Курс лекций для студентов специальности - Лесные ресурсы и лесоводство

Тип работы: Материал
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 55 страниц
В избранное:

Министерство образования и науки Республики Казахстан

ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. Д. СЕРИКБАЕВА

Н. В. Валитова

ЛЕСОСЕМЕННОЕ ДЕЛО

Курс лекций
для студентов специальности

5В080700- «Лесные ресурсы и лесоводство»

Усть-Каменогорск

2012

УДК 63 (075. 8)

Валитова Н. В. Лесосеменное дело: Курс лекций для студентов специальности 5В080700- «Лесные ресурсы и лесоводство» / ВКГТУ. - Усть-Каменогорск, 2012. - 53 с.

В курсе лекций рассматриваются закономерности плодоношения лесных насаждений, методы прогнозирования и учета урожаев семян, способы заготовки, правила хранения семян и подготовки их к посеву, создание постоянной лесосеменной базы, описание семян главнейших лиственных и хвойных древесных и кустарниковых пород Республики Казахстан.

Утверждено методическим советом архитектурно-строительного
факультета

Протокол № 8 от 01. 06. 2012 г.

 Восточно-Казахстанскийгосударственный техническийуниверситет им. Д. Серикбаева,2012:

 Восточно-Казахстанский

государственный технический

университет им. Д. Серикбаева,

2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ: 1 Плодоношение древесных и кустарниковых пород

4: 5

ВВЕДЕНИЕ: 1. 1 Основные задачи и перспективы лесного семенного дела

4: 5

ВВЕДЕНИЕ: 1. 2 Рост и развитие древесных пород, возраст начала плодоношения

4: 6

ВВЕДЕНИЕ: 1. 3 Периодичность в плодоношении древесных пород

4: 8

ВВЕДЕНИЕ: 1. 4 Влияние на плодоношение деревьев и насаждений различных факторов

4: 9

ВВЕДЕНИЕ: 2 Урожаи лесных семян, их учет и прогнозирование

4: 10

ВВЕДЕНИЕ: 2. 1 Урожаи лесных семян

4: 10

ВВЕДЕНИЕ: 2. 2 Учет семян в насаждениях

4: 12

ВВЕДЕНИЕ: 2. 3 Прогноз урожаев лесных семян

4: 15

ВВЕДЕНИЕ: 3 Организация постоянной лесосеменной базы

4: 16

ВВЕДЕНИЕ: 3. 1 Селекционно-генетические основы организации постоянной лесосеменной базы

4: 16

ВВЕДЕНИЕ: 3. 2 Селекционная инвентаризация и отбор плюсовых деревьев и насаждений

4: 19

ВВЕДЕНИЕ: 3. 3 Генотипическая проверка плюсовых деревьев и насаждений

4: 21

ВВЕДЕНИЕ: 3. 4 Создание объектов постоянной лесосеменной базы

4: 22

ВВЕДЕНИЕ: 4 Заготовка лесосеменного сырья

4: 28

ВВЕДЕНИЕ: 4. 1 Группировка плодов по особенностям развития и морфологическим признакам

4: 28

ВВЕДЕНИЕ: 4. 2 Выбор насаждений для заготовки семян и оценка их качества

4: 29

ВВЕДЕНИЕ: 4. 3 Сроки созревания семян и время заготовки лесосеменного сырья

4: 30

ВВЕДЕНИЕ: 4. 4 Технология работ по заготовке лесосеменного сырья

4: 31

ВВЕДЕНИЕ: 5 Переработка лесосеменного сырья, извлечение и очистка семян

4: 33

ВВЕДЕНИЕ: 5. 1. Извлечение, обескрыливание и очистка семян хвойных пород

4: 33

ВВЕДЕНИЕ: 5. 2. Получение семян из сухих и сочных плодов лиственных пород. Получение семян из сухих плодов и их очистка.

