Селекция сосны обыкновенной в Тулунском лесничестве Иркутской области
Селекция
сосны обыкновенной в Тулунском лесничестве Иркутской области
Пояснительная
записка к курсовой работе
Реферат
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: СОСНА ОБЫКНОВЕННАЯ, СЕЛЕКЦИЯ,
ОТБОР, ГИБРИТИЗАЦИЯ, ПЛЮСОВЫЕ ДЕРЕВЬЯ, ПЛЮСОВЫЕ НАСАЖДЕНИЯ, ВЛСУ, ГСП
В курсовой работе приведены методы селекции
сосны обыкновенной и организация временного лесосеменного участка и
гибридно-семенной плантации.
Данная работа сделана на основе аналитических
исследований литературных источников.
сосна лесничество лесосека
Содержание
Введение
1.
Характеристика лесорастительных условий и лесного фонда лесничества
1.1 Географическое местоположение района проектирования
1.2 Краткая характеристика климатических условий
1.3 Рельеф и почвы
1.4 Характеристика лесного фонда лесничества
2.
Методы селекции
2.2 Гибридизация
3.
Создание ПЛСБ
3.1 Отбор плюсовых деревьев и насаждений
3.2 Формирование ВЛСУ
3.2.1 Отвод участка под ВЛСУ
3.2.2 Хозяйственные мероприятия, проводимые на ВЛСУ
3.3 Гибридно-семенные плантации
3.3.1 Создание ГСП
3.3.2 Агротехника выращивания растений на ГСП
4.
Расчетная часть
4.1 Расчет площадей ВЛСУ и ГСП
4.2 Расчет потребности в посадочном материале на ГСП
Заключение
Библиографический список
Введение
Лесная селекция - наука о методах отбора в
естественных популяциях или искусств, получения форм и сортов лесных пород,
имеющих хозяйственную ценность. Лесная селекция разрабатывает способы
воздействия на древесные растения с целью изменения их наследственно
обусловленных свойств и качеств в желательную для человека сторону.
В данной курсовой работе главной задачей будет
являться создание плантаций в Тулунском лесничестве, для получения нормальных и
гибридных семян сосны обыкновенной.
Сосна - одно из древнейших лекарственных
растений. Ее хвою включали в состав компрессов и припарок 5000 лет тому назад.
Об этом ученые прочитали в клинописных глиняных табличках, раскопанных на месте
древних шумерских городов.
В Древнем Египте смола сосны входила в состав
бальзамирующих составов. Доказано, что эти составы до сих пор (через 3000 лет)
не потеряли своих бактерицидных свойств.
В Греции и Риме сосну использовали при лечении
простудных заболеваний. Авиценна в своем «Каноне» приводит способ получения
скипидара путем вываривания смолы в котлах. Над котлами подвешивалась шерсть, «дабы
она увлажнилась от его пара». Намокшую шерсть отжимали, и операция повторялась.
Смола сосны использовалась для лечения ран,
размягчения опухолей. Дым от сжигания сосны, по утверждению Авиценны, «делает
красивей ресницы, заставляет их расти, препятствует слезотечению, заполняет
язвы в глазу и укрепляет зрение». Кора сосны использовалась в качестве вяжущего
средства.
На Руси было принято жевать смолу сосны для
укрепления зубов, десен, для дезинфекции полости рта. Противоцинготные свойства
хвои сосны были известны народам Сибири, промысловикам и мореходам.
В народной медицине используют сосновые почки,
хвою, «зерна» живицы, а также скипидар, канифоль, деготь.
Почки применяют в виде отвара как мочегонное и
отхаркивающее, в виде ингаляции - при заболеваниях верхних дыхательных путей.
Из хвои готовят ванны при подагре и рахите. Скипидар используют при
ревматических болях. Смолу (живицу) собирают со стволов. Крупинки (зерна)
проглатывают по 5-6 на прием 2 раза в день при кашле. Деготь применяется как
наружное противопаразитарное средство.
В современной научной медицине применяются
препараты сосны, главным образом в качестве дезинфицирующих, мочегонных и
отвлекающих средств. Сосновые почки в виде настоя и ингаляций употребляют при
заболеваниях верхних дыхательных путей, настой из хвои - в качестве
противоцинготного, а ванны из хвои - при невралгических болях, скипидар в
составе мазей, линиментов - как болеутоляющее.
Деготь входит в состав мазей и мыл и применяется
для лечения экзем, чесотки, псориаза и других кожных заболеваний. Из хвои сосны
получают хлорофилл-каротиновую пасту, обладающую прекрасными ранозаживляющими
свойствами. Эфирное масло хвои входит в состав препаратов, эффективных при
почечных заболеваниях. Экстракт из хвои включают в состав мыла, зубных паст в
качестве бактерицидного и дезодорирующего средства. Сосна выделяет в окружающий
воздух большое количество фитонцидов, активных даже против туберкулезной
палочки. Поэтому воздух в сосновом лесу не только стерилен, но и оказывает
противомикробное действие в дыхательных путях. Не случайно противотуберкулезные
санатории размещают в сосновых лесах.
Сосна - ценная древесная порода. Она дает
отличный строительный материал, прекрасные дрова. Из ее смолы вырабатывают
много необходимых для человека веществ. А сколь велико оздоровительное значение
сосновых лесов! Эти леса нужно беречь, сохранять.
. Характеристика
лесорастительных условий и лесного фонда лесничества
.1 Географическое местоположение района
проектирования
Местонахождение и площадь лесничества. Тулунское
лесничество расположено в юго-западной части Иркутской области в пределах
Муниципальных образований: Тулунский район, Братский район, Куйтунский район,
Нижнеудинский район и Зиминское районное муниципальное образование. Лесничество
граничит: - на юго-западе - с МО "Нижнеудинский район"; - на юге - с
Республикой Бурятия; - на востоке - с Зиминским районным МО и с МО
"Куйтунский район"; - на севере - с МО "Братский район";
Протяжѐнность территории лесхоза составляет с юга на север200 км, с
запада на восток - 94 км. Контора лесничества находится в г. Тулуне, являющемся
центром административного района. Почтовый адрес лесничества: 663491, г. Тулун,
ул. Гидролизная, 35, телефон (8-243) 7-74-12. С Агентством лесного хозяйства
Иркутской области имеется устойчивая государственная телефонная связь и
ведомственная радиосвязь. Транспортная связь осуществляется по железнодорожной
магистрали Владивосток-Москва, а также по магистральной автодороге федерального
значения Красноярск-Иркутск.
