Научная статья на тему 'Селекционно-генетическая оценка плюсовых деревьев сосны обыкновенной'

Селекционно-генетическая оценка плюсовых деревьев сосны обыкновенной Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
248
60
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЛЕСНАЯ СЕЛЕКЦИЯ / ПЛЮСОВЫЕ ДЕРЕВЬЯ / СОСНА ОБЫКНОВЕННАЯ

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Царев А. П., Лаур Н. В.

Представлены результаты исследований генетической оценки плюсовых деревьев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), проведенных в 17-19-летних испытательных культурах, заложенных в Петрозаводском лесхозе (Республика Карелия) Ф. А. Чепиком. Предварительно выделены перспективные плюсовые деревья, которые могут быть использованы при создании лесосеменных плантаций 2-го поколения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The results of genetic evaluation of Pinus sylvestris L. plus trees received by investigation of 17-19 years age offspring in testing plantation created in Petrozavodsk forest district (Republic Karelia) by F. A. Chepic are presented. There were selected preliminary the perspective plus trees that could be use in seed orchards of second generation.

Текст научной работы на тему «Селекционно-генетическая оценка плюсовых деревьев сосны обыкновенной»

селекционно-генетическая оценка плюсовых деревьев сосны обыкновенной

А.П. ЦАРЕВ, проф. ПетрГУ, д-р. биол. наук, Н.В. ЛАУР, доц. ПетрГУ канд. с.-х. наук

Отбор и изучение плюсовых деревьев (ПД) активно ведется как во многих странах мира, так и в нашей стране [1, 5-8]. К настоящему времени в РФ отобрано около 40 тыс. плюсовых деревьев разных древесных пород. Однако остаются сомнения в генетической ценности, поскольку оценка их по потомству происходит очень медленными темпами. Для получения достоверного ответа необходимо создавать испытательные культуры, заложенные в соответствии с методикой полевого опыта. К сожалению, таких работ проведено очень мало, поэтому имеющиеся объекты

tsarev@psu.karelia.ru при всех их отклонениях от классических полевых опытов имеют особую ценность. Одними из таких опытов являются культуры, созданные доцентом СПбГЛТА Ф.А. Чепиком в Карелии. В настоящей работе подведены некоторые предварительные итоги, полученные при изучении роста и развития потомков плюсовых деревьев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) на части полей этого опытного объекта.

Целью работы было проведение генетической оценки некоторых плюсовых деревьев сосны обыкновенной и выделение перс-

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2009

103

пективных плюсовых деревьев для введения в лесосеменные плантации 2-го порядка.

Исследования проводились на испытательных культурах сосны обыкновенной, созданных Ф.А. Чепиком в Шуйском лесничестве Петрозаводского лесхоза. Общая площадь культур около 13 га. Этот полигон является наиболее крупным в Карелии. К сожалению, в основном он закладывался для изучения других биологических особенностей сосны обыкновенной, в частности, типов морфогенеза. В отличие от изучения типов морфогенеза испытание плюсовых деревьев рассматривалось как дополнительная задача и, возможно поэтому, не в полной мере выдержаны требования, предъявляемые методикой закладки полевых опытов с плюсовыми деревьями. В частности, не выдержан принцип повторения и рандомизации размещения делянок, на которых высаживалось семенное потомство того или иного плюсового дерева. В результате этого данные испытательные культуры представляют собой в основном бесповторный опыт. Вследствие этого результаты, получаемые в данном опыте, имеют предварительный характер.

Однако учитывая, что к настоящему времени это самый долговременный опыт в республике и других более полных и методически выдержанных экспериментов пока не создано, наблюдения имеют определенный смысл и могут быть использованы для предварительной генетической оценки испытуемых плюсовых деревьев, отобранных в Карелии. Рост и развитие потомства плюсовых деревьев изучался на 3 полях, заложенных в 1988 г (поле № 10) и 1989 г. (поля № 12, 13). Тип леса - сосняк черничник. Ко времени последних замеров возраст потомков плюсовых деревьев на полях 12 и 13 составлял 17 лет, а на поле 10-19 лет. Площадь каждого поля равна 1,0 га. Размещение семей порядное. Расстояние между рядами - 3 м, расстояние между посадочными местами в рядах - 1,0 м.