4: 39

ВВЕДЕНИЕ: 6. Хранение и транспортировка семян

4: 42

ВВЕДЕНИЕ: 6. 1. Условия хранения семян

4: 42

ВВЕДЕНИЕ: 6. 2. Способы хранения семян, семенохранилища

4: 43

ВВЕДЕНИЕ: 7. Показатели качества семян и методы их определения

4: 47

ВВЕДЕНИЕ: 7. 1. Паспортизация семян и отбор образцов для проверки посевных качеств

4: 47

ВВЕДЕНИЕ: 7. 2. Методы определения посевных качеств семян

4: 48

ВВЕДЕНИЕ:

ВВЕДЕНИЕ: СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

4: 53

ВВЕДЕНИЕ

Основным исходным материалом для воспроизводства лесов и лесоразведения являются семена древесных и кустарниковых растений. Из семян выращиваются лесные культуры путем посева непосредственно на месте будущего леса - на лесокультурой площади, либо их высевают сначала в так называемых лесных питомниках, где из них выращивается посадочный материал -сеянцы и саженцы, которые затем пересаживаются на лесокультурную площадь.

Закономерности плодоношения лесных насаждений, методы прогнозирования и учета урожаев семян, способы заготовки, правила хранения семян и подготовки их к посеву, создание постоянной лесосеменной базы - все эти вопросы рассматривает лесное семенное дело. Оно является первой составной частью учения о лесных культурах, возникло и развивалось вместе с ним.

За двадцатое столетие трудами ученых и практиков лесоводов лесосеменное дело поднято на значительно более высокий уровень развития: разработаны стандарты на посевные качества семян; организован государственный контроль за соблюдением правил использования семян для производственных посевов; произведено районирование семян ряда древесных пород в Казахстане; исследования свойств и качества семян начаты на молекулярном уровне; многое достигнуто в области механизации сбора и переработки лесосеменного сырья.

Сейчас ученые и лесохозяйственное производство решают новую ответственную и сложную задачу по созданию в республике постоянной лесосеменной базы на селекционно-генетической основе. Решение этой задачи позволит производить заготовку лесных семян, обладающих высокими селекционными качествами, а в дальнейшем перейти на использование сортового посевного материала.

На основе постоянной лесосеменной базы появятся благоприятные возможности для максимальной механизации и автоматизации семенозаготовок и снижения себестоимости лесных семян, а это еще одна важная проблема.

В перспективе лесное семенное дело должно развиться в лесное семеноводство по примеру сельскохозяйственного производства.

1. ПЛОДОНОШЕНИЕ ДЕРЕВЬЕВ И КУСТАРНИКОВ

Основные задачи и перспективы лесного семенного дела

Основным исходным материалом для воспроизводства лесов и лесоразведения являются семена древесных и кустарниковых растений. Из семян выращиваются лесные культуры путем посева непосредственно на месте будущего леса - на лесокультурной площади, либо их высевают сначала в так называемых лесных питомниках, где из них выращивается посадочный материал -сеянцы и саженцы, которые затем пересаживаются на лесокультурную площадь.

Иногда для создания лесных культур используется не семенной, а вегетативный посадочный материал (черенки), однако вегетативное размножение в лесокультурном производстве занимает весьма малый объем по сравнению с семенным.

В годы максимального лесокультурного производства в Казахстане, когда ежегодно посев и посадка леса производились на площади около 70 тыс. га, объем семенозаготовок составлял только на предприятиях лесного хозяйства примерно 300 тонн в год. От качества семян в большой мере зависит успешность лесокультурного производства в целом. Известно немало случаев, когда незнание или несоблюдение правил заготовки, хранения, переброски семян в иные районы приводили к их гибели, либо к выращиванию лесных культур низкого качества.

Так, например, в северных областях Казахстана в свое время были созданы культуры вяза гладкого из семян, заготовленных в Алма-Атинской области. Эти посадки не образовали хороших насаждений - деревья подмерзали и кустились. В таком лесу нельзя заготовить даже нормальных дров.

Закономерности плодоношения лесных насаждений, методы прогнозирования и учета урожаев семян, способы заготовки, правила хранения семян и подготовки их к посеву, создание постоянной лесосеменной базы - все эти вопросы рассматривает лесное семенное дело. Оно является первой составной частью учения о лесных культурах, возникло и развивалось вместе с ним.