Общая площадь Тулунского лесничества составляет
1317152 га. Лесной фонд лесничества представлен единым массивом, разрезанным
акваторией рек Ия, Илир, Курзанка, и их притоками. В основном территория
лесничества расположена в пределах МО Тулунский район, площадь которого составляет
- 13560 км2. В зоне расположения лесничества имеются площади лесных земель,
вошедшие в лесной государственный фонд: На территории МО "Тулунский
район" - Федеральный орган управления лесным хозяйством - 1105763 га; На
территории МО "Куйтунскийѐ район" - Федеральный орган
управления лесным хозяйством - 14200 га; На территории МО "Нижнеудинский
район" - Федеральный орган управления лесным хозяйством -175352 га; На
территории МО город Тулун - Министерство сельского хозяйства и продовольствия
РФ - 5800 га; На территории Зиминское районное МО - Федеральный орган
управления лесным хозяйством -17325 га; - Городские леса, не вошедшие в учет
лесного фонда - 5800
В географическом отношении Тулунское лесничество
находится в юго-западной части Иркутской области. По лесорастительному
районированию, утвержденному Приказом министра природных ресурсов от 28.03.2007
года № 68, Тулунское лесничество относится к Алтае-Саянскому горнотаѐжному
району Южно-Сибирской горной зоны, и часть лесничества относится к
Среднесибирскому подтаёжно-лесостепному району Лесостепной зоны.
.2 Краткая характеристика климатических условий
Климат района расположения лесничества резко
континентальный. Продолжительность вегетационного периода в среднем 150 дней -
с 9 мая по 22 сентября, продолжительность безморозного периода: средняя - 89
дней, максимальная - 111 дней, минимальная - 73 дня. Кроме того, все месяцы
вегетационного периода (исключая июнь, июль) сопровождаются заморозками, что,
несомненно, отрицательно сказывается на росте и развитии древесно-кустарниковой
растительности, вызывая повреждения побегов и всходов. Среднегодовое количество
осадков 398мм, наибольшее их количество выпадает в июле-августе. Относительная
влажность воздуха 69%.
Преобладающее направление ветров
северо-западное. Наибольшая сила ветра наблюдается в мае месяце - 3,8 м/сек,
наибольшее количество ветреных дней преобладает в мае и июне.
1.3 Рельеф и почвы
Рельеф территории характеризуется платообразной
волнистой поверхностью в виде гряд и отдельных холмов, сложенных осадочными
породами, которые представлены разновидностями известняков, песчаников и глин.
Водораздельные гряды тянутся на значительные расстояния, придавая рельефу вид
ровных плато с отдельными, возвышающимися над местностью вершинами и склонами,
обрывающимися к руслам рек и ручьев. Средняя крутизна склонов 6-15, а в
западной части Тулунского лесничества достигает 25-35. Абсолютные отметки над
уровнем моря колеблются в пределах 200-450 м, а отдельные вершины возвышаются
на 460-650 м. Разница в высотах долин рек и междуречий составляет в среднем
около 100 м.
Наиболее распространёнными почвами в лесничестве
являются дерново-подзолистые почвы, приуроченные к хорошо дренированным
участкам рельефа, как в области песчаных речных террас, так и на плоских
водоразделах. Почвообразующими породами для них могут быть глубокие аллювии
траппов, карбонатные и бескарбонатные суглинки, древнеаллювиальные пески.
Дерново-подзолистые почвы представлены слабо-, средне- и сильноподзолистыми
разновидностями. Удельный вес этих почв составляет около 82% площади
лесничества. Наряду с дерново-подзолистыми почвами также наиболее ценными с
лесохозяйственной точки зрения являются тѐмносерые лесные и
дерново-черноземовидные почвы, на которых произрастают сосняки и лиственничники
крупнотравных и разнотравных типов леса. На песчаных террасах рек, главным
образом в местах древних прирусловых частей этих террас, расположены собственно
подзолистые почвы, характеризующиеся слабоподзолистыми видами. Они обладают
наиболее низкими показателями плодородия и заняты лишайниковыми,
брусничниковыми и бруснично-толокнянковыми сосняками пониженных бонитетов.
Собственно - дерновые почвы также имеют небольшое распространение и занимают
вершины сопок, повышенные части водоразделов, неглубокие аллювии траппов и выходов
древних карбонатных пород. Выщелоченность и оподзоленность этих почв
увеличивается с понижением рельефа. На этих почвах произрастают сосняки и
лиственничники бруснично-разнотравные III-IV классов бонитета.
Заболоченные почвы мозаично расположены по всей
территории лесничества по пониженным заболоченным речным долинам и понижениям
плоских водоразделов. По механическому составу наиболее распространенными
являются суглинистые и супесчаные почвы, по степени увлажненности абсолютное
преобладание имеют свежие почвы, почв с избыточным увлажнением незначительно.
Эрозионные процессы на территории лесничества развития не имеют.
.4 Характеристика лесного фонда лесничества
Основными лесообразующими породами являются
сосна и лиственница, остальные древесные породы - с учетом естественных условий
и стихийных факторов - в меньшей мере распространены на территории лесничества:
темнохвойные породы (ель, пихта) приурочены к долинам рек и днищам логов,
лиственные древостои занимают, как правило, площади старых и новых гарей.
В лесном фонде абсолютно преобладают древостои
сосны, которые занимают площадь 16 994 га (84 %) от общей площади хвойных
пород.
К наименее преобладающим породам относится кедр
(7 %) и лиственница (5%).
Из мягколиственных пород на территории лесничества
произрастают древостои березы площадью 3 992 (60 %) и древостои осины площадью
2 553 (39 %) от общей площади мягколиственных пород.