Методика исследований. Измерялись следующие показатели потомков ПД: высота деревьев, м; диаметр на высоте 1,3 м, см; высота до 1-го живого сучка, м; диаметр кроны, м; толщина самого толстого сучка, см; максимальный угол прикрепления сучьев, градусы;

наличие шишек и мужского цветения; наличие пороков или заболеваний. Материалы полевых наблюдений обрабатывались таксационными методами (А. В. Тюрин и др., 1956; А. Д. Лозовой и др., 1975) и методами математической статистики (Дж. У Снедекор, 1961; Э. В. Иван-тер, А. В. Коросов, 2005 и др.).

Всего на трех полях было изучено 44 семьи плюсовых деревьев сосны обыкновенной. При этом были обследованы, измерены и проанализированы показатели для более 5000 семенных потомков этих плюсовых деревьев.

Анализ полученных данных показал, что число сохранившихся к 17-19-летнему возрасту деревьев по семьям колебалось от 10 до 310 экз. У большинства плюсовых деревьев сохранилось по 50-70 потомков. У более половины плюсовых деревьев потомства высажены в нескольких рядах, и их представленность превышает 100 экз. Такое количество растений позволяет получить статистически обоснованные результаты.

Средние показатели роста потомства плюсовых деревьев приведены в табл. 1-3.

По данным табл. 1 и материалам анализа других исследованных показателей на поле № 12 можно сделать следующие выводы.

Наиболее перспективными по высоте оказались 4 ПД (№ 1043, 1053, 1045, 1042). По диаметру в группу перспективных отнесены 3 пД (1053, 1045, 1042). Превышающих контроль по объему выделилось 5 ПД (№ 1046, 1043, 1053, 1045, 1042).

Оценка общей комбинационной способности (ОКС) по высоте, диаметру, объему показала, что более перспективными оказались те же 5 ПД (1045, 1053, 1042, 1043, 1046). Они могут быть выделены в элитные деревья (ПД, показавшие при семенном размножении высокий уровень наследования хозяйственно ценных признаков и свойств) и рекомендованы для лесосеменных плантаций второго порядка.

По габитуально-морфологическим признакам, а именно по высоте первого живого сучка и диаметру кроны, лучшими оказались ПД № 1054, 1188, 1038, 1040, 1041, по толщине сучков и максимальному углу их отклонения лучшие ПД № 1054, 1149, 1041, 1200, 670.

Таблица 1

средние показатели роста 17-летнего потомства и оценка оКс плюсовых деревьев сосны обыкновенной на испытательных культурах шуйского лесничества Петрозаводского лесхоза (поле № 12)

№ ПД Кол-во исследованных потомков Высота ± ошибка, м ОКС по высоте, м Диаметр ± ошибка, см ОКС по диаметру, см Объем видового цилиндра, м3 ■ 10-3 ОКС по объему видового цилиндра, м3 ■Ю-3

1054 368 5,73±0,16±) -0,20 9,47±0,40±) 0,11 41,4 -0,67

1046 263 5,69±0,14±> -0,24 10,01±0,52±> 0,65 45,4 3,33

1043 360 6,17±0,09+) 0,24 9,71±0,31±) 0,35 46,7 4,63

1053 45 6,30±0,10+) 0,37 10,13±0,37+> 0,77 50,8 8,73

1188 7 6,51±0,38±) 0,58 8,71±1,17±> -0,65 38,8 -3,27

1045 122 6,32±0,11+) 0,39 10,02±0,29+) 0,66 49,9 7,83

1149 22 5,49±0,21±) -0,44 7,91±0,58-) -1,45 27,0 -15,07

1042 90 6,28±0,12+) 0,35 10,22±0,42+) 0,86 52,2 10,13

1038 157 6,10±0,16±) 0,17 9,32±0,38±> -0,04 42,0 -0,07

1040 65 6,06±0,10±> 0,13 9,03±0,30±> -0,33 38,8 -3,27

1041 297 6,04±0,15±) 0,11 8,71±0,39±) -0,65 36,1 -5,97

1192 8 5,19±0,52±) -0,74 7,38±1,00-) -1,98 22,2 -19,87

1200 21 4,86±0,28-) -1,07 5,95±0,64-) -3,41 13,5 -28,57

670 42 4,19±0,19") -1,74 4,76±0,40-) -4,60 7,5 -34,57

Среднее £=1867 5,93±0,02 9,36±0,07 42,1

Таблица 2

средние показатели роста 17-летнего потомства плюсовых деревьев сосны обыкновенной на испытательных культурах шуйского лесничества Петрозаводского лесхоза (поле № 13)

