Zdolności adaptacyjne drzew leśnych i ich wykorzystanie w planowaniu hodowlanym Władysław Barzdajn

Transkrypt

1 Zdolności adaptacyjne drzew leśnych i ich wykorzystanie w planowaniu hodowlanym Władysław Barzdajn

2

3 Tatry - wiatrołomy 2013

4 Wpływ stabilności warunków na naturalną selekcję

5 X śr Średnia wartość cechy w populacji matczynej P Próg selekcji X śr sel Średnia wartość cechy w grupie wyselekcjonowanej X śr =8,00 Wariancja σ 2 = 2,51 Odchylenie standardowe σ =1,58 Średnia wartość cechy w grupie wyselekcjonowanej X śr sel = 8,39

6 Odziedziczalność Iloraz wariancji genotypowej i wariancji fenotypowej Odpowiedź na selekcję (reakcja na selekcję) czyli zysk genetyczny (postęp hodowlany): R=i h 2

7 Do ewolucji, a więc do adaptacji, zdolne są tylko populacje wykazujące zmienność genetyczną. Do hodowli uszlachetniającej nadają się tylko populacje wykazujące zmienność genetyczną.

8 Zadania hodowli selekcyjnej drzew Zwiększenie produkcji drewna Poprawa jakości surowca Poprawa trwałości produkcji Ochrona zasobów genowych

9 Roščcinskaja Dača Kondežskoje Serebrjanskoje Silene Miłomłyn Supraśl Spała Rychtal Bolewice Neuhaus Betzhorn Ardennes Haguenau Sumpberget Zahorie Pornoapati Maočcnica Prusačka Rijeka Çatacik Supraśl mł. Doświadczenie sosnowe IUFRO 1982 w Nadl. Supraśl 20,00 10,00 0,00-10,00-20,00-30,00-40,00 Efekty przekrojów pierśnicowych m 2 ha -1 w 2012 roku Suma Proweniencje powierzchni przekrojów G (m²/ha) Roscinskaja Daca 35,39 bcdef Kondezskoje 36,03 bcdef Serebrjanskoje 40,84 cdefgh Silene 45,23 cdefgh Miłomłyn 55,20 gh Supraśl 49,68 defgh Spała 52,32 gh Rychtal 55,92 h Bolewice 47,95 cdefgh Neuhaus 49,24 fgh Betzhorn 32,43 bcde Ardennes 47,83 defgh Hagueneu 40,68 cdefg Sumpberget 32,64 bcd Zahorie 31,43 bc Pornoapati 49,15 efgh Maocnica 21,71 ab Prusacka Rijeka 10,68 a Catacik 6,13 a Supraśl mł*. 47,33 Lampertheim* 51,53 Średnia 39,97 Odchylenie standardowe 13,46 Współcz. zmienności (%) 33,66

10 Roščcinskaja Dača Kondežskoje Serebrjanskoje Silene Miłomłyn Supraśl Spała Rychtal Bolewice Neuhaus Betzhorn Ardennes Haguenau Sumpberget Zahorie Pornoapati Maočcnica Prusačka Rijeka Çatacik Supraśl mł. 300,00 200,00 100,00 0,00-100,00-200,00-300,00-400,00 Efekty miąższościowe w m 3 ha -1 Miąższość Proweniencje całkowita V (m³/ha) Roscinskaja Daca 282,83 bcd Kondezskoje 296,84 bcde Serebrjanskoje 352,78 cdef Silene 405,56 defg Miłomłyn 518,52 g Supraśl 440,07 defg Spała 473,74 fg Rychtal 539,26 g Bolewice 420,88 cdefg Neuhaus 455,82 fg Betzhorn 291,36 bcde Ardennes 428,37 defg Hagueneu 362,46 cdef Sumpberget 248,32 bc Zahorie 256,30 bc Pornoapati 439,56 efg Maocnica 174,24 ab Prusacka Rijeka 84,09 a Catacik 44,61 a Supraśl mł*. 412,37 Lampertheim* 429,63 Średnia 350,36 Odchylenie standardowe 130,25 Współcz. zmienności (%) 37,18

11 Procent Proweniencje przeżycia S Roscinskaja Daca 55,49 e Kondezskoje 49,39 cde Serebrjanskoje 53,60 de Silene 45,27 cde Miłomłyn 51,21 de Supraśl 50,00 cde Spała 53,41 de Rychtal 47,88 cde Bolewice 43,18 cde Neuhaus 43,48 cde Betzhorn 30,81 bcde Ardennes 44,89 cde Hagueneu 35,98 cde Sumpberget 51,14 cde Zahorie 28,03 bc Pornoapati 44,70cde Maocnica 29,17 bcd Prusacka Rijeka 11,55 ab Catacik 7,20 a Supraśl mł*. 52,46 Lampertheim* 43,94 Średnia 41,56 Odchylenie standardowe 13,03 Współcz. zmienności (%) 31,36