Наиболее распространенными типами леса являются:
брусничниковый 28 %, рододендроновый 19,8 %, злаково-разнотравный 18,5 %,
ольховниковый 11,6 %, занимающие в общей сложности 77,3 % покрытой лесом
площади.
Анализируя естественное возобновление под
пологом леса можно сказать следующее: 54,8 % сосновых, 70,8 % лиственничных
насаждений под пологом имеют благонадежный подрост в достаточном количестве
хозяйственно - ценных пород, сохранение которого в сжатые сроки после рубок
позволит облесить вырубки естественным путем. В разрезе отдельных типов леса
сосновых насаждений наиболее обеспечен благонадежным подростом брусничниковый тип
леса, а в лиственничных злаково-разнотравный. Менее обеспечены подростом
сосняки горно-каменистые. Еловые насаждения и пихтовые с благонадежным
подростом составляют 70,8 %. Возобновление этих пород происходит без смены
пород. Березовые обеспечены подростом на 46,5 %, наиболее обеспечены
широкотравные типы.
Редины более представлены горно-каменистыми 34 %
и сухими 66 %. Возобновление на них почти отсутствует.
Почвы эти заняты сосняками и лиственничниками
бруснично-разнотравных и чернично-зеленомошных групп типов леса III-IV классов
бонитета.
Они заняты древесными породами
багульниково-сфагновых и осочково-долгомошниковых типов леса V-Va классов
бонитета.
. Методы селекции
Основные методы лесной селекции: отбор,
гибридизация, мутагенез. Отбор (массовый, индивидуальный, групповой) ведут по
одному или нескольким признакам, по прямым селектируемым признакам или
коррелятивным. Методом отбора выделены формы осины, не поражающиеся
сердцевинной гнилью, берёзы с красивой текстурой древесины, быстрорастущего дуба
и др. Гибридизации принадлежит особое место в селекции, т. к. полученные при
направленном скрещивании гибриды обладают преимуществами перед родительскими
парами и гетерозисом в 1-м поколении. Выведены и внедряются в производство
высокопродуктивные гибриды тополя, пихты, грецкого ореха и др. пород. При
разработке этого метода большое внимание уделяют научно обоснованному подбору
родительских пар и способам преодоления нескрещиваемости. Гибридизация -
эффективный способ повышения наследств, изменчивости, что определяет широкий
размах исследований в этой области и работ по скрещиванию многих лесных пород.
Искусственный мутагенез - один из перспективных методов лесной селекции:
Мутации (наследственные изменения) могут быть получены при обработке растений в
различные фазы развития излучениями, химическими веществами и др. мутагенами.
Основными методами селекции являются отбор и
гибридизация, наряду с новыми методами, основанными на достижениях генетики:
методом выведения самоопыленных линий и последующего получения линейных
гибридов, методом экспериментальной полиплоидии, методом экспериментального
мутагенеза. Целесообразность применения тех или иных методов селекции к
определенным живым организмам во многом зависит от способов их размножения. Это
самоопыляющиеся, перекрестноопыляющиеся, вегетативно размножаемые растения,
животные и микроорганизмы.
.1 Отбор
Естественный - отбор происходит под действием
климата, почвенных условий, влияния рельефа и живых организмов. Это выживание
более приспособленных организмов в борьбе за жизнь. В результате естественного
отбора сохраняются любые жизненно важные признаки, действующие на пользу
организма и вида в целом, и образуются новые формы и виды. Естественный отбор
встречается в форме центростремительного (стабилизирующего), центробежного
(дизруптивного) и линейного (направленного) отборов, а также в форме комбинаций
этих видов отбора.
Центростремительный отбор - это отбор, при
котором в случае сохранения среднего уровня условий среды обитания при
репродукции сохраняются особи, выражение комплекса признаков у которых
приближается к среднему для всей популяции.
Линейный отбор - это естественный отбор, когда
при размножении преимущество получают формы с уклонением признаков в
определенном направлении от среднего для популяции типа.
Искусственный - отбор управляемый человеком в
результате, которого отбираются элитные деревья (плюсовые), уникальные,
плюсовые насаждения.
Бессознательный отбор - это наиболее ранняя
форма селекции, при которой человек сохранял лучшие и уничтожал худшие формы.
При этом цель создания новых форм и сортов им не ставилась, и результаты отбора
были непредвиденными [Царев, 2002]
Методический отбор - это сознательно применяемый
человеком метод селекции, при котором заранее ставится цель создания сортов
растений и пород животных с нужными признаками и свойствами.
Выделяют прямой и непрямой (косвенный отбор).
Прямой отбор ведут по селективному признаку. Непрямой - по косвенному, который
связан каким-либо образом с прямым.
Методический отбор делится на массовый и
индивидуальный.
) Массовый отбор:
При массовом отборе выделяют множество
индивидов, наиболее отвечающих задачам селекции, и размножают их совместно. В
основе массового отбора лежит оценка фенотипа. Стихийно он применялся человеком
с незапамятных времен, затем сознательно использовался при выведении многих
высокопродуктивных сортов культурных растений и пород домашних животных. Он не
утратил своего значения и в настоящее время, так как он наиболее прост и
доступен, а также может нередко давать хорошие результаты. Однако этот тип
отбора имеет и существенные недостатки, обусловленные тем, что по фенотипу
трудно однозначно судить о генотипе отбираемых особей, от которого зависит
эффективность отбора. Фенотип представляет собой результат взаимодействия
генотипа и среды, а на большинство количественных признаков, интересующих
селекционера, влияние последней весьма значительно.
Кроме того, в фенотипе не проявляются
рецессивные гены, находящиеся в гетерозиготном состоянии, но способные
проявиться в потомстве. Ввиду этого массовый отбор, как правило, действует
очень медленно, а иногда оказывается и вовсе безрезультатным. Последнее
характерно главным образом для тех случаев, когда популяция, в которой ведется
отбор, гомозиготная или почти гомозиготная по генам, определяющим отбираемый
признак, то есть коэффициент его наследуемости близок к нулю [Царев, 2002].
