Выбор и обоснование схем смешения клонов и полусибсов

на семенной плантации

Обязательным требованием при создании ЛСП является соблюдение правила смешения клонов или семей (при семенном происхождении посадочного материала). Выбор и обоснование схемы размещения клонов на маточной плантации выполняется на основе существующих разработок (Любавская, 1984; Райт, 1978; Котов, 1997 и др.). При этом предусматривается такое решение задачи, при котором каждое растение отдельного клона (каждая особь каждого клона) или каждое растение полусибсовой семьи, представляющие собой вегетативное или семенное потомство одного плюсового дерева, было бы окружено наибольшим числом представителей других клонов или семей соответственно. Необходимость именно такого подхода к формированию ЛСП обусловлено способностью однодомных древесных растений, которые сами по себе в нормальных условиях являются перекрестно опыляемыми, к самоопылению. Самоопыление ведет к гомозиготизации семенного поколения, что, в свою очередь, способствует накоплению в нем особей с проявлением рецессивных признаков. Это приводит к ослаблению жизнеспособности (в широком понимании) семенного потомства. Перекрестное опыление, наоборот, способствует поддержанию высокого уровня гетерозиготности, что уменьшает долю рецессивных проявлений признаков и способствует проявлению эффекта гетерозиса. Все это обеспечивает более высокие качества семенного потомства. Следовательно, при создании ЛСП необходимо добиваться условий, максимально благоприятствующих перекрестному опылению между разными клонами или семьями, и всемерно устранять возможность самоопыления. Желательно, чтобы каждый клон имел возможность быть опыленным пыльцой всех остальных клонов на плантации. Это достигается тем, что вокруг каждой особи отдельного клона в соответствии с выбранной схемой размещения посадочных мест располагаются неповторяющиеся особи других клонов, вокруг следующей особи первого клона располагается другой набор неповторяющихся особей следующей группы клонов и т.д.

Существуют разные схемы смешения клонов. Одной из них является так называемая блочная схема (рис. 1), при которой весь набор клонов (или представителей полусибсовых семей) размещается по одному растению в порядке возрастания номеров от первого до последнего на каждом из ограниченных участков - блоков. Каждый блок включает в себя весь набор клонов, размещаемых в том или ином порядке в зависимости от их количества и выбранных площадей питания. За первым блоком идет второй такой же, затем третий и т.д., образуя полосы блоков. За первой полосой блоков на местности идет вторая такая же полоса и т.д. (3 × 3 = 9 блоков; 2 × 5 = 10 блоков; 3 × 4 = 12 блоков, 5 × 5 = 25 блоков и т.д.). В итоге на площади размещается некоторый набор блоков с полным набором клонов по одному растению в каждом. В такой ситуации обеспечивается еще одно важное требование - одноименные клоны максимально удалены друг от друга. Предложенная схема весьма удобна в практической реализации и, по мнению некоторых исследователей (Котов, 1997), может найти широкое применение при создании плантаций различных видов деревьев и кустарников. Как правило, форма блоков квадратная или близкая к ней. Недостатком этой схемы смешения является одинаковое сочетание и размещение клонов в каждом блоке, что в известной степени ограничивает возможность комбинации скрещивания между различными клонами (клоны удалены один от другого в разной степени). Этот недостаток устраняется в других схемах смешения клонов, которые, как правило, более сложно организованы и вследствие этого технически более сложны для выполнения.

 

1	2	3	4	5	6	7	8	9 10	1	2	3	4	5	6	7	8	9 10
11	12	13	14	15	16	17	18	19 20	11	12	13	14	15	16	17	18	19 20
21	22	23	24	25	26	27	28	29 30	21	22	23	24	25	26	27	28	29 30
31	32	33	34	35	36	37	38	39 40	31	32	33	34	35	36	37	38	39 40
41	42	43	44	45	46	47	48	49 50	41	42	43	44	45	46	47	48	49 50
1	2	3	4	5	6	7	8	9 10	1	2	3	4	5	6	7	8	9 10
11	12	13	14	15	16	17	18	19 20	11	12	13	14	15	16	17	18	19 20
21	22	23	24	25	26	27	28	29 30	21	22	23	24	25	26	27	28	29 30
31	32	33	34	35	36	37	38	39 40	31	32	33	34	35	36	37	38	39 40
41	42	43	44	45	46	47	48	49 50	41	42	43	44	45	46	47	48	49 50

 

Рис. 1. Схема смешения 50 клонов (семей) прямоугольными блоками

 

При использовании схемы случайного смешения в рядовой посадке семенной плантации (по Лангеру и Штерну, цит. по Любавской, 1982, стр. 219).

