Заготовка семян является хозяйственным мероприятием, требующим выделения определенных финансовых средств, подготовки оборудования и механизмов, формирование для заготовки бригад или привлечения местных жителей. Вместе с тем урожай семян лесных пород отличается неравномерностью во времени и пространстве. Ежегодная потребность в лесных семенах для посева, наряду с неравномерностью урожая во времени и пространстве, компенсируется целым рядом хозяйственных мероприятий, к которым относятся формирование федерального и страховых фондов семян, заготовка сырья в других областях, межобластная переброска семян (в границах предусмотренных лесосеменным районированием). Прогноз и учет урожая позволяет подготовится к данным работам заблаговременно, спланировать распределение средств и ресурсов.

Непосредственно в лесничествах прогноз и учет урожая осуществляется для заблаговременного определения объемов и мест заготовки. Определение мест заготовки является крайне важным, так как большинство семян мелкохвойных пород заготавливают на лесосеках, наиболее пригодные для заготовки семян насаждения должны назначаться в рубку в оптимальный для заготовки период. Таким образом, биологические особенности семеношения и хозяйственная необходимость в подготовке к заготовке семенного сырья требуют контроля и оценки урожая на разных стадиях его формирования.

Урожайность – количество семян лесных древесных пород с единицы площади насаждения.

Различают потенциальную урожайность – максимальное количество семян, которое можно получить при полной реализации наследственно обусловленных репродуктивных способностей деревьев.

Возможная (ожидаемая) урожайность - количество семян, продуцируемое насаждением в конкретных условиях. Возможная урожайность ниже потенциальной и приближается к ней лишь в годы обильного семеношения.

Фактическая урожайность семян – собранная и учтённая семенная продукция. Возможная и фактическая урожайность зависят от сочетания биологических и экологических факторов.

Выделяют факторы, определяющие урожай лесных семян:

1) систематические (внутренние – возраст и генотип дерева и внешние - свет, тепло, влага, почва);

2) случайные – болезни, вредители, потребители семян и др.

Систематические внутренние

Возраст

Возраст плодоношения зависит от биологии и условий места произрастания древесной породы: медленно растущие и теневыносливые породы вступают в репродуктивную фазу позже, чем быстрорастущие, светолюбивые. У свободно растущих деревьев начало плодоношения наступает раньше, чем в насаждениях, так как на открытом месте деревья находятся в лучших условиях светового режима. В естественных молодняках репродуктивная фаза наступает позже, чем в лесных культурах.

Зависимость между возрастом деревьев и качеством семян на примере сосны обыкновенной установлена ещё Соломоном Захарьевич Курдиани: в возрасте до 50 лет масса 1000 шт. семян сосны составляет 8 г, до 80 лет – 7 г, до 120 лет – 6,5 г, до 160 – 5,5 г. Семена ели имеют максимальную массу в возрасте 65-75 лет. Наибольший запас семян в шишках сосны обыкновенной наблюдается в 60-80 лет. Владимир Васильевич Гуман, а позднее Василий Иванович Гаркун установили, что с увеличением возраста берёзы повышается техническая всхожесть семян. Более пригодными для сбора семян берёзы ученые считают насаждения 40-60-летнего возраста.

Начало и повторяемость плодоношения древесных пород приведены в таблице Таблица 2.1 - Плодоношение древесных пород

С возрастом (до определённого предела) урожайность возрастает, что связано с биологическими процессами и с увеличением размеров крон деревьев, в перестойных насаждениях репродуктивная способность снижается, тем быстрее, чем хуже условия произрастания. например предельный возраст семеношения сосны кедровой сибирской колеблется от 200 до 600 лет.

Индивидуальная изменчивость плодоношения.

Степень развития отдельных деревьев в насаждениях обусловливает их различное плодоношение. Обильнее всего плодоносят в древостое наиболее освещенные и с хорошо развитыми кронами деревья I и II класса Крафта и хуже - III, IV. Так как деревьев I классов в густых насаждениях сравнительно немного, то наибольшая доля участия в урожае семян всего древостоя приходится обычно на деревья II класса. В качественном отношении урожай семян деревьев II класса хуже, чем I (меньший выход семян из шишек, больше пустых семян). Например, в 80-летнем сосняке наибольшее количество всхожих семян дает I класс роста - 51% всего урожая всхожих семян, II - до 36%, III - IV - до 13%. По данным А.Н. Соболева, семеношение ели обыкновенной в зависимости от классов роста составляет: I - 100 %, II - 88 %, III - 37,5 %, IV - 0,5 %, V - 0,0 %. А.И. Ирошников (1974) отмечал, что в кедровниках Западного Саяна 60-65 % урожая дают крупномерные деревья.

классификация деревьев по классам роста (Крафта): I - прегосподствующие; II - господствующие; III - согосподствующие; IV и V -подчиненные.

I класс — деревья исключительно господствующие, прегосподствующие, имеющие толстый ствол, хотя и не всегда самые высокие, но обладающие широкой раскидистой, мощной кроной, чаще всего с толстыми сучьями, расположенными почти от самого основания ствола. Эти деревья пользуются огромным притоком солнечной энергии, развивают мощную корневую систему и извлекают из почвы много воды и питательных веществ. Они встречаются в лесу единично.

