В России прогрессирующими темпами деградируют земельные ресурсы. В земледельческих районах они таковы, что уже в ближайшие десятилетия возможен кризис экологии и экономики аграрного сектора такого масштаба, на устранение последствий которого потребуются затраты и напряжение производительных сил, сопоставимые с расходами на устранение последствий крупных катастроф или локальных войн.

Негативную экологическую обстановку особенно усугубляют сокращение площади лесов, низкая лесистость и высокая распаханность сельскохозяйственных земель. В лесостепной зоне пашня занимает 50–70 %, степной 60–90 % их площади, (это на 10–30 % больше нормы). В таких условиях безопасность землепользования обеспечивает защитное лесоразведение. Системы защитных лесных насаждений, увязанные с защитными лесами, формируют устойчивые к деградации агролесоландшафты, способствуют улучшению климатических, гидрологических условий местности, рациональному освоению земельных и водных ресурсов, повышают продуктивность угодий. При этом их положительное воздействие возрастает по мере увеличения защитной лесистости и освоенной территории. Так, правильно размещенные полезащитные лесные полосы предотвращают смыв и выдувание почвы, повышают среднюю урожайность полевых культур на 20–35 %.

Повышение устойчивости, продуктивности и качества лесных экосистем является главной задачей лесного комплекса страны. Для её решения необходимо использование для лесоразведения семян с ценными наследственными свойствами [5].

Лесной кодекс Российской Федерации предусматривает «при воспроизводстве лесов использовать улучшенные сортовые семена лесных растений». Следовательно, эффективность лесного семеноводства определяется квотой сортовых и улучшенных семян, используемых в лесокультурной практике.

Лесосеменное дело имеет стратегическое значение для России, так как наследственные свойства семян определяют качества будущих лесов.

Согласно «Указаниям по лесному семеноводству в Российской Федерации» постоянную лесосеменную базу составляют лесосеменные плантации, созданные из клонов или семей плюсовых деревьев, постоянные лесосеменные участки, а также плюсовые насаждения. Для организации постоянной лесосеменной базы создаются следующие объекты: «плюсовые» деревья, архивы клонов, маточные плантации, испытательные культуры, географические и популяционно-экологические культуры. Перечисленные селекционно-семеноводческие объекты составляют единый генетико-селекционный комплекс.

В лесном семеноводстве развиваются два стратегических направления – популяционное и плантационное. Первое основывается на использовании лучших экотипов и популяций, второе – на индивидуальном отборе плюсовых деревьев. Популяционное направление является основным в многолесных районах, где главная задача – сохранение генетического потенциала лесов. В районах с интенсивным ведением лесного хозяйства наиболее целесообразным признано плантационное направление, которое является единственным реальным источником получения селекционно улучшенных семян [5].

Плантационное семеноводство направлено на регулярное производство селекционно улучшенных семян и концентрацию этих работ в специализированных семеноводческих хозяйствах. До 2008 года в России функционировали 32 лесные семеноводческие производственные станции при лесхозах и 5 селекционно-семеноводческих центров. В результате реорганизации к 2011 году полностью ликвидированы лесные семеноводческие станции и 3 селекционно-семеноводческих центра без закрепления их функций в новых хозяйственных структурах. Таким образом, в настоящее время лесокультурные мероприятия не предусматривают деятельность в области лесного семеноводства, а новый порядок финансирования по результатам конкурсов не позволяет создавать лесосеменные объекты по производству сортовых и улучшенных семян. Ожидается дефицит семян, необходимых для обеспечения объёмов работ по искусственному лесовосстановлению и лесоразведению. Решение этой сложной проблемы в лесной отрасли возможно только на уровне Федеральной целевой Программы развития лесного семеноводства на период до 2020 года [5].

Важнейшей, к сожалению, недооцененной породой защитного лесоразведения является лиственница сибирская, которую необходимо широко внедрять в состав создаваемых в сухой степи лесосеменных плантаций. В лесном фонде Российской Федерации она занимает самую большую площадь, однако ее представительство в европейской части России, в том числе защитных лесных насаждениях и озеленении Нижнего Поволжья, совсем незначительны. Это ценное, долговечное и устойчивая порода. Наиболее эффективный путь ее внедрения на черноземовидных почвах степного Поволжья – организация местных семенных баз, обеспечивающих потребность производства в качественны семенах и посадочном материале [5].

