Инвентаризация кедровых насаждений, отбор плюсовых деревьев по семенной продуктивности

Из разнообразной полезной продукции кедра наибольший практический интерес имеют семена («орех»), что позволяет считать кедр прежде всего орехоносной породой. В южной части ареала сосредоточены наиболее продуктивные таежные и припоселковые кедровники, характеризующиеся большим генотипическим разнообразием. Они должны стать объектом особой охраны и первоочередного использования для отбора. Здесь перспективно создание специализированных кедровых хозяйств, ориентированных на получения ореха.

Методика отбора деревьев кедра по семенной продуктивности основана на учете особенностей строения кроны, генеративного цикла и структуры урожая, в связи с чем, в ней используются специальные понятия и термины, которые требуют пояснения:

У кедра сибирского женские шишки развиваются на мощных побегах в верхней части кроны (женский ярус); мужские пыльниковые колоски формируются на относительно тонких побегах в средней и нижней частях кроны (мужской ярус). Соотношение ярусов определяет половой тип дерева, который обусловлен наследственной основой, но зависит также от положения дерева в насаждении и изменяется с возрастом. Для отбора на семеношение наибольший интерес представляют деревья женского типа с мощной кроной, толстыми ветвями и большим количеством шишконосных побегов.

Развитие шишек кедра охватывает три вегетационных периода: в первый образуются зачатки; во второй происходит опыление однолетних шишечек (озими); на третий – оплодотворение семяпочек и созревание семян. После опадения зрелых шишек на побегах остаются крупные следы, по которым можно определить число их за прошлые годы.

Принципы отбора деревьев кедра по семенной продуктивности

Отбор деревьев кедра сибирского на семеноношение базируется на общих принципах селекции и биологических особенностях этого вида. В основу положен метод так называемой плюсовой селекции, которая включает отбор выдающихся по семенной продуктивности деревьев, их испытание по потомству и последующее размножение.

Эффективность отбора лучших по семеношению деревьев выше в лучших по продуктивности таежных и особенно припоселковых кедровниках, где благоприятные условия обеспечивают более полную реализацию наследственных свойств деревьев.

Благодаря длительной способности кедра к репродуктивной деятельности, для отбора пригодны деревья в возрасте 120-150, иногда до 300 лет, сохраняющие также и достаточно хороший рост, что дает возможность использовать побеги на черенки. Более молодые кедровники представляют интерес для выделения деревьев с ранним началом плодоношения.

Плюсовые по семенной продуктивности деревья кедра должны обладать следующим комплексом наследственных свойств:

- высокими урожаями,

- относительно стабильной динамикой семеношения,

- хорошим качеством семян,

- устойчивостью к болезням, вредителям и другим неблагоприятным факторам.

Отбор деревьев проводят по прямым признакам семенной продуктивности. Величина семенной продуктивности зависит от числа шишек в кроне и среднего (по числу или массе) выходу семян из одной шишки. Выход семян показатель мало изменчивый по годам у отдельных деревьев и даже в пределах насаждений. Составляющие его показатели – масса 1000 семян и число их в одной шишке.

Для оценки семенной продуктивности различных по возрасту и габитусу деревьев принят относительный показатель – удельная энергия семеношения, которая выражается числом шишек или семян на 1 см диаметра ствола. Ее можно вычислить как по текущему урожаю, так и за определенный период времени.

Многолетняя удельная энергия семеношения представляет собой довольно емкий комплексный показатель, уменьшающий влияние возраста и экологических факторов, тем самым он достаточно объективно отражает генетическую обусловленность семеношения дерева.

Статистические расчеты, учитывающие вариацию показателей семеношения кедра, показывают, что к категории плюсовых следует относить деревья, у которых многолетняя удельная энергия семеношения превышает среднюю для обследуемого насаждения не менее чем в 1,8 раза.

Отбор плюсовых деревьев проводится путем сравнения их семенной продуктивности со средней в два этапа: на предварительном – по удельной энергии семеношения текущего года; на окончательном – по данным учета следов от шишек (или наблюдениям) за 10 лет. Для исследовательской работы школьников целесообразно организовать наблюдение на пробных площадях в течение длительного периода времени с регулярным проведением замеров на одних и тех же деревьях.

Плюсовые деревья отбирают в процессе селекционной инвентаризации. В первую очередь обследуют наиболее продуктивные насаждения для района исследований (в обязательном порядке припоселковые кедровники, плантации кедра и кедросады).

Средние показатели семеношения определяют по методу модельных деревьев, которые в зависимости от условий и необходимой точности отбирают на закладываемых пробных площадях или на основе ленточного перечета.

В характерных насаждениях, подлежащих инвентаризации, закладывают пробные площади, включающие не меньше 200 деревьев. Проводят сплошной перечет и вычисляют таксационные показатели (смотри раздел «Лесная таксация). Затем в пределах каждого поколения отбирают 15 модельных деревьев, близких к средним показателям, в том числе и по семеношению. В качестве моделей не следует брать деревья с очень плохим или обильным урожаем.

У модельных деревьев определяют диаметр ствола, высоту и другие параметры, согласно карточке модельного дерева (приложение 1)

Для изучения характера семеношения модельного дерева по существующей методике осуществляется подъем в крону, где последовательно осматривают ветви каждой мутовки женского яруса. На ветвях подсчитывают число шишконосных побегов и двухлетних шишек и определяют количество тех и других на дереве. Вычисляют удельную энергию семеношения по шишкам текущего года делением их числа на диаметр ствола.

