3303
.pdf1
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф.Морозова»
ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛЕСОРАЗВЕДЕНИЯ
Методические указания к лабораторным работам для студентов по направлению подготовки 35.03.01Лесное дело,
19.03.01 – Биотехнология (профиль – Промышленная экология)
Воронеж 2017
2
УДК 630.232 Ч 49
Чернодубов А.И. Инновационные технологии лесоразведения [Электронный ресурс] : методические указания к лабораторным работам для студентов по направлению подготовки 35.03.01 – Лесное дело, 19.03.01 – Биотехнология (профиль – Промышленная экология) / А.И. Чернодубов ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» - Воронеж, 2017. - 36 с.
Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № от 2017 г.).
Рецензент: д-р с.-х. наук, в.н.с. В.К. Ширнин
Оглавление
3
Введение……………………………………………………………….. 4
1.Направления селекционного семеноводства……………………… |
5 |
2.Современные технологии семеноводства…………………………. |
6 |
3.Виды семенного покоя и пути его преодоления………………….. |
7 |
4.Микроклональное размножение древесных пород……………….. |
8 |
5.Выращивание посадочного материала в закрытом грунте………. |
9 |
6.Выращивание сеянцев с закрытой корневой системой…………... |
11 |
7.Выращивание крупномерных саженцев…………………………... |
12 |
8.Плантации лекарственных кустарников………………………….. 13
9.Плантации новогодних елок……………………………………….. 15
10.Плантации орехоплодных культур……………………………….. 16
11.Плантации сосен…………………………………………………… 18
12.Плантации ели на балансы………………………………………... 19
13.Плантации тополей и древовидных ив…………………………... 20
14.Плантации ив на прут……………………………………………... 23
15.Виды и способы реконструкции насаждений……………………. 25
16.Лесовыращивание в неблагоприятных условиях роста………… |
27 |
17.Лесовосстановление и разведение в горных условиях………….. |
30 |
18.Виды и структура рекреационных лесов………………………… 32 Общие указания по оформлению реферата…………………………. 34 Библиографический список………………………………………….. 36
Введение
4
В настоящее время все большее внимание уделяется внедрению современных или инновационные технологий в воспроизводство лесных ресурсов, в том числе и при создании искусственных насаждений.
Создание искусственных насаждений начинается с получения высокачественных семян различных древесных и кустарниковых пород. Этим вопросам посвящены первые три занятия, где прорабатываются вопросы формирования современной лесосеменной базы. Знакомятся со скандинавскими технологиями заготовки, переработки лесосеменного сырья, получения и хранения семян. Рассматриваются вопросы предпосевной подготовки семян.
Следующий блок вопросов посвящен современному способу вегетативного размножения - микроклональному размножению древесных пород; выращиванию посадочного материала в закрытом грунте и с закрытой корневой системой, а также крупномерных саженцев.
Важным направлением искусственного воспроизводства является – плантационное разведение с целью получения определенной лесной продукции. Это могут быть плантации для выращивания определенных сортиментов – пиловочника, балансов, фанерного кряжа, так и плодов лекарственных кустарников, трав, новогодних елок, орехов, лозы для производства плетеных изделий.
Большое значение приобретают вопросы реконструкции малоценных насаждений, лесовыращивания в неблагоприятных внешних условиях, формирование рекреационных зон вокруг крупных населенных пунктов.
При подготовке работы учитывался опыт и научные достижения по всем перечисленным вопросам, как в России, так и зарубежных стран.
Лабораторная работа № 1
5
Тема - Направления селекционного семеноводства.
Цель занятия: ознакомиться с последними достижениями в области лесного семеноводства как в нашей стране так за рубежом.
