Учреждение образования
«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра лесных культур и почвоведения
ГЕНЕТИКА И СЕЛЕКЦИЯ
Методические указания к выполнению курсовой работы
по одноименной дисциплине для студентов очной и заочной форм
обучения специальности 1-75 01 01 «Лесное хозяйство»
Минск 2011 УДК 630*165(076.5)(075.8) ББК 43.4я73 Г34 Рассмотрены и рекомендованы к изданию редакционно-издательским советом университета Составители:
Л. Ф. Поплавская, П. В. Тупик Рецензент кандидат биологических наук, доцент кафедры ландшафтного проектирования и садово-паркового строительства УО «Белорусский государственный технологический университет»
Т. М. Бурганская По тематическому плану изданий учебно-методической литературы университета на 2011 год. Поз. 9.
Предназначено для студентов специальности 1-75 01 01 «Лесное хозяйство» очной и заочной форм обучения.
© УО «Белорусский государственный технологический университет»,
ВВЕДЕНИЕ
Повышение продуктивности, качества, устойчивости лесов, усиление их средообразующих функций – основные задачи лесного комплекса Республики Беларусь. Одним из средств их решения является использование при воспроизводстве лесов семян с ценными наследственными свойствами, а также перевод лесокультурного производства на генетико-селекционную основу.В настоящее время приоритетными направлениями генетикоселекционных основ воспроизводства лесов республики являются:
развитие и совершенствование лесосеменной базы, селекция лесных древесных пород, сохранение лесных генетических ресурсов.
Развитие и совершенствование постоянной лесосеменной базы (ПЛСБ) должно обеспечить предприятия лесного хозяйства ценными семенами лесных древесных пород. При создании лесов будущего планируется использовать 50% семян, заготовленных на лесосеменных плантациях, и 50% – в лучших естественных насаждениях. Для этого предусматривается развитие двух направлений семеноводства: популяционного и плантационного. Лесосеменная база селекции популяции включает: плюсовые насаждения, лесосеменные заказники, постоянные лесосеменные участки (ПЛСУ). Для усиления популяционного направления предполагается выделение хозяйственных семенных насаждений (ХСН).
В условиях развития лесной селекции основная задача заключается в улучшении качества и повышении продуктивности лесов путем управления наследственностью и изменчивостью древесных растений. Лесная селекция тесно связана с лесным семеноводством, целью которого является получение сортовых семян и районирование их использования.
При отборе на улучшение количественных и качественных признаков насаждений главным направлением является популяционная селекция, основанная на использовании превосходства по селекционным признакам перспективных популяций, выявленных при сравнительных испытаниях в культурах. При отборе на улучшение качественных признаков деревьев и древесины, увеличение массы древесины при коротких циклах выращивания планируется использовать индивидуальную селекцию. В обоих направлениях селекции предусматривается закладка опытов по испытанию потомства.
Настоящие методические указания составлены для студентов очной и заочной форм обучения с целью их ознакомления с основными положениями лесного семеноводства Республики Беларусь и получения теоретических навыков проектирования объектов постоянной лесосеменной базы.
ОФОРМЛЕНИЕ И СТРУКТУРА КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Курсовая работа – совокупность текстовых и графических документов, содержащих результаты решения студентом научной, практической или учебной задачи по отдельной дисциплине учебного плана, соответствующих утвержденному заданию и установленным требованиям к содержанию, объему и оформлению. Требования к оформлению курсовой работы изложены в СТП БГТУ 002-2007 «Проекты (работы) курсовые. Требования и порядок подготовки, представление к защите и защита» [1]. При выполнении курсовой работы студенты обязаны соблюдать все требования настоящего СТП.Курсовая работа по дисциплине «Генетика и селекция» состоит из следующих структурных элементов, которые необходимо располагать в приведенной последовательности: титульный лист, задание на курсовую работу, реферат, содержание, введение, основные разделы, заключение, список использованных источников, приложения.