Первые научные сведения о лесных семенах относятся ко второй половине XVIII века (книга А. Т. Болотова "О рублении, поправлении и заведении вновь лесов", 1766г) . В 1869 году утверждается "Положение о сборе семян и их рассылке", в 1886 году установлены нормы всхожести и максимальные цены на семена основных лесообразующих пород.

В 1910 году по инициативе В. Д. Огиевского в Петербурге начала действовать первая в России лесосеменная лаборатория. Она определяла посевные качества семян, разрабатывала эти методы, производила опытные, так называемые, географические посевы семян, присылаемых из разных районов. Впоследствии эти посевы позволили научно обосновать районирование переброски лесных семян в стране.

За двадцатое столетие трудами ученых и практиков лесоводов лесосеменное дело поднято на значительно более высокий уровень развития: разработаны стандарты на посевные качества семян; организован государственный контроль за соблюдением правил использования семян для производственных посевов; произведено районирование семян ряда древесных пород в Казахстане; исследования свойств и качества семян начаты на молекулярном уровне; многое достигнуто в области механизации сбора и переработки лесосеменного сырья.

Сейчас ученые и лесохозяйственное производство решают новую ответственную и сложную задачу по созданию в республике постоянной лесосеменной базы на селекционно-генетической основе. Решение этой задачи позволит производить заготовку лесных семян, обладающих высокими селекционными качествами, а в дальнейшем перейти на использование сортового посевного материала.

На основе постоянной лесосеменной базы появятся благоприятные возможности для максимальной механизации и автоматизации семенозаготовок и снижения себестоимости лесных семян, а это еще одна важная проблема.

В перспективе лесное семенное дело должно развиться в лесное семеноводство по примеру сельскохозяйственного производства.

Рост и развитие древесных пород, возраст начала плодоношения

Деревья и кустарники - многолетние растения. Их жизненный цикл определяется десятками и сотнями лет. Способность к плодоношению у них наступает не сразу после появления из семени, а через определенный, часто длительный период, необходимый для подготовки организма дерева к возможности цвести и развивать плоды и семена. Так, например, сосна обыкновенная в естественных лесах Акмолинской области образует первые шишки в возрасте 15-20 лет, ель Шренка в Северном Тянь-Шане - в 25-40-летнем возрасте, а саксаул черный впервые зацветает в возрасте около пяти лет.

Начало плодоношения у деревьев характеризует собой наступление зрелости, которой они достигают в результате своего развития. Понятие "развитие" следует отличать от их "роста". Если под ростом понимают увеличение с возрастом размеров и массы дерева (ствола, сучьев, корней), то в результате развития в организме растения происходят часто незаметные глазом внутренние изменения, согласно программе, закодированной в хромосомах клеток, предопределяющей последовательность образования тех или иных признаков или органов. Развитие начинается сразу после оплодотворения яйцеклетки в результате опыления цветков, и активно продолжается в период формирования плодов и семян на дереве и их прорастания после опадения на землю. Зародыш семени превращается в проросток с корешком и семядолями. Настоящих листьев он еще образовать не может. Проходит неделя-другая пока на проростке появится первая пара листочков, напоминающих настоящие листья, свойственные данному виду растения. Еще через некоторое время начинают развиваться настоящие листья. Но в первые годы жизни деревце не способно еще цвести и давать семена. Проходит 5-10, а иногда 30-40 лет, пока в его организме созреют условия для образования генеративных органов - плодовых почек. Но развитие на этом не кончается. Выражением его продолжения является, например, генеративная ярусность крон у сосны, ели и ряда других древесных видов. Ель Шренка, например, до 25-40лет вообще не способна цвести в лесу. Вступая в пору семеношения, она сначала образует только женские соцветия и только на верхних мутовках кроны. Мужские соцветия еще отсутствуют. С возрастом в средней части кроны появляются и мужские цветы, однако, в верхней части кроны по-прежнему развиваются только женские шишечки. В результате отчетливо обособляются 3 генеративных яруса кроны: верхний - женский, средний - смешанный, нижний - мужской. Женский ярус охватывает 7-8 верхних мутовок, смешанный - следующие 8-9 и мужской - остальные 12-14. Ниже следует вегетативный ярус, где цветов, как правило, не образуется.

