Стратегия и методологические основы селекционного семеноводства дуба и сосны для степного лесоразведения

АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

УДК 634.0.232.3

СТРАТЕГИЯ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СЕЛЕКЦИОННОГО СЕМЕНОВОДСТВА ДУБА И СОСНЫ ДЛЯ СТЕПНОГО ЛЕСОРАЗВЕДЕНИЯ

С.Н. Крючков, доктор сельскохозяйственных наук О.И. Жукова, кандидат сельскохозяйственных наук А.С. Стольнов, аспирант

ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации О.В. Киреева, кандидат сельскохозяйственных наук ГНУ Нижневолжская станция по селекции древесных пород ВНИАЛМИ

Приведены результаты многолетних исследований по семеноводству древесных видов в аридном регионе и стратегия его развития на перспективу.

Ключевые слова: защитное лесоразведение, селекция, семеноводство, генотип, сортоиспытание, семенная плантация.

Юго-восточный регион европейской территории России (ЕТР) является одним из районов мира, где процессы опустынивания к концу ХХ века охватили крупные территории.

Наука и практика сельского хозяйства убеждает в возможности противодействовать этим негативным явлениям с помощью комплекса биолого-мелиоративных мероприятий, основой которых служит лесомелиорация, которую следует рассматривать как важное звено экологической стратегии для сохранения и приумножения природно-ресурсных богатств государства [5].

В настоящее время в регионе создано более 500 тыс. га защитных лесных насаждений (ЗЛН) различного назначения. В соответствии с Федеральной программой развития агролесомелиоративных работ, в России до 2020 года [6] следует дополнительно создать 3,3 млн га.

Несмотря на значительный опыт искусственного лесоразведения в условиях сухой степи, до настоящего времени отсутствует чёткое научное обоснование концепции создания устойчивых ЗЛН, обеспечивающих надёжный мелиоративный эффект. В целом состояние всех видов лесомелиоративных насаждений в регионе нельзя признать удовлетворительным.

Основными причинами неудач явились ошибки в подборе древесных видов, их несоответствие конкретным лесорастительным условиям, а также игнорирование элементарных правил лесосеменного районирования и селекционных достижений [1].

Особую актуальность представляет проблема создания нового поколения жизнеспособных ЗЛН из надёжного ассортимента на селекционно-генетической основе из семенного материала высших селекционных кондиций.

Цель наших исследований заключалась в разработке, принципов и стратегии селекционного семеноводства дуба и сосны для лесоразведения в аридных условиях; методики отбора и оценки генофонда; технологии создания и эксплуатации высокоурожайных лесосеменных плантаций (ЛСП); научно обоснованного использования при степном лесоразведении семян инорайонного происхождения с учётом географического и эколого-типологического районирования семянозаготовок.

Схема исследований и практической работы по семеноводству главных древесных видов для лесомелиоративных целей складывается из трёх этапов: первичный отбор насаждений или биотипов по фенотипу; создание ЛСП из их семенного или вегетативного потомства для получения улучшенных, или сортовых семян; создание ЛСП второго порядка из потомств с проверенными наследственными признаками продуцирующие элитные семена [1].

Наиболее пригодными и надёжными для отбора устойчивых популяций и особей для защитного лесоразведения являются старые лесные насаждения, испытавшие систематическое воздействие экстремальных условий. Такое сочетание неблагоприятных условий на обширной территории ЮВ ЕТР за последнюю треть ХХ столетия складывалось неоднократно, и поэтому все искусственные насаждения в регионе стали ареной достоверного отбора устойчивых биотипов. Ценными объектами отбора являются исчезающие естественные популяции реликтовых байрачных дубрав, меловые сосняки, на южной границе ареала и отдельные сохранившиеся в жёстких условиях произрастания деревья-долгожители [4].

Методика отбора плюсовых деревьев дуба и сосны для защитного лесоразведения разработана с учётом специфики лесорастительных условий аридной зоны и целей селекции [4].

В старовозрастных ЗЛН проводили предварительный отбор лучших биотипов по росту, состоянию и развитию. Затем устанавливали идентичность условий произрастания предварительно выделенных экземпляров и окружающих деревьев путём почвенного обследования и топографической съёмки.