Теоретическая часть: основная задача с начала 90-х годов прошлого столетия заключалась в формировании постоянной лесосеменной базы России на генетико-селекционной основе. В нее входят: генрезерваты, плюсовые насаждения, деревья, лесосеменные плантации, постоянные лесосеменные участки. Не менее важным вопросом является правильный выбор направления селекции древесных пород для определенных древесных пород и лесорастительных зон обширных территорий страны – индивидуальной (плюсовой), популяционной селекции или сочетания плюсовой и популяционной.
Практическая часть: презентация и обсуждение доклада «Направления селекционного семеноводства».
Сведения об объектах ЕГСК в Центральном Черноземье и юге России (га)
Область, |
Плюс. |
Плюс. |
ЛСП |
ПЛСУ |
Маточ- |
Архи-вов |
Генрезер- |
край |
дер.ш |
насаж |
|
|
ников |
|
ватов |
|
т. |
- |
|
|
|
|
|
|
|
дений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЦЧО |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Белгород |
260 |
- |
3.0 |
470.0 |
- |
- |
479.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Воронеж |
267 |
- |
25.4 |
1782.8 |
3.6 |
4.0 |
1890.0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Курск |
228 |
88.9 |
5.0 |
107.3 |
- |
- |
686.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Липецк |
194 |
19.6 |
17.1 |
87.0 |
- |
- |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
Тамбов |
220 |
139.2 |
28.2 |
146.0 |
1.7 |
- |
258.0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Итого |
1169 |
247.7 |
78.7 |
2593.1 |
5.3 |
4.0 |
3314.0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЮФО |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Адыгея |
500 |
252.8 |
56.9 |
444.8 |
3.8 |
- |
1725.0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Краснодар |
1346 |
1177. |
37.2 |
776.7 |
3.6 |
0.4 |
5664.7 |
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Астрахань |
251 |
- |
5.0 |
111.7 |
3.7 |
- |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
Волгоград |
495 |
- |
109.9 |
89.1 |
- |
- |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ростов |
78 |
- |
7.0 |
23.7 |
- |
- |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
Итого |
2670 |
1430. |
206.0 |
1446.0 |
11.0 |
0.4 |
7389.7 |
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рассчитать: сколько га лесосеменных плантаций можно заложить, если на 1 га должно быть не менее 50 плюсовых деревьев:
1вариант – Белгород, Адыгея; 2 вариант – Воронеж, Краснодар;
6
3 вариант – Курск, Астрахань; 4 вариант – Липецк, Волгоград; 5 вариант – Тамбов, Ростов.
Контрольные вопросы
1.Какими нормативными актами регламентируется лесное семеноводство России?
2.Назовите составляющие ПЛСБ.
3.Назовите преимущества и недостатки плюсовой и популяционной селекции.
Лабораторная работа № 2
Тема - Современные технологии лесного семеноводства.
Цель занятия: знакомство со скандинавскими технологиями лесного семеноводства.
Теоретическая часть: скандинавские страны (Финляндия, Швеция) являются наиболее передовыми в области лесного семеноводства и создания искусственных насаждений. Шведский лесовод-селекционер Б. Линдквист (1948) разработал основные принципы отбора плюсовых деревьев по внешним фенотипическим признакам (высота и диаметр) при инвентаризации естественных древостоев и простые для воспроизводства при формировании лесосеменных объектов. На этой основе разработан целый комплекс машин и оборудования для получения семян различных древесных пород.
Практическая часть: презентация и обсуждение доклада «Современные скандинавские технологии лесного семеноводства».
Задачи: 1) какова максимальная температура нагревания шишек при их переработке?
Выбрать правильный ответ30; 41; 15; 0; 50 градусов Цельсия. 2)для чего проводится сепарация семян?
Ответ: для отделения от мусора; для выделения наиболее крупных и тяжелых семян; для сушки семян.
3)Какова оптимальная температура хранения семян?
Ответ: 10-15 градусов; 20-25 градусов; 0-5 градусов.
7
Контрольные вопросы
1.Раскажите о шведской технологии переработки шишек.
2.Изложите суть влажного метода обескрыливания семян.
