Dispozitive Experimentale Aplicate în Silvicultură

8. DISPOZITIVE EXPERIMENTALE APLICATE ÎN SILVICULTURĂ

8.1. Consideraţii generale

Oricare ar fi tipul de element genetic care se compară: provenienţă, descendenţă, clonă, varietate, este absolut necesar să se instaleze dispozitive experimentale în teren (statistical designs) stabilite în mod riguros pe baