Селекция Пихты сибирской на быстроту роста для создания плантации третьего порядка

Семейственные ЛСП. При создании семейственных ЛСП, в отличие от клоновых, используется не вегетативный, а семенной метод размножения. Посадку (посев) ведут семенным потомством (семьи) плюсовых деревьев или их клонов. Семьи могут быть представлены: а) сибсами, полученными от контролируемого опыления плюсовых деревьев или их клонов, б) полусибсами -- от свободного переопыления плюсовых деревьев. Первый вариант обеспечивает в генетическом отношении более высокий селекционный эффект. Семейственные ЛСП имеют ряд достоинств и недостатков в сравнении с клоновыми (преимущество клоновых несомненно). Семейственные ЛСП более устойчивы (хорошая приживаемость); меньше подвержены болезням; обычно цветение хорошо сбалансировано; срок их эксплуатации дольше. К недостаткам относится: более низкий селекционный эффект, особенно при использовании полусибсов; у большинства древесных пород семейственные ЛСП вступают в плодоношение позднее и на ранних этапах эксплуатации уступают по урожайности клоновым (однако для некоторых пород это различие может быть незначительным, например, у лиственницы); более быстрый рост в высоту по сравнению с клоновыми, что усложняет заготовку семян.

Отобранные по фенотипическим признакам плюсовые деревья и насаждения, а также созданные на их основе ЛСП первого порядка подлежат обязательной генетической оценке по продуктивности, качеству ствола и другим селектируемым признакам их семенных потомств в испытательных культурах (ИК). В испытания должны быть включены все плюсовые деревья региона. Если ИК создают поэтапно, то в первую очередь испытываются ПД, потомством которых заложены ЛСП, затем -- лучшие по фенотипу деревья. Закладка и изучение ИК должны предшествовать закладке ЛСП-I или проводиться одновременно с их созданием.

Для создания ИК используют семена, заготовленные в урожайные или средние по урожайности годы раздельно с каждого ПД или его потомства на клоновых ЛСП-I. В последнем случае образцы семян формируют путем их заготовки не менее чем с 5 деревьев каждого клона. Наиболее объективная оценка генетических свойств ПД может быть дана при использовании семян нескольких урожаев. Для создания ИК с целью оценки СКС заготавливают семена от контролируемого скрещивания.

Закладка испытательных культур должна проводиться по специально разработанным проектам. Основная сложность при создании таких культур -- подбор однородных участков или полигонов (концентрация) по почвенному покрову и рельефу. В условиях таежной зоны (с характерными для большинства ее районов мелкими и неоднородными почвами, парцеллярной структурой биоценозов) недопустима корчевка и сколько-нибудь значительное нарушение почв, посадка саженцев в подзолистый горизонт или подстилающую почвообразующую породу.

Технология создания испытательных культур может быть:

1) аналогичной созданию ЛСП: подготовка почвы, строгая маркировка рядов и др. необходимые условия;

2) максимально приближенной к применяемой при производстве обычных культур: соблюдение соответствия породе лесорастительных условий, а также требований размещения, качества и сроков посадки, обязательным проведение мер ухода и защиты и т.д.

На подобранных участках проводят горизонтальную (при необходимости и вертикальную) съемку, а также почвенно-химическое и лесопатологическое обследование.

Испытательные культуры должны охватывать основной спектр лесокультурного фонда соответствующего региона. Это позволит выявить реакцию отдельных семей ПД на экологический фон (что важно для формирования состава ЛСП по группам типов леса), а также оптимальный размер лесосеменного района.

Испытательные культуры должны создаваться как минимум в трех повторениях. В зависимости от методики повторности могут быть:

а) в одинаковых почвенных условиях либо на разных почвах (в зависимости от основных типов почв будущих улучшенных культур);

б) в одном лесосеменном районе (в котором отобраны материнские ПД), либо разных лесосеменных районах региона или регионов;

в) в одной репродукции или разных репродукциях (урожайные и среднеурожайные годы);

г) в одном типе леса (если посадка на ЛСП блоками по типам леса) или в основных группах типов леса и т.д.

Оформление испытательных культур включает маркировку рядов (по реестровым номерам ПД и контролю) и натурному оформлению участка. На культуры заполняется паспорт, ведется документация по проделанным наблюдениям, в том числе отобранным кандидатам в элитные деревья, выбраковке ПД. Культуры заносят в лесоустроительную документацию, они подлежат отдельному учету. При необходимости проводят огораживание.

