Селекционный процесс прерывать нельзя
«Если хотя бы однажды гены, генные комплексы или уникальные популяции древесных пород будут потеряны, они будут потеряны навсегда», - убеждена специалист Карельской лесосеменной станции Центра защиты леса Ленинградской области Марина Щурова. Опытный селекционер рассказала, что нужно сделать сегодня, чтобы завтра лесное хозяйство региона не осталось без качественных семян.
- Расскажите, пожалуйста, какие изменения произошли в работе Рослесозащиты в сфере лесного семеноводства?
- До 2014 года мы следили за происхождением семян, сих качеством, осуществляли семенной контроль, сопровождали работы по созданию и содержанию объектов лесного семеноводства. А в прошлом году значительная часть полномочий в сфере лесного семеноводства, в частности работы по созданию и содержанию объектов семеноводства, была передана непосредственно в субъекты РФ. Я всецело поддерживаю это решение Рослесхоза, так как теперь регионы наконец-то могут полноценно заниматься развитием объектов лесного семеноводства, ведь объем работ по формированию объектов постоянной лесосеменной базы прописан в Лесном плане каждого региона.
В прошлом году по инициативе министерства по природопользованию и экологии Карелии мы оказывали консультационную помощь при проведении и приемке работ по эксплуатации объектов лесного семеноводства и уходу за ними. В частности, давали оценку состоянию плантаций и объемов, испытательных культур и архивов клонов на период до 2018 года.
- А как отслеживается состояние лесных генетических ресурсов?
- С 2015 года одна из функций нашей организации - мониторинг состояния лесных генетических ресурсов. А еще - контроль оборота репродуктивного материала лесных растений при воспроизводстве лесов.
Селекционная категория, качество и происхождение семян - это основа эффективного искусственного лесовосстановления. Конечным продуктом селекционно-семеноводческого производственного цикла является генетически улучшенный, в идеале сортовой семенной материал для искусственного лесовосстановления. Поэтому наша главная задача в настоящее время и на перспективу - обеспечение республики генетически улучшенными местными семенами основных лесообразующих пород.
В настоящее время в Карелии в сфере лесного семеноводства накопился ряд проблем, которые необходимо срочно решать, чтобы не прерывать селекционный процесс. В противном случае придется начинать все заново, поскольку одним из факторов времени в семеноводстве является старение материала при вегетативном размножении.
Возраст более половины всех лесосеменных плантаций (ЛСП) в Карелии - 25 лет и более. Уже через десять лет они начнут выбывать из эксплуатации, и заменить их будет нечем, ведь с 1997 года в Карелии лесосеменные плантации в необходимом объеме не закладывались. И только в 2012 году по нашей инициативе было заложено 4 га ЛСП клонов северных экотипов сосны. Лет через десять заготавливать улучшенные семена в Карелии будет негде. Ведь в наших условиях клоновые лесосеменные плантации начинают давать урожай шишек сосны в производственных объемах в возрасте 10-12 лет. Чтобы вырастить привитый посадочный материал, необходимы четыре года. Таким образом, если, к примеру, в 2019 году заложить плантацию сосны обыкновенной, то первый урожай шишек мы получим не ранее 2033 года.
- Сегодня нередко говорят о необходимости создания ЛСП 2-го порядка...
- Действительно, сегодня создавать ЛСП 1-го порядка не имеет смысла. Надо двигаться дальше - повышать селекционный уровень новых плантаций. Следует переходить к ЛСП 1,5-го и 2-го порядка, которые и должны стать источниками генетически улучшенных семян.
Однако для создания плантаций 2-го порядка необходимо осуществлять комплексную селекционно-генетическую оценку клонов на ЛСП 1-го порядка, начиная с оценки самих вегетативных потомств по комплексу габитуальных и репродуктивных показателей и заканчивая оценкой их семенного потомства в испытательных культурах.
В настоящее время эти работы в регионе проводятся в недостаточном объеме. Еще один важный момент: в последнее десятилетие ввиду отсутствия у хозяйствующих субъектов подъемников, позволяющих обрабатывать кроны семенных деревьев, на ЛСП собирается не более 10-15% урожая шишек.
Говоря о проблеме использования качественных семян, обеспечивающих воспроизводство продуктивных и устойчивых лесов, нельзя не затронуть вопрос лесосеменного районирования. В качестве первоочередной должна быть поставлена задача разработки и строгого соблюдения обновленного лесосеменного районирования. Эта мера должна почти полностью исключить использование в лесовосстановлении семян, собранных за пределами Карелии и Мурманской области.