И. В. Мичурин различал у плодовых деревьев 3 возрастных этапа развития: юношеский, зрелости и старения. Первый -характерен неспособностью дерева плодоносить, большой пластичностью и приспособительной способностью к условиям произрастания. Этап зрелости наступает после нескольких первых лет цветения. Он отличается энергичным плодоношением и ростом, хорошей устойчивостью. Приспособительная способность к новым условиям произрастания - ослаблена. Этап старения проявляется снижением физиологической активности, роста, жизнестойкости и плодоношения.

Для практики особо важен этап зрелости, который у разных пород наступает в различном возрасте. Время начала плодоношения существенно также колеблется в зависимости от условий произрастания: чем они благоприятнее, тем быстрее идет развитие, тем раньше наступает плодоношение. Хорошо освещенные, имеющие большую площадь питания свободно растущие деревья начинают плодоносить значительно раньше чем находящиеся в лесу. Более быстрому развитию способствуют: свет, тепло, плодородие почвы (табл. 1) .

В насаждении в первую очередь начинают плодоносить деревья первого класса роста по Крафту, затем второго; деревья же 4 и 5 классов, произрастающие под пологом крон в затенении, развиваются медленно и обычно отмирают, не дав ни одного семени. На юге развитие идет быстрее, чем в более суровых условиях севера. Ель обыкновенная, например, на юге своего ареала начинает цвести в 15-20 лет, а у северной границы - в 80-90.

Таблица 1- Возраст начала плодоношения деревьев (лет)

Древесная порода: Древесная порода

На свободе: На свободе

В насаждении: В насаждении

Древесная порода: Саксаул черный

На свободе: 5-6

В насаждении: 5-10

Древесная порода: Абрикос обыкновенный

На свободе: 5-7

В насаждении: 8-10

Древесная порода: Береза повислая

На свободе: 5-10

В насаждении: 12 - 20

Древесная порода: Сосна обыкновенная

На свободе: 10 - 15

В насаждении: 12 - 20

Древесная порода: Лиственница сибирская

На свободе: 10 - 15

В насаждении: 20 - 30

Древесная порода: Ель Шренка

На свободе: 20 - 25

В насаждении: 30 -40

Древесная порода: Кедр сибирский

На свободе: 20 - 30

В насаждении: 30 - 50

Древесная порода: Дуб черешчатый

На свободе: 20 - 30

В насаждении: 40 - 50

Заканчивается этап зрелости у сосны обыкновенной к 80 годам, у ели европейской - к 100, у березы - к 60, у осины - к 50 годам. У яблони Сиверса в Джунгарском Алатау, по В. И. Инфантьеву (1960), плодоношение заметно снижается с 80, а у абрикоса обыкновенного - с 40-50 лет.

1. 3 Периодичность в плодоношении древесных пород

Для нужд лесного хозяйства семена требуются ежегодно. Однако урожаи в лесу по годам сильно колеблются. Бывают годы с обильным плодоношением, - так называемые семенные годы, бывают неурожайные, когда семян образуется очень мало. Между ними могут быть годы со средними или слабыми урожаями семян. Такая неравномерность носит название периодичности плодоношения древесных и кустарниковых пород.

Периодичность в плодоношении разных пород может не совпадать: семенной год у сосны может оказаться неурожайным для ели или лиственницы. Не совпадают они и по различным районам большого ареала той или иной породы, что часто наблюдается в саксаульниках или в насаждениях ели Шренка по разным ущельям.

Вообще строгой периодичности в плодоношении даже одной и той же породы нет. Семенные годы повторяются то чаще, то реже, иногда следуют один за другим; иногда подряд бывают несколько неурожайных лет. Однако, при длительных наблюдениях можно установить определенную закономерность. У сосны обыкновенной, например, обильные и хорошие урожаи семян повторяются в среднем через 2-3 года, у ели Шренка - через 4-5 лет; дуб на западе Казахстана дает обильные урожаи желудей 1 раз в 6-7 лет. Урожаи кедра сибирского в Восточном Казахстане повторяются через 4-5, а лиственницы сибирской - через 6-7 лет. Яблоня и абрикос в горах Северного Тянь-Шаня хорошо плодоносят раз в 2-3 года.