Проведение наблюдений. Созданные испытательные культуры регулярно наблюдаются; производятся промеры всех или модельных деревьев (в зависимости от возраста культур, цели и уровня испытаний). Основной перечень наблюдений включает:

Определение сохранности.

Измерение высоты, диаметра, прироста, качества (пороки) стволов.

Лесопатологические наблюдения (деревья, шишки, семена).

Начиная с возраста вступления в стадию плодоношения, производят ежегодные фенологические наблюдения (возраст вступления в стадию плодоношения; периодичность и обилие плодоношения; начало, продолжительность и окончание цветения и пыления синхронность цветения, выход пыльцы из одного колоска и ее жизнеспособность; количество завязи, мужских и женских стробил, озими, молодых и зрелых шишек; тип сексуализации, сравнение полученных данных в урожайные, среднеурожайные и неурожайные годы и др).

Изучение шишек и плодов (количество шишек, их длина и ширина, стандартность, засмоленность, раскрываемость и др.).

Изучение семян (масса 1000 штук, число семян в одной шишке, доля полнозернистых и пустых и др.).

В результате подбирают кандидатов в элитные деревья и выбраковывают ПД, потомство которых не прошло испытаний. Дальнейший отбор элиты будет поэтапно производиться среди наиболее производительных ПД. Кандидаты в элитные деревья в первую очередь используются при дальнейшем создании, дополнении и реконструкции ЛСП-I, а также для создания ЛСП повышенной генетической ценности. Выбракованные ПД исключаются из первоочередных испытаний и дальнейшего использования при создании ЛСП-1.

Отбором высокоурожайных клонов с совпадающими сроками цветения и сбалансированной пыльцевой продуктивностью можно существенно повысить производительность ЛСП. При этом учитывается не только интенсивность плодоношения, но и высокая ОКС деревьев. Поэтому в системе испытаний необходимо анализировать не только данные, полученные при испытании потомств ПД, но и результаты наблюдений за семенными деревьями на ЛСП и архиве клонов.

Выбраковка ПД ведется, в основном, по следующим причинам:

несоответствие аттестованных ПД требованиям отбора;

стабильно низкая приживаемость клонов при прививочных работах в селекционном отделении теплиц;

низкая приживаемость клонов на ЛСП;

угнетенное состояние клонов (незначительный прирост, маленькая крона, болезни и др.);

резко выраженная несинхронность цветения, стабильно слабое цветение и плодоношение или их отсутствие;

нестандартность, слабая раскрываемость шишек, их засмоленность;

низкая полнозернистость семян и др.

Выбраковку ПД и их клонов необходимо проводить поэтапно, по специально разработанным методикам.

3.3 Плантации II порядка

Лесосеменные плантации повышенной генетической ценности создают вегетативным потомством плюсовых деревьев, выделенных по результатам предварительной генетической оценки; ЛСП-II -- вегетативным потомством элитных деревьев. Деревья для ЛСП данных типов отбирают по результатам комплексной оценки семенных и вегетативных потомств, включающей комбинационную способность по селектируемым признакам и репродуктивную способность клонов.

В зависимости от целей селекции, генетических свойств и числа используемых деревьев, ЛСП данных типов могут быть разных категорий: многоклоновые, с ограниченным числом клонов, биклоновые и одноклоновые.

Многоклоновые ЛСП. Эта основная категория представлена потомствами деревьев, обладающих высокой ОКС. Число клонов на этих ЛСП и схемы их смешения принимают, как правило, такими же, как и на клоновых ЛСП-I. При формировании клонового состава ЛСП данной категории и выборе схем смешения клонов учитывают особенности генеративного развития ПД, выявленные при изучении их клоновых и семенных потомств в архивах клонов и на ЛСП-I. Предпочтение отдают обильно- и среднецветущим клонам женского и смешанного типа сексуализации со сравнительно синхронными сроками женского цветения и высыпания пыльцы, обеспечивающими перекрестное опыление. В качестве опылителей на ЛСП вводятся клоны мужского типа с высокой пыльцевой продуктивностью и жизнеспособностью пыльцы.

Отобранные по фенотипическим признакам плюсовые деревья и насаждения, а также созданные на их основе ЛСП первого порядка подлежат обязательной генетической оценке по продуктивности, качеству ствола и другим селектируемым признакам их семенных потомств в испытательных культурах (ИК). В испытания должны быть включены все плюсовые деревья региона. Если ИК создают поэтапно, то в первую очередь испытываются ПД, потомством которых заложены ЛСП, затем -- лучшие по фенотипу деревья. Закладка и изучение ИК должны предшествовать закладке ЛСП-I или проводиться одновременно с их созданием.

