Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
1.6. Исходный материал в селекции ели
Рассмотрим, как пример, подбор исходного материала в селекции ели в Прикамье, выделяя его отличия.
Плюсовые деревья. Были задействованы и естественные популяции, и старые лесные культуры, так называемые «культуры лесничих А. Е. и Ф. А. Теплоуховых». В бывшем владении графов Строгановых они были заложены на площади более 2 тыс. га. Многие участки сохранились и отличались редкостной продуктивностью в 500–620 м2/га (Прокопьев, 1978, 1981). Институт Союзгипролесхоз включил их в объекты своих изысканий, и в Сивинском лесхозе в 1983 г. отобрал в них 27 плюсовых деревьев ели и 74 – сосны (далее их число увеличилось).
«Культуры Теплоуховых» закладывались местными семенами в конце 19 – начале 20 века. В майорате Строгановых управление лесами проводилось по лесным округам. Леса нынешних Ильинского, Сивинского, Верещагинского, Очерского, Оханского, Большесосновского, Осинского районов относились к Очерскому окружному лесничеству и по лесосеменному районированию 1982 г. относятся к Среднекамскому лесосеменному подрайону. Упоминаний использования семян из иных районов и лесных округов майората Строгановых в литературе нет (Малеев, 1987; Чернов, 1995).
В начале 1980-х годов в России начали реализовывать идею выращивания ели на балансы для нужд целлюлозно-бумажной промышленности на специальных плантациях с оборотом рубки в 55–60 лет. Как нельзя лучше культуры Теплоуховых отвечали этой идее не только как прототип технологии, но и как источник семян. Конечно, есть опасность снижения генетического разнообразия в культурах, однако до настоящего времени нет исследований, которые доказывали бы существенный вред такого снижения. Кроме того, не стоит забывать, что селекция (отбор) снижает это разнообразие просто по определению. Конечно, можно это разнообразие и увеличивать, но будет ли оно в итоге хозяйственно ценным, вот в чем вопрос.
В специальном письме Минлесхоза РСФСР № 4-59/223 от 11.04.83 г. были изложены требования к плюс-деревьям целевого назначения, и к ним не предъявлялось высоких требований прямизны и очищаемости ствола. Размеры целевых плюс-деревьев ели резко увеличились: их превышение по высоте составило в среднем 31 % против 22 % у плюс-деревьев комплексного назначения. Всего в 1983–1987 гг. было выделено около 200 плюс-деревьев ели в культурах, среди которых половина была для плантационного выращивания.
Были найдены и особенно крупные деревья с превышением по высоте на 36–44 % и по диаметру на 80–116 % (рис. 1.4).
Рис. 1.4. Культуры ели для плантационного выращивания. Превышение плюсового дерева по диаметру на 80 % и высоты на 36 %. Созданы в 1913 г. по технологии Ф. А. Теплоухова в кв. 65 Сепычевского лесничества, площадь 38 га. Слева от дерева виден просвет поперечного ряда культур. Фото 1985 г.
На всех участках культур закладывалась пробная площадь с перечетом 200 деревьев по диаметру и 20 измерениям высот, определяли возраст культур по кернам, восстанавливали схему посадки. По отношению к средним таксационным показателям рассчитывали основную характеристику плюсовых деревьев – превышение высоты и диаметра (так наз. селекционный дифференциал). При заготовке шишек на расстоянии 3,3 м от плюс-дерева закладывали круговую мини-пробу с определением диаметров всех сохранившихся стволов и наносили их на схему для оценки конкурентного давления.
В отличие от культур в естественных насаждениях плюсовые деревья выделялись по упрощенным методикам. Отбор проводили сотрудники института «Союзгипролесхоз» и расчет превышений плюс-дерева проводили относительно окружающих его соседей (иногда всего 4–6 шт.). Такой метод применяли на больших территориях и в смешанных лесах, которые были пройдены выборочными рубками. Это снижало их качество. К 1985 г. всего в Пермском крае имелось около 500 плюсовых деревьев ели в 9 лесхозах.