Чем же можно объяснить это явление? На образование плодов дерево расходует большое количество питательных веществ. С. С. Пятницкий подсчитал, что у дуба, например, вес желудей составляет 30-50% от массы прироста древесины за год; у сосны - вес шишек с семенами - 25-40%. Наблюдались случаи задержки роста деревьев в очень урожайные годы.

Таким образом, дерево должно расходовать большое количество питательных веществ на свой рост, цветение, развитие плодов, а также на закладку плодовых почек для урожая будущего года. Не всегда в лесной обстановке они могут обеспечить себя таким питанием. По данным М. А. Проскурякова (1965), после обильных урожаев в хвое ели Шренка заметно снижается содержание фосфора, а перед семенными годами - значительно повышается. После обильного плодоношения деревья должны как бы "отдохнуть", "собраться с силами" для нового хорошего урожая. Но это не единственная причина. Большое влияние на колебание семенных лет оказывают внешние воздействия: климат, погода, вспышки вредителей и т. д.

В условиях благоприятного теплого климата семенные годы повторяются чаще, чем в суровых. Дуб в Алматы на поливе хорошо плодоносит почти ежегодно, а в Западном Казахстане - через 6-7 лет. В горах Северного Тянь-Шаня часто можно наблюдать, как заморозки почти полностью губят урожаи яблони Сиверса и абрикоса даже в случае обильного цветения. Холодное и сырое лето в Восточном Казахстане часто затрудняет вызревание семян пихты сибирской, снижая ожидаемые хорошие урожаи. Таким образом, периодичность в плодоношении древесных пород определяется целым комплексом внутренних и внешних факторов. Преодоление ее - задача лесного семенного дела.

1. 4. Влияние на плодоношение деревьев и насаждений различных факторов

Степень плодоношения древесных пород могут характеризовать следующие основные показатели: повторяемость семенных и неурожайных лет, количество семян, образующихся на 1 га лесонасаждения, качество семян - их всхожесть, содержание пустых семян, масса 1000 штук. Как на рост и развитие растений, так еще в большей мере на их плодоношение оказывают влияние факторы внешней среды. С ухудшением климата, с понижением среднегодовой температуры воздуха снижается и плодоношение древесных пород. Мы уже говорили о значительно более редких урожаях желудей дуба близ г. Уральска по сравнению с г. Алматы. А. П. Тольский приводит данные о повторяемости семенных лет у сосны при продвижении ее с юго-запада Европейской России на северо-восток: в Брянской области - через 3 года, в Московской - через 6, в Куйбышевской - через 7 лет. На северной границе ареала семенные годы у нее повторяются еще реже - через десятки лет. Чем холоднее климат, тем более мелкими развиваются плоды, тем хуже качество семян. Средняя масса 1000 шт. семян ели обыкновенной под Харьковом - 8г., под Петербургом - 5г, на Кольском полуострове - 2г. Климат изменяется и с поднятием в горы: от теплого и сухого к более холодному и влажному. Как с продвижением с юга на север, так и в горах количественные и качественные показатели урожаев семян существенно ухудшаются.

В таблице 2 приведены данные о качестве семян ели Шренка в условиях Северного Тянь-Шаня. Они показывают, что с поднятием в горы снижается масса 1000 семян, их лабораторная всхожесть и возрастает примесь пустых.

Таблица 2 - Качество семян ели Шренка в зависимости от абсолютной высоты мест произрастания ее насаждений

Абсолютная высота, м: Абсолютная высота, м

Масса 1000 штук семян, г: Масса 1000 штук семян, г

Всхожесть семян, %: Всхожесть семян, %

Примесьпустых семян, %:

Примесь

пустых семян, %

Абсолютная высота, м: 1960

Масса 1000 штук семян, г: 6, 94

Всхожесть семян, %: 72

Примесьпустых семян, %: 15

Абсолютная высота, м: 2200