Для создания ИК используют семена, заготовленные в урожайные или средние по урожайности годы раздельно с каждого ПД или его потомства на клоновых ЛСП-I. В последнем случае образцы семян формируют путем их заготовки не менее чем с 5 деревьев каждого клона. Наиболее объективная оценка генетических свойств ПД может быть дана при использовании семян нескольких урожаев. Для создания ИК с целью оценки СКС заготавливают семена от контролируемого скрещивания.

Закладка испытательных культур должна проводиться по специально разработанным проектам. Основная сложность при создании таких культур -- подбор однородных участков или полигонов (концентрация) по почвенному покрову и рельефу. В условиях таежной зоны (с характерными для большинства ее районов мелкими и неоднородными почвами, парцеллярной структурой биоценозов) недопустима корчевка и сколько-нибудь значительное нарушение почв, посадка саженцев в подзолистый горизонт или подстилающую почвообразующую породу.

ЛСП с ограниченным числом клонов (биклоновые). Эти ЛСП могут создаваться на основе использования небольшого числа клонов (как правило, двух) деревьев, характеризующихся высокой СКС. Обязательным требованием при подборе исходного материала для закладки таких ЛСП является синхронность цветения клонов. В качестве семенников предпочтительны клоны женского типа, характеризующиеся низким уровнем самофертильности, в качестве опылителей -- клоны мужского типа. На ЛСП данной категории применяют схемы, обеспечивающие наилучшее переопыление подобранных клонов. По такому же принципу создают гибридно-семенные плантации, предназначенные для получения семян на основе межвидовых и отдаленных внутривидовых (эколого-географических) скрещиваний.

Одноклоновые ЛСП. Данные ЛСП создают потомством плюсового дерева, характеризующегося высокой ОКС или СКС, а также высоким уровнем самостерильности. При использовании на ЛСП потомства дерева с высокой ОКС предусматривается его свободное опыление пыльцой окружающих высокопродуктивных насаждений того же вида либо искусственное опыление смесью пыльцы этого вида. На ЛСП, созданных потомством дерева, скрещивание с которым может показывать высокую СКС, опыление производят исключительно искусственным путем с использованием пыльцы партнера, подобранного в ходе испытания на СКС.

ЛСП данных типов создают на площади не менее 10 га (за исключением одноклоновых). В зависимости от лесорастительных условий, биологических особенностей видов лесных растений расстояние между посадочными местами в рядах принимают от 7 до 10 м, в междурядьях -- от 10 до 12 м. Для ЛСП данных типов обязательно предусматривается пространственная изоляция от насаждений тех же видов; фильтрующие полосы целесообразны лишь для некоторых целевых ЛСП. Это требование не распространяется на одноклоновые ЛСП, создаваемые потомством деревьев с высокой ОКС.

3.4 Плантации III порядка

Для плантаций 3 порядка характерно высокая общая и специфическая комбинационная способности.

Закладка плантации 3 порядка осуществляется только отселекционированным материалом, и только после этого как материнские плюсовые деревья пройдут проверку по потомству в испытательных культурах. При этом проверяют их общую и специфическую комбинационную способность. Это делают методом диаллейного анализа.

ОКС дерева - это способность его давать при скрещивании его с другими деревьями определенный средний уровень признака в потомстве.

СКС - комбинационная способность конкретной пары деревьев давать определенную величину признака в потомстве. Определяется обычно после предварительной оценки по ОКС.

На основе ОКС и СКС рассчитывается средняя ценность М_ху пары родителей по потомству.

М_ху = ОКС_Х +ОКС_У +СКС_ху.

Деревья, у которых ценность родительских пар оказалась выше среднего рекомендуется на плантации 3 порядка.

Семена, полученные на такой плантации, можно отнести к категории суперэлитных.

Московская область является выбором места для плантации. Она расположена в центральной части Русской равнины, в бассейне Верхней Волги и Оки. По общему характеру растительности Московская область входит в лесную зону. Леса области давно используются человеком и возникли в результате его хозяйственной деятельности, одни на месте вырубок другие после пожаров.

Реки, дороги, наличие почвенных ресурсов, благоприятных климатических условий и др. Перечисленные факторы являются основополагающими при выборе места плантации. Надо учитывать, что уровень фоновой пыльцы не должен превышать 20%.