К негативному массовому отбору в лесных
популяциях относятся: рубки ухода, когда в первую очередь удаляют наименее
ценные, больные и худшие растения; сплошная рубка насаждений, не
соответствующих местообитанию для предотвращения опасности распространения
непригодных наследственных свойств через пыльцу; отбор в питомнике, когда
удаляют нежелательные типы по ветвлению и устойчивости среди сеянцев и
растений.
При позитивном массовом отборе в лесном
хозяйстве применяют разные методы:
· отбор лучших географических происхождений, или
юшматипов;
· отбор лучших эдафотипов в пределах какого-либо
географического района;
· отбор лучших (плюсовых) насаждений;
· отбор лучших (плюсовых) деревьев;
· отбор лучших сеянцев в питомниках и семян по
крупности и качеству
) Индивидуальный отбор:
При плюсовой селекции в качестве исходного
материала используются отдельные ценные формы деревьев или даже местные
популяции главных лесообразующих древесных видов. Основу их выделения
составляют работы по селекционной инвентаризации лесов, согласно действующих
указаний.
Индивидуальный отбор состоит в том, что отбирают
отдельные растения, потомство каждого из которых размножают в дальнейшем
отдельно. Исходные родоначальные особи, т.е. первоначально отобранные растения
, многократно проверяют по потомству. При этом потомства худших, случайно
отобранных растений, выбраковывают (а вместе с ними и исходные растения). Число
родоначальных (лучших) растений, выделяемых при индивидуальном отборе, зависит
от размеров исходного образца, характера изменчивости популяций, условий и
возможностей, которыми располагает селекционер [Царев, 2002].
Основные принципы индивидуального отбора впервые
были разработаны в 1856 г. Л. Вильмореном (Франция). Успешное практическое
использование этого метода было продемонстрировано в конце ХIХ века на
Свалёфской селекционной станции (Швеции). После этого он стал применяться во
многих селекционных учреждениях. Особенно после теоретического обоснования
Иоганнсеном учения о генотипе и фенотипе и наследований в популяциях и чистых
линиях. Он широко распространен в селекционной и семеноводческой работе с
самоопыляющимися и перекрестноопыляющимися культурами. В последние десятилетия
элементы индивидуального отбора стали использовать и в селекции лесных
древесных пород.
Основными методами индивидуального отбора
являются метод педигри, клоновый отбор и отбору у перекрестноопыляющихся
растений
)Метод педигри:
Педигри означает родословную, генеалогию. Этот
метод используются и при селекции самоопыляющихся растений. При этом работу с
гибридными популяциями растений ведут путем многократного индивидуального
отбора с постоянной проверкой отбираемых особей по потомству, когда родословные
их известны в течение ряда поколений. Отобранные растения высеивают
индивидуально (линиями). В F? проводят жесткую браковку жестких линий, а в
оставшихся линиях снова применяют индивидуальный отбор лучших растений с
аналогичной проверкой их потомства в последующих поколениях. После того как
отдельные линии достигнут высокой константности по требуемым хозяйственно
полезным свойствам и морфологическим признакам, растения внутри их объединяют и
лучшие отобранные линии высевают для сравнительного испытания на
соответствующих площадях.
)Клоновый отбор
Индивидуальный отбор в селекции растений,
размножаемых вегетативно, называется клоновым [Царев, 2002].
Клон - это генетически однородное потомство
одного вегетативно размножаемого растения. Клоновый отбор применяют как для
выведения новых сортов, так и в семеноводческой работе. В его основе лежит
относительно простой метод селекции. Из растений, полученных в результате
искусственное или естественной гибридизации, или из популяции выбираю
экземпляры, наиболее соответствующие целям селекции. Затем отобранные растения
или их вегетативное потомство при сравнимых условиях испытывают на
наследственную ценность. Вегетативное размножение проводится черенками, корневыми
отпрысками, листовыми пластинками или прививкой. Все вегетативно размноженные
потомства одного материнского дерева наследственно одинаковы. Различия между
растениями одного клона обусловлены влиянием внешних условий, поэтому отбор
внутрии клона безрезультатен. Этот способ селекции успешно применен для
тополей, ясеней, ильмовых и других пород.
Индивидуальный отбор у перекрестноопыляющихся
растений.
Вследствие постоянного переопыления и
расщепления признаков роста у перекрестноопыляющихся растений нельзя вывести
путем однократного индивидуального отбора. Поэтому в селекции таких растений
применяют многократный или непрерывный индивидуальный отбор.
Семья - это потомство одного отобранного
перекрестноопылителей растения. Урожай семян растений одной семьи также
высеивают раздельно по семьям. Семьи сравнивают между собой, худшие бракуют, из
лучших снова отбирают лучшие растения для последующего размножения и т.д..
Таким образом, сущность данного метода заключается в повторяемом отборе лучших
растений из лучших семей.
В отличие от самоопыляющихся и вегетативно
размножаемых растений потомство перекрестноопыляющихся растений формируется в
результате переопыления, то есть на основе объединения материнской и отцовской
наследственности. Поэтому в селекционной работе с перекрестноопыляющимися
растениями важно не только правильно вести отбор лучших материнских растений,
но и подбирать такие отцовские растения - опылители, которые не ухудшали бы, а
по возможности улучшали наследственные качества будущего потомства. В общем
виде задача сводится к необходимости контролировать отбор не только по
материнской, но и по отцовской линии. Исходя из этого, в практике селекций
используют два основных варианта многократного индивидуального отбора:
индивидуально-семейный и семейно-групповой [Царев, 2002].
Индивидуально-семейный отбор заключается в том,
что после отбора лучших растений в популяции исходного материала потомство
каждого лучшего растения, называемого семьей, размещают изолированно от
остальных потомств. Здесь при изолированном размещении потомств в лучших семьях
повторно отбирают лучшие растения. По сравнению с первым отбором в исходном
материале второй отбор имеет то преимущество, что отобранные лучшее растения
опыляются пыльцой не всех испытуемых растений данной популяции, а только
пределах данной семьи, которая в целом показала хорошие качества.