Для объективной оценки фенотипов в дополнение полевым опытам проводили эколого-физиологические, биохимические и морфогенетические исследования [4].

Комплексная оценка генофонда проводилась путём моделирования экстремальных ситуаций.

Солеустойчивость определялась в вегетационных сосудах при искусственном засолении.

Засухоустойчивость определялась в таких же сосудах путём искусственной засухи с доведением влажности почвы до двойной максимальной гигроскопичности.

Морозоустойчивость выделенных деревьев определялась промораживанием селекционных образцов в холодильной установке до критических температур.

Устойчивость потомств к сосудистому микозу и голландской болезни определялась путём инфицирования под кору культуры грибка возбудителя [1].

Создание объектов ПЛСБ проводилось согласно разработок сотрудников отдела биологии ВНИАЛМИ [1].

Юго-восточной границей российских массивных дубрав является Приволжско-Донской (северный) климатип, характеризующийся фенологическими разновидностями и эдафическими экотипами, которые сформировали разные структуры популяций.

При обеднённом местном генофонде преимущество по продуктивности, сохранности и качественным показателям принадлежит популяциям дуба из центра его ареала (Теллермановский и Шипов массивы Воронежской области, Шебекинский и Алексеев-ский климатические экотипы Белгородской области, дубравы Сумской, Луганской областей Украины и др.).

Выращивание сосны на юго-востоке ЕТР подтверждает перспективы использования семенного материала от старовозрастных адаптированных антропогенных популяций в пределах выделенных лесосеменных районов, а также естественных популяций на юго-восточной границе ареала, особенно меловых эдафотипов Правобережья Волги.

35-летний опыт географических посевов показал перспективность семенного материала из западных областей лесной зоны России, лесостепной Украины, степной зоны России. Лучшие показатели по комплексу признаков имели: Прикарпатский (реликтовый), Саратовский (меловой), Камышинский (местный искусственный), Сумской, Донецкий, Черкасский (Украина) климатические экотипы.

При организации семеноводства дуба и сосны для лесомелиорации учитывается природное районирование, цели лесомелиорации и селекции (таблица).

Впервые отбор маточных (плюсовых) деревьев дуба в регионе проведён в конце прошлого столетия в естественных и искусственных насаждениях Волгоградской, Астраханской областей и Республики Калмыкии [4].

Отобрано 99 биотипов (кандидатов в плюсовые деревья) в естественных и искусственных насаждениях 25-150 летнего возраста: из нагорных, пойменных, байрач-ных дубрав и ЗЛН Волгоградской и Астраханской областей.

Разностороннее изучение биологических свойств отобранных кандидатов в плюсовые деревья позволило сгруппировать их по комплексу признаков, ценных для защитного лесоразведения. Исследования выявили небольшой «выход» таких деревь-ев(около 20 %). Они являются основой для создания ЛСП первого поколения, но свидетельствуют, что возможность выделения биотипов универсального типа, сочетающих все положительные признаки, очень ограничена.

Таблица - Основные принципы селекционного семеноводства _по природным зонам аридного региона ЕТР_

Природная зона Основное целевое направление лесной мелиорации Объект отбора Цель селекции

Степная чернозёмных почв Полезащитное лесоразведение и противоэрозионная мелиорация Природные популяции, старовозрастные искусственные насаждения Высота ствола, форма кроны, устойчивость к абиотическим факторам

Сухостепная каштановых почв Полезащитное лесоразведение, противо-эрозионная мелиорация, реже - пастбищное лесоразведение Старовозрастные насаждения, байрачные леса Устойчивость, мелиоративные свойства биотипов, стабильное плодоношение

Полупустынная и пустынная светло-каштановых и бурых почв Лесоразведение на пастбищах, закрепление песчаных территорий. Старовозрастные искусственные насаждения Устойчивость, мелиоративные свойства

Поэтому для создания ЛСП высшего генетического уровня целесообразно использовать приёмы интенсивного отбора лучших биотипов дуба в процессе их изучения на лесосеменных объектах.

Опыт селекционной работы с сосной в сухой степи убеждает в перспективности использования естественного отбора для создания устойчивых биогеоценозов с широким генетическим разнообразием. При выделении плюсовых насаждений и деревьев обращалось основное внимание на показатели роста, устойчивости потомств и репродуктивную способность.