С учетом перспективности лиственницы и целесообразности ее широкого внедрения в производство, начиная с 1971 г., проведено исследование роста и состояния сохранившихся насаждений Поволжья, отобраны лучшие маточные деревья для закладки семенных плантаций, произведена оценка отобранного генофонда по фенотипическим признакам, цветению плодоношению, росту семенного потомства, его засуха – и солеустойчивость. Разработаны эффективные методы семенного и вегетативного размножения лиственицы в том числе технологии создания семенных плантаций для производства семян.

Впервые в условиях степной зоны РФ на клоновой лесосеменной плантации лиственницы сибирской получен местный селекционно-улучшенный семенной материал с высокими показателями качества.

Исследовательские работы проведены на заложенной в 1985 г. клоновой лесосеменной плантации лиственницы сибирской в Новоаннинском лесничестве Волгоградской области. Плантация создана из двенадцати клонов отобранных плюсовых деревьев, схема посадки рендомизированная с размещением 5×10 м, площадь – 12 га.

В январе 2010 г., с целью выявления обилия плодоношения и планирования, проведены опыты по прогнозу весеннего цветения методом выдержки срезанных ветвей в водном растворе.

Результаты опыта показывают, что мужские и женские соцветия в основной массе располагаются на побегах 2–4 лет. Женские колоски распределены следующим образом: на 1-летних приростах они отсутствуют, на 2-летних – 14 %, на 3-летних – 77 %, 4-летних – 8 %, 5-летних – 1 %. Среднее количество женских соцветий на одном погонном метре прироста 3-х лет – 23 шт. соответствует баллу плодоношения 5. Количество мужских пыльников превышает количество женских в 3,8 раза. Малое количество атмосферных осадков в вегетационный период 2010 г., высокие положительные температуры способствовали обильному цветению, завязыванию женских генеративных органов, их развитию и сохранности. Оценка ранней диагностики цветения лиственницы весной 2010 г. подтвердилась на клоновой лесосеменной плантации: цветение было обильным.

Таблица 1

Ранняя диагностика обилия цветения лиственницы

В 2010 г. произведено полное обследовании плодоношения и семеношения плантации: обилие плодоношения – по шкале В.Г. Каппера [3] размеры шишек – их сбором с каждого клона, качество семян определялось в лаборатории станции в соответствии с ГОСТ 19056.6–75, 13056.7–68, ГОСТ 14161–86.

По плодоношению положительно выделяются от всех предыдущих лет 2008 и 2010 гг. (табл. 2), т.е. плантация вступила в пору обильного плодоношения для производственных целей в возасте 24 лет.

Таблица 2

Плодоношение ЛСП лиственницы

Средний балл плодоношения плантации в 2008 г. по всем клонам – 2, 8, 58 % клонов имели баллы 3–5 и только у 7 % деревьев плодоношение отсутствовало. Между клонами есть существенные различия в обилии плодоношения. Высшим баллом отличались клоны № № К-2, 6, 8, 12, 17 с варьированием от 3,2 до 3,8 баллов, низшим – № № К – 1, 7, 15 с плодоношением от 1,5 до 2,5 балла (табл. 3). В 2010 г. плодоношение было самым обильным. Средний балл – 3,0, более 68 % клонов отмечены баллами 3 и 4, снизилось до 4 % число деревьев с полным отсутствием плодоношения.

Подсчеты количества шишек на 1 дереве каждого из клонов, количества семян в шишках, массы семян с переводом на урожайность плантации приведены в табл. 4.

Масса семян в одной шишке в среднем по всем клонам в 2010 году составила 390 млг, в 2008 году – 314 млг, получено превышение по массе на 24 %. Максимальная масса семян в одной шишке – 450 млг, минимальная – 340 млг. При повышенных баллах плодоношения и более высокой массе семян в одной шишке урожайность семян с одного дерева клонов в 2010 г. получена в пределах 459–882 г. Средняя масса семян с одного дерева превысила этот показатель 2008 года на 43 %. Наибольшая масса семян с высокоурожайных клонов № № 3, 5, 6, 8, 17. Урожайность с 1 га ЛСП в 2010 г. составила 134 кг семян, в переводе на всю площадь плантации в 12 га – 1608 кг.

Таблица 3

Сравнительная оценка семеношения клонов лиственницы

Таблица 4

Семеношение клонов лиственницы

Особенно важным показателем при плодоношении лиственницы в степных условиях Поволжья является качество семян. В научной литературе существует мнение о снижении качества семян вне ареала естественного произрастания лиственницы [1]. Наши исследования позволяют сделать иные выводы.