II класс — деревья господствующие, обычно самые высокие или почти самые высокие, но с более тонким стволом и не такой мощной кроной, как предыдущие. Они составляют наряду с деревьями III класса основную часть всякого нормального древостоя.

III класс — деревья согосподствующие, более мелкие, но еще имеющие открытую для солнца вершину. Они также преобладают в лесу.

IV класс — деревья угнетенные, мелкие, тонкие, ущемленные в пологе, часто совсем почти не получающие прямого солнечного света. Среди них выделяются две категории особей: а — равномерно угнетенные со всех сторон и имеющие узкие во все стороны расходящиеся кроны; б — флагообразные, с кроной, развитой лишь в одну сторону ввиду чрезмерного угнетения соседями с других сторон.

V класс — деревья отмирающие и мертвые. Первые числятся под рубрикой а, вторые составляют особую категорию б. Это деревья сильно отставшие в росте, попавшие под полог господствующих деревьев, не имеющие непосредственного доступа света, причем первые из них еще живые, на них есть остатки недоразвитой хвои и мелких листьев, вторые уже мертвые, представляющие собой сухостой, который, падая, образует валеж.

Отдельно стоящие и опушечные деревья плодоносят больше, чем деревья, произрастающие в насаждении. По исследованиям В.Д. Огиевского, семенники сосны после осветления увеличивали урожай семян в 17-20 раз; однако это увеличение происходит не сразу, а через 3-4 года после рубки древостоя. Ель в насаждениях плодоносит в самой верхней, наиболее освещенной части кроны; у сосны наибольшее количество шишек в средней части кроны. Таким образом участие отдельных деревьев в формировании урожая семян насаждения неодинаково.

Индивидуальная изменчивость деревьев по степени плодоношения зависит от следующих причин:

-генетической предрасположенности. Выделяются индивидуумы, превосходящие по урожайности другие экземпляры в идентичных насаждениях в несколько раз.

-сезонного ритма развития. Разный ритм сезонного развития влияет на величину урожая: поздно распускающиеся формы цветут после периода поздних весенних заморозков, поэтому у них снижается риск потерь урожая на данном этапе по сравнению с рано распускающимися формами.

-характера сексуализации. Деревья хвойных пород однодомные, но тяготеют к определенному полу. Выделяют деревья мужского, женского и обоеполого типов. Хорошие урожаи отмечены у особей женского и обоеполого типов.

Сексуализация – способность растений формировать преимущественно мужские (мужской тип) или женские (женский тип) репродуктивные органы.

- устойчивости к вредителям и болезням. Отмечены экземпляры, которые меньше заселяются вредителями и являются более устойчивыми к заболеваниям в сравнении с другими деревьями в насаждении.

Деревья в популяциях различаются не только по урожайности, но и по биолого-морфологическим признакам плодов (шишек) и семян, таким как размеры, масса, форма и др.

От генотипа дерева зависит не только величина урожая, морфологические типы шишек и семян, но и выход семян из шишек, их качество. Установлено, что около 30 % клонов сосны обыкновенной имеют хорошо раскрывающиеся шишки при температуре 40°С, 24 % - при температуре 55°С, 26 % - при двукратной 55-градусной обработке, а у 20 % клонов шишки плохо раскрываются даже после повторной рассушки. Есть версия, что плохо раскрывающиеся генотипы – это приспособительный резерв популяции на случай пожаров Распространённые в Сибири виды хвойных пород по длительности генеративного цикла подразделяются на две группы. Ель сибирская, пихта сибирская, лиственница сибирская и даурская имеют 2-летний генеративный цикл; сосна обыкновенная, сосна кедровая сибирская – 3-летний. Генеративный цикл включает в себя закладку и развитие мужских и женских репродуктивных органов, опыление, оплодотворение, развитие семени до созревания. У всех хвойных пород закладка зачатков мужских и женских стробилов происходит летом, в год, предшествующий цветению. Отмечена разница в продолжительности формирования женских генеративных органов: у пихты сибирской, ели сибирской, лиственницы сибирской и даурской - одно лето (между опылением и оплодотворением проходит около месяца), а у сосны обыкновенной и кедровой сибирской – два (срок от опыления до оплодотворения – 13 месяцев).

Периодичность плодоношения – это биологическая особенность, связанная прежде всего с расходом большого количества запасов пластических веществ при формировании обильного урожая. Это может привести в последующие годы к тому, что, несмотря на достаточное количество заложившихся после урожайного года цветочных почек, многие из них погибают на разных стадиях развития из-за недостатка питательных веществ.

Периодичность плодоношения объясняется, необходимостью пополнения деревом запасов питательных веществ, идущих главным образом на образование плодов. Обильное плодоношение понижает годичный прирост дерева.

Для каждого вида характерна определенная периодичность плодоношения с точки зрения обильных урожаев. Годы обильных урожаев называются семенными годами. Многие наши древесные породы плодоносят не ежегодно, другие породы хотя и ежегодно, но неодинаково: один год дают большой урожай, другой - слабый. Строгой периодичности урожаев у большинства пород обычно не наблюдается, и семенные годы наступают через различные промежутки. Урожаи семян древесных растений в различные годы неодинаковы. Повторяемость семенных лет необходимо знать, так как это имеет важное значение для планирования заготовки лесных семян и в целом лесокультурных работ.