- С этого года государственным мониторингом воспроизводства лесов занимается Рослесозащита...
- Это новое для нас направление работы, сложное и ответственное, так как мониторинг предполагает полную оценку воспроизводства лесов на всех этапах восстановления леса - от происхождения семян и проверки их качества до рубок ухода включительно.
В прошлом году на основе данных по Республике Карелия и Мурманской области созданы расчетно-технологические карты. Проработаны нормативно-технические вопросы, так что мы полностью готовы выполнить возложенные на нас задачи. Между тем методика работ пока еще не утверждена, и это одно из серьезных препятствий для ведения полноценного мониторинга.
- Что вы можете рассказать о выращивании посадочного материала с закрытой корневой системой?
- Технология производства посадочного материала с закрытой корневой системой получила широкое распространение в мире и продолжает быстро развиваться и совершенствоваться. И в России эта технология вытесняет традиционную технологию производства посадочного материала с открытой корневой системой.
В Карелии посадочный материал с закрытой корневой системой стал применяться с 1994 года. Сейчас тепличные комплексы по его производству работают в четырех центральных лесничествах. Основной плюс посадочного материала с закрытой корневой системой - значительное сокращение сроков выращивания, что особенно важно в условиях холодного климата. К минимуму сводится продуцирующая площадь и уменьшается объем используемых семян, почти нет проблемы весьма затратной борьбы с сорняками, предотвращается загрязнение грунтовых вод удобрениями и пестицидами. Последнее для Карелии особенно актуально, поскольку все базисные питомники расположены на легких почвах и находятся вблизи водоемов или связаны с ними сетью рек и ручьев.
Безусловно, к плюсам относится и высокая приживаемость сеянцев при посадке, позволяющая исключить или свести к минимуму такой вид работ, как дополнение лесных культур, а также уменьшение количества высаживаемых растений на один гектар. Тепличные комплексы по выращиванию посадочного материала с закрытой корневой системой обеспечивают максимальную автоматизацию и механизацию всего технологического процесса.
- Каким образом используемая технология влияет на качество итогового продукта - древесины?
- Не секрет, что искусственные леса даже при соблюдении всех необходимых агротехнических требований уступают естественным не только по устойчивости, но нередко и по продуктивности.
Это можно объяснить длительной адаптацией лесных пород к местным условиям в процессе эволюции. Нарушая естественный процесс лесовозобновления (выращиванием культур) и часто используя при этом семена низкого качества, мы создаем насаждения с не самыми лучшими характеристиками. Чтобы этого не происходило, необходимо иметь высококачественный лесосеменной материал.
Важной составляющей процесса производства высококачественного посадочного материала при выращивании сеянцев с закрытой корневой системой выступает селекционная категория семян, обеспечивающая получение искусственных насаждений с заданными характеристиками роста, устойчивости и другими характеристиками.
Необходимо отметить, что в последние десятилетия структура лесного фонда России изменилась не в лучшую сторону. Это относится не только к Карелии, но и к другим регионам. В результате интенсивных рубок наиболее хозяйственно привлекательных фенотипов и генотипов лесных древесных пород в течение длительного времени происходило истощение и обеднение генофонда на огромных территориях.
По мере истощения своих сырьевых баз лесозаготовительные предприятия вместо высокопроизводительных насаждений вынуждены вовлекать в эксплуатацию менее продуктивные низкокачественные ельники и сосняки, что приводит к тому, что основная масса семян заготавливается в низкокачественных насаждениях. Таким образом, потенциал заготовки шишек хвойных пород на лесорубочных делянках существенно снизился. И если учесть, что некоторые отрицательные в хозяйственном отношении свойства древесины, такие, например, как сучковатость, наследуются в семенном потомстве, то можно предположить, какими характеристиками будут обладать насаждения, выращенные из таких семян.
Селекция лесных древесных пород - важное средство сохранения и улучшения ценных породных свойств древесины, которые при интенсивной эксплуатации лесов исчезают вследствие «отрицательной селекции».
Игнорирование генетико-селекционных принципов при лесовыращивании значительно снижает эффективность лесовосстановления. По данным научных исследований, предельные потери от нерегламентированного использования семян по селекционным категориям деревьев доходят до 20%. Поэтому одним из главных путей решения проблемы повышения качества, устойчивости и продуктивности будущих лесов является использование при искусственном лесовосстановлении генетически улучшенных семян с высокими посевными качествами.