Контролируемое переопыления лучших растений приводит к некоторой
гомозиготизации материала.
Потомства лучших растений второго
индивидуального отбора снова оценивают при изолированном их размещении по
семьям, а отбор ведут по потомству. Лучшие потомства в пределах каждой семьи
объединяют, испытывают и размножают.
Метод индивидуально-семейного отбора сочетает
преимущества индивидуально и массового отборов. Двукратным индивидуальным отбором
можно найти наиболее ценные генотипы, а возможные отрицательные последствия,
возникающие в результате сравнительно близкородственного размножения при
индивидуальном отборе, снимаются путем объединения лучших потомств каждой семьи
как при массовом отборе [Царев, 2002].
Индивидуально-семейный отбор применяется и для
лесных древесных пород. В качестве примера можно рассмотреть, как он проводится
в Германии. В конкретном исходном насаждении отбирают 60-100 плюсовых деревьев.
В семенной год собирают семена или плоды с каждого дерева и высеивают раздельно
следующей весной. Как только растения в питомнике достигнут определенного
размера, их пересаживают на опытные делянки достаточных размеров для
выращивания растений в течение всего срока испытания. Повторность делянок
минимум трехкратная. Срок испытания у разных пород может быть разным: у ели
20-30 лет, у березы и ольхи 15-20 лет и т.д. Исследуется рост, феноразвитие,
устойчивость, качество стволов и древесины и другие хозяйственно ценные
признаки. В конце периода испытания из каждых 100 потомств выбирают только 10
наиболее соответствующих селекционным целям. Из каждого отобранного потомства
отбирают по 10 наиболее продуктивных деревьев и заготавливают с них семена или
плоды.
Семейно-групповой отбор:
При семейно-групповом отборе сохраняются
преимущества направленного переопыления, но снижается опасность
близкородственного размножения и связанной с ним инцухт - депрессии. В тоже
время выравненность селекционного материала достигается медленнее, чем при
индивидуально-семейном отборе.
Можно отметить, что до последнего времени
приоритетным направлениями в селекции лесных древесных пород был массовый отбор
климатипов. Это направление, очевидно, будет актуальным еще достаточно
длительный период времени. Обусловлено это тем, что по мере применения
существующих рекомендации выясняются вопросы, которые требуют уточнения и
детализации. Особенно внимания требует вопрос о значении экологического
происхождения семян. Считается, и на наш взгляд вполне справедливо, что при лесокультурных
мероприятиях необходимо учитывать этот параметр. Однако еще не хватает
экспериментальных данных, которые с достаточной полнотой оценивал бы потери,
которые может понести хозяйство при игнорировании экологического происхождения
семян. Все еще дискуссионным остается вопрос об использовании массового и
индивидуального отборов в пределах лесосеменных районов. Отбор плюсовых
насаждений и плюсовых деревьев является только первым этапом сложной системы
селекционного семеноводства. Необходимы длительные и трудоемкие работы,
связанные с испытание их потомств, чтобы достичь определенного эффекта [Царев,
2002].
Различают четыре вида отбора совокупности единиц
наблюдения.
) Случайный отбор - наиболее распространенный
способ отбора в случайной выборке, его еще называют методом жеребьевки, при нем
на каждую единицу статистической совокупности заготовляется билет с порядковым
номером. Далее в случайном порядке отбирается необходимое количество единиц
статистической совокупности. При этих условиях каждая из них имеет одинаковую
вероятность попасть в выборку, например тиражи выигрышей, когда из общего
количества выпущенных билетов в случайном порядке наугад отбирается
определенная часть номеров, на которые приходятся выигрыши. При этом всем
номерам обеспечивается равная возможность попасть в выборку.
) Механический отбор - когда вся совокупность
разбивается на однородные по объему группы по случайному признаку, потом из
каждой группы берется только одна единица. Все единицы изучаемой статистической
совокупности предварительно располагаются в определенном порядке, но в
зависимости от объема выборки механически через определенный интервал
отбирается необходимое количество единиц.
) Типический отбор. Исследуемая статистическая
совокупность разбивается по существенному, типическому признаку на качественно
однородные, однотипные группы, затем из каждой этой группы случайным способом
отбирается определенное количество единиц, пропорциональное удельному весу
группы во всей совокупности. Типический отбор дает более точные результаты, так
как при нем в выборку попадают представители всех типических групп.
) Серийный (гнездовой) отбор. Отбору подлежат
целые группы (серии, гнезда), отобранные случайным или механическим способом.
По каждой такой группе, серии проводится сплошное наблюдение, а результаты
переносятся на всю совокупность.
Точность выборки зависит и от схемы отбора.
Выборка может быть проведена по схеме повторного и бесповторного отбора.
Повторный отбор. Каждая отобранная единица или
серия возвращается во всю совокупность и может вновь попасть в выборку. Это так
называемая схема возвращенного шара [Царев, 2002].
Бесповторный отбор. Каждая обследованная единица
изымается и не возвращается в совокупность, поэтому она не попадает в повторное
обследование. Эта схема получила название невозвращенного шара.
Комбинированный отбор может проходить одну или
несколько ступеней. Выборка называется одноступенчатой, если отобранные однажды
единицы совокупности подвергаются изучению.
Выборка называется многоступенчатой, если отбор
совокупности проходит по ступеням, последовательным стадиям, причем каждая
ступень, стадия отбора имеет свою единицу отбора. Многофазная выборка - на всех
ступенях выборки сохраняется одна и та же единица отбора, но проводится
несколько стадий, фаз выборочных обследований, которые различаются между собой
широтой программы обследования и объемом выборки [Царев, 2002].
Схема отбора сосны
Направление отбора - смолопродуктивность
Объект отбора - сосна обыкновенная
Деревья с пластинчатой корой
Проведение прямого отбора на смолопродуктивность
Сбор семян, проверка потомства
2.2 Гибридизация
Гибридизация - процесс получения полового
потомства (скрещивание) особей, относящихся к различным линиям, сортам,
породам, видам, родам растений или животных.
