСБ, а также о технологии выращивания сеянцев и создания культур;

- наличии производственных культур того же возраста, созданных материалом от местных насаждений нормальной селекционной категории в тех же условиях произрастания и по той же технологии, что и оцениваемые культуры, если они по своим параметрам (тип лесорастительных условий и фенологическая форма материнских насаждений и деревьев) могут быть использованы в качестве контроля.

1.14. Для генетической оценки клоновых ЛСП могут быть использованы данные, полученные при раздельном испытании потомств представленных на них клонов плюсовых деревьев, если семена для закладки ИК заготавливались на этих же лесосеменных плантациях.

1.15. Научно-исследовательские учреждения по договорам с территориальными органами МПР России в субъектах Российской Федерации проводят по специальным методикам изучение испытательных, а также производственных (по п. 1.13) культур, и дают заключение о генетической ценности плюсовых деревьев и насаждений, ЛСП, ПЛСУ и перспективах их дальнейшего использования.