Поэтому, используя историческую возможность задействовать при формировании исходного материала уникальное лесокультурное наследие лесничих А. Е. и Ф. А. Теплоуховых, в 1980-е годы в Пермском крае была поставлена задача – сформировать две выборки плюс-деревьев: из культур и из естественных насаждений, затем испытать и сравнить их потомства. В качестве рабочей гипотезы предполагалось, что по своим наследственным задаткам плюс-деревья из культур окажутся более высокого качества, и среди них будет больше матерей, дающих быстрорастущее потомство. С этой целью в культурах были отобраны дополнительно еще около 150 плюс-деревьев специалистами Пермской лесной семеноводческой производственной станции (Созин Л. В., Смирнов Ю. Б.) и сотрудниками Пермского госуниверситета (к. с.-х. н. Рогозин М. В).
В географическом отношении исходный материал для селекции ели был отобран в 12 пунктах («ценопопуляциях»), из которых 7 – естественные насаждения и 5 – лесные культуры 1903–1939 гг. Число плюс-деревьев по этим происхождениям колебалось от 9 до 108 шт. (рис. 1.5).
Рис. 1.5. Исходный материал в селекции ели финской в Прикамье: 12 популяций (вверху) и число деревьев в них (внизу)
Особое внимание было уделено семенам контроля, и в каждой из 12 популяций такие семена были получены. Для этого с 30–50 случайных деревьев, находившихся вблизи плюсовых деревьев, отстреливали 1–2 шишки. Кроме того, в качестве контрольных деревьев в популяциях лесных культур находили хорошо плодоносившие деревья нормальной селекционной категории, а также минусовые деревья (сильно отставшие по росту деревья), от которых формировали такой же образец семян, как и от плюс-деревьев. На рисунке справа показаны пять столбиков частот для них (см. рис. 1.5).
Заготовка семян. В разделе «Методика и планирование испытаний» будет показано, что для первых испытаний потомства нужно совсем немного посадочного материала. Так, для закладки двух опытов (основного и страховочного) в семье достаточно 120–200 стандартных сеянцев. Если полагать, что грунтовая всхожесть семян составит 70 %, сохранность посевов 75 %, количество годных для посадки сеянцев 50 %, то необходимое число семян от каждого дерева составит 200/0,70/0,50/0,75 = 760 шт. семян. На Среднем Урале число семян в 1 шишке у ели составляет в среднем 117 шт. с колебаниями от 65 до 142 шт. (Попов, 1984). Поэтому можно полагать, что от одного дерева будет достаточно 760/117 ≈ 6 шт. шишек.
Первые опыты по заготовке шишек путем сбивания их дробью из охотничьего ружья показали, что такое их число можно получить отстрелом дробью № 2 за два – шесть выстрелов. Поэтому заранее было закуплено 2 тыс. патронов и оформлены на работу 2 охотника, с разрешениями на право находится с охотничьим оружием в районах области и в зеленой зоне г. Перми с 20 августа по 30 октября 1986 г. Для снижения отдачи под приклад ружья прикручивали полоску свинца весом 500 г.
Опыт работы показал следующее. Вначале осматривали размещение шишек в кроне, используя бинокль. Стрельба становилась эффективной, если в зоне поражения дробью (круге 0,5 м2 на расстоянии 35 м) находилось не менее 15 шишек. Обычно дерево признавали годным для отстрела шишек при втором и выше балле плодоношения. При выборе места для стрельбы охотник отходил от дерева и старался совместить в прицеле сразу несколько веток. Сборщики становились сбоку и после выстрела запоминали места падения шишек. Обычно на обработку одного дерева уходило до 15 минут. Отстрел проводили в любую погоду и даже в дождь. Попадание в саму шишку не сбивало ее, и она падала только в том случае, если перебивали ее черешок – веточку толщиной 2–3 мм.