4. Проект плантации III порядка общего назначения

Задача. Из семян полученных от свободного опыления 10 плюсовых деревьев пихты, рассчитать ОКС каждого плюсового дерева и отобрать наиболее перспективные плюсовые деревья для закладки лесосеменной плантации III порядка.

4.1 Расчет средней ценности (М_ху) пары родителей по потомству

Таб. 1

Относительная ценность ПД рассчитывается при сравнении ОКС каждого дерева со средним значением ОКС

Таб. 2

ОКС_общ = 87,41

Из таблицы 2 видно, что наиболее перспективными по общей комбинативной способности являются плюсовые деревья № 1, 2, 4 , 6, 8.

Расчет СКС

Средняя ценность родительских пар определяется по формуле

М_х,у = ОКС_х + ОКС_у + СКС_ху,

где х - среднее значение признака одного родителя;

у - средне значение признака другого родителя.

Ниже приводится расчет средней ценности пар деревьев М_ху и оценка средней ценности каждого плюсового дерева М по селектируемому признаку.

М_общ= 262,23

Плюсовые деревья № 1, 2, 4, 6, 8 у которых ?М оказалось выше среднего значения (М_общ), рекомендуются на плантации III порядка.

4.2 Выбор места для плантации с учетом лесорастительной зоны и фоновой пыльцы

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.

4.3 Размещение деревьев на плантации. Схема плантации

ЛСП закладываются в лесорастительных условиях соответствующих данной древесной породе при соблюдении следующих правил:

плантация должна быть изолирована от насаждений того же вида(для фоновой пыльцы не более 20%);

число клонов (плюсовых деревьев) не менее 20 - 25;

каждый клон представлен 20-25 повторностями (раметами);

площадь плантации не менее 5 га;

расстояние между клонами 8х8м(10х10м);

расстояние между одноименными клонами не менее 20 м (воизбежание инбридинга = инцухта = самоопыления);

содержание растений на плантации ведется на высокомагротехническом уровне (внесение удобрений, сидератов, обрезкакроны, механизированные уходы и др).

Схема линейного (регулярно-повторяющегося) смещения 5 клонов на поле ЛСП

12468124681246812468

68124681246812468124

12468124681246812468

68124681246812468124

12468124681246812468

68124681246812468124

12468124681246812468

4.4 Расчет количества (массы) семян с 1 га плантации в 30 - летнем возрасте

По данным В. П. Тимофеева на 1 га поверхности почвы в исследуемых им лесах опадало 151550 шт. семян пихты. Если принять массу 1000 семян равной 6,8 г, то получим, что в 30 - летнем древостое пихты на 1 га приходится приметно 0,9 кг семян.

Заключение

В данном курсовом проекте проводилась селекция Пихты сибирской на быстроту роста, для создания плантации третьего порядка и общего целевого назначения.

Мы выделили 5 плюсовых деревьев № 1, 2, 4, 6, 8, у которых ?М оказалась выше среднего значения (Мобщ). Эти родительские пары в любом сочетании дают потомство с генетически обусловленным высоким значением селекционного признака.

Список использованной литературы

1. Булыгин Н.Е. Дендрология. - Л.:Агропромиздат, 1991г., 351с

2. Погиба С.П., Зуихина С.П., Шапкин О.М. Генетическая оценка плюсовых деревьев и подбор родительских пар для плантаций 2 и 3 порядков. Методические разработки. - М.: 1991г. - 40стр.

3. Атрохин В.Г. Лесоводство и дендрология. - М.: лесная промышленность, 1982г. - 703 стр.

4. Колесников А.И. Декоративная дендрология. - М.: лесная промышленность, 1974г. - 703 стр

5. Любавская А.Я. Лесная селекция и генетика -М.: лесная промышленность, 1982г. - 286 стр.

6. Райт Д.В. Введение в лесную генетику. - М.: лесная промышленность , 1978г. - 470 стр.

7. Чудный А.В. лесное семеноводство на селекционной основе МЛТИ, 1985г.-83стр.

8. Некрасов В.И. Основы семеноведения древесных растений при интродукции. - М.: Наука, 1973г. - 280 стр.

9. Боревич С. Принципы и методы селекции растений. - М.: Колос, 1984г. - 142 стр.

10. Царев А.П., Погиба С.П., Тренин В.В. Селекция и репродукция лесных древесных пород. - М.:Логос,2002г.

Размещено на Allbest.ru