В 2010 году средний процент полнозернистости семян по всей плантации – 64 %, что соответствует II классу качества. В сравнении с наиболее урожайным 2008 годом полнозернистость увеличилась на 25 %. Минимальный процент полнозернистости 59, максимальный – 76, т.е. опыление клонов плантации происходит равномерно, плодоношение стабильно.

В лесокультурной практике в качестве способов повышения доброкачественности семян применяется отсеивание пустых семян или отмывки водой [1]. По данным Л.Т. Свиридова [3] после воздушной очистки у лиственницы остается большее количество пустых семян. По нашим опытам воздушная очистка отсортировывает до 57 % пустых семян от общего их содержания в партии. До 8 % в отходы вместе с пустыми семенами попадают наиболее легкие полнозернистые. Этот способ очистки позволяет повысить качество семян на 10–14 %.

При помещении в воду «утяжеленные» полнозернистые семена тонут, а пустые остаются на поверхности. Количество полнозернистых семян в обработанной партии составляют 80–87 %. Время замачивания 10–12 часов. Разделение семян в обоих способах происходит некачественно ввиду малой разницы в массе пустых и полнозернистых семян, их объемная масса иногда не превышает объемную массу воды и часть семян, имеющих плотную оболочку, остается на поверхности, а семена поврежденные вредителями имеющие летные отверстия оседают на дно. В отличие от семян других хвойных пород коэффициент превышения массы полнозернистых семян над пустыми у лиственницы очень низкий и составляет 1,14, в то время как у сосны крымской – 2,38, у ели колючей – 2,54, у псевдотсуги – 2,08. Применением способов повышения полнозернистости партий семян отвеиванием с последующей отмывкой водой позволяет повышать количество доброкачественных семян до 91–95 % и доводить семена лиственницы до I класса качества.

Масса 1000 шт. семян в 2010 г. по всем клонам превышает норму (7–8 г) и средняя из всех клонов равна 9,8 г, при минимальной – 8,8 г., максимальной – 12,2 г. В сравнении с ранее лучшим по семеношению 2008 годом масса 1000 шт. семян возросла на 32 %. Большая часть клонов в 2010 г. имеют крупные семена с массой превышающей эти максимальные показатели у родительских плюсовых деревьев. Ранговая оценка массы семян двенадцати клонов позволяет выделить лучшие по этому показателю семена клонов № № 4, 6, 7, 8, 12, 17, у которых масса в пределах 9,0–12,0 г. Полученные данные свидетельствуют о высоком качестве семян в интродукционном районе степной зоны.

После расхода большого количества питательных веществ в урожайном 2008 г. (балл 2,8) в следующем 2009 г. (балл 0) деревьям требуется определенный период для восстановления этих запасов. Без «отдыха», даже при наличии благоприятных метеорологических условий, растения не в состоянии обеспечить питательными веществами текущее плодоношение, да еще закладку генеративных органов для следующего урожая. Урожайность плантации в 2010 году самая высокая – 134 кг/га семян II класса качества.

Деревья, произрастающие в лучших лесорастительных почвенных условиях на лесосеменной плантации, при соответствующей оптимальной освещенности крон плодоносят обильнее и более равномерно, чем в культурах и естественных насаждениях. Однако среди них всегда обнаруживаются отдельные экземпляры иногда в разных клонах, которые плодоносят почти ежегодно сильнее и обильнее остальных. Это их биологическая особенность, и они заслуживают особенного внимания для селекционных работ, если другие их качества также ценны для лесного хозяйства.

Таким образом, клоновая плантация лиственницы сибирской в условиях Нижнего Поволжья вступает в пору плодоношения обеспечивающего потребности производства с 24-х лет.

За три последних года (2008–2010) урожайность 1 га лесосеменной плантации соответственно составила 92,0 и 124 кг. Для степной зоны это очень высокая урожайность, превышающая насаждения ареала естественного распространения.

Получены семена достаточно высокого качества с полнозернистостью 64 %, что соответcтвует семенам II класса. Подработка отвеиванием и отмыванием водой позволяют получать семена I класса качества с полнозернистостью до 95 %.

Средняя масса семян по клонам на плантации колеблется в пределах 8,8–12,2 г. и превышает максимальные массы семян родительских плюсовых деревьев и ареала естественного произрастания.

Исследования подтверждают верность выбранного нами исходного направления создания в степной зоне РФ клоновых семенных плантаций лиственницы сибирской для получения местных селекционно-улучшенных семян высокого качества.