Наиболее результативным был отстрел шишек с молодых деревьев. Так, в культурах ели 51-летнего возраста с плюс-деревьями высотой 21–24 м потребовалось всего 39 патронов с дробью № 4, чтобы заготовить с каждого по 8–16 шишек. Но при работе с деревьями выше 33 м расход патронов возрастал до 10 шт. на дерево и стрельба была результативна только дробью № 2 по средней части кроны. После выстрела ружье отдает почти отвесно вниз и поэтому стрелок должен прогибаться назад. Поэтому оказалось удобно стрелять лежа с упором приклада мимо плеча прямо в землю.
Заготовку шишек лучше всего начинать в последней декаде августа, когда шишки побуреют. В 1986 г. лето и осень были холодными, но всхожесть заготовленных 18 августа семян оказалась 98 %; при этом шишки месяц дозревали в сухом помещении. Ранний отстрел в условиях Урала предпочтителен, так как даже в такое холодное лето после трех дней теплой погоды 17 сентября в Кунгурском лесхозе 30 % деревьев раскрыли шишки, и сбор урожая с них был бесполезен. Это было самое южное место, большая же часть деревьев была севернее
на 90–160 км, и выпадения семян там не наблюдалось (см. рис. 1.5).
При оценке рассмотренного способа заготовки шишек у специалистов сразу возник вопрос: значительны ли повреждения деревьев? Для его выяснения была создана специальная комиссия, которая через год после заготовки шишек осмотрела 39 плюс-деревьев, из них на 23-х заготовку вели рабочие-верхолазы, а на 16 шишки отстреливали. Оказалось, что из первых 23-х 3 дерева имели по 3–5 полностью обломанных ветвей первого порядка. Дело объяснялось тем, что сбор шишек ведется после подтягивания крупных ветвей к стволу ближе к сборщику; при этом ветви иногда обламываются. Сорвать шишки без загибания ветвей не удается, так как переход сборщика на ветви кроны запрещен.
На 16 деревьях, где шишки отстреливали, повреждений не обнаружили. Почему же их не было? Объяснить это можно довольно просто. Известно, что стрельба дробью эффективна до 35–40 м и именно на таком расстоянии, где ударная сила дробинок ослабевает, и расположены шишки. Поэтому отстреливаются не шишки, а только тонкие ветки, что не приносит ощутимого вреда. Иногда удавалось отстреливать ветку толщиной до 6 мм, но это происходило только при попадании в нее 2 дробинок. Одиночные же попадания только царапают такие ветви. Попадание дроби в ветви толщиной 3–6 мм можно считать, по-видимому, заметным повреждением, однако вероятность его мала. Площадь самих веточек мала в сравнении с зоной поражения дробью. Зона эта составляет примерно 5000 см2, на которую попадает 550 дробинок (пять зарядов дроби) и плотность попадания составит 550/5000 = 0,11 шт./см2. Стрельба ведется по двум-трем ветвям первого порядка, которые несут в зоне поражения дробью 10–20 ветвей третьего порядка толщиной 3–6 мм и длиной 10–20 см. Площадь проекции одной такой ветки составит примерно 7 см2, а общая 140 см2. Примерно 2/3 ее закрыто хвоей и дробь поразит только 50 см2 площади, на которую попадет 0,11 шт. см2 × 50 см2 = 5,5 шт. дробинок, причем половина из них только процарапает ветку. Число ветвей третьего порядка в кроне несколько сотен и поэтому повреждение нескольких не нанесет ощутимого вреда кроне.
Безусловно, рекомендуемый способ приемлем для заготовки семян малыми партиями, и заготовить их можно очень большое количество за один сезон, тогда как темпы заготовки семян верхолазами в десятки раз ниже. Практика их работы показала, что группа верхолазов за сезон может заготовить шишки с 30–40 деревьев. В пределах края или области возможен контроль за двумя-тремя такими группами, и за сезон можно получить семена от 100 плюсовых деревьев. Но хороший урожай у ели наблюдается 1 раз в три-семь лет, и если для интенсивной программы селекции нужны семена от 500 деревьев, то получение семян от них растянется тогда на 15–20 лет. Поэтому для получения малых партий семян ели отстрел ее шишек более предпочтителен.