Существует внутривидовая гибридизация -
скрещивание особей одного вида, подвидов, сортов, пород или линий и отдаленная
гибридизация - скрещивание особей различных видов или родов. Различают
естественно происходящую в природе (спонтанную) гибридизацию и искусственную. О
естественной гибридизации известно со времен появления письменности. Напр.,
мулы (гибрид осла и лошади) существовали за несколько тысяч лет до н. э.
Естественная гибридизация может происходить в зоне контакта ареалов (напр.
лиственницы сибирской и даурской - лиственница Чекановского, ели сибирской и
европейской) или особей двух генетически обособленных видов в пределах одной
географической области (напр. гибрид осины и тополя белого - тополь серый).
Естественные гибриды могут представлять и хозяйственный интерес. Однако главная
роль в селекции лесных древесных растений принадлежит искусственной
гибридизации, которая позволяет получать потомство с новой комбинацией
генетически обусловленных хозяйственно-ценных признаков и свойств. Из
межродовых гибридов известны искусственные гибриды рябины обыкновенной с
боярышником кроваво-красным (рябина гранатная), лиственницы с псевдотсугой и др
[Справочник по лесу].
Возможность искусственного получения гибридов
первым предположил немецкий ученый Р. Камерариус (1694). Искусственную
гибридизацию впервые осуществил английский садовод Т. Фэрчайлд, скрестив в 1717
г. разные виды гвоздик. Основы учения о гибридизации растений заложил И. Г.
Кёльрёйтер, получивший гибриды двух видов табака -Nicotiana paniculata и N.
rustica (1760). Опираясь на опыт по гибридизации горошка, Г. Мендель заложил
научные основы генетики. Огромное число опытов по гибридизации провел Ч.
Дарвин. Сущность гибридизации заключается в слиянии при оплодотворении
генотипически различных половых клеток и развитии из зиготы нового организма,
сочетающего наследственные признаки родительских особей - гибрида. Для первого
поколения гибридов, получаемых в результате гибридизации, характерно явление
гетерозиса. В самом общем виде он проявляется в сочетании следующих признаков:
ускорение роста, увеличение размеров, повышение жизнестойкости и плодовитости
гибридов первого поколения по сравнению с родительскими формами растений или
животных. Обычно во втором и последующих поколениях гетерозис затухает.
Гетерозис широко используется в практической генетике, напр. для получения
семян высокоурожайных сортов растений. Установлено, что гибридизация и мутации
являются основными источниками наследственной изменчивости - одним из главных
факторов эволюции.
В зависимости от целей гибридизации применяют
различные способы скрещивания (прямое, обратное, возвратное, конвергентное,
поглотительное - насыщающее и т. д.). Напр., если полученный гибрид
скрещивается с одной из родительских форм, то скрещивание называют возвратным.
Повторное возвратное скрещивание полученного гибрида с одним из родителей
называют поглотительным (насыщающим). Существуют также сложные скрещивания,
называемые конвергентными. Родительские сорта скрещивают сначала попарно. Потом
гибриды скрещивают между собой и вновь полученные гибриды скрещивают друг с
другом. В этом случае часто отдельные гибриды имеют ценные комбинации свойств и
признаков.
Скрещивание можно осуществлять на растущих
деревьях и срезанных ветвях. Последний способ пригоден для древесных растений с
коротким периодом созревания плодов и семян (тополь, ильм) [Справочник по
лесу].
Гибридизация широко используется в селекции, в
частности в селекции лесных древесных пород. В селекции растений наиболее
распространен метод гибридизации форм или сортов в пределах одного вида. С
помощью этого метода создано большинство современных сортов
сельскохозяйственных растений. Отдаленная гибридизация - более сложный и
трудоемкий метод получения гибридов растений.
Гибридизация нашла широкое применение при
интродукции лесообразующих видов в лесные культуры и в создании лесосеменной
базы лесного хозяйства. Она используется для разработки новых и
совершенствования имеющихся методов отбора высокопродуктивных и устойчивых форм
древесных растений, выведения и размножения сортов. Гибридизация и селекция
лесных древесных пород составляют основу для реализации в практике лесного
хозяйства программ сохранения биологического разнообразия растительного мира и
повышения продуктивности лесов России [Справочник по лесу].
Схема получения гибрида сосны обыкновенной
Будем проводить простое диалельное скрещивание
Цель - получение сосны с густой длинной
декоративной хвоей
Мама - сосна обыкновенная. Хвоинки расположены
по две в пучке, (2,5-) 4-6 (-9) см длиной, 1,5-2 мм толщиной, серо - либо
сизовато-зелёные, как правило, слегка изогнутые, края мелкозубчатые, живут 2-6.
Сосна густоцветковая - Хвоя на укороченных
побегах по 2 в пучках, 7-11 см длины, 0,7-1 мм ширины, прямая, островершинная,
жёсткая, шероховатая по краю, придаёт ветвям непривычно пушистый для сосен вид.
Скрещивание сосны обыкновенной и сосны
густоцветковой будет происходить простым путем А*Б, и А А-сосна обыкновенная,
Б-сосна густоцветковая
Сосна обыкновенная - Цветет сосна в конце мая -
начале июня, когда дневная температура достигает 22 градусов. Опыление
осуществляется ветром. Оплодотворение происходит лишь весной следующего года.
Сосна густоцветковая цветет в мае.
Сбор пыльцы, изучение ее морфологического
строения и жизнеспособности.