12 H (m) 19,00 18,00 17,00 16,00 15,00 14,00 13,00 12,00 y = -125,43x ,55x - 83,68 R² = 0,8108 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 Latitude (rad)

13 DBH (cm) 19,00 18,00 17,00 16,00 15,00 14,00 13,00 12,00 y = -121,42x ,01x - 74,244 R² = 0,853 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 Latitude (rad)

14 Standarized effects of stand volume Sosnowe doświadczenie proweniencyjne w Zielonce seria 1985 Przykład niskiej interakcji genotyp rok pomiaru Przykład udanej introdukcji obcej populacji

15 Sosnowe doświadczenie proweniencyjne ID w Kórniku założone w 1967 roku przez T. Przybylskiego. (Cyt. R. Rożkowski, D. Chmura)

16

17 Wg Kowalczyk 2012

18

19 Hodowlana wartość sosen różnych polskich proweniencji (wg Giertych 1997)

20 1_GRYFINO 2_GRYFINO 3_BIERZWNIK 4_DRAWIEŃSKI_PN 5_KARNIESZEWICE 6_WEJHEROWO 8_SZCZECINEK 9_SZCZECINEK 10_LIPUSZ 11_GDAŃSK 17_KWIDZYN 18_MŁYNARY 19_WIPSOWO 23_KRUCZ 26_GRODZISK 27_PNIEWY 30_LIPINKI 31_PRUDNIK 33_SUCHEDNIÓW 34_ŁAGÓW 38_ZDROJE 39_USTROŃ 42_BIESZCZADZKI_PN 43_BIESZCZADZKI_PN 44_BIESZCZADZKI_PN 45_ŁOSIE 7_WEJHEROWO 15_KWIDZYN 16_KWIDZYN 25_ŚWIEBODZIN 29_MILICZ 32_BRZEZINY 35_TOMASZÓW 47_RYMANÓW 41_LESKO Efekty pierśnicowe w mm Interakcja G E Efekty pierśnicowe pochodzeń buka zwyczajnego w serii doświadczalnej z 1995 r. osiągnięte w 2010 r. 25,00 20,00 15,00 10,00 Łobez Brzeziny Bystrzyca Choczewo 5,00 0,00-5,00-10,00-15,00

21 Ocena efektu głównego Istotne efekty główne Kwidzyn 5 2 Gryfino 0 41 Lesko 45 Łosie Krucz Odchylenia środowiskowe

22 Ocena efektu głównego Istotne efekty interakcyjne Ustroń 19 Wipsowo 9 Szczecinek 3 Bierzwnik 4 Drawieński PN 11 Gdańsk 35 Tomaszów Odchylenia środowiskowe

23 Odległości środowisk od początku układu składowych głównych Powierzchnia Odległość Kwadrat odległości Łobez 22,70 515,42 Brzeziny 18,90 357,26 Bystrzyca 21,83 476,41 Choczewo 31,16 971,06 Udział w sumie kwadratów dla interakcji (%) 22,2 15,4 20,5 41,9

24 B1 B2 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 J1 J2 J3 J4 J5 J6 J7 J8 J9 J10 J11 J12 J13 J14 J15 J16 J17 J18 J19 J20 J21 J22 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15 R16 R17 R18 R19 R20 R21 R22 Ł1 Ł2 Ł3 Ł4 Ł5 Ł6 Ł7 Ł8 Ł9 Ł10 Ł11 Ł12 Ł13 Ł14 Ł15 Ł16 Ł17 Ł18 Ł19 Ł20 Ł21 Ł22 Ł23 Ł24 Ł25 Ł26 Ł27 Ł28 Ł29 Jodłowe doświadczenie proweniencyjno-rodowe w Skałągach Wysokość ,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00-1,00-2,00 Białowieża, Rez. Jata, Roztoczański PN, Rez. Łabowiec

25 Wstępne wyniki doświadczenia proweniencyjno-rodowego z Abies alba w LZD Siemianice Udatność

26 Wstępne wyniki doświadczenia proweniencyjno-rodowego z Abies alba w LZD Siemianice Wysokość wewnątrz proweniencji Jata

27 Wstępne wyniki doświadczenia proweniencyjno-rodowego z Abies alba w LZD Siemianice Wysokość wewnątrz proweniencji Łabowiec

