ОРГАНИЗАЦИЯ ЛЕСОСЕМЕННОЙ БАЗЫ
Для обеспечения регулярных заготовок лесных семян с ценными наследственными свойствами и высокими посевными качествами, а также для создания резерва таких семян, следует сформировать постоянную лесосеменную базу на селекционно-генетической основе. При этом необходимо иметь в виду, что соответствующие научно-исследовательские эксперименты были начаты еще в 1971 г. и к настоящему времени выполнен большой объем работ в этом направлении с выдачей необходимых рекомендаций производству.
Под лесосеменной базой понимают – естественные и искусственные насаждения с ценными наследственными свойствами, предназначенные для заготовки семян.
Организация лесосеменной базы предполагает проведение следующих организационно-хозяйственных мероприятий:
– изучение селекционной структуры древостоев и селекционно-семеноводческая оценка их с отбором плюсовых деревьев и насаждений;
– выделение временных и постоянных лесосеменных участков, закладку лесосеменных плантаций;
– проверку и оценку наследственных свойств плюсовых деревьев, которые в настоящее время признаны единственным источником заготовки исходного материала для заготовки прививочных семенных плантаций;
– создание архивно-маточных плантаций, которые должны стать основой для закладки лесосеменных плантаций 1, 2, и 3 порядков.
Лесосеменное районирование,
значение происхождения семян
Лесосеменное районирование – это разделение территории страны на относительно однородные части по природным факторам, обусловившим формирование в процессе эволюции популяций определенного генотипического состава, рассматриваемых как подвиды (географические расы), климатические и эдафические экотипы.
Лесосеменное районирование является гарантом выращивания устойчивых насаждений, равноценных, а иногда и превышающих по производительности насаждения из местных семян. Оно допускает использование семян определенных популяций также за пределами ареалов, где есть положительный опыт выращивания высокопродуктивных насаждений соответствующих видов или где они росли в недалеком прошлом.
Основной единицей лесосеменного районирования является лесосеменной район, который включает территорию (в пределах ареала вида) со сравнительно однородными природными условиями и генетическим составом популяций.
В лесосеменном районе подразумевается, что природные условия ясно выражены и определяют особенности мероприятий по организации лесного семеноводства, а также по использованию однородных по наследственным свойствам семян. В тоже время, нужно иметь в виду что, лесосеменные районы не равноценны между собой по площади, перспективам развития лесосеменной базы и лесокультурному фонду. В этой связи их подразделяют на подрайоны с более однородными лесорастительными условиями и генетическим составом популяции.
В связи с различиями в географическом распространении, экологическими условиями и особенностями внутривидовой изменчивости древесных пород, лесосеменное районирование проводится раздельно по видам древесных пород. Так, например, в целом на территории постсоветского пространства для сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) выделено 85 лесосеменных районов.
Границы лесосеменных районов и подрайонов, их климатическая и лесоводственная характеристики изложены в «Лесосеменном районировании основных лесообразующих пород в СССР» (1982), разработанном на основе обобщения данных многолетних исследований внутривидовой изменчивости в географических культурах и природных популяциях, материалов по истории расселения видов в межледниковые периоды, численности популяций в разных частях ареалов видов, особенностей плодоношения, интегральной оценки природно-климатических факторов, а также физико-географического, агроклиматического, почвенного, геоботанического, геоморфологического, лесорастительного и лесохозяйственного районирований.
В каждом лесосеменном районе (подрайоне) предпочтение отдается семенам местных или смежных с ними популяций, наиболее адаптированных к природным условиям района.
Местные семена – это семена, собранные непосредственно в пределах семенного района, из других районов – инорайонные. При этом в каждом лесосеменном районе (подрайоне) семена собирают и используют раздельно по типам лесорастительных условий и по фенологическим формам.
В равнинных областях – с постепенным изменением биологических признаков растений допускается использование семян по территории всего лесорастительного района, а также в смежных районах и подрайонах.
В горных районах с резкими изменениями лесорастительных условий семена можно использовать лишь в пределах 100–400 м (по вертикали) от места сбора.
В связи с необходимостью координации условий по изучению географической изменчивости основных лесообразующих пород, в целях детального уточнения лесосеменного районирования применительно к конкретным условиям каждого региона. Соответствующие исследования были начаты еще с 1972 г.
В частности для сосны обыкновенной было выявлено превосходство экотипов юго-западного направления над контролем (московский экотип) по всем показателям, не только по качеству семян, но и дальнейшего роста и состояния сеянцев, а также и культур. Так в географических культурах в Московской области ряд экотипов Белорусского и Украинского Полесья превосходил контроль по высоте и диаметру на 20–30%. В то же время сохранность их оказалась несколько пониженной, но тем не менее, предельные расстояния переброски семян сосны в пункты центрального района были установлены: с севера – 250 км, с востока – 500 км, с юга – 650 км и с запада – 700 км.
