Селекция Пихты сибирской на быстроту роста для создания плантации третьего порядка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В своей хозяйственной деятельности человек с самых древних времен изменял окружающую его природу, приручали диких животных, возделывал дикие растения, создавал полезные для себя породы и сорта. Однако научные основы создания человеком новых сортов растений и пород животных были раскрыты лишь Дарвином в его учении об изменчивости, наследственности и отборе.

Селекция в прямом смысле слова - это комплексная наука, направленная в основном на повышение производительности сельского хозяйства и базирующаяся не только на учении об отборе, но и на ряде других закономерностей биологии.

Задача селекции состоит в создании новых и улучшении уже существующих сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов.

Латинское слово «селекцию» обозначает «отбор» или «выбор». В своей работе селекционеры применяют научные методы отбора, гибридизации, полиплоидии, оценки потомства и др. Создание новых сортов связано с изменением наследственности, поэтому теоретической основой селекции является генетика - наука, изучающая закономерности наследственности и изменчивости организмов.

Создавая новые сорта, можно вести селекцию, добиваясь более высокой урожайности, зимостойкости, засухоустойчивости, устойчивости против болезней и вредителей, пригодности для механизации возделывания и уборки, высокого качества продукции и т. д. Биологические свойства нового сорта должны соответствовать природным и агротехническим условиям той зоны, для которой его выводят. Селекционную работу ведут следующие научные учреждения: селекционные центры, научно-исследовательские институты, опытные станции, сельскохозяйственные учебные заведения.

Преобразование диких форм животных и растений в культурные явилось результатом более или менее осознанной селекционной деятельности наших предков, которые не располагали знаниями в области генетики. Вследствие этого процесс селекции был длительным и не всегда достаточно эффективным.

Методы селекции начального периода, успешно применяющиеся и сейчас, зачастую развивались чисто эмпирически, а не на основе закономерностей, установленных генетикой. В качестве примера могут служить работы И. В. Мичурина, который вывел множество сортов плодовых культур, в том числе сорта яблони, не зная и не принимая идей генетики.

И.В. Мичурин так понимал селекцию: « По существу селекцию я разделяю на два резко отличающихся между собой вида. Первый из них - это отбор из массового посева какого-либо вида или сорта растений случайных отклонений, выраженных в виде мутаций или происшедших от естественного переопыления с другими сортами растений. Такую селекцию я считаю самым низкопробным делом для оригинатора, потому что посеять на-авось десятки тысяч одного сорта растений и затем выбрать из них 2-3 лучших экземпляра, а остальную массу уничтожить, - это может сделать полнейший профан в деле.

Путем же искусственного перекрестного оплодотворения (гибридизации) удается производить в относительно короткие

периоды времени значительные изменения гибридных растений, приобретающих постепенно полную устойчивость при условии повторного скрещивания в течение нескольких лет».

1. Дендролого - лесоводственная характеристика вида

1.1 Систематика, морфология, лесоводственное значение

Отдел: Голосеменные Pinophyta

Класс: Хвойные Pinopsida

Подкласс: Хвойные Pinidae

Семейство: Сосновые Pinaceae

Современные хвойные, или пиниды (Pinidae), насчитывают 5 порядков, 7 семейств, 57 родов и 560 (592) видов. Среди современных хвойных самыми древними семействами являются араукариевые, подокарповые и сосновые. Пыльцевой анализ показал, что предки современных представителей хвойных существовали еще до мелового периода, т. е. до появления цветковых растений. За время своего существования хвойные подверглись значительной эволюции. Однако хвойные отличаются заметной стабильностью генетической организации. Эволюционная стабильность хвойных объясняется общей консервативностью возникших в ходе эволюции хвойных морфологических структур. Говоря о темпах хромосомной эволюции, генетики отмечают, что у сосновых они в десятки и сотни раз ниже по сравнению с другими организмами. Вместе с тем скорость эволюции структурных генов, ответственных за синтез белков у сосновых, соответствует средней скорости эволюции других организмов.

Долговечность хвойных (от 300 до 2000--3000 лет) определяется особенностями строения стволов, отличающихся от стволов других голосеменных более развитой древесиной и менее развитыми кроной и сердцевиной. В древесине и коре современных хвойных много смоляных ходов. Они имеют форму длинных узких каналов, наполненных эфирными маслами, смолой и бальзамами, выделяемыми выстилающими клетками. Хвойные -- разнополые, однодомные, реже двудомные растения. Микростробил, который часто называют мужским колоском, состоит из укороченной оси, на которой расположены сильно редуцированные микроспорофиллы с микроспорангиями. В систематике и филогении хвойных особый интерес представляет строение женских стробилов, которые называют макро- или мегастробилами. У большинства представителей семейства сосновых (сосны, ели, пихты) пыльца бобовидной формы с двумя выступами или воздушными мешками. Ветроопыление у хвойных, т. е. перенос пыльцы на семяпочку движением воздуха, происходит различно. Наиболее известный тип опыления характерен для сосны, имеющей пыльцу с двумя воздушными мешками. Развитие зародыша семени у хвойных начинается с образования предзародыша, или зачаточного зародыша (проэмбрио). После этого начинается развитие собственно зародыша. Увеличиваясь, подвесок не только проталкивает зародыш в глубь ткани гаметофита и служит для них гаусториальным органом, но и является, вероятно, секреторным органом, разрушающим с помощью ферментов клетки эндосперма.

Семена хвойных очень разнообразны по величине и форме. Крупные семена с деревянной кожурой бескрылые, а кожистые и перепончатые большинства хвойных снабжены одним крыло-

видным придатком или двумя-тремя небольшими крыльями, что способствует их распространению ветром. Сочный, ярко окрашенный покров на семенах ряда хвойных способствует их распространению животными.

Исчезновение воздушных мешков у пыльцы лиственницы и лжетсуги связано с отсутствием опылительной жидкости. Следует, однако, отметить, что у пихты и кедра (Cedrus) опылительная жидкость не выделяется, но пыльцевые зерна снабжены воздушными мешками, хотя у кедра наблюдается тенденция к их редукции. У пихты микропилярная область превращается в косую рыльцевую воронку, улавливающую пыльцу. Пыльцевые зерна не достигают нуцеллуса. Вместо этого нуцеллус растет кверху, и этим достигается контакт с пыльцевыми зернами. У кедра, как и у пихты, в результате согласованных изменений микропиле и нуцеллуса пыльцевые зерна оказываются на нуцеллусе, где и прорастают.

Оплодотворение у хвойных, за исключением сосны, происходит вскоре после опыления. У видов сосны между опылением и оплодотворением проходит от 12 до 14 мес.

В процессе длительной эволюции ряд видов хвойных успешно приспособился к изменяющимся условиям среды благодаря совершенствованию и закреплению в потомстве древних генетических структур, определяющих соответственно проявление конкурентоспособных свойств. Подтверждением этого могут служить таежные леса с преобладанием хвойных пород, занимающие огромные территории холодной зоны в Северном полушарии, образующие чистые и смешанные хвойно-лиственные древостои. Ксероморфность ассимиляционного аппарата, относительная долговечность, выработка защитных средств (живицы, эфирных масел), строение водопроводящей системы, ветроопыляемость и ряд других особенностей строения обеспечили хвойным одно из ведущих положений в образовании современных лесных формаций на земном шаре. Знание особенностей исторического развития, или филогении, видов позволяет выработать методы управления закономерностями наследственности и изменчивости при их искусственном разведении.

Род пихта (Abies) объединяет виды, представленные крупными деревьями, преимущественно образователями горных лесов. Кора стволов тонкая, гладкая или слаботрещиноватая, со смоляными ходами. Крона густая коническая, обычно низкоопущенная. Ветвление мутовчатое межмутовчатыми побегами. Почки округлыё, реже тупоконические, засмолены или не покрыты смолой. Хвоя расположена на побегах одиночно, спирально, настильно или строго двурядно. К стеблю прикрепляется без, листовых подушечек на коре, в поперечном сечении плоская или узкоэллиптическая, мягкая, на конце притупленная или раздвоенная (у пихты цельнолистной хвоя жесткая, заостренная), рядами устьиц в виде двух светлых полосок на нижней стороне хвои. Держится на побегах 1--10 лет или более. Микро- и макростробилы закладываются в генеративных почках, более крупных и овальных, чем почки ростовые. Опыление происходит перед распусканием молодой хвои. Женские шишечки пихт стоят вертикально, сохраняя это положение и в период созревания семян. Зрелые шишки цилиндрические, 5--12 (20) см длиной; до созревания засмолены. При созревании семян смоляной покров шишки разрушается, а сама шишка начинает интенсивно распадаться на чешуйки, которые вместе с семенами разносятся ветром. Обычно это происходит уже в начале -- середине осени. После разрушения шишек на побегах остаются вертикально стоящие деревянистые стерженьки, которые довольно долго сохраняются в кроне. Семена треугольные, с сильно смолистой кожурой, несут треугольное крылышко, охватывающее семя с нижней стороны и плотно прирастающее к нему. Всходы имеют 4--5 (7) плоских семядолей. Помимо семян, пихта способна размножаться отводками, укореняясь нижними ветвями. Пихта в молодости растет медленно, но затем ее рост ускоряется. Долговечность разных видов пихты составляет от 150-- 200 (пихта белокорая и сибирская) до 450--500 (пихта цельнолистная) и даже 800 лет (пихта кавказская).

Все пихты очень теневыносливы, довольно требовательны к плодородию почвы, по отношению к влажности почвы и атмосферы -- мезофиты, весьма чувствительны к содержанию промышленных выбросов в атмосфере (не газостойки), часто страдают от поздних весенних заморозков (особенно в молодости), а по своей зимостойкости -- различны в зависимости от географического происхождения видов и их экотипов.

Пихты имеют большое народнохозяйственное значение. Древесина их легкая, белая или желтоватая без смоляных ходов. Используется как сырье для целлюлозно-бумажной промыш-ленности, строительства и тарного производства. В коре пихты в особых желваках (смоловместилищах) содержится ароматная живица, богатая скипидаром. Из живицы пихты сибирской и бальзамической добывают пихтовый бальзам, применяемый в оптической промышленности, медицине и для других целей. Из хвои пихты получают масло, используемое как сырье для производства камфары. В семенах пихты содержится до 30 % растительного масла, употребляемого при изготовлении лаков. Горные пихтовые леса, помимо сырьевого значения, выполняют почвозащитные, водоохранные и водорегулирующие функции. Всего в этом роде насчитывается около 50 видов, из которых в СССР 8 растут естественно, а свыше 20 видов интродуцированы.

ПИХТА СИБИРСКАЯ (A. sibirica) в сравнении с другими видами пихт СССР характеризуется наибольшим ареалом и хозяйственным значением. Она принимает участие в образовании лесов северо-восточных районов европейской части страны и Западной Сибири. Это -- дерево до 30 м высотой и до 0,5 м в диаметре, в естественных условиях доживающее до 200--250 лет. Крона узкоконическая, ветви расположены более или менее мутовчато, верхние и средние ветви растут горизонтально, нижние обычно свисают, к земле и способны укореняться. Кора коричневато-темно-серая, гладкая, в нижней части ствола слабо трещиноватая. Побеги гладкие, удлиненные, с редкими толстыми волосками, почки шаровидные, зеленовато-бурые, залиты светлой смолой. Хвоя располагается на осевом побеге радиально, на боковых -- настильно, налегая сверху одна на другую. Она узкая, тупая, 1,5--3,5 см длиной, с верхней стороны темно-зеленая, блестящая, с нижней с двумя беловатыми узкими полосками устьиц, на дереве держится до 10 лет.

Микростробилы яйцевидные, желтоватые, появляются из боковых почек на побегах прошлого года; макростробилы зеленые или буровато-красные, прямостоячие, 1--2 см длиной, распола-

гаются в верхней части кроны. Опыление происходит вскоре после распускания почек, но до охвоения побегов. Возраст возмужалости пихты наступает поздно: с 20--30 лет у деревьев, растущих на опушках, с 40--50 лет -- в лесу. Шишки и семена созревают в конце августа -- в сентябре. Зрелые шишки бурые, овально-цилиндрические, с тупым концом, 5--9 см длиной, 2--4 см шириной (рис. 2). Семенные чешуи широкие, бархатистые с закругленным и мелкозазубренным верхним краем, при основании-- на короткой ножке. , Шишки распадаются в сентябре -- октябре. С чешуями опадают и светло-буро-желтоватые семена. Они неправильно обратнояйцевидной формы, в основании клиновидные с тупыми гранями, 6--7 мм длиной. Крыло около 1 см длиной, клиновидное, с косым верхом. Масса 1000 семян 6--12 г. Размножается пихта в основном семенами, под пологом пихты всегда есть густой самосев. При отводковом размножении образует небольшие клоны с искривленными деревцами. Пихта сибирская очень теневынослива, морозостойка, однако часто страдает от поздневесенних заморозков. Лучше всего она растет на хорошо дренированных дерново-подзолистых суглинках при близком залегании известняков. Сильно оподзоленных и застойно увлажненных почв избегает, на бедных песчаных почвах не растет. Образует как чистые, так и смешанные (пихтово-еловые) насаждения. В горы заходит до 2000 м, где принимает кустовидную форму.

Пихта сибирская

1.2 Формы и культивары

а) По характеру роста:

канделябровая - f. candelabrum Schrцder - с ветвями, приподнятыми вверх виде кандебляра;

пирамидальная - f. pyramidalis hort. - с пирамидальной кроной и поднятыми вверх ветвями;

плакучая - f. pendula Schrцder - с ветвями ниспадающими до земли;

низкая - f. Pumila (nana) Schrцder - карликовая, кустарниковая форма.

б) По окраске хвои:

белая - f. alba Fischer (Picea sibirica alba hort.) - форма с Алтая, у которой хвоя длиннее и нижняя ее сторона белее, чем у типичной;

сизая - f. glauca Schrцder - с голубоватой хвоей (гибрид пихт сибирской и бальзамической); имеется карликовая компактная сизая форма - f. Compacta glauca Beissn. - с короткими ветвями и короткой хвоей;

пестрая - f. variegata Schrцder - с желтовато-белой хвоей на отдельных ветвях;

изящная - f. elegans hort. - форма с араукариеподобной кроной и хвоей с серебристыми краями.

Пихта сибирская эффектна в небольших группах и в виде солитера на газоне; может быть использована также в аллейных насаждениях. Более обширные массивы из пихты сибирской могут быть созданы в лесопарках. Пригодна она также для живых изгородей. Большая чувствительность пихты сибирской к загрязнению воздуха копотью и газами делает ее непригодной для озеленения промышленных предприятий и заводских районов с вредными выделениями. В южных районах растет плохо, не вынося перегрева и резких колебаний температур (особенно весной) и засух в летний период.

Районы применения: северо-восток европейской части СССР, Сибирь (кроме степных районов); восточные горные районы Средней Азии, Дальний Восток (северная и центральная части).

1.3 Хозяйственно - экономическое значение и направления селекции

Благодаря стройным коническим, плотным и опущенным до земли, темно-зеленым или сизого цвета кронам пихта пригодна для обсадки аллей, создания групп и в одиночных посадках, в живых изгородях, так как большинство пихт хорошо переносит стрижку. В лесном хозяйстве пихты, за исключением искусственных посадок в Западной Европе пихты белой (Abies alba Mill.), разводятся очень мало. Поэтому селекционные работы с пихтами почти не велись. В связи с растущим угнетением пихты, особенно на границе естественного ареала, возникла необходимость изучения возможности путем селекции повысить устойчивость европейской пихты. Не меньшее значение при этом имеют селекционные методы повышения производительности насаждений пихты. Пихта -- ценное парковое дерево, хорошо поддающееся искусственной формовке (стрижке). Однако применять пихту в озеленении можно только при отсутствии загрязнения атмосферы и почвы промышленными выбросами. В парках, лесопарках и пригородных лесах пихта довольно чувствительна к повышенной рекреационной нагрузке.

Пихта сибирская - одна из ценнейших хвойных пород для садово-паркового строительства в суровых климатических условиях Севера. Она выделяется также среди других хвойных красотой своей стройной узкоконусовидной кроны с острой вершиной, сохраняющейся и у старых деревьев. Стрельчатая крона у этой пихты красивым четким силуэтом выделяется на общем фоне парковых насаждений. Опущенные низко ветви с густой плотной хвоей дополняют ее эффектный облик. Ярко-зеленая хвоя пихты сибирской также контрастно выделяет ее в парковом ландшафте. Особенно декоративна пихта сибирская весной, когда молодые шишечки имеют пурпурную окраску, а мужские овальные соцветия - буровато-красную или ярко-желтую с красноватым налетом.

2. Плюсовая селекция

Плюсовая селекция - это учение о плюсовых деревьях и насаждениях. Ее начало относится к 50-м годам текущего столетия. Впервые понятие о плюсовых насаждениях было дано шведским ученым, а затем довольно быстро это понятие вошло в практику других стран.

Селекционная оценка древостоев предусматривает выделение плюсовых, нормальных (нулевых) и минусовых насаждений.

Качественное отличие этих групп определяется различной долей участия в сложении древостоев наиболее продуктивных форм древесных пород. При селекционном расчленении древостоев основное внимание уделяется установлению долевого участия наиболее ценных в хозяйственном отношении форм той или иной древесной породы. Пробное деление древостоев не трудно провести по всем другим признакам деревьев (качеству ствола, и др.) и качественно отнести их в другие селекционные группы.