Примеры оформления титульного листа, реферата и содержания приведены в приложениях А, Б, В. Введение должно содержать описание состояния проблемы, а также цели и задачи курсовой работы. После введения следует располагать основные разделы курсовой работы. Методические указания к их выполнению рассмотрены ниже. Заключение должно отражать основные выводы по результатам анализа и расчетов, сделанные студентом при выполнении курсовой работы в соответствии с выданным ему заданием, а также перечень всех объектов, которые необходимо зачислить в состав ПЛСБ лесхоза. Список использованных источников должен включать все использованные информационные источники в порядке появления ссылок на них в тексте; он помещается после изложения текстового материала перед приложением, нумеруется арабскими цифрами без точки и печатается с абзацного отступа (пример оформления списка использованных источников см. в [1]).
В качестве приложения в курсовой работе необходимо приводить план клоновой лесосеменной плантации (пример оформления см. в приложении Г). Приложение должно начинаться с нового листа с указанием по центру вверху первого листа слова «ПРИЛОЖЕНИЕ»
прописными буквами и иметь заголовок, который записывается ниже отдельной строкой строчными буквами (кроме первой прописной) с выравниванием по центру. Приложения обозначаются прописными буквами русского алфавита (за исключением Ё, З, Й, О, Ч, Ь, Ы, Ъ).
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ
КУРСОВОЙ РАБОТЫ
1.1 Основные принципы организации постоянной лесосеменной базы на селекционной основе В данном подразделе необходимо отметить, на каких принципах осуществляется организация ПЛСБ Беларуси, перечислить объекты, входящие в состав ПЛСБ, и привести их характеристику, целевое назначение, классификацию (при ее наличии). После этого студент должен дать оценку всем перечисленным объектам с точки зрения их селекционной эффективности и использования для получения семян различных селекционных категорий. Для написания подраздела рекомендуется использовать СТБ 1709-2006 «Лесное семеноводство» [2].1.2 Краткая характеристика природных условий ГЛХУ Краткая характеристика природных условий лесхоза включает:
геоботаническую подзону, лесорастительный район, основные климатические и метеорологические показатели (среднегодовая температура воздуха, средняя температура самого холодного и теплого месяцев, абсолютный минимум и максимум температуры воздуха, средняя продолжительность безморозного периода, продолжительность вегетационного периода, годовая сумма осадков, их количество в летние месяцы, продолжительность зимы, глубина промерзания почвы).
Для определения принадлежности лесхоза к определенной геоботанической подзоне и лесорастительному району следует использовать приложение Д. Анализ климатических показателей рекомендуется выполнять по источникам [3] и [4].
В данном подразделе студенты очной формы обучения на основании изучения литературных источников [5] и [6] приводят характеристику современного состояния ПЛСБ страны, а студенты заочной формы обучения – характеристику всех объектов ПЛСБ того лесхоза, по которому они делают курсовую работу (в данном случае необходимо использовать материалы отчетов самих предприятий).
1.4.1 Характеристика насаждений сосны обыкновенной (ели европейской). В соответствии с выданным заданием приводится лесоводственно-таксационная характеристика всех насаждений, предназначенных для выделения селекционного фонда.
1.4.2 Характеристика участка под плантацию. Используя данные из задания, необходимо описать участок, предназначенный для закладки лесосеменной плантации (указать его площадь, категорию лесокультурной площади, наличие подроста, подлеска, прилегающие территории и т. д.). На отдельном листе формата А4 дается цветной рисунок морфологического описания почвенного профиля (пример оформления см. в приложении Е). Почвенный разрез должен соответствовать заданию. В качестве вспомогательного материала рекомендуется использовать [7].
1.4.3 Условия формирования плантации. В соответствии с выданным заданием указываются: способ создания плантации, срок создания, количество вводимых клонов, схема размещения посадочных мест.