Следует иметь в виду, что только научно обоснованные рекомендации по регламентации перемещения семян основных лесообразующих пород позволят значительно повысить продуктивность и качество искусственных насаждений.
Значение происхождения семян. Необходимо учитывать, что генетические свойства семян являются определяющим фактором, обеспечивающим биологическую устойчивость насаждений и их продуктивность. В то же время на протяжении многих лет в лесном хозяйстве имела место «отрицательная селекция», а именно, практически всегда преобладало целенаправленное стремление вырубать лучшие деревья и насаждения. Более того, при лесовостановлении часто использовались семена, неизвестные по происхождению и наследственным свойствам (обычно их собирало местное население без элементарного контроля и без определения места сбора). Поэтому семена заготавливали, как правило, с низкорослых и сучковатых деревьев, или в плодоносящих молодняках т. е. имела место отрицательная селекция.
Допускались нецелесообразные перевозки семян. Например, в 1949–1952 гг. семенные желуди, собранные в Западной Украине, где преобладают влажные лесорастительные условия, завезли в Астраханские и Волгоградские степи – результат оказался плачевный. Был причинен ущерб не только лесоразведению, но и самой идее улучшения природных условий степи с помощью лесонасаждений.
В пятидесятые годы в лесничествах Московской области широко внедряли семена лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.) алтайского экотипа, хотя еще опытами В. Д. Огиевского и С. А. Самофола была установлена непригодность ее семян для выращивания устойчивых насаждений.
Известно также, что в течение длительного времени западноевропейские торговцы сбывали во многие страны Европы семена, причем в больших количествах, без учета происхождения и наследственных свойств, а также без учета условий будущих мест произрастания. Результат оказался опять весьма плачевным – многие насаждения погибли, а сохранившиеся оказались низкопродуктивными (изреженными, низкоствольными, сучковатыми и т. п.). Такие «пьяные сосняки» – живые памятники нерациональной человеческой деятельности, а вернее вопиющей бесхозяйственности. В результате местные леса оказались засоренными малоценными деревьями инорайонного происхождения, которые до настоящего времени продолжают опыление деревьев местных форм, ухудшая качество их потомства. Поэтому использование семян с учетом их наследственных особенностей являются основой развития лесокультурного производства.
Лесные насаждения, как и другие виды растений, развиваются в различных условиях местопроизрастания, что в конечном итоге приводит к образованию географических, климатических и эдафических экотипов, популяции и форм, приспособленных к данным условиям. Соответственно один и тот же вид растения в пределах своего ареала неравноценен по биологическим, экологическим, а значит лесоводственным свойствам, которые передаются по наследству следующему поколению. Размер ареала (область географического распространения особей рассматриваемого вида вне зависимости от степени постоянства их обитания) является главным фактором влияющим на географическую изменчивость вида.
Виды с очень большими естественными ареалами (например, сосна обыкновенная – ареал районы Европы и Азии) обладают гораздо большим генетическим разнообразием, чем виды с ограниченными ареалами, например, сосна пицундская (Pinus brutia var. pityusa (Steven) (абориген Западного Закавказья, растущая на причерноморских обрывах и склонах). В пределах ареала данного вида важным фактором является разнообразие природных условий окружающей среды. Поэтому сосна пицундская по вышеуказанной причине, не подвергается воздействию различных типов климатов в пределах естественного ареала и соответственно не обладает большой генетической изменчивостью, связанной с местом происхождения, в сравнении с сосной обыкновенной.
Виды со сплошным ареалом имеют возможность для обильного взаимообмена генами. Влияние отбора в разных местах ареала может быть неодинаковым, но если экотипы постоянно обмениваются пыльцой и семенами, они по морфотипу могут и не отличатся друг от друга, но обладают скрытой «криптической» изменчивостью.
В горных регионах, у растущих там разных видов древесных и кустарниковых растений, различные части ареала бывают родиной для сотен поколений, и поэтому практически могут быть географически изолированы. В этой связи даже географические экотипы (расы), находящиеся друг от друга на расстоянии всего 100–200 км, в генетическом плане могут полностью отличаться друг от друга. Примером этому будет туя западная (Thuja occidentalis L.) в восточной части Северной Америки, ареал которой весьма обширен, но моаротипическое разнообразие не велико, в то время как у сосны тайванской (Pinus taiwanensis Hayata) при небольшом ареале, степень разнообразия довольно высокая.