Плюсовые насаждения рекомендуются отбирать в средневозрастных, приспевающих и спелых древостоях, во всех основных типах условий местопроизрастания. После занесения их в гос Рмстр, они исключаются из лесосеменного фонда. В них проводятся только селекционные рубки и мероприятия, направленные на повышение плодоношения.

Размещение рамет на архивно-маточных плантациях блоками



Схема размещения саженцев в одном блоке

Схема создания ЛСП-I



Схема проведения испытаний на ОКС

Схема проведения испытаний на СКС

2.1 Селекционная инвентаризация и метод отбора плюсовых деревьев

Базой для организации лесного семеноводства на генетико-селекционной основе являются лучшие насаждения, выделяемые при селекционной инвентаризации. 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, высокопродуктивных культурах интродуцированных видов лесных растений и на селекционно-семеноводческих объектах.

Селекционную инвентаризацию лесных массивов в целях отбора плюсовых деревьев и насаждений производят преимущественно в древостоях естественного происхождения. Такие древостой отличаются высокой степенью приспособления к местным климатическим и почвенным условиям и являются основным генетическим фондом, способным обеспечить воспроизводство высокопродуктивных насаждений. В искусственных насаждениях отбор плюсовых Деревьев в основном проводится для некоторых специфических или частных целей селекции, например для защитного лесоразведения в степях и полупустынях, селекции на декоративность древесины и др. Отбор плюсовых деревьев и насаждений преимущественно семенного происхождения производят в лучших по продуктивности типах леса для данной лесорастительной зоны и лесосеменного района. В лиственных лесах можно использовать и лучшие порослевые насаждения. При селекционной инвентаризации деревья подразделяют на три основные категории: плюсовые, нормальные и минусовые (возможно дополнительное выделение лучших нормальных деревьев).

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.

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, многовершинность, вильчатость, сильная сучковатость, 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 или усыхающие.

Насаждения при селекционной инвентаризации также подразделяют на три категории: плюсовые, нормальные, минусовые.

Плюсовые насаждения -- это самые высокопродуктивные, высококачественные и устойчивые для данных лесорастительных условий насаждения. Плюсовые насаждения выделяют как семенные заказники; в расчетную лесосеку их не включают. С целью выделения плюсовых деревьев в плюсовых насаждениях проводят сплошную подеревную селекционную инвентаризацию или закладывают пробные площади. В порядке ухода в них вырубают 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, содержащие значительный процент минусовых деревьев.

Конкретные придержки для выделения селекционных категорий деревьев и насаждений могут быть различными в зависимости от лесорастительной зоны, лесорастительных условий, биологических особенностей древесной породы, возраста, состояния насаждений и целей селекции.

Основные причины отпада семенных деревьев на ЛСП следующие: усыхание, повреждения копытными, грызунами, энтомо- и фитовредителями, несовместимость подвоя и привоя, перетяжки (проволока бирок), механические повреждения при уходах или недостаточные уходы (заглушение травой, отсутствие ухода за подвоем) и др. На ЛСП регулярно проводят инвентаризацию, при этом выявляют возможные нарушения схемы посадки и потребность в дополнении. При инвентаризации на схеме напротив номера каждой прививки или саженца делают отметки: «+» -- прививка или саженец в удовлетворительном состоянии, «с» -- прививка сомнительная (возможен отпад), «-» -- прививка погибла (в том числе, если подвой растет). Одновременно проводят уход за прививками: обрезку ветвей подвоя и перевязку бирок на боковую ветку. Если бирка утрачена, привязывают новую, номер проставляют в соответствии со схемой посадки. У подросших прививок (саженцев) бирки привязывают в определенном месте, например на боковую ветвь с правой стороны (по ходу ряда) на высоте 1,3 м.

Отбор плюсовых деревьев (ПД) проводят по фенотипу. Признаки, по которым их отбирают, определяются конечными целями селекции. Плюсовые деревья подразделяют на следующие основные

категории: а) высококачественные (качество ствола и древесины поставлены на первое место); б) высокопродуктивные (по массе); в) комбинированные (сочетающие быстроту роста, объем и качество ствола).

При селекции на повышение продуктивности и качества лесов деревья в категорию плюсовых отбирают в основных типах лесорастительных условий, в первую очередь в плюсовых насаждениях. Они должны отличаться хорошим приростом, прямоствольностью, полнодревесностью, хорошим очищением стволов от сучьев, хорошим зарастанием сучьев, отсутствием пороков (вильчатости, многовершинности, пасынков и др.), равномерно развитой кроной со сравнительно тонкими короткими ветвями, устойчивостью к неблагоприятным факторам среды, вредителям, болезням и отсутствием значительных механических повреждений. В одновозрастных, чистых по составу высокоплотных насаждениях ПД должны превышать средние показатели древостоя (для соответствующей фенологической формы) по высоте на 10% и более, по диаметру на 30% и более. Деревья с превышением по высоте на 15% и более и по диаметру на 40% и более следует в первую очередь использовать при создании лесосеменных и маточных плантаций. В насаждениях, пройденных постепенными и выборочными рубками, допускается выделение ПД, превосходящих средние показатели древостоя по высоте не менее чем на 8%, по диаметру -- на 20%, но отвечающие всем вышеперечисленным требованиям. В разновозрастных насаждениях, возраст деревьев которых различается более чем на один класс, отбор плюсовых деревьев производят отдельно в пределах каждой возрастной группы (поколения).

При отборе ПД следует учитывать, что очищаемость стволов от сучьев зависит не только от породы, но и от возраста и полноты насаждения. Средневозрастные и приспевающие деревья в одинаковых условиях в среднем имеют меньшую протяженность бессучковой зоны по сравнению со спелыми. Замечено, что очищение ствола от сучьев у сосны лучше у узкокронных особей, а более обильное плодоношение у ширококронных. Отбор по качеству древесины носит несколько условный характер, так как ее технические и механические свойства обычно не определяются.