3.Для чего производят сепарацию семян и с помощью, каких машин?
Лабораторная работа № 3
Тема - Виды семенного покоя и пути его преодоления Цель занятия: с чем связан семенной покой и как подготовить
семена для посева.
Теоретическая часть: с целью сохранения видов различных древесных, травянистых растений в процессе эволюции выработались
способность впадать в покой. Так в Египте в пирамидах в специальных потайных камерах были обнаружены семена ячменя, пролежавшие там несколько сотен лет и не потерявшие способности к прорастанию.
Различают типы экзогенного, эндогенного и комбинированного покоя. Типы экзогенного покоя определяются различными особыми свойствами семенной кожуры и (или) околоплодника. Эндогенный покой всегда связан с состоянием зародыша. Комбинированный покой вызывается сочетанием причин, обусловливающих экзогенный и эндогенный покой.
Стимуляторы роста. Например, примененный гиббереллин индуцировал ферментативную активность и рост зародыша у лещины. У клена белого цитокинины, а не гиббереллины, нарушали покой семян. У других видов, таких, как персик и клен сахарный, гиббереллины и цитокинины могли преодолеть покой семян. У многих видов покой семян может быть нарушен приемами, направленными на изменение соотношения между ингибиторами и стимуляторами роста и увеличивающими их механическое сопротивление по отношению к растущему зародышу. Приемы, используемые для нарушения покоя зародыша, обычно также направлены на то, чтобы сдвинуть соотношение между гормонами в пользу стимуляторов роста. Дозревание. У семян, обладающих лишь средней глубиной покоя зародыша, период дозревания проходит в условиях сухого хранения. Во время дозревания устойчивость семян к окружающим условиям увеличивается. Температурный диапазон для, прорастания становится значительно шире по сравнению с температурами для свежесобранных семян, которые могут прорастать либо при очень низких, либо при очень
8
высоких температурах. Специфические требования к температурному и световому режиму в процессе дозревания постепенно исчезают.
Практическая часть: презентация и обсуждение доклада «Виды семенного покоя и пути его преодоления».
Задачи: 1) чем вызван эндогенный покой?
Выбрать правильный ответ – строением оболочки семени; недозрелостью зародыша; недостаточностью запасных веществ.
2) чем вызван экзогенный покой?
Ответ - строением оболочки семени; недостатком белков, жиров,углеводов; недозрелостью зародыша.
3) чем вызван комбинированный покой?
Ответ - недозрелостью зародыша и строением оболочки; недостатком белков, жиров, углеводов; высоким содержанием микроэлементов.
Контрольные вопросы
1.Какие виды семенного покоя Вы знаете?
2.С чем связан эндогенный покой?
3.С чем связан экзогенный покой?
Лабораторная работа № 4
Тема - Микроклональное размножение древесных пород Цель занятия: ознакомиться с современным способом
вегетативного размножения – микроклональным размножением.
Теоретическая часть – основной и самый простой способ размножения это посев семян. Но при таком способе происходит менделевское расщепление и потеря части ценных признаков. Поэтому при размножение гибридов, сортов применяется вегетативное размножение. При этом полностью сохраняются материнские признаки. Одним из методов вегетативного размножения является микроклональное размножение.
В чем преимущество данного способа размножения:
-максимальное получение нового селекционного материала, коэффициент размножения может достигать 104-105.
-чистота селекционного материала от инфекций и вирусов;
-разработаны специальные биологические реакторы для получения веществ вторичного происхождения (эфирные масла, алкалоиды, гликозиды,
9
стероиды и другие), используемые в фармакологии, парфюмерии, косметологии, на основе суспензионных культур.
Практическая часть: презентация и обсуждение доклада «Микроклональное размножение древесных пород».
Задачи: 1) в каких условиях проводится микроклональное размножение?
Выбрать правильный ответ – на открытом воздухе; в стерильных условиях; в газовой среде.
2) на чем проводится размножение растений?