В таежных кедровниках (а для школьников мы рекомендуем на всех площадях) для упрощения работы в типичных участках кедрачей проводят ленточный перечет. На ленте шириной 20-30 м измеряют диаметры не менее 50 деревьев кедра основного поколения. По данным перечета вычисляют средние таксационные показатели и отбирают 3-5 модельных дерева близких по основным показателям к средним, в том числе и по урожаю шишек. По оценке количества шишек на модельных деревьях вычисляют удельную энергию семеношения для всего обследуемого участка леса как среднюю арифметическую удельной энергии семеношения всех модельных деревьев. Для упрощения работы школьников допускается подсчет количества шишек на дереве с помощью бинокля или зрительной трубы (телескопа).

При наличии фотоаппарата и достаточной видимости на крону, возможен подсчет шишек по фотографиям. Для этого можно фотографировать крону обследуемого дерева и подсчет шишек на нем производить после увеличения снимка или на экране монитора компьютера. Подсчитав количество шишек на сфотографированной половине можно рассчитать количество шишек на всем дереве путем умножения результата на 2,5. При всей погрешности такого подсчета для отдельных деревьев, общая систематическая ошибка при всех измерениях позволит достаточно точно определить искомую разницу в 1,8 раза для выделения плюсового дерева. Фотографии при этом становятся хорошим архивным материалом при многолетних исследованиях.

На основании многолетних исследований закономерностей семеношения 120-200 летних кедрачей Западной Сибири установлено, что многолетняя удельная энергия семеношения составляет порядка 1,5 шишек на 1 см диаметра. Эта величина может служить исходной придержкой для оценки семеношения при ограниченном числе моделей.

Предварительный отбор плюсовых деревьев

После определения средних показателей семеношения в обследуемом насаждении, приступают к отбору плюсовых деревьев. Насаждение обследуют по ходовым линиям на расстоянии 20-40 м одна от другой в пределах хорошей просматриваемости крон. Границы ходовых линий отмечают мелом на стволах. Эту работу проводят с июня по сентябрь, когда шишки уже хорошо заметны с земли.

В семенные годы репродуктивный потенциал большинства деревьев в насаждении раскрывается наиболее полно и резче выявляется их индивидуальная изменчивость по урожаю. В несеменные годы более четко выявляются деревья с устойчивой динамикой семеношения, которые представляют особый интерес для селекции.

Осматривая кроны, выделяют деревья с обилием шишек, глазомерно оценивают их количество, используя навыки, приобретенные при определении урожая на модельных деревьях. Измеряют диаметры их стволов и по числу шишек текущего года определяют приближенное значение удельной энергии семеношения. Отбирают деревья, у которых она не менее чем в два раза выше средней, а также деревья с исключительно крупными шишками.

Дополнительными критериями отбора могут служить следующие фенотипические признаки:

-наличие мощных развилок и скелетных ветвей, отходящих под большим углом и образующих раскидистую крону;

- канделяброобразная вершина с многочисленными шишконосными ветвями;

- толстые окончания ветвей, обеспечивающие образование большего числа шишек;

- густое темно-зеленое охвоение.

Показатели высоты и качества ствола в селекции на семеношение не имеют большого значения. На отобранные деревья заполняют карточку предварительного отбора со схемой их местоположения (приложение).

Аттестацию плюсовых деревьев проводит специальная комиссия, созданная из представителей территориальных органов управления лесным хозяйством и специализированных организаций, занимающихся вопросами лесного семеноводства.

В пределах же школьной исследовательской работы можно изучить структуру урожая текущего года. Для этого по образцу из 20 шишек с дерева определяют их средние размеры (длину и диаметр в толстой части), средний выход семян из одной шишки, вес 1000 штук семян, полнозернистость семян. Для этого у каждой шишки проводят замеры длины и диаметра в толстой части с точностью до 1 мм. По результатам замеров вычисляют средние размеры шишки. Далее из всех шишек извлекают семена, подсчитывают их общее количество и путем деления определяют средний выход в штуках семян из одной шишки. Затем из общей массы семян отбирают два образца по 500 шт и проводят их взвешивание. Найдя среднюю от двух взвешиваний и умножив ее на 2, находим массу 1000 шт семян для дерева. Полнозернистость семян определяется их взрезыванием – семя разрезается пополам (для кедровых «орехов» лучше применять кусачки), определяется наличие в нем здорового и развитого эндосперма белого или слегка желтоватого цвета. При наличии такового, семя считается полнозернистым, при отсутствии или порче – неполнозернистым. Полнозернистость определяется в процентах полнозернистых семян от всей пробы. Для анализа берут три пробы по 100 семян, для каждой пробы определяют процент полнозернистости и затем рассчитывают средний.

Данные исследования проводятся для всех модельных и отобранных в кандидаты в плюсовые деревьев. Производится сравнение их по данным показателям. Различие следует считать существенным, если разница в показателях превышает 10%.

Для кедровников Сибири условно можно принять следующие средние значения: длина шишек 65 мм, выход семян из шишки – 80 шт или 20 г, полнозернистость – 90%, масса 1000 семян – 250 г. Эти средние данные можно использовать в качестве предварительной отправной базы для выделения плюсовых деревьев кедра по семеношению.

К плюсовым относят деревья, у которых многолетняя удельная энергия семеношения в 1,8 раза превышает среднюю, а показатели выхода семян и их качества не ниже указанных, а также деревья с очень крупными (более 100мм) шишками при относительно меньшей энергии семеношения.

Отобранные плюсовые деревья кроме того должны быть здоровыми, жизнеспособными, устойчивыми к повреждениям вредителями и болезнями и к другим неблагоприятным факторам.