Конкретные придержки для выделения ПД зависят от биологических свойств древесных пород и могут быть уточнены зональными научно-исследовательскими организациями и специализированными по семеноводству лесохозяйственными подразделениями. Критерии отбора ПД определяются не на основании средних данных о породе в выделе (или таксационному описанию), а по той части насаждения, возраст которой соответствует возрасту отбираемого дерева.

Характеристику кандидата в ПД дают по следующим показателям:

происхождению (естественное, искусственное, гибрид);

фенологической (рано-, средне-, позднораспускающаяся) и морфологической (узко-, ширококронная) форме;

возрасту, лет (измеряется возрастным буравом);

высоте, м (определяется высотомером с максимальной точностью);

диаметру на высоте 1,3 м (у некоторых пород дополнительно по диаметру у корневой шейки, на высоте 1,2,3,...м); измеряют мерной лентой окружность (С) с точностью до 1 см; D =C : р;

объему ствола, м³ (высчитывают по таблицам);

классу роста и развития;

ширине кроны, м (определяют в двух направлениях);

форме кроны (конусовидная, пирамидальная и др.) и ее симметричности; зубчатый колесо вал шпоночный

протяженности кроны, м (измеряется высотомером); выражается в процентах от высоты ствола;

густоте облиствления (хвои) -- густое, среднее, редкое;

толщине скелетных ветвей (толстые, средние, тонкие), определяют глазомерно;

протяженности бессучковой зоны ствола, м (измеряется высотомером); проценту от высоты ствола;

зарастанию отмерших сучьев (хорошее, среднее);

форме ствола (прямизна, полнодревесность);

приросту в высоту по глазомерной оценке (хороший, средний);

развитию водяных побегов по стволу у дуба (сильное, слабое, среднее);

характеристике коры (высота поднятия грубой коры, окраска, тип трещиноватости и др.);

санитарному состоянию дерева и сведениям о цветении, плодоношении и типе сексуализации (мужской, женский, смешанный);

показателям ПД по сравнению со средними показателями насаждения: превышение по высоте, %; по диаметру, %;

краткой характеристике окружающих деревьев;

другим показателям (при частной селекции).

Выделение ПД проводят в плюсовых и нормальных насаждениях любой полноты, в основном в высокопродуктивных древостоях, так как при этом гораздо больше оснований считать, что они будут иметь хороший генотип. Это, однако, не означает, что ПД следует отбирать исключительно в насаждениях высших бонитетов. Если плантация должна обеспечить семенным материалом большой район облесения, в котором произрастают коренные леса низких бонитетов, то нужно проводить отбор ПД и в них.

Критерии отбора ПД для специальных целей (особые технические свойства древесины, выход определенных сортиментов, содержание таннидов в коре, урожайность и качество плодов и семян, смолопродуктивность, иммунность, устойчивость к неблагоприятным природным и антропогенным факторам, долговечность, солевыносливость, энтомо- и фитоустойчивость, морозо- и засухоустойчивость, декоративность, архитектоника кроны, пробконосность и др.) определяются соответствующими рекомендациями научно-исследовательских учреждений. При этом превышения диаметра и высоты отбираемых деревьев над средними показателями насаждения или другие показатели отбора могут не учитываться.

У интродуцированных видов лесных растений к плюсовым относят семеносящие деревья, отличающиеся высокой устойчивостью в новых климатических условиях, лучшими показателями по росту, качеству ствола и другим селектируемым признакам. Отобранные кандидаты в ПД нумеруют и указывают данные местонахождения дерева (республика, лесхоз, лесничество, квартал выдел). Приводят таксационную характеристику насаждений выдела. Аттестованным ПД присваивают раздельно по породам реестровые номера по республике (области). Деревья хвойных пород «подрумянивают» -- снимают верхний слой грубой корки на высоте 1,5 м. На ствол белой масляной краской наносят опознавательный поясок -- полосу шириной 10-15 см. У светлокорых пород цвет краски иной. Реестровый номер ПД подписывают со стороны привязки. В связи с частыми изменениями, вносимыми лесоустройством номер по предприятию можно не указывать. На каждое ПД составляют паспорт в трех экземплярах: для зональной лесосеменной станции, селекционного центра (семеноводческой станции) и лесхоза. В паспорт заносят характеристику дерева и насаждения, данные о проведенных уходах, наблюдениях (плодоношение по годам, урожайность, качество семян, болезни), сведения о заготовках черенков и семян, результаты исследований свойств потомства (перевод в элиту, выбраковка). К паспорту прилагают схему Привязки к квартальной сети. ПД исключены из рубок главного пользования; при проведении всех видов рубок (кроме санитарных) вокруг каждого ПД оставляют куртину радиусом 20-25 м. При выписке лесорубочного билета в него вносят соответствующую отметку.

2.2 Селекционная оценка насаждений

Основная цель отбора плюсовых насаждений (ПН) -- сохранение лучшего генофонда. ПН отбирают в основном в средневозрастных, приспевающих и спелых высокобонитетных древостоях естественного происхождения (реже -- искусственного). При отборе ПН производят сплошной перечет деревьев или закладывают пробные площади. Основным критерием при отборе ПН является процентное соотношение, с одной стороны, ПД и нормальных деревьев, с другой -- минусовых деревьев. Единых правил для отбора ПН нет, в зависимости от породы и целей селекции показатели отбора ПН разрабатывают регионально.

Практики часто пользуются следующими параметрами: если на 1 га приходится 10 ПД или кандидатов в ПД, процент лучших нормальных деревьев достаточно велик, минусовых деревьев немного, а санитарное состояние насаждения хорошее, такое насаждение можно рассматривать как кандидат в плюсовое. Но следует учитывать, что насаждение может быть отнесено к категории плюсовых, а число ПД в нем будет меньше 10 или плюсовые деревья отобрать невозможно (процент лучших нормальных деревьев велик). ПН выделяют при любой площади выдела, в том числе меньше 1 га. ПН рубке не подлежат, в расчетную лесосеку их не включают; возможно проведение только селекционных (вырубка минусовых деревьев) и санитарных рубок. При оформлении ПН проводят инструментальную съемку участка и привязку к квартальной сети, насаждение ограничивают визирами, устанавливают столбы, делают почвенный разрез. Предусматривают противопожарные мероприятия и лесопатологическое обследование. На ПН составляют паспорт, нумерацию их ведут в пределах каждого лесхоза. Данные об аттестованных ПН заносят в материалы лесоустройства. Списание ПН (пожар, стихийное бедствие, строительство ЛЭП и др.) проводят при условии замены.

