Методика закладки испытательных культур

Практическая работа № 11

 

Тема: «Проектирование и создание испытательных культур»

 

Рассматриваемые вопросы:

1. Цели закладки испытательных культур

2. Задачи, решаемые при закладке испытательных культур

3. Методика закладки испытательных культур

Ключевые слова:

плюсовые деревья, отбор, массовый отбор, индивидуальный отбор, отбор по фенотипу, отбор по потомству, испытательные культуры, сибсы, полусибсы, рядовые схемы, блочные схемы, повторности испытательных культур, рендомизация, общая комбинационная способность, специфическая комбинационная способность, элитные деревья.

 

Цели закладки испытательных культур

 

Целью закладки испытательных культур во-первых является генетическая оценка, отобранных по фенотипу, лучших деревьев – плюсовых деревьев. Во-вторых – испытание совокупных потомств лесосеменных объектов в сочетании с оценкой потомств плюсовых деревьев. Последнее позволяет получить фактический материал для объективного вывода об эффективности плюсовой селекции лесных пород, основанной на популяционном (групповом) и индивидуальном отборе. В-третьих – испытательные культуры, заложенные потомствами ЛСП, а так же ПЛСУ и плюсовых насаждений имеют цель 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.

Данное положение, например, в России закреплено законодательно в статье 65 Лесного кодекса РФ «Лесное семеноводство».

Направление испытания семей плюсовых деревьев зависит от целей селекции:

- продуктивность (по биомассе, выходу деловой древесины, выходу спецсортиментов, целлюлозы, смолы, таннидов, эфирных масел, фитонцидов, урожайности плодов и семян и т. п.);

- устойчивости к биотическим и абиотическим неблагоприятным факторам (засухоустойчивость, жаростойкость, солевыносливость, морозостойкость, устойчивость к ветровалу, снеголому, грибным заболеваниям и пр.);

- физико-технических, технологических, пищевых, кормовых и других качеств (ствола, древесины, волокна, плодов, семян, коры, листьев, экстрактивных веществ и др.) и свойств (равномерность семеношения, скороспелость, крупносемянности, тонкоскорлупности и др.);

- теплотворной способности и энергетического потенциала;

- декоративности (текстуры древесины, формы кроны, листьев и др.).

 

Исходя из целей селекции сроки испытания различны: краткосрочные (5 – 30 лет) и долгосрочные (не менее ½ возраста главной рубки или 40 – 50 лет).

 

 

Задачи, решаемые при закладке испытательных культур

 

При закладке испытательных культур необходимо решить задачи объективной оценки семей, участвующих в испытании. Достигается это путем вычисления таких величин, как ОКС и СКС, а так же расчетом селекционного дифференциала и респонса (наследственно обусловленной доли селекционного дифференциала).

Важным моментом при решении этих задач является число повторностей опыта и число испытываемых деревьев в каждой повторности.

Подход к решению задачи о численности семей в одной повторности в разных странах различен. Например, в Швеции (D. Lindgren, 1991) считают, что генетический выигрыш выше при проверке большего числа родителей по сравнению с увеличением численности потомков (до 30 – 100). В учебнике «Селекция и репродукция лесных древесных пород» под общей редакцией А.П. Царева (2003) говорится, что достаточным числом деревьев одной семьи в одной повторности является 15 – 20 деревьев. Вместе с тем официальный государственный стандарт РФ «Указания…» (2000) определяет данную величину в 100 деревьев одной семьи в одной повторности и более, если речь идет об испытании потомств плюсовых деревьев. Если проводится генетическая оценка плюсовых насаждений, клоновых и семейственных ЛСП I-го порядка и ПЛСУ, то эта численность возрастает до 300 и более.

 

Что касается повторностей, то одновременно ИК закладываются в 2 – 3 наиболее распространенных типах лесорастительных условий. Повторность – это число делянок каждого опытного варианта на участке ИК.

 

 

Методика закладки испытательных культур

 

Выбор места под ИК. ИК создают на землях лесного фонда, не покрытых лесом (вырубки, гари, прогалины и др.), и на отдельных категориях нелесных земель (участки, вышедшие из-под сельхозпользования, сенокосы, залежи и др.). Участки, вышедшие из-под сельхозпользования, следует с осторожностью использовать для закладки ИК хвойных пород, во избежание возможного поражения деревьев корневой губкой.

Участки, подбираемые для закладки ИК должны отвечать следующим требованиям.

- Иметь однородный ровный рельеф (уклон не более 3 – 4⁰).

- Площадь участка определяется схемой опыта. При невозможности подобрать такой участок для закладки всего опыта, однородность должна быть обеспечена в пределах каждого поля ИК. При неоднородности почвенных условий, не позволяющей разместить поля ИК в пределах выделенных почвенных разностей, участок, при всех прочих приемлемых условиях, не может быть признан пригодным для закладки ИК.