Следует подчеркнуть, что местные образовавшиеся популяции вида, как правило хорошо приспособлены к тем условиям, где они возникли. Поэтому в лесокультурной практике, преимущественно используют семена местного происхождения, так как их наследственные свойства обеспечивают выращивание устойчивых и продуктивных насаждений.
В тоже время, из-за разных причин приходиться использовать семена из других регионов страны, например из-за неурожая.
В этой связи, большую ценность в этом плане представляют опыты по выращиванию насаждений в одинаковых условиях из семян, собранных в разных регионах страны, в насаждениях далеко отстоящих друг от друга, именуемые как географические культуры.
Первые опыты по изучению влияния происхождения семян на рост и развитие культур, заложили в XVIII финские лесоводы. Но результаты исследований по этому вопросу опубликовал в 1857 г. Луи де Вильморен (Франция), заложивший опытные культуры из семян сосны обыкновенной, заготовленный в нескольких регионах Северной Европы. Он доказал, что географическая изменчивость сосны обусловлена не только окружающей средой, как утверждали ранее, а и ее генетической природой.
На территории бывшего постсоветского пространства первые географические культуры были заложены из семян сосны и лиственницы В. Д. Огиевским в 1911–1914 гг. в Собичском лесничестве Сумской области, Никольском лесничестве Киевской области. В 1928–1930 гг. – созданы сосновые культуры в Красно-Тростянецком опытном лесничестве Сумской области на площади 18,8 га.
Позднее географические культуры создавались в 60-х годах прошлого столетия в разных странах Европы.
Вообще географические культуры закладывались не только в Европе, но и в США.
Более чем столетний опыт использования инорайонных семян и географические культуры показали, что лучшие по продуктивности, качеству и устойчивости лесные насаждения могут быть созданы преимущественно из семян местного происхождения или взятых из районов, сходных по почвенно-климатическим условиям.
Известно, что сосна обыкновенная из северных лесов, например, в 2 раза медленнее растет под Киевом и Черниговом, а украинского происхождения – погибает уже в первые десятилетия под Архангельском и даже под Воронежем. В то же время в центральной Швеции лучше растут деревья южного происхождения, но уступают по выживаемости северным.
Более того, во многих опытах в США деревья, выросшие из семян местного происхождения также росли хуже, чем деревья из насаждений, расположенных в 50–500 милях от них. Обусловлено это тем, что при заготовке семян не учитывались разновидности форм и рас древесных пород, а также маточных деревьев и насаждений. При этом упускалось из вида, что каждый экотип обладает определенными возможностями приспособления к новым условиям среды, другими словами – имеет ограниченный резерв изменчивости. Поэтому у него формируется экологический ареал, в границах которого при лесовыращивании можно использовать заготовленные семена, не опасаясь за ущерб, который может быть причинен лесному хозяйству.
Все популяции и экотипы того или иного вида растений обладают способностью лучше приспосабливаться к новым более благоприятным условиям среды и, как правило, имеют весьма ограниченные возможности приспособления к более суровым условиям. Установлено, чем благоприятнее для потомства новые условия произрастания, тем на большее расстояние можно завозить семена. Так в районе Тростянца Сумской области удовлетворительно произрастает большее число географических форм сосны, чем под Санкт-Петербургом или Казанью. Следует отметить, что древесные породы, выращенные из семян, заготовленных в более суровых условиях, даже в благоприятных лесорастительных условиях растут более медленно, но по устойчивости и качеству в культурах они, как правило, превосходят местные древесные породы. Необходимо иметь в виду, что по пластичности, т. е. по приспособленности к новым условиям среды, разные экотипы древесных пород не одинаковы. Обусловлено такое явление тем, что разнообразные, неустойчивые условия среды, где растения в процессе естественного отбора воспитываются на разных природных фонах или где возможно перекрестное опыление между разными формами (гибридизация), способствуют образованию пластичных экотипов.
Нужно понимать, что специфические условия среды содействуют выработке узких (консервативных) форм наследственности. Условия также могут быть как суровые (например Ленточные боры Алтая для сосны), так и весьма благоприятные, изнеживающие растения (европейская часть). Поэтому семена более пластичных экотипов пригодны для выращивания насаждений в сравнительно далеких от места их заготовки районах.
Немаловажное значение имеет также лесотипологическое происхождение семян. Поэтому в засушливых юго-восточных районах Украины приживаются и лучше растут культуры из желудей, привезенных из западных сухих дубрав, чем из местных, собранных во влажных условиях.