Ответ – на специальном субстрате; на песке; на гравии.
Контрольные вопросы
1.Что такое клональное микроразмножение?
2.В чем преимущество микроклонального размножения как метода вегетативного размножения.
3.Как осуществляется акклиматизация пробирочных растений?
Лабораторная работа № 5
Тема - Выращивание посадочного материала в закрытом грунте
Цель занятия – рассмотреть особенности выращивания посадочного материала в закрытом грунте.
Теоретическая часть – Для выращивания сеянцев в стационарных теплицах используют рыхлый субстрат, который слабо уплотняется и не требует рыхления, мало заселен семенами трав, обладает антисептическими свойствами и не имеет инфекционных грибных болезней. Оптимальные условия минерального питания сеянцев обеспечиваются за счет пропитки субстрата растворами, содержащими необходимые элементы минеральной пищи.
Выращивание в полиэтиленовых теплицах сеянцев имеет следующие преимущества по сравнению с открытым грунтом: посев семян можно начинать на 2 недели раньше; норма высева семян на 1 м посевной бороздки снижается на 30-40 %; грунтовая всхожесть семян выше в 3-5 раз, а выход сеянцев с единицы площади в 4-7 раз; период роста сеянцев удлиняется на несколько недель; интенсивность фотосинтеза возрастает, а транспирация снижается; срок выращивания стандартного посадочного материала сокращается на 1 год.
10
Работы в теплицах начинаются гораздо раньше, чем в открытом грунте. Поэтому осенью проводят все необходимые подготовительные работы, а ранней весной теплицы покрывают полиэтиленовой пленкой, завозят субстрат, а затем высевают семена.
Лучшим субстратом для выращивания сеянцев сосны, ели и лиственницы считают удобренный свежий слаборазложившийся (степень разложения 5-10 %) сфагновый верховой торф. Он слабо уплотняется и не требует рыхлений, мало заселен семенами трав, обладает антисептическими свойствами и не имеет инфекции грибных болезней. Торф заготавливают осенью. Ранней весной его смешивают с известью, фосфорными и калийными удобрениями, которые вносят в соответствии с принятыми дозами. Затем торф завозят в теплицу и рассыпают слоем 15-18 см.
Впериод прорастания семян для сохранения тепла и влажности воздуха и повышения температуры в теплице ее проветривают минимально. После появления всходов, когда сеянцы особенно чувствительны к перегреву, в жаркие часы дня (с 11 до 16 ч) теплицы проветривают с таким расчетом, чтобы относительная влажность воздуха не падала ниже 60 %. В дальнейшем (примерно с 20 июня до середины июля) в период формирования корневой системы и ассимиляционного аппарата сеянцев интенсивность проветривания усиливается. После этого ее снижают с таким расчетом, чтобы обеспечить температуру воздуха в пределах 20-30 °С, а влажность воздуха 75-85 %. С середины или второй половины августа теплицы постепенно раскрывают, что приводит к выравниванию гидротермического режима в теплице с условиями открытого грунта. К моменту полного удаления пленки происходит одревеснение стволика и закаливание растения.
Поливы посевов проводят в первой половине вегетационного периода (май, июнь), ежедневно (при дождливой и пасмурной погоде через 1-2 дня), в последующем через 2-3 дня, а с середины августа 1 раз в неделю. Периодичность и интенсивность поливов устанавливают по степени влажности субстрата.
Впериод наиболее интенсивного роста сеянцев вносят жидкие азотные удобрения. Для этой цели используют поливную систему. Необходимость в прополках посевов на слаборазложившемся сфагновом верховом торфе обычно незначительна и рыхление субстрата, как правило, не требуется.
При тщательном соблюдении технологии выращивания сеянцев на сфагновом торфе обычно не наблюдается поражения всходов и сеянцев болезнями. Однако повышенная температура и слабая аэрация воздуха в теплице создают предпосылки для развития грибных болезней. Поэтому за