В некоторых странах уже достигнут высший уровень развития селекционно-семеноводческого цикла, когда все новые рукотворные леса создаются при использовании посадочного материала, выращенного из районированных улучшенных и сортовых семян. Например, в Финляндии потребность лесовосстановления в улучшенных семенах сосны обыкновенной обеспечивается на сто процентов.
- Что нужно делать, чтобы не потерять генетическую устойчивость насаждений?
- Проблема серьезная: если гены, генные комплексы или уникальные популяции древесных пород будут потеряны, это будет катастрофа.
К тяжелым последствиям ведет и истощение генетического потенциала вида, так как в этом случае возможна потеря устойчивости наиболее ценных комплексов генов. Есть два основных метода сохранения генетических ресурсов.
Первый - сохранение деревьев и насаждений в естественных популяциях, т. е. в местах их извечного произрастания - лесных генетических резерватах, сохранение плюсовых деревьев, плюсовых насаждений.
Второй путь - сохранение генных комплексов или генотипов, которые содержат такой же генетический материал, как у насаждений, растущих в естественных условиях. Этого можно достичь при создании лесосеменных плантаций, архивов клонов, коллекционных культур, испытательных культур, семян, культур клеток и тканей и др.
Очевидно, что к сокращению генетической базы приводит в большей или меньшей степени почти каждый метод улучшения породных свойств в результате селекционной деятельности.
Известно, что ограниченное количество генотипов, используемых при создании клоновых лесосеменных плантаций, и направленный искусственный отбор ведут к снижению генотипического разнообразия будущих насаждений. Для обеспечения сохранения в семенном потомстве генотипического разнообразия природных популяций на ЛСП должно быть представлено как можно больше плюсовых деревьев.
Согласно нормативным документам, при создании ЛСП блоками в течение нескольких лет не менее 50 плюсовых деревьев должны расти не более чем на трех примыкающих блоках. В этом отношении лесосеменные плантации Карелии уникальны, так как на них представлено вегетативное потомство около 1000 плюсовых деревьев, отобранных на территории республики.
В процессе селекции генетическая база неизбежно сужается и требуется периодическое пополнение элитных селекционных популяций. Для сохранения генетического разнообразия будущих насаждений на первоначальном этапе плюсовой селекции следует вовлекать в процесс создания ЛСП и оценки испытательных культур как можно больше плюсовых деревьев (несколько тысяч). Это позволит в дальнейшем вести работу с элитой.
Согласно современным представлениям в области селекции, набор из 600 плюсовых деревьев для отдельной породы и селекционной зоны считается достаточным для начала селекционного процесса. Южнокарельский семенной район пока еще соответствует этому требованию. Таким образом, в Карелии для осуществления полноценной селекционной программы по сосне обыкновенной и ели европейской необходимо дополнительно отобрать около 1000 плюсовых деревьев сосны и ели, произрастающих севернее 63° с. ш. Поэтому вопрос отбора новых плюсовых деревьев и их оценки будет актуален всегда.
В качестве альтернативы принятой в России плюсовой схеме селекции древесных видов некоторые исследователи предлагают вести селекцию на основе использования природных популяций как единицы эволюции. Плюсом такого подхода является сохранение и использование генетического разнообразия лучших природных популяций, которые представляют собой цельную систему генотипов с разной реакцией на условия роста и разным сочетанием признаков. Считается, что такие системы наиболее устойчивы к неблагоприятным факторам среды.
- Один из символов Карелии - карельская береза. Как обстоят дела с ее сохранением?
- В южной части Карелии произрастает больше всего деревьев карельской березы в нашей стране. С 1973 года в республике ведутся работы по созданию постоянной лесосеменной базы карельской березы для сохранения ценного генофонда, получения улучшенных семян. Более чем за 40-летний период созданы лесосеменные плантации, отобраны плюсовые деревья, создан архив клонов, выделены постоянные ботанические заказники и т. д.
Мы научились получать гибридные семена методом контролируемого опыления плюсовых деревьев, что позволяет выращивать искусственные насаждения карельской березы с выходом узорчатых форм до 90%.
Карельскую березу можно успешно выращивать во многих регионах России, главная проблема - наличие улучшенных семян. Центр защиты леса Ленинградской области может возглавить работы по получению улучшенных семян и оказывать всестороннюю техническую и методическую помощь в выращивании улучшенного посадочного материала и создании искусственных насаждений карельской березы для получения ценной узорчатой древесины и других целей.
Беседовал Никита ПАВЛОВИЧ