- Типы лесорастительных условий – наиболее распространенные для района отбора плюсовых деревьев. 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. То есть в лесорастительных условиях, приближённым к условиям выращивания производственных лесных культур. В условиях Нижегородской области брусничный тип леса распространен на 20 % площади покрытой лесом.

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. Допускается закладка их в соседних лесосеменных районах, в пределах допустимой переброски семян, регламентируемой действующим лесосеменным районированием (Лесосеменное районирование основных лесообразующих пород в СССР, 1982).

Способ создания – посадка сеянцев, саженцев или посев семян.

Размещение посадочных мест. Каждая семья размещается в делянке. Делянка – это территория, на которой представлено семенное потомство одного опытного варианта или контроля – участок прямоугольной или квадратной формы. В пределах делянки растения высаживаются рядами. Площадь питания, определяемая расстоянием рядов в делянке и шагом посадки, регламентируется общепринятыми рекомендациями создания производственных культур. Например, рекомендуемая густота сплошных культур сосны обыкновенной в зоне смешанных лесов РФ – 5….7 тыс. шт./ га. Исходя из указанных рекомендаций, размещение может быть определено по формуле 5000 ÷ 7000 = М × Ш, где М – междурядье, Ш – шаг посадки. При ширине междурядий 3 – 1,5 м, шаг посадки можно рассчитать арифметически. Площадь питания растений в испытательных культурах должна устанавливаться в соответствии с биологическими особенностями пород.

 

Обязательным требованием при создании испытательных культур является соблюдение правил смешения семей. Смешение будет осуществляться делянками – в каждой делянки одна семья или контроль. Делянки между собой будут отделяться разрывами шириной 3 м (три посадочных места) в ряду делянок (короткая сторона) и 5 м между рядами делянок (длинная сторона).

Размещение делянок в пределах поля рендомизированное (случайное) и должно определяться жребием. Практически данное положение выполняется следующим образом. Будет взято число карточек, равное числу опытных и контрольных делянок (36 семей + 4 контроль = 40 карточек), на них будут написаны номера опытных вариантов (например, «27») и контроля (обозначается индексом «К»), они будут тщательно перемешаны. Затем последовательно и «случайно» вынимают карточки. Выпавший номер последовательно будет наноситься на принципиальную схему ИК. Такая операция будет проводиться для всех полей участка ИК. Ниже приводится схема размещения вариантов в ИК (рис. *.2.).

Производится маркировка границ противопожарных разрывов вокруг проектируемой площади и разрывов между вариантами.

Столбы по углам границ ИК и надпись на них выполняется в соответствии с ОСТ 56-44-80, границы полей и делянок фиксируются установкой столбов. На подъездных путях устанавливается аншлаг размером 1,5 × 1м с надписью масляной краской по трафарету (объект, его принадлежность, порода, год создания, площадь).

Исходный материал – семена заготавливаются по специальной методике.

 

Для генетической оценки плюсовых деревьев по общей комбинационной способности (ОКС) заготавливаются семена от свободного опыления одной или двух – трех репродукций, заготавливают с вегетативных потомств плюсовых деревьев на клоновых ЛСП первого порядка. При оценке ОКС используются семена от контролируемых скрещиваний.

Образцы семян при их заготовке на ЛСП должны быть сформированы не менее чем с пяти деревьев каждого клона. При заготовке необходимо строго соблюдать два условия: 1) размещение клонов в натуре должно соответствовать схеме фактического смешения; 2) исключается возможность смешения в одной таре шишек (семян) разных клонов.

Нельзя использовать для заготовки таких семян архивы клонов плюсовых деревьев и маточные плантации. Порядное смешение клонов на этих объектах повышает вероятность самоопыления и отрицательно влияет на качество потомств. Семена должны заготавливаться в сроки, оптимальные для данного вида лесных растений – не ранее 15 октября и не позднее 1 марта. Переработка шишек также будет произведена раздельно по каждому опытному и контрольному образцу по технологии, принятой для малых партий.

 

Для характеристики шишек и семян плюсовых деревьев хвойных пород проводят отбор средних образцов от каждого дерева или его клона (не менее 30 шт. шишек), на основе которых определяют: среднюю длину и ширину, коэффициент формы, тип апофиза (по Л.Ф. Правдину,1964) и цвет шишек, а после их рассушивания - среднее число семян в шишке, полнозернистость - количество выполненных семян (за вычетом пустых) в %, массу 1000 шт. семян, цвет семян и крылышек (по Бондарцову, 1954). Для семян контроля в образце из 30-ти шишек определяют только массу 1000 шт. семян.