28 Władysław Barzdajn, Wojciech Kowalkowski Adaptacja i początkowy wzrost Milicz 57 Świdnica 45 Jawor 52 Złotoryja 53 Złotoryja 54 Złotoryja 19 Śnieżka 20 Śnieżka 24 Świeradów 25 Świeradów 35 Szkl. Poręba 36 Kam. Góra 37 Kam. Góra 55 Szkl. Poręba 23 Bystrzyca Kł. 32 Jugów 50 Bystrzyca Kł. 21 Międzylesie 38 Lądek Zdrój 43 Międzylesie 49 Międzylesie 33 Kozienice 5 Stąporków 7 Suchedniów 8 Suchedniów 9 Stąporków 28 Skarżysko 30 Suchedniów 29 Narol 11 Węgierska Górka 1 Nawojowa 26 Nawojowa 27 Nawojowa 39 Piwniczna 12 Lesko 14 Lesko 41 Rymanów 34 TPN 40,00 30,00 Efekty wysokościowe jodeł w Świeradowie w 2012 roku 20,00 10,00 0,00-10,00-20,00-30,00-40,00 Hśr=97,14 cm

29 Staszów 21 Kłobuck 153 Ostrowiec Św. 155 Syców 106 A Syców 106 B Opoczno 114 Kozienice 45 Babki 111 Babki 107 Świebodzin 55 Świebodzin 57 Sulęcin 1 Świebodzin 56 Babki 2 Bogdaniec 30 Kłodawa 117 Płytnica 74 Złotów 12 Złotów 13 Świerczyna 136 Stęszewko 10 Trzebież 31 Połczyn 86 Chełm 20 Kraśnik 44 Czarna 75 Lutówko 82 Leżajsk 94/95 Głogów Młp. 96 Milicz 100 Babki 109 Opoczno 115 Dębno 123 Tułowice 157 Myślenice 113 Henryków 148 Durowo 32 Kozienice 46 Myślibórz 52 Czarna 68 Czarna 69 Czarna 70 Krotoszyn 87/88 Milicz 99 Kutno 102 Babki 108 Koło 116 Brzeziny 122 Gryfino 127 Miłomłyn 133/134 Kalisz 137 Kalisz 138 Wołów 144 Niepołomice 58/60/61/62 Góra Śląska 89/90 Antonin 164 Pszczyna 156 Legnica 92/93 Oława 120 Milicz 98 Kobiór 149 Hajnówka 38/39/40 Syców 105 Sokołów 166 Dębowe doświadczenie proweniencyjne w Nadleśnictwie Milicz z 1995 roku Efekty w przeżywalności wyrażonej w % w 2013 roku 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00-5,00-10,00-15,00-20,00-25,00-30,00 Surv Quercus petraea Q. petraea z RDLP w Zielonej Górze Q. robur

30 Staszów 21 Kłobuck 153 Ostrowiec Św. 155 Syców 106 A Syców 106 B Opoczno 114 Kozienice 45 Babki 111 Babki 107 Świebodzin 55 Świebodzin 57 Sulęcin 1 Świebodzin 56 Babki 2 Bogdaniec 30 Kłodawa 117 Płytnica 74 Złotów 12 Złotów 13 Świerczyna 136 Stęszewko 10 Trzebież 31 Połczyn 86 Chełm 20 Kraśnik 44 Czarna 75 Lutówko 82 Leżajsk 94/95 Głogów Młp. 96 Milicz 100 Babki 109 Opoczno 115 Dębno 123 Tułowice 157 Myślenice 113 Henryków 148 Durowo 32 Kozienice 46 Myślibórz 52 Czarna 68 Czarna 69 Czarna 70 Krotoszyn 87/88 Milicz 99 Kutno 102 Babki 108 Koło 116 Brzeziny 122 Gryfino 127 Miłomłyn 133/134 Kalisz 137 Kalisz 138 Wołów 144 Niepołomice 58/60/61/62 Góra Śląska 89/90 Antonin 164 Pszczyna 156 Legnica 92/93 Oława 120 Milicz 98 Kobiór 149 Hajnówka 38/39/40 Syców 105 Sokołów 166 Efekty wysokościowe wyrażone w m 2,00 1,50 H 1,00 0,50 0,00-0,50-1,00-1,50

