Способ отбора маточных деревьев обыкновенной сосны с высокой потенциальной продуктивностью Советский патент 1993 года по МПК A01H1/04 

Изобретение относится к лесному хозяйству и может найти применение при установлении высокопродуктивных форм для закладки семенных плантаций и питомников.

Известен способ отбора сеянцев хвойных растений, позволяющий проводить ран- нюю идентификацию устойчивых и потенциально продуктивных растений. Способ заключается в проведении анализа хвои на качественное содержание белков. Для этого исследуют полученные электро- форетически 3 локуса неспецифических эс- тераз хвои, размерные (морфометрические) характеристики и выживаемость всех сеянцев. Наиболее жизнеспособные и потенциально высокопродуктивные растения имеют максимальную или близкую к ней гетерогенность по всем трем локусам. Основным недостатком данного способа является трудоемкость электрофоретического анализа и невозможность его проведения в полевых условиях. Кроме того, лишь 37,9%

быстрорастущих сеянцев имело гетерогенность по всем трем локусам и 61,6% - гго двум локусам, тогда как количество слаборастущих сеянцев составило 4,2% и 21,3% по трем и двум локусам соответственно. Таким образом, данный способ является лишь вспомогательным к отбору по морфометри- ческим параметрам (высота сеянцев), которые особенно ненадежны в первые годы жизни ввиду значительного влияния условий внешней среды.

Известен также метод экспрессного разграничения генотипической и паратипической изменчивости приростов хвойных растений, позволяющий без смены поколений определить долю генотипической изменчивости осевых годичных приростов в общей фенотипической для исследуемой группы дерев.ьев и установить целесообразность отбора фенотипов при плюсовой селекции. Сущность метода заключается в том, что измеряют шесть годичных осевых приростов на каждом дереве. Из них три

О

xj

4 СП

со

больших прироста и три меньших. Доли рассчитывают для каждого дерева приращения метамерных дисперсий и средних приростов и определяют относительное приращение дисперсии на единицу приращения среднего прироста для всей выборки. Далее оценивают гёнотипическую дисперсию и коэффициент наследуемости в широком смыс- ле слова. Уровень коэффициента наследуемости позволяет делать заключение о целесообразности отбора по морфо- метрическим параметрам. Однако, конкретные критерии отбора не рассматриваются, то есть остаются неясными принци- лы выбора быстрорастущих деревьев особенно в молодом возрасте (5-10 лет), когда в течение нескольких лет распределение деревьев по отдельным морфометриче- ским параметрам может изменяться радикально. Кроме того, использование данного метода не позволяет выявлять непосредственно более быстро растущие деревья, а лишь оцениезть гёнотипическую изменчивость и наследуемость всей выборки.

Следует также указать на сложность сплошного анализа всех деревьев семьи, так как в основе метода лежит выбор трех больших и трех малых годичных приростов деревьев, измеренных у разных деревьев за одни и те же годы, Ввиду варьирования величин приростов по годам у разных деревьев в один год могут быть большими либо малыми. В методе рекомендуется выпадающие деревья не учитывать, что. на практике приводит к отбраковке около 30 - 40 % деревьев в семье и затрудняет подбор объектов исследования.

Цель изобретения-упрощение и повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе отбора маточных деревьев сосны обыкновенной, включающем измерение годичных осевых приростов и их статистическую обработку, согласно изобретению измерение ежегодных осевых приростов производят за последние 5-10 лет отдельных семей полусибсов, затем определяют величины обобщенных приростов 1-ого дерева за два первых года исследуемого периода Zi,2 и величины оптимальных приростов 1-ого дерева за эти годы Pzi.2 по формулам:

Z1.2 (xi1 + XJ2 Х1 ха)2 +х,2 (1 -rxix2)2

v---------ш.

,2 (Р1 + Р2 rxi Х2)2 + Р (1 - rxix2)

(2)

где:

хи - величина осевого прироста 1-ого дерева за первый год исследуемого периода;

xi2 - величина осевого прироста 1-ого дерева за 2-ой год исследуемого периода;

Тх1Х2 - коэффициент корреляции приростов деревьев за первый и второй год периода;

PI - среднеарифметическая величина приростов всех исследуемых деревьев за первый год периода;

2 -. среднеарифметическая величина приростов за второй год периода;

затем вычисляют величину обобщенных приростов 1-ого дерева за()+1)лет2 | и величины оптимальных приростов за (j-И) лет P z по формулам;

20

Z| (Z| + x|j rxixj)2 + xf (l -rzixj)2

(3)

25 Pz V(PZ 4- PJ + 1 rZ|Xjf 4-Pf+l ;(1 -rzixj)

(4)

где:

Zi - величина обобщенного прироста за предыдущие лет,

xij - величина прироста 1-ого дерева за год,

rzixj - коэффициент корреляции масси- eaZ за предыдущие j лет и приростов заО+1)

Г°Д

PZ - величина оптимального прироста за предыдущие j лет,

PJ-M - среднеарифметическая величина

приростов за (J+1) год, после чего определяют разницу между Z i и P z и по ней судят о

потенциальной биологической активности

каждого дерева.

Статистическая обработка осевых приростов за последние 5-10 лет для определения потенциальной биологической

продуктивности в источниках информации

заявителем не обнаружена. На основании

этого можно сделать, вывод о соответствии

предлагаемого технического решения критерию существенные отличия ;

Способ осуществляется следующим образом.

У каждого из обследуемых деревьев отдельно измеряются ежегодные осевые при- росты за последние 5-10 лет. Для облегчения статистической обработки данные измерений сводятся в таблицу. Затем задают (если оно заранее известно) оптимальное значение по приросту или рассчитывают соответствующее ему

среднеарифметическое значение приростов всех исследуемых деревьев за год PJ. После этого вычисляют коэффициент корреляции между первыми двумя приростами rxix2 исследуемого периода и создают массив Z и оптимальное для него значение по формулам (1) и (2).