1.4.4 Условия формирования ПЛСУ. В соответствии с выданным заданием необходимо указать способ создания ПЛСУ и привести характеристику объекта, отобранного для этой цели.
В подразделе приводится краткое описание биоэкологических свойств древесной породы, указываются основные направления селекционных работ, исходный материал для селекции, а также методы и результаты селекции. Для написания подраздела рекомендуется использовать [8].
2.2 Стратегический план развития селекционного семеноводства лесообразующих пород Беларуси В соответствии с действующим стратегическим планом развития лесного хозяйства Беларуси [5] студенты должны указать основные направления и перспективы развития селекционного семеноводства страны (в каком количестве и какие объекты планируется закладывать, для чего это нужно, социально-экономические требования в области селекционного семеноводства и т. д.). Для написания подраздела также рекомендуется использовать [9].
2.3 Селекционная инвентаризация насаждений и деревьев сосны обыкновенной (ели европейской) 2.3.1 Селекционная инвентаризация насаждений. В этом пункте необходимо указать, какие селекционные категории насаждений выделяются при проведении селекционной инвентаризации (оценки) насаждений, дать определение каждой категории в соответствии с действующим СТБ [2] и отметить главные критерии их отбора. После этого в виде таблицы приводится глазомерная селекционная оценка насаждений лесообразующих пород. В заключение студент указывает, к какой селекционной категории относится каждое насаждение из задания, и обязательно обосновывает свой вывод.
2.3.2 Селекционная инвентаризация деревьев. По аналогии с предыдущим пунктом указывается, какие селекционные категории деревьев выделяются при проведении селекционной инвентаризации, дается определение каждой категории и перечисляются критерии их отбора. После этого выполняется условная селекционная инвентаризация деревьев. Для этого в виде таблицы приводится расчет показателей всех селекционных категорий деревьев (пример расчета см. в приложении Ж). Расчет ведется на основании средних таксационных показателей насаждений и действующих количественных критериев отбора плюсовых, нормальных и минусовых деревьев. По результатам выполненных расчетов делается обоснованный вывод. В заключение указывается, какие организации в Республике Беларусь занимаются проведением селекционной инвентаризации насаждений и деревьев, какая при этом ведется документация, описывается процедура проведения окончательной аттестации отобранных объектов, а также оформление плюсовых деревьев и насаждений в натуре. Для написания п. 2.3.1 и 2.3.2 также рекомендуется использовать [10].
2.3.3 Проверка плюсовых деревьев на элитность. Согласно действующему СТБ 1709-2006 [2], отобранные по фенотипическим признакам плюсовые деревья подлежат обязательной генетической оценке по продуктивности, качеству ствола, устойчивости и другим селектируемым признакам их семенных потомств в испытательных культурах. Генетическая ценность плюсового дерева определяется общей или специфической комбинационной способностью. Плюсовые деревья, семенные потомства которых по результатам окончательной оценки имеют лучшие показатели по селектируемым признакам и свойствам по сравнению с контролем, переводят в элиту.
В курсовой работе нужно указать, что такое элитное дерево, чем оно отличается от плюсового, обосновать цель закладки испытательных культур и описать технологию их создания от заготовки семян и подбора участка под испытательные культуры до оценки испытуемых деревьев и их перевода в элиту. В заключение в виде таблицы приводится расчет площади под испытательные культуры. Необходимые для расчетов данные берутся из задания и табл. 1.
Минимальные размеры опытных делянок и объемов заготовки семян На основании выполненных расчетов необходимо сделать аргументированный вывод. В качестве вспомогательного материала при написании пункта рекомендуется использовать [11].
2.4 Использование прививок для создания клоновых лесосеменных плантаций и технология их создания При написании подраздела необходимо придерживаться следующей последовательности: определить цель выращивания привитого посадочного материала, преимущества выращивания прививок в холодных теплицах с полиэтиленовым покрытием по сравнению с открытым грунтом, описать технологию выращивания прививок с использованием цилиндров из пленки (предложить субстрат для заполнения цилиндров, определить способ прививки и сроки, указать возраст привитых растений, в котором их можно пересаживать на участок, отведенный под создание плантации, и т. д.). После этого необходимо определить ежегодную и общую (для закладки всей плантации) потребность в полиэтиленовых цилиндрах, субстрате для их заполнения, основных удобрениях, микроудобрениях и семенах, рассчитать площадь под теплицу. Для выполнения последнего следует учитывать, что высота полиэтиленовых цилиндров составляет 20 см, диаметр – 10 см, в каждый цилиндр высевают по 3 семени сосны либо ели (масса 1000 семян сосны составляет 7 г, ели – 6 г), а общая площадь теплицы состоит из площади, которая непосредственно занята посевами (продуцирующая), и площади, находящейся под дорожками (20% от продуцирующей). В заключение приводится схема теплицы (тип теплицы студент выбирает самостоятельно) с обязательным указанием ее основных размеров: высота, ширина и длина.
2.5 Проект клоновой лесосеменной плантации сосны обыкновенной (ели европейской) для ГЛХУ «_ лесхоз»
2.5.1 Способы создания клоновой плантации. Указываются преимущества и недостатки клоновых лесосеменных плантаций по сравнению с другими видами лесосеменных плантаций, а также по сравнению с постоянными лесосеменными участками и хозяйственными семенными насаждениями. Приводится подробное описание существующих способов создания клоновых лесосеменных плантаций и дается обоснование выбора именно садового способа.
2.5.2 Подготовка участка под плантацию. Для начала необходимо перечислить и дать пояснения всем требованиям, которые предъявляются к земельным участкам под создание лесосеменных плантаций: размер участка, тип лесорастительных условий, категория лесокультурной площади, рельеф и т. д. После этого в соответствии с полученным заданием студент должен предложить комплекс работ по подготовке его участка для создания лесосеменной плантации и указать состав машинно-тракторных агрегатов, а также сроки проведения работ (см. приложение И). В заключение приводится расчет необходимого количества органических и минеральных удобрений. Для определения необходимого количества минеральных удобрений следует использовать формулу где У – маса удобрений, кг;
Н – норма внесения удобрений по действующему веществу, кг;
Д – содержание действующего вещества в удобрении, %;
Пг – плошадь ежегодной посадки, га.
Необходимые для расчетов данные приведены в табл. 2–4.
Нормы внесения органических удобрений, т/га Содержание гумуса в песчаных Содержание гумуса в глинистых Удобрение и супесчаных почвах, % и суглинистых почвах, % Характеристика минеральных удобрений по содержанию действующего вещества Нормы внесения минеральных удобрений на плантациях, кгд. в/га 2.5.3 Биологическая изоляция плантации. Отмечается необходимость создания защитной полосы (биологического фильтра), предлагается древесная порода для ее закладки, ширина будущей полосы и описывается технология ее создания: подготовка участка, способ посадки, вид посадочного материала (сеянцы либо саженцы), его возраст, схема размещения посадочных мест, густота посадки, интенсивность и способы осуществления агротехнических уходов, дополнение.
На плане участка под плантацию указывается место размещения защитной полосы путем проведения вдоль границы линии зеленого цвета. Необходимое количество посадочного материала для создания биологического фильтра следует рассчитывать по формуле где N – необходимое количество посадочного материала, шт.;
L – длина биологического фильтра, м;
b – расстояние между растениями в ряду, м;
m – количество рядов в биологическом фильтре, шт.
С учетом возможного отпада растений в биологическом фильтре к полученному результату необходимо прибавить еще 10%. Площадь биологического фильтра определяется исходя из его длины и ширины, при этом необходимо учитывать, что общая ширина защитной полосы состоит из ширины всех междурядий и ширины закраек с обеих сторон полосы. Ширина одного закрайка принимается равной половине ширины междурядья. После выполнения всех расчетов приводится схема биологического фильтра, которая должна отражать его общую ширину, количество рядов, расстояние между растениями в рядах и междурядьях.
2.5.4 Схема смешения клонов и технология посадки прививок на плантации. Обосновать важность применения определенных схем смешения клонов на лесосеменной плантации и указать основные принципы их составления. Подобрать под свой участок конкретную схему смешения клонов и привести ее в виде рисунка (примеры возможных схем смешения см. в приложении К). Приветствуется составление студентом собственной схемы смешения клонов.
Далее приводится описание технологии посадки привитых саженцев, в котором студент должен указать, какие существуют схемы размещения клонов на площади, отметить их преимущества и недостатки, перечислить необходимые работы.
2.5.5 Формирование деревьев и уход за плантацией. Студент должен запроектировать комплекс мероприятий, направленных на повышение урожайности лесосеменной плантации, а также отметить очередность их выполнения с учетом возраста прививок и указать необходимые для этого машинно-тракторные агрегаты и ручные приспособления. Кроме этого, необходимо выполнить расчет необходимого количества удобрений и семян многолетних трав (табл. 5). Расчет ведется на площадь ежегодной посадки.
Нормы высева семян многолетних трав, кг/га Для написания всего подраздела рекомендуется ознакомиться с [12–17].
Вначале необходимо перечислить требования, предъявляемые к ПЛСУ, основные мероприятия и их задачи, указать, какие существуют способы создания ПЛСУ, и привести их характеристику. После этого, используя данные из задания по созданию ПЛСУ, необходимо определить густоту лесных культур с учетом их сохранности, самостоятельно принять интенсивность и повторяемость каждого приема, рассчитать их количество. Весь расчет ведется таким образом, чтобы формирование объекта было закончено к 25–30 годам. В заключение нужно отметить, в каком возрасте следует начинать формирование ПЛСУ (по результатам выполненного расчета), перечислить мероприятия, необходимые для обеспечения регулярного и обильного семеношения, указать, как проводится зачисление ПЛСУ в постоянную лесосеменную базу, оформление ПЛСУ в натуре. Рекомендуемая литература – [18].
По результатам селекционной инвентаризации насаждений, выполненной в п. 2.3.1, необходимо указать, какие из них пригодны для формирования ХСН, и привести комплекс мероприятий по улучшению селекционной структуры отобранных насаждений и созданию хороших условий для семеношения.
Расчетно-технологическая часть – заключительный раздел курсовой работы, в котором приводится расчетно-технологическая карта (РТК) на все запроектированные работы, начиная от подготовки участка под закладку лесосеменной плантации и создания биологического фильтра и заканчивая работами по уходу за прививками. РТК составляется на площадь ежегодной посадки и должна иметь название: «Создание клоновой лесосеменной плантации сосны обыкновенной (ели европейской) садовым способом». Перечень всех возможных работ (с указанием марок машин и орудий, а также норм выработки) по созданию лесосеменной плантации вместе с биологическим фильтром и испытательными культурами приведен в приложении И.
В конце раздела указывается общее количество затрат машиносмен, человеко-дней и материалов (семена, удобрения и т. д.), ежегодно необходимых для создания лесосеменной плантации, биологического фильтра и испытательных культур.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Пример оформления титульного листа курсовой работы Учреждение образования «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет «Лесохозяйственный»Кафедра «Лесных культур и почвоведения»
Специальность 1-75 Специализация 1-75 01 01 01 «Лесоведение и лесоводство»
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине ГЕНЕТИКА И СЕЛЕКЦИЯ Тема: Проект организации постоянной лесосеменной базы (указать породу) для ГЛХУ «_ лесхоз»Исполнитель Руководитель должность, ученая степень, ученое звание подпись, дата инициалы и фамилия Курсовая работа защищена с оценкой
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Пояснительная записка 50 с., 14 рис., 5 табл., 18 источников, 1 прил.
«