3. Методика закладки плантации

Лесосеменные плантации (ЛСП) предназначены для массового получения в течение длительного времени ценных по наследственным свойствам семян местных и интродуцированных лесных пород. Основными критериями эффективности ЛСП является их урожайность (семенная продуктивность), посевные качества и наследственные свойства получаемых семян. ЛСП создают по специально разработанным проектам в соответствии с действующими руководящими документами. В настоящее время это: ОСТ 56-74-96 «Плантации лесосеменные основных лесообразующих пород. Основные требования» и «Указания по лесному семеноводству в Российской Федерации».

Лесосеменные плантации разделяют на типы по следующим основным показателям: целевому назначению, генетическому уровню, способам закладки и способу размножения исходного материала.

По целевому назначению разделение лесосеменных плантаций определяется направлением селекции. Наиболее распространенным типом плантаций по этому признаку являются ЛСП общего назначения, цель создания которых -- массовое получение семян с улучшенными наследственными свойствами. При этом первостепенное значение для основных лесообразующих пород имеют быстрота роста и повышение продуктивности по массе (в том числе сокращение возраста рубки) и улучшение качества древесины. Кроме того, создают ЛСП на урожайность и качество плодов (сосна сибирская, ореховые и др.), на текстуру древесины и т.д.

По генетическому уровню выделяют ЛСП первого (ЛСП-I), ЛСП второго (ЛСП-II) и последующих порядков. Плантации, созданные потомством плюсовых деревьев (отбор по фенотипу) относят к ЛСП-I. Плантации ЛСП-II создают вегетативным потомством плюсовых деревьев, прошедших генетическую оценку (элитные деревья). Полученные на них семена относят к селекционной категории «условно сортовые». Сортовые семена могут быть получены на ЛСП высших порядков после проведения государственного сортоиспытания.

По исходному материалу семенные плантации могут создаваться с использованием потомства материнских деревьев: разных климатипов, эдафотипов одного климатипа, взятых из разных популяций одного эдафотипа, одной популяции. Также могут быть использованы искусственно полученные формы (мутанты, полиплоиды, гибриды, инцухтные линии) и отдельные морфологические формы различного происхождения.

В зависимости от способа размножения исходного материала выделяют: ЛСП вегетативного происхождения, или кленовые, и ЛСП семенного происхождения, или семейственные.

По способам закладки различают плантации, которые могут создаваться: прививкой на подвойные культуры; посадкой привитых саженцев; посадкой черенков или укорененных саженцев; посадкой сеянцев и саженцев; посевом семян.

По представительству выделяют многоклоновые, с ограниченным числом клонов, биклоновые и одноклоновые плантации. Закладку ЛСП производят в пределах ареала основных лесообразующих пород или в районах интродукции, определенных «Лесосеменным районированием...». ЛСП следует проектировать в зоне устойчивого вызревания семян, поэтому северная граница их закладки должна проходить ниже 63° с.ш.

В научных целях возможно перемещение клонов (семей) для создания ЛСП на более отдаленные расстояния, чем это предусмотрено лесосеменным районированием, в том числе за пределы естественного ареала вида (если это способствует усилению плодоношения и улучшению вызревания семян). Если ЛСП закладывают среди насаждений других видов, семена используют в порядке, предусмотренном лесосеменным районированием для района происхождения исходных ПД. В остальных случаях использование семян с таких ЛСП для лесоразведения требует дальнейшего изучения (в частности, опыление фоновой пыльцой).

В горных условиях ЛСП закладывают по высотным поясам; возможна их закладка на меньших высотах, чем местообитание плюсовых деревьев. Пределы географических, высотных и лесотипологических перемещений клонов (семей) регламентируются методическими указаниями научно-исследовательских учреждений. Для создания ЛСП подбирают участки лесного фонда, по лесорастительным условиям соответствующие лесоводственно-биологическим требованиям выращивания конкретных видов лесных растений:

в лесной и таежной зонах в кисличных, черничных, брусничных а также в травяных и сложных типах леса на мощных слабоподзолистых и дерново-подзолистых свежих супесчаных и суглинистых почвах;

в лесостепной зоне в свежих и влажных борах, свежих и влажных простых и сложных суборях, свежих и влажных раменях и сураменях, свежих и влажных дубравах и судубравах на серых и темно-серых оподзоленных лесных суглинках, лессовидных и черноземновидных супесях и суглинках, выщелоченных и оподзоленных черноземах;

в степной зоне в свежих и влажных суборях и судубравах на песчаных террасах и тальвегах балок, на водоразделах плато на выщелоченных и оподзоленных черноземах и лессовидных суглинках, слабо и средне-гумусированных супесях и песках.

Преимущественному отбору подлежат участки с производительностью не ниже II--III классов бонитетов, с хорошо дренированными, достаточно плодородными почвами, имеющими хорошую аэрацию и гидрологический режим. ЛСП должна быть расположена в неморозобойных и защищенных от суховеев (для степной зоны) местах, иметь прямоугольную форму, относительно ровный рельеф (склоны крутизной до 6°) и подъездные пути, быть доступной для использования машин и механизмов. Участки с завалуненностью, сильнокаменистые и с близким залеганием плотных пород или грунтовых вод не отбирают. При выборе участка необходимо учитывать направление господствующих ветров в период цветения древесных пород.