После определения указанных величин вычисляют коэффициент корреляции rzxj между массивами Z и xi и рассчитывают величину обобщенного прироста 1-ого дерева за п лет Z i и величину оптимального прироста за п лет P z по формулам (3) и (4).

Определив разницу между полученными значениями по формуле:

yi Z rP z

создают массив у. Значение yi для каждого дерева укажет на его потенциальную биологическую продуктивность.

Пример конкретного выполнения,

На опытном участке сравнительных культур сосны обыкновенной в возрасте 10 лет, созданных из семян плюсовых деревьев выбрали 2 семьи полусибсов, полученные от деревьев с номерами регистрации по государственному реестру №31 и № 18. Измерили их ежегодные осевые приросты и произвели необходимые расчеты по приведенным формулам.

Результаты измерений приведены в табл. Т, а результаты расчетов - в табл. 2.

Результаты расчетов обобщенных показателей (табл. 2) каждой семьи в отдельности за 10 лет позволяют выделить как наиболее потенциально продуктивные деревья в семье № 31-7, б, в семье № 18-12, 18,14 (обобщенный показатель (yi) составляет не менее 1,0). Расчет обобщенного показателя совместно в двух семьях за 10 лет показывает, что деревьев семьи N 31 имеют, как правило, наиболее

Формула изобретения Способ отбора маточных деревьев обыкновенной сосны с высокой потенциалъ- . ной продуктивностью, включающий измерение годичных осевых приростов, отличающийся тем, что производят измерение годичных осевых приростов за последние 5-10 лет отдельных семей полусибсов, затем определяют величину приростов дерева за два первых года под формуле:

высокие положительные значения yi, то есть потенциально более продуктивны, чем деревья семьи № 18. Наилучшие характеристики имеют деревья 7, б, 8 и 3 (,100, 5 .923, .8 Р 0. ,701), обладающие также наибольшими высотами (табл. 2). Все деревья семьи NS 18 имеют обобщенный показатель не выше 0,819, а семь из них - отрицательные значения этого параметра. 0 Этот факт связан с исходными генетическими отличиями данных двух семей полусибсов и позволяет предположить, что наиболее близкие по величине деревья внутри семьи более близки генетически.

5 Таким образом, отбор растений по величине, обобщенного показателя частично совпадает с селекцией по высоте деревьев и позволяет выявлять наиболее близкие по продуктивности генетические формы.

0 . Анализ таблицы 2 свидетельствует также о том, что наиболее адекватную оценку биологической продуктивности дает расчет на основе приростов за последние 10 лет. Хороший результат наблюдается и при уче5 те приростов за последние 5 лет. Ошибка возрастает, когда расчет ведется по приростам за последние 3 года и первые 5 лет. Это Объясняется в первом случае небольшим промежутком наблюдений, недостаточным

Ф для объективной оценки, а во втором случае - неточностью измерений, обусловленную размытостью границ между мутовками в этот период. Увеличение же количества наблюдений не приведет к существенному по5 вышению точности, зато значительно повысить трудоемкость расчета, и измерение осевых приростов (с годами, как известно, границы мутовок в нижней части ствола размываются),

0 Поэтому на основании экспериментальных данных можно сделать выводе целесообразности наблюдения приростов в первом классе возраста за последние 5-10 лет.

где Zi,2 - величина обобщенных приростов 1-го дерева;

xii - величина осевого прироста 1-го дерева за первый год исследуемого периода;

xi2 - величина осевого прироста 1-го дерева за второй год;

гХ1х2 - коэффициент корреляции приростов дерееьев за первый и второй год

и определяют величину оптимальных приростов за эти годы по формуле

Использование: сельское и лесное хозяйство. Сггособ включает измерение осевых годичных приростов за последние 5-10 лет отдельных семей полусибсов, затем определяют величину приростов дерева за два первых года и величину оптимальных приростов за эти же годы, после чего определяют величину обобщенных приростов 1-ого дерева за изучаемый период (Z i) и величину оптимальных приростов за этот же период (P z), а о потенциальной продуктивности дерева судят по разности между величиной обобщенного прироста Z i и величиной оптимального прироста за эти годы P z. 2 табл.

Z1.2 - (х|1 +х|2 XI/ Х2)2 -Ьх,2 (l ,2 (Р1 + Р2 Гх1 2)2 4- Р (1 - гх,х2)2,

где Pz 1,2 - величина оптимального прироста за первые два года наблюдений;

Pi - среднеарифметическая величина приростов всех исследуемых деревьев за первый год;

Р2 - среднеарифметическая величина приростов за второй год;

гХ1х2 - коэффициент корреляции приростов деревьев за первый и второй год,

после чего определяют величину обобщенных приростов 1-го дерева за 0+1) лет Z l и величину оптимальных приростов за (j+1) лет Pi по формулам

2 - (Z| +X|j rxix)2 + xjj (1 -rztxj)2

Pz V(PZ + Pj + 1 rzix,)2 + P -f 1 (1 - )2,

где Zi - величина обобщенного прироста за предыдущие J лет наблюдений;

xij - величина прироста 1-го дерева за

Г°А ..; . rzixj - коэффициент корреляции массива

Z за предыдущие j лет и приростов за 0+1 ) год;

PZ - величина оптимального прироста за предыдущие j лет;

Pj+1 - среднеарифметическая величина приростов за 0+1) год,

при этом о потенциальной продуктивности дерева судят по разности между величиной обобщенного прироста за предыдущие годы наблюдений и величиной оптимального прироста за эти же годы.

Таблица 1