31 Staszów 21 Kłobuck 153 Ostrowiec Św. 155 Syców 106 A Syców 106 B Opoczno 114 Kozienice 45 Babki 111 Babki 107 Świebodzin 55 Świebodzin 57 Sulęcin 1 Świebodzin 56 Babki 2 Bogdaniec 30 Kłodawa 117 Płytnica 74 Złotów 12 Złotów 13 Świerczyna 136 Stęszewko 10 Trzebież 31 Połczyn 86 Chełm 20 Kraśnik 44 Czarna 75 Lutówko 82 Leżajsk 94/95 Głogów Młp. 96 Milicz 100 Babki 109 Opoczno 115 Dębno 123 Tułowice 157 Myślenice 113 Henryków 148 Durowo 32 Kozienice 46 Myślibórz 52 Czarna 68 Czarna 69 Czarna 70 Krotoszyn 87/88 Milicz 99 Kutno 102 Babki 108 Koło 116 Brzeziny 122 Gryfino 127 Miłomłyn 133/134 Kalisz 137 Kalisz 138 Wołów 144 Niepołomice 58/60/61/62 Góra Śląska 89/90 Antonin 164 Pszczyna 156 Legnica 92/93 Oława 120 Milicz 98 Kobiór 149 Hajnówka 38/39/40 Syców 105 Sokołów 166 Efekty pierśnicowe wyrażone w cm 2,00 1,50 D 1,00 0,50 0,00-0,50-1,00-1,50-2,00

32 Staszów 21 Kłobuck 153 Ostrowiec Św. 155 Syców 106 A Syców 106 B Opoczno 114 Kozienice 45 Babki 111 Babki 107 Świebodzin 55 Świebodzin 57 Sulęcin 1 Świebodzin 56 Babki 2 Bogdaniec 30 Kłodawa 117 Płytnica 74 Złotów 12 Złotów 13 Świerczyna 136 Stęszewko 10 Trzebież 31 Połczyn 86 Chełm 20 Kraśnik 44 Czarna 75 Lutówko 82 Leżajsk 94/95 Głogów Młp. 96 Milicz 100 Babki 109 Opoczno 115 Dębno 123 Tułowice 157 Myślenice 113 Henryków 148 Durowo 32 Kozienice 46 Myślibórz 52 Czarna 68 Czarna 69 Czarna 70 Krotoszyn 87/88 Milicz 99 Kutno 102 Babki 108 Koło 116 Brzeziny 122 Gryfino 127 Miłomłyn 133/134 Kalisz 137 Kalisz 138 Wołów 144 Niepołomice 58/60/61/62 Góra Śląska 89/90 Antonin 164 Pszczyna 156 Legnica 92/93 Oława 120 Milicz 98 Kobiór 149 Hajnówka 38/39/40 Syców 105 Sokołów 166 Efekty pola przekrojów wyrażone w m 2 /ha 10,00 5,00 G 0,00-5,00-10,00-15,00

33 Proweniencyjno - rodowe doświadczenie z dębem szypułkowym w Nadleśnictwie Namysłów, założone w 2000 r. (Czubkowski Porównanie różnych poziomów odziedziczalności wysokości Wysokość h 2 proweniencyjna h 2 rodowa h 2 indywidualna ,9529 0,9843 0, ,9495 0,9848 0, ,9197 0,9553 0, ,9579 0,9703 0, ,9631 0,9710 0, ,9641 0,9639 0, ,9440 0,9565 0, ,9542 0,9543 0, ,9197 0,9553 0,1065

34 Populacje o wysokiej interakcji G E - wyspecjalizowane do określonego środowiska na skutek długotrwałej selekcji kierunkowej a następnie selekcji stabilizującej Zastosowanie: hodowla lasu na siedliskach ekstremalnych. Populacje o wysokiej interakcji G E będącej skutkiem erozji genetycznej lub efektu założyciela Zastosowanie: nie rozpowszechniać. Populacje o niskiej interakcji G E - mają wysoki potencjał genetyczny, pozwalający na adaptację do szerokiej gamy siedlisk Zastosowanie: hodowla lasu na dobrych siedliskach właściwych dla gatunku, intensywna selekcja na cechy użytkowe i adaptacyjne.

35 Wnioski Ochrona leśnych zasobów genowych jest koniecznością, rozstrzygającą o trwałości lasów i o możliwościach selekcji drzew. Potencjał genetyczny populacji, subpopulacji i rodzin jest bardzo zróżnicowany. Jego rozpoznanie stwarza możliwości wykorzystania go w selekcji. Największe możliwości poprawy cech adaptacyjnych i użytkowych stwarza selekcja rodzinowa. Rozpoznanie wartości rodzin może dokonać się tylko w procesie ich testowania. Możliwości selekcji populacyjnej, stosunkowo łatwej, niekontrowersyjnej i niekosztownej, nie zostały jeszcze wyczerpane, zwłaszcza u gatunków niebędących dotąd obiektem szerszego zainteresowania.