Для уменьшения заноса нежелательной пыльцы участок для создания ЛСП должен быть расположен среди насаждений других видов (плантация сосны -- среди ельников, березняков и т.д.). В случае невозможности подбора такого участка ЛСП закладывают с пространственной изоляцией от малоценных насаждений той же породы (минусовых насаждений, лесных культур неизвестного и нежелательного происхождения и неудовлетворительного состояния) -- не менее 1 км с подветренной и в несколько раз больше -- с наветренной стороны. По периметру плантации вырубают породы, являющиеся промежуточными хозяевами болезней, например вокруг ЛСП сосны -- насаждения и деревья осины и минусовые насаждения и деревья основной породы.

Для снижения заноса фоновой пыльцы по периметру ЛСП рекомендуют создание фильтрующих защитных полос из 5-10 рядов быстрорастущих густокронных деревьев других видов, не являющихся промежуточными хозяевами опасных вредителей и грибных болезней. Фильтрующие полосы не предусматривают в случае, если ЛСП создают вблизи плюсовых насаждений, в которых удалены минусовые деревья на расстоянии не менее 300 м. При этом также учитывают направление преобладающих в период цветения ветров.

Как правило, не следует размещать на одной территории плантации семенного и вегетативного происхождения.

ЛСП создают на землях лесного фонда: не покрытых лесом (вырубки, гари, прогалины и др.) и покрытых лесом (лесосеки рубок главного пользования и подлежащие реконструкции участки малоценных насаждений), а также на отдельных категориях нелесных земель (сенокосы, залежи и др.). Наиболее реально размещение ЛСП в длительно-производственных насаждениях (березняках, осинниках, а также в сложных двухярусных хвойных древостоях).

Продуцирующая площадь плантаций не должна быть менее 10 га, меньшая площадь участка допускается, например, при ограниченной потребности в семенах конкретных видов лесных растений.

Участки, освоение которых планируется за два и более вегетационных периода, подразделяют на поля (блоки). Число полей (блоков) и их площадь определяют, исходя из сроков освоения территории, категории ЛСП, древесной породы, а также необходимости выращивания различных фенологических и других форм. Поле (блок) должно быть прямоугольной формы шириной не менее 100 м.

Отобранную под ЛСП площадь ограничивают визирами; на границе участков, полей, блоков устанавливают столбы. На участках проводят детальные топографо-геодезические работы и составляют план горизонтальной и вертикальной съемки. Составляют план организации территории, на котором указывают поля и блоки, площадь участков по породам, дороги, усадьбу и др.

Проводят почвенные обследования и оформляют почвенную карту ЛСП. На основе агрохимической характеристики почв разрабатывают систему применения удобрений (рекомендуемые удобрения, сроки и доза их внесения).

Кроме того, проводят лесопатологическое обследование древостоев (вырубок) и почв на участке, отведенном под ЛСП. При этом определяют санитарное состояние участка -- наличие захламленности; повреждение энтомовредителями деревьев и плодов (семян), а также поражение грибными, бактериальными и вирусными болезнями; их виды, численность, характер повреждения и степень поражения древостоя. При подборе участка под хвойные породы необходимо особое внимание обратить на наличие подкорного клопа, майского хруща, смолевки сосновых шишек, шишковой огнёвки, лиственничной мухи, лиственничной шишковертки, а под ЛСП лиственных пород -- на долгоносиков, плодожорку и др. Энтомологическое обследование почв проводят одновременно с почвенными изысканиями, особое внимание следует обратить на наличие хрущей -- майского и июньского. Лесопатологическое обследование проводят также и в прилегающих к ЛСП выделах (при необходимости -- кварталах).

Выполняется лесоводственное описание участков. Просчеты при выборе участка под ЛСП ведут к труднопоправимым последствиям.

3.1 Архивно-маточные плантации

Одной из форм сохранения генофонда лесных пород являются архивы клонов (АК) плюсовых (элитных) деревьев. Основным их назначением является концентрация в одном или нескольких пунктах и сбережение в виде вегетативного потомства плюсовых деревьев региона. АК закладывают в лучших типах лесорастительных условий для соответствующих видов лесных древесных растений на участках, однородных по почвенным условиям и имеющих ровный рельеф. С целью гарантированного сохранения

генотипов плюсовых деревьев от стихийных бедствий архивы клонов создают как минимум в двух пунктах соответствующего региона.

Архивы клонов создают по той же технологии, что и ЛСП-I, с несколько более густым размещением растений в рядах и между рядами. При этом клоны располагают рядами, желательно в двух повторностях.

Площадь АК зависит от числа имеющихся ПД, их представительства по количеству и схемы посадки. Каждый клон должен быть представлен в архиве не менее чем 10 (20) растениями. Схема посадки зависит от породы: 5(3) х 5(8) м. Для посадки отбирают лучшие экземпляры привитых растений. Желательно выращивать подвой из семян того же ПД, с которого будут браться черенки для прививок. АК может быть создан в первые три-пять лет после начала посадочных работ на ЛСП (цикл заготовки черенков с ПД), а затем постепенно расширен за счет вновь аттестованных ПД. При дополнении АК следует обеспечивать соблюдение первоначальной схемы размещения. Архивы клонов используют также в качестве экспериментальных объектов для проведения контролируемых скрещиваний с целью оценки наследственных свойств плюсовых деревьев по СКС или ОКС. Кроме того, клоны оценивают по таким показателям, как форма кроны, сроки начала и окончания вегетации, особенности цветения и плодоношения (семеношения), урожайность и качество семян, устойчивость к экстремальным погодным условиям, вредителям, болезням и т.д. Эти данные, наряду с результатами испытания семенных потомств плюсовых деревьев, необходимы для последующего отбора перспективных по комплексу признаков клонов с целью закладки ЛСП-II.

Маточные плантации (МП). Подобные плантации закладывают при плантациях общего типа. Цель их -- обеспечение селекционного отделения теплиц привойным материалом. Заготовка черенков с плюсовых деревьев, особенно в весенне-зимний период, требует дорогостоящих экспедиционных работ (подъем в крону, рассеянность ПД в регионе и их труднодоступность в снежный период, хранение черенков во временных ледниках и их транспортировка) и часто осложняется из-за погодных условий. На МП нарезку черенков можно провести за 1-2 дня.