В условиях степной зоны (Новоаннинский селекционно-семеноводческий комплекс) из 58 потомств сосны обыкновенной, прошедших первичный отбор при их ранжировании по хозяйственно-ценным признакам выделено 28 клонов для ЛСП второго поколения.

На первом этапе создания ПЛСБ дуба и сосны ЛСП - первого порядка формировали из потомств плюсовых деревьев, не прошедших предварительной генетической оценки. ЛСП второго поколения создавали только из генетически проверенного селекционного материала.

При закладке ЛСП оптимальными по размерам считают площади ЛСП, обеспечивающие потребность в семенах каждой древесной породы для определённого административного или агролесомелиоративного района (не менее 10 га). В сухой степи и полупустыне под ЛСП подбираются интрозональные участки с лучшими лесорасти-тельными условиями.

Почва под ЛСП готовится по системе 1-2-летнего чёрного пара. Перед посадкой маркируется в соответствии со схемой закладки ЛСП.

Размещение семей и клонов при посадке производится с учётом максимальной пространственной изоляции родственных потомств. Наиболее приемлема регулярно повторяющаяся схема систематического смешения [4].

Растения высаживаются ранней весной. Оптимальная густота дуба и сосны в чернозёмной степи 10 х 5 м, с последующим разреживанием к 25-30 годам до 10 х 10; в сухой степи и полупустыне принимается схема 10 х 5 м на весь срок эксплуатации. Направление рядов ориентируется с запада на восток для обеспечения максимального освещения.

Для повышения урожайности ЛСП применяется комплекс мероприятий, направленных на обеспечение хорошего роста и развития семенных деревьев, их регулярного плодоношения, создание условий для заготовки плодов. Основной приём повышения урожайности ЛСП - использование высокоурожайных клонов при отборе плюсовых деревьев, который в лучших вариантах способствует повышению урожая семян в 2-6 раз [1].

Важнейшей задачей лесомелиораторов региона является практическое осуществление программы организации ПЛСБ для полного удовлетворения потребности отрасли в семенах.

Основной принцип научной организации лесного семеноводства в аридных условиях - дифференциация его по природным зонам и агролесомелиоративным районам. Для этих целей создаётся сеть селекционно-семеноводческих центров (ССЦ) на базе лесохозяйственных предприятий под методическим руководством ВНИАЛМИ. Такие ССЦ созданы в Новоаннинском (степь), Волгоградском (сухая степь) и Элистинском (полупустыня) лесничествах Волгоградской области и Республики Калмыкия.

ССЦ выполняют комплекс работ по отбору плюсовых насаждений и деревьев, их генетической оценки, размножению и созданию производственных ЛСП основных лесообразующих пород для производства селекционно-улучшенных семян [3].

Для массового производства селекционно улучшенных и сортовых семян для защитного лесоразведения целесообразна организация специализированных селекционно-семеноводческих хозяйств в каждом агролесомелиоративном районе засушливого региона ЕТР, оснащение их современным оборудованием и профессиональными кадрами.

Библиографический список

1. Крючков, С. Н. Лесоразведение в засушливых условиях [Текст] : монография / С.Н. Крючков, Г.Я. Маттис. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2014. - 300 с.

2. Научно-методические указания по формированию генетически устойчивых защитных лесных экосистем в агроландшафтах засушливого пояса РФ [Текст]. - Волгоград: ВНИ-АЛМИ, 2012. - 44 с.

3. Развитие лесного семеноводства на период 2009-2020 годы [Текст]. - ФЦП Пушкино: ФГУ «Рослесозащита», 2008 // http: www.rcfh.ru

4. Руководство по селекционному семеноводству древесных видов для защитного лесоразведения в аридных условиях европейской территории России [Текст]. - М., 2001. - 72 с.

5. Стратегия развития защитного лесоразведения в Российской Федерации на период до 2020 года [Текст]. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2008. - 34 с.

6. Федеральная программа развития агролесомелиоративных работ в России [Текст]. -Волгоград, 1995. - 245 с.

E-mail: global-green@mail.ru