№ ПД Кол-во исследов. потомков Высота ± ошибка, м ОКС по высоте, м Диаметр ± ошибка, см ОКС по диаметру, см Объем видов. цилиндра, м3 ■ 10-3 ОКС по объему видового цилиндра, м3 10-3

428 186 5,05±0,03 + 0,26 10,95±0,11+) 2,5 47,5 20,7

429 115 4,61±0,02 -) -0,18 9,30±0,09 + 0,8 31,3 4,53

430 112 4,52±0,02 -) -0,29 8,08±0,07 ± -0,4 23,2 -3,7

431 33 5,48±0,01+) 0,71 9,65±0,06 + 1,2 40,1 13,2

433 207 4,33±0,02 -) 0,36 8,50±0,08 ± 0,1 24,6 -2,3

435 155 4,94±0,03 ± 0,16 9,08±0,07 + 0,6 32,0 5,1

437 292 4,42±0,04 ± -0,35 6,73±0,09 -) -1,7 15,7 -11,1

671 8 3,07±0,02 -) -1,80 3,75±0,05 -) -4,7 3,4 -23,5

1024 21 5,37±0,01+> 0,42 10,37±0,07 + 1,9 45,3 18,5

1025 210 4,86±0,02 ± 0,07 8,35±0,09 ± -0,1 26,6 -0,3

1026 54 5,25±0,03 + 0,46 8,89±0,10 ± 0,4 32,6 5,7

1029 5 3,38±0,02 -) -1,15 8,60±0,10 ± 0,1 19,6 -7,2

1141 23 4,50±0,02 ± -0,30 9,74±0,03 + 1,3 33,5 6,7

1143 61 4,25±0,03 -) -0,53 4,96±0,04 -) -3,5 8,2 -18,7

1147 9 5,94±0,02 + 0,99 11,11±0,11 + 2,7 57,6 30,7

1148 15 4,00±0,01 -) -0,77 8,07±0,08 ± -0,4 20,4 -6,4

Среднее Х=1506 4,79±0,01 8,45±0,01 26,85

Таблица 3

средние показатели роста 19-летнего потомства и оценка оКс плюсовых деревьев сосны обыкновенной на испытательных культурах шуйского лесничества Петрозаводского лесхоза (поле № 10)

№ ПД Кол-во исслед. потомков Высота ± ошибка, м ОКС по высоте, м Диаметр ± ошибка, см ОКС по диаметру, см Объем видового цилиндра, м3 10-3 ОКС по объему видового цилиндра, м3 • 10-3

158 113 6,80±0,07 ±) 0,24 11,75±0,14 +) 2,79 73,7 31,6

681 113 6,95±0,06 +) 0,39 10,00±0,07 +) 1,04 54,6 12,5

1101 105 6,35±0,10 -) -0,21 7,20±0,18 -) -1,76 25,8 -16,3

1078 107 5,65±0,08 -) -0,91 7,75±0,10 -) -1,21 26,6 -15,5

453 119 6,15±0,11-) -0,41 8,70±0,23 ±) -0,26 36,5 -5,6

450 119 7,30±0,11+) 0,74 8,65±0,16 ±) -0,31 42,9 0,8

155 137 6,75±0,15±) 0,19 8,95±0,11 ±) -0,01 42,4 0,3

835 59 6,80±0,13 ±) 0,24 8,40±0,32 ±) -0,56 37,7 -4,4

375 51 6,70±0,25 ±) 0,14 9,40±0,93 ±) 0,44 46,5 4,4

448 111 6,65±0,10 ±) 0,09 7,55±0,26 -) -1,41 29,8 -12,3

1074 86 6,80±0,04 +) 0,24 9,05±0,05 ±) 0,09 43,7 1,6

329 95 6,15±0,15 -) -0,41 9,40±0,32 ±) 0,44 42,7 0,6

1062 99 6,40±0,13 ±) -0,16 9,50±0,37 ±) 0,54 45,3 3,2

371 42 6,45±0,44 ±) -0,11 9,10±0,65 ±) 0,14 41,9 -0,2

среднее 1=1356 6,56±0,03 8,96±0,08 42,1

По генеративному признаку лучшие показатели дали ПД № 1054, 1046. Также хорошие показатели по плодоношению имеют ПД № 1043, 1192, 1200, 670.