Каждый клон (за исключением крайних рядов по периметру плантации) будет окружен саженцами 6 других клонов (рис 2). По этой схеме базовым вариантом создания плантации принимается плантация из 10 клонов, каждый из которых представлен 10 саженцами. Тогда каждый клон, представленный 10 саженцами, будет иметь возможность быть окруженным 60 другими саженцами, представляющими другие клоны. Графическое изображение схемы, имеющееся почти во всех учебниках по лесной селекции (см. рис. 2), показывает, что каждое растение каждого клона имеет одинаковые возможности к сочетанию с оставшимися растениями других клонов и минимальные возможности к переопылению пыльцой того же клона с других растений, представляющих его. Такая схема может быть составлена для любого (более 10) набора клонов, при принципиально любом представительстве каждого из них (по 10 и более саженцев). При этом следует предусмотреть, чтобы каждый ряд содержал один полный набор клонов без повторения в блоке. Наиболее часто реализация представленной схемы на практике предусматривает то, что посадочные места каждого четного ряда смещены по отношению к посадочным местам каждого нечетного ряда на половину шага посадки.

 

 

№								Номера клонов-саженцев
ряда			при размещении посадочных мест в рядах по территории плантации
1	4		6		3		1		7		9		2		10		5		8
2		7		2		8		10		5		6		3		4		9		1
3	5		1		4		9		2		1		7		8		6		3
			0
4		8		6		3		7		4		9		2		1		5		10
5	2		9		1		10		8		6		5		3		4		7
6		4		7		5		2		1		10		8		9		6		3
7	1		6		8		3		9		4		7		1		5		2
	0
8		1		9		4		10		6		5		2		3		7		8
9	7		5		2		1		8		3		10		4		6		9
10		8		6		3		5		4		7		9		1		2		10

Рис. 2. Схема размещения 10 клонов (по 10 растений в каждом)

на семенной плантации (по Лангеру и Штерну).

 

При использовании периодически повторяющейся схемы смешения клонов в первый ряд, как правило, высаживают по одному саженцу каждого клона, формируя тем самым базовый параметр блока. Каждому клону (каждому растению, представляющему клон) присваивается порядковый номер в соответствии с порядковым номером посадочного места в первом ряду. В следующий ряд на первое посадочное место высаживают клон, имеющий порядковый номер (по порядку, принятому в первом ряду) на 5 - 7 или иное количество единиц больший, чем номер «первого» посадочного места, и далее все клоны по порядку. При этом после посадки клона с последним порядковым номером ряд продолжают заполнять недостающими (до полного набора) клонами, начиная с первого и заканчивая клоном, имеющим порядковый номер, на один меньший, чем в самом начале ряда. При высадке растений в третий и последующий ряды указанное требование сохраняется. Возможен и несколько иной порядок реализации периодически повторяющейся схемы смешения. При этом саженец, представляющий первый клон (по порядку, принятому в первом ряду), во втором ряду высаживают на пятое (шестое, седьмое или иное) посадочное место. За ним размещают все остальные клоны в соответствии с их порядковыми номерами, заполняя ряд до конца. Клоны с последними по счету порядковыми номерами, не вместившиеся в ряд (поскольку ряд начинался не с первого, а с пятого или иного посадочного места), высаживают в начале того же ряда с первого посадочного места в соответствии с возрастающими номерами. В следующем (третьем) ряду первый клон смещают еще на пять (или иное число) мест по отношению к предыдущему ряду и т.д. (рис. 3, 4).

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12…………….50

 

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 ……50………7

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 ……50……..14

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 ……50……..21

                                …………………………………………………………………………….                               

 

Рис. 3. Периодически повторяющаяся схема смешения для 50 клонов (по М.М. Котову, 1997).

В данном курсовом проекте я проектирую в качестве схемы смешения «Схема челночного смешения».

Нередко при реализации блочной схемы смешения порядок чередования клонов или представителей полусибсовых семей определяется челночной схемой (рис. 4). Она может применяться наряду с периодически повторяющимися схемами смешения. Её организация предусматривает размещение в первом ряду клонов или представителей семей по порядку их номеров, начиная с первого и заканчивая номером, соответствующим возможному числу посадочных мест в ряду. Второй ряд имеет такое же количество посадочных мест, но их нумерация продолжает предыдущий ряд, начиная с последнего места к первому. Нумерация последующих рядов организуется аналогичным образом. После того, как будет исчерпан один полный набор клонов, ряд продолжается их следующим комплектом в порядке возрастания номеров.

 

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
38	37	36	35	34	33	32	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20
39	40	41	42	43	44	45	46	47	48	49	50	1	2	3	4	5	6	7
26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8
27	28	29	30	31	32	33	34	35	36	37	38	39	40	41	42	43	44	45

…………………………………………………………………………………………………………………….

Рис. 4. Схема челночного смешения 50 клонов (семей) в блоке ЛСП

 

Благодаря данному смещению не будет происходить опыление проектируемой породы с живой изгородью.