Если ЛСП создается за 10-15 лет и более, МП закладывают в первые годы производства посадочных работ клоновым потомством лучших по фенотипу плюсовых деревьев. При создании небольших ЛСП МП можно не проектировать, так как сколько-нибудь значительный объем заготовок черенков можно начинать только с десятилетнего возраста (в северных районах -- с 15-летнего). Обычно к этому времени основная часть лесосеменной плантации заложена, а небольшие партии черенков для производства дополнений можно заготавливать в архивах клонов или с семенных деревьев клоновых ЛСП.

Площадь МП и набор клонов (минимум 50) зависят от потребности в привойном материале. Схема посадки 5x5, реже 5 х 8 м; обычно число рамет -- 10 (20) штук. Размещение линейное, блоками или по схеме смешения клонов. В последнем случае на МП можно вести общий сбор шишек. Для посадки на МП отбирают лучшие по состоянию прививки. Черенки, заготовленные на МП по длине (прирост последнего года) и диаметру обычно превышают черенки, полученные с материнских ПД, поэтому требуется более крупный подвой.

Архивы клонов и маточные плантации используют для проведения фенологических наблюдений, гибридизации, научных исследований и оценки ПД по вегетативному потомству.

При условии, что АК созданы потомством всех задействованных на ЛСП ПД (по породам) или лучших по фенотипу ПД (если число их велико), они являются основой для отбора элитных деревьев по клоновому потомству.

Если закладка АК при ЛСП не проводилась, то следует иметь в виду, что ЛСП, выращенная из привитого посадочного материала, сама по себе является архивом клонов плюсовых деревьев региона и часть привитых деревьев можно использовать для научных целей; обрезку крон в этом случае не проводят.

3.2 Плантации I порядка и испытательные культуры

Лесосеменные плантации первого порядка создаются вегетативным или семенным материалом от плюсовых деревьев, не проверенных по семенному потомству в испытательных культурах.

По способам размножения исходного материала различают следующие категории ЛСП-I:

а) ЛСП вегетативного происхождения, или кленовые, в том числе прививочные, создаваемые прививкой черенков плюсовых деревьев на молодые подвои, и корнесобственные, создаваемые посадкой укорененных частей маточного дерева;

б) ЛСП семенного происхождения, или семейственные, создаваемые посадкой сеянцев или саженцев, выращенных из семян плюсовых деревьев, или посевом семян этих деревьев (крупноплодные виды).

Выбор способа закладки ЛСП определяется биологическими особенностями древесной породы, лесорастительными условиями и интенсивностью ведения лесного хозяйства в регионе. Исходя из целей селекции, на ЛСП-I группируют потомства плюсовых деревьев, отобранных по одному или нескольким селектируемым признакам одной или нескольких популяций данного лесосеменного района. Допускается создание ЛСП потомствами плюсовых деревьев соседних лесосеменных районов (в соответствии с действующим лесосеменным районированием), для интродуцентов -- из соседних лесорастительных или флористических районов. Плюсовые деревья для ЛСП подбираются с учетом типов или групп типов условий местопроизрастания этих деревьев, объединенных по одинаковому плодородию и влажности почв. Для древесных пород, имеющих хорошо выраженные фенологические формы (дуб, бук, ель, осина и др.), закладку ЛСП осуществляют раздельно рано- и позднораспускающимися формами.

Клоновые ЛСП. Это основная форма селекционного семеноводства. Клоновые ЛСП создают одиночной посадкой привитых саженцев или укорененных черенков с прямоугольным или ромбическим размещением. Основной способ создания -- посадка привитых саженцев с закрытой корневой системой. Допускается закладка ЛСП прививкой черенков на подвойные культуры. Подвойные культуры создают посадкой сеянцев (саженцев) или посевом семян (крупноплодные виды) в микроплощадки или короткие отрезки рядов. Для выращивания подвоев используют улучшенные семена того же вида и фенологической формы, что и привой, заготовленные в пределах лесосеменного района. В отдельных случаях, особенно при закладке ЛСП интродуцированных видов, допустимо использование в качестве подвоев растений другого вида, если предварительными опытами установлена совместимость этих видов при прививке.

При создании ЛСП-I., предназначенных для производства семян с целью выращивания насаждений специального хозяйственного назначения, допускается использование меньшего количества клонов (семей). На ЛСП интродуцированных видов лесных растений число клонов определяют по каждому виду лесных растений, в том числе исходя из необходимости наиболее полного представительства ценных интродукционных участков данного или соседних лесорастительных или флористических районов.

Потомства плюсовых деревьев на ЛСП размещают по особым схемам, основанным на принципах регулярно повторяющегося (систематического), реже -- рендомизированного (случайного) смешения, обеспечивающих пространственную изоляцию растений одного клона (семьи) с целью ограничения самоопыления. При форме участков, близких к квадрату, возможны разные схемы расположения клонов на ЛСП; блоки предпочтительнее при «вытянутости» участка. Растения, представляющие потомство данного плюсового дерева, размещают на расстоянии не менее 30 м друг от друга или как минимум через 4 растения других клонов (семей) во всех направлениях. По окончании посадки на каждый блок (поле) ЛСП составляют схему фактического размещения клонов (с нумерацией рядов и привязками).

При закладке ЛСП расстояния между растениями в рядах и междурядьях должны обеспечивать наилучшее развитие женского репродуктивного яруса, свободный проход машин и механизмов при уходе за почвой и деревьями, заготовке шишек (плодов, семян) и т.д. В зависимости от лесорастительных условий, биологических особенностей лесных растений и принятого способа закладки ЛСП. расстояние между посадочными местами в рядах обычно составляет от 5 до 8 м, в междурядьях -- от 7 до 10 м. Конкретные придержки по оптимальной густоте и размещению деревьев на ЛСП устанавливают в соответствии с отраслевым стандартом и методическими рекомендациями научно-исследовательских учреждений.