Примечания здесь и далее:

достоверно лучше контроля при

+) _

а

'0,05'

а,

'0,05'

-) _

±) _

достоверно хуже контроля при

достоверные отличия от контроля при а0,05 отсутствуют.

Меньше всего пороков имеют потомства ПД № 1200, 1040, 1046, 1053, 670, 1054, 1043, 1045. Наиболее распространенные пороки - пасынок, многоствольность (чаще двуствольность), многовершинность (чаще двухвершинность), также встречались деформация ствола, возможно вызванная заболеванием «сосновый вертун», кривизна ствола, наличие подкорного клопа и рак.

В соответствии с вышеперечисленным в перспективную группу по комплексу признаков можно включить следующие плюсовые деревья: № № 1053, 1043, 1045, 1046, которые могут быть предложены для дальнейшего использования.

По результатам исследований, проведенных на участке № 13 испытательных

культур сосны обыкновенной, можно сделать следующие выводы.

К перспективным по росту в высоту можно отнести потомства плюсовых деревьев № № 1147, 431, 1024, 1026, 428; по росту в диаметре - потомки плюсовых деревьев № № 1147, 428, 431, 429, 1024 и др. (табл. 2).

Оценка ОКС по интегральному показателю роста (объему видовых цилиндров) позволила выделить в качестве лучших потомства плюсовых деревьев № 1147, 428, 431, 1024, 1026, 1141, 435 и др.

Плодоношение на участке незначительное, обильное плодоношение отмечалось только у хорошо развитых деревьев. Наибольший балл плодоношения имеет потомство плюсовых деревьев № 1148, 1024, 429, наименьший балл плодоношения у № 671, 1029, 1141.

Наибольший процент пороков наблюдается у потомства плюсовых деревьев № 1147, 1148, 433, 435, а наименьший - у плюсовых деревьев № 1024, 1025, 1026, 1029, 1141, 1143. Этот показатель важен при выращивании пиловочника. Лучше всего по данному показателю подходят плюсовые деревья № 1024, 1025, 1026, 1029, 1141, 1143.

Таблица 4

Краткая характеристика показателей роста и качества потомства плюсовых деревьев сосны обыкновенной на некоторых полях испытательных культур в Петрозаводском лесхозе

№ р. ПД Число потомков/ возраст, лет Площадь делянки, м2 Высота, м Диаметр, см Объем стволов, м3 Запас на делянке, м3 Запас, м3/га Процент от контроля

1046 263/17 1761 5,69 10,01 0,0245 6,444 37,90 108

1043 360/17 1800 6,17 9,71 0,0249 8,964 49,80 141

1053 45/17 300 6,3 10,13 0,0277 1,247 41,57 118

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1045 122/17 513 6,32 10,02 0,0279 3,404 66,35 188

1042 90/17 438 6,28 10,22 0,0295 2,655 60,62 172

428 186/17 900 5,05 10,95 0,0250 4,65 51,67 147

431 33/17 129 5,48 9,65 0,0220 0,726 56,28 160

435 155/17 600 4,94 9,08 0,0170 2,635 43,92 125

1024 21/17 108 5,37 10,37 0,0210 0,441 40,83 116

1026 54/17 177 5,25 8,89 0,0190 1,026 57,97 165

1147 9/17 39 5,94 11,11 0,0308 0,277 71,03 202

158 113/19 600 6,80 11,75 0,0400 4,52 75,33 228

681 113/19 600 6,95 10,00 0,0300 3,39 56,5 181

450 119/19 600 7,30 8,65 0,0250 2,975 49,58 159

1074 86/19 600 6.80 9,05 0,0235 2,0210 33,68 108

Среднее, по полю 12 1867 9339 5,93 9,36 0,0225 42,0075 44,98 Ср. запас для 17-летних насаждений 35,20 м3/га (100 %)

Среднее, по полю 13 1506 -10000 4,79 8,45 0,0154 23,19 23,19

Среднее, по полю 10 1356 -10000 6,56 8,96 0,0230 31,19 31,19 Ср. запас для 19-летних насаждений 31,19 м3/га (100 %)

Самым распространенным пороком является двуствольность, двухвершинность, пасынок, кривоствольность, рак, многовершин-ность. Кроме того, на участке было отмечено наличие смоляных потеков и обломов вершин.

В целом, в список лучших деревьев на этом поле можно включить плюсовые деревья № 1147, 428, 431, 1024, 1026. 1141, 435.

Данные наблюдений 19-летних потомков сосны обыкновенной (поле № 10) показали, что лучшими деревьями были:

- по высоте потомства плюсовых деревьев № № 450, 681, 1074; по диаметру № 158 и 681. В целом по интегральному показателю роста (объему видовых цилиндров) к лучшим можно отнести потомки плюсовых деревьев № 158, 681, 375, 1062 и др.;

- по габитуально-морфологическим признакам, а именно по высоте первого живого сучка и диаметру кроны, лучшими оказались ПД № 681, 448, 1074, по толщине сучков и максимальному углу их отклонения лучшие - ПД № 158, 1074;

- по генеративному признаку лучшие показатели дали ПД № 835, 1074, 371. Так-

же хорошие показатели по плодоношению имеют потомства ПД № 158, 453, 155, 375, 1062;

- меньше всего пороков имеют потомства ПД № 158, 1101, 1078, 453, 448, 1074, 329. Наиболее распространенные пороки -пасынок, двуствольность, двухвершинность, также встречались деформация и кривизна ствола, наличие подкорного клопа и рак.

В соответствии с вышеперечисленным в перспективную группу можно включить следующие плюсовые деревья: № 158, 681, 1074, 329, которые могут быть предложены для дальнейшего использования.

Анализ полученных результатов показал, что к настоящему времени среди испытанных по потомству плюсовых деревьев можно выделить лучшую треть, в которую могут быть включены следующие 15 деревьев: № 1045, 1053, 1042, 1043, 1046, 1147, 428, 431, 1024, 1026, 435, 158, 681, 450, 1074.

Краткие характеристики потомств этих плюсовых деревьев приведены в табл. 4.

В результате изучения полученного материала могут быть сделаны следующие выводы:

- лучшие показатели были у потомства плюсовых деревьев сосны обыкновенной, отобранных в Медвежьегорском (№ 1024, 1026, 1042, 1043, 1045, 1046, 1053,), Заонежс-ком (№ 428, 431, 435, 450, 681, 1074), Лахден-похском (№ 158) и Чупинском (1147) лесхозах Карелии;

- репродуктивный материал, собранный из этих деревьев, может рассматриваться как перспективный для создания ЛСП-П и использован для дальнейших генетико-селек-ционных исследований и тестов;

- проведенные исследования являются только началом большой работы по изучению и генетико-селекционной оценке огромного массива плюсовых деревьев сосны обыкновенной (свыше 1200 экз.), отобранных в Республике Карелия в предыдущие годы, их мониторингу и ротации в случае необходимости.

Результаты таких исследований могут иметь большое значение как в теоретическом, так и в практическом плане по обновлению и расширению лесосеменной базы на селекционной основе в России в целом и в Республике Карелия, в частности.

Библиографический список

1. Вересин, М.М. Селекционный отбор быстрорастущих форм древесных пород при лесовыращива-нии / М.М. Вересин // Науч. зап. Воронежского ле-сохозяйств. ин-та. Т. IX. - Воронеж: Воронежское обл. книгоизд-во, 1946. - С. 74-103.

2. Ивантер, Э.В. Введение в количественную биологию / Э.В. Ивантер, А.В. Коросов. - Петрозаводск: ПетрГУ, 2003. - 304 с.

3. Лозовой, А.Д. Таксация тонкомерной древесины / А.Д. Лозовой, В.А. Бугаев, В.Н. Егоров. - Воронеж: Воронежский ТУ, 1975. - 131 с.

4. Снедекор, Дж.У Статистические методы в применении к исследованиям в сельском хозяйстве и биологии / Дж.У Снедекор. - М.: Изд-во с.-х. литературы, журналов и плакатов, 1961. - 503 с.

5. Указания по лесному семеноводству в Российской Федерации - М.: ФС лесного хозяйства России, 2000. - 198 с.

6. Царев, А.П. Вопросы и проблемы плюсовой селекции / А.П. Царев, Н.В. Лаур // Вестник МГУЛ - Лесной вестник, 2006. - № 5(47). - С. 118-123.

7. Lindquist B. Forst-Genetik in der schwedischen Waldbaupraxis. Radebeul und Berlin: Neumann Verlag, 1954. - 156 S.

8. Tsarev A.P. Is it Necessary to Keep Plus Trees? // Conservation and sustainable management of boreal forests: a Canadian-Russian perspective. 2006. St. Petersburg. Russia - University Laval, Quebec. P. 78-79.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.