Опыление
Р =ВК*НДВКВД * ВКВД
|
ВД
|
ВК
|
НК
|
НД
|
|
ВД
|
ВДВД
|
ВДВК
|
ВДКН
|
ВДНД
|
|
ВК
|
ВКВД
|
ВКВК
|
ВКНК
|
ВКНД
|
|
НК
|
НКВД
|
НКВК
|
НКНК
|
НКНД
|
|
НД
|
НДВД
|
НДВК
|
НДНК
|
НДНД
|
ВД - высокое дерево с длинной хвоей
ВК - высокое дерево с короткой хвоей
НК - низкое дерево с короткой хвоей
НД - низкое дерево с длинной хвоей
ВДВД - высокое дерево с длинной хвоей
НДНД - низкое растение с длинной хвоей
НДВД - дерево средней величины с длинной хвоей
НДВД - дерево средней величины с короткой хвоей
ВДВК - высокое дерево с хвоей средней величины
Получение гибридных семян
Выделение нужных форм с длинной декоративной
хвоей и густым охвоением
Размножение полученных гибридов вегетативным
путем
. Создание ПЛСБ
Организация постоянной лесосеменной базы
включает:
селекционную инвентаризацию насаждений, в том
числе интродуцентов, с выделением плюсовых деревьев и насаждений;
сохранение генетического фонда посредством
выделения лесных генетических резервов, создания архивов клонов, коллекций
(генетических банков) семян деревьев и насаждений;
генетическую оценку местных и инорайонных
популяций в географических и популяционно-экологических культурах, выделение
сортов популяций и разработку лесосеменного районирования;
генетическую оценку плюсовых деревьев или их
клонов по семенному потомству;
создание лесосеменных плантаций, формирование
или закладку постоянных лесосеменных участков [Царев, 2011].
Базой для организации ПЛСБ на
генетико-селекционной основе являются лучшие естественные и искусственные
насаждения, выделенные при селекционной инвентаризации. При этом деревья и
насаждения подразделяют на три основные категории: плюсовые, нормальные и
минусовые.
.1 Отбор плюсовых деревьев и насаждений
Отбор плюсовых деревьев и насаждений проводится
в 2 приема. Первоначально специалисты лесохозяйственных предприятий выявляют и
предварительно отбирают кандидаты в плюсовые насаждения и деревья. Эта работа,
прежде всего, проводится в лучших спелых и приспевающих насаждениях. Затем
постоянно действующая комиссия, возглавляемая главным лесничим областного,
краевого и АССР управления лесного хозяйства, производит осмотр в вегетационный
период предварительно отобранных насаждений и деревьев и решает вопрос о
зачислении их в категорию плюсовых. На каждое аттестованное плюсовое дерево и насаждение
заполняется паспорт установленного образца. Плюсовые деревья, на которые выданы
паспорта, отмечают, нанося на них на высоте 1,5 м белой масляной краской полосу
шириной 10 см и номер: в числителе - по государственному реестру, в знаменателе
- по предприятию. Плюсовые деревья отграничивают визирами с установкой столбов
на углах и аншлагов с соответствующими надписями.
Плюсовые деревья имеют сильный рост и хорошее
качество ствола. В одновозрастном чистом насаждении диаметр плюсового дерева не
менее чем на 30% больше среднего диаметра насаждения, а высота -- не менее чем
на 10% больше средней высоты насаждения. Стволы должны быть прямые,
полнодревесные, хорошо очищенные от сучьев, с высоко поднятой, равномерно
развитой кроной. В разновозрастном насаждении к плюсовым деревьям могут быть
отнесены и менее крупные по диаметру и высоте деревья, отличающиеся хорошим
качеством ствола и кроны и большим приростом по высоте и диаметру.
Заготавливаемые с плюсовых деревьев семена и
черенки используют для создания лесосеменных плантаций и испытательных культур,
необходимых для проверки плюсовых деревьев по потомству.
Если вегетативное и семенное потомство устойчиво
наследует важнейшие хозяйственно-ценные признаки и свойства плюсового дерева,
то такое дерево признается элитным.
Нормальные деревья составляют основную часть
насаждения и являются хорошими и средними по силе роста, качеству и состоянию
деревьями, с которых заготавливают семена для создания лесных культур. Для
выращивания подвоев и закладки лесных культур в первую очередь следует
использовать семена с лучших нормальных деревьев, по комплексу признаков и
свойств приближающихся к плюсовым. Их диаметр не менее чем на 15--20% превышает
средний диаметр, а высота равна или несколько больше средней высоты одновозрастного
насаждения [Родин, 2011].
Плюсовые насаждения - самые высокопродуктивные и
высококачественные насаждения для данного лесорастительного района, в составе
верхнего яруса которых участие плюсовых и лучших нормальных деревьев является
максимальным для данных лесорастительных условий. Эти насаждения являются
семенными заказниками для получения улучшенных семян и черенков с плюсовых
деревьев, предназначенных для создания семенных плантаций. Плюсовые насаждения
встречаются редко и небольшими площадями, поэтому они должны быть обязательно
сохранены. В них только при рубках ухода вырубают минусовые деревья, а также
деревья, мешающие росту плюсовых. Каждое плюсовое дерево или насаждение
(семенной заказник) имеет паспорт и подлежит государственному учету как особый
лесной фонд.
К нормальным относятся насаждения высокой и
средней продуктивности (высших и средних классов бонитетов), хорошего и
среднего качества. Их используют для закладки в них постоянных и временных
лесосеменных участков [Родин, 2011].
.2 Формирование ВЛСУ
Временными лесосеменными участками называют
участки спелых и приспевающих насаждений нормальной селекционной категории,
выделенные и специально подготовленные для заготовки лесных семян [Родин,
2011].
.2.1 Отвод участка под ВЛСУ
Отвод ВЛСУ и обследование лесосек главного
пользования, предназначенных для заготовки шишек, производят владельцы лесного
фонда, а также лесопользователи - в насаждениях, предоставленных в длительное
пользование (аренду). При этом обязанности лесопользователя по режиму ведения
хозяйства в ВЛСУ, заготовки и использования семян оговариваются владельцами
лесного фонда в лицензии и прилагаемых к ней соглашениях.
Площадь ВЛСУ устанавливают в зависимости от
потребностей в семенах (с учетом возможной переброски семян в соответствии с
действующим лесосеменным районированием, а также создания резервного фонда),
средней урожайности и неравномерности плодоношения насаждений.
В хвойных насаждениях (сосна, ель, лиственница,
пихта) ВЛСУ закладывают с расчетом сбора шишек со срубленных деревьев.
Насаждения под ВЛСУ отводят не менее чем на один ревизионный период.
Отвод насаждений под ВЛСУ заключается в отграничении их в натуре, выделении
плюсовых деревьев, оставляемых на корню вместе с группой окружающих деревьев
(п.2.3), и минусовых, исключаемых при сборе семян. На ВЛСУ с полнотой 0,7 и
выше в целях усиления плодоношения за 5-8 лет до рубки проводится изреживание
древостоя с доведением полноты до 0,5-0,6 [Родин, 2011].
.2.2 Хозяйственные мероприятия, проводимые на
ВЛСУ
Рубку временных лесосеменных участков проводят в
урожайный год в течение сезона сбора шишек. Продолжительность работы временных
лесосеменных участков может составлять до 2-ух ревизионных периодов, то есть 20
лет или до замены их постоянными лесосеменными участками. В этот период
санитарные рубки, убирают минусовые деревья, вносят удобрения. Бурятся с
вредителями. Для обеспечения сбора плодов дуба и бука вырубают подлесок,
убирают опавшие сучья. Скашивают траву под деревьями [Родин, 2011].
3.3 Гибридно-семенные плантации
Гибридно-семенными плантациями (ГСП) называют
плантации, состоящие из разных видов для массового получения гибридных семян в
результате естественного скрещивания, обладающих эффектом гетерозиса [Матвеева,
2007].
3.3.1 Создание ГСП
Гибридно-семенные плантации создаются
вегетативным потомством разных видов или экотипов одного вида для массового
получения гибридных семян в результате естественного скрещивания деревьев с
общей комбинационной способностью и специфической комбинационной способностью
[Матвеева, 2007].
10м
м
Рисунок 1 - Схема посадки сосны обыкновенной на
ГСП
При создании гибридно-семенных плантаций из
двудомных видов учитывают, что потомство, размноженное вегетативным путем,
сохраняет пол того растения, с которого заготовлены черенки. В этом случае
рекомендуют смешение семенников и опылителей рядами [Сиволапов, 2011].
ряд 2 ряд 3 ряд 4
ряд и т.д.
♀ ♂ ♀ ♂
♂ ♀ ♂ ♀
♀ ♂ ♀ ♂
♂ ♀ ♂ ♀
Рисунок 2 - Схема смешения семенников и
опылителей для сосны обыкновенной
У однодомных видов рекомендуют удалять мужские
соцветия вручную до начала осыпания пыльцы. Можно использовать формы деревьев с
неодинаковым по времени созреванием ♂ и ♀ цветов. Тогда
деревья-опылители подбирают по срокам цветения, совпадающим с женским цветением
семенников.
На гибридно-семенных плантациях проводят
лесоводственные и агротехнические уходы, оставляя на 1 га 120-270 деревьев,
включающих семенники и опылители [Матвеева, 2007].
.3.2 Агротехника выращивания растений на ГСП
Сеянцы сосны обыкновенной выращивают на легких
суглинках, слабооподзоленных супесях, подстилаемых суглинками, и
черноземовидных супесях. Семена высевают ранней весной прошедшие 30-40-дневное
снегование и осенью. Более удачны ранневесенние посевы, но применяют и зимние.
Глубина заделки семян 0,5-1,5 см. Посев ленточный 6-строчный, на 1 м посевной
строчки высевают 3 г семян I класса качества. Одновременно с семенами в
посевные строчки вносят гранулированный суперфосфат (20-30 кг/га д.в.).
4.
Расчетная часть
.1 Расчет площадей ВЛСУ и ГСП
, (1)
где Р - плановый объем заготовки семян, кг/год;-
урожайность ПЛСУ, кг/га;
Для сосны обыкновенной Q=80кг/га.
га
Расчет площадей ГСП
га
.2 Расчет потребности в посадочном материале на
ГСП
Расчет потребности посадочного материала при
создании ГСП рассчитывается в зависимости от принятой схемы посадки и площади
плантации:
В площадки редкого размещения
(2)
Где, S- площадь ГСП, га
A - число растений, высаживаемых в одну
площадку, шт.
B - расстояние между центрами площадок, м.
шт.
Заключение
В данной курсовой работе были изучены методы
сосны обыкновенной: отбор, гибридизация. Также были предложены способы
получения гибрида сосны обыкновенной, а также рассмотрены виды отбора и типы
скрещиваний.
Приведенные методы селекции активно используются
для создания гибридно-семенных плантация и временных лесосеменных участков, так
как результативность селекции в первую очередь зависит от применяемых методов.
Было описано создание гибридно-семенной
плантации, а именно отбор плюсовых деревьев и насаждений, представлена схема
прямоугольного смешения клонов на гибридно - семенной плантации, а также
рассчитана площадь ВЛСУ и ГСП с учетом планового объема заготовки семян и
урожайности.
Библиографический список
Родин,
А.Р. Лесные культуры: учебник / А.Р. Родин, Е.А. Калашникова, С.А. Родин - М.,
ГОУ ВПО МГУЛ, 2011.-316 с.
Селекция
и семеноводство хвойных пород: учебное пособие для студентов высших учебных
заведений, обучающихся по специальности «Лесное дело»/Р.Н. Матвеева [и др.] под
общей редакцией доктора с.-х наук, проф. Р.Н. Матвеевой. - Красноярск: СибГТУ,
2007.-72с
Сиволапов,
А.И. Селекция и семеноводство древесных растений: учебное пособие / А.И.
Сиволапов; Министерство образования и науки РФ, ГОУ ВПО «ВГЛТА». - Воронеж,
2011. - 204 с.
Справочник
по лесу /http://www.derev-grad.ru/spravochnik-po-lesu
Царев
А.П., Погиба С.П., Тренин В.В. Селекция и репродукция лесных древесных пород:
Учебник/ Под ред. А.П. Царева. - М.: Логос, 2011.-520с.
Царев,
А.П. Селекция и репродукция лесных древесных пород: Учебник / А.П. Царев, С.П.
Погиба, В.В. Тренин / Под ред. А.П. Царева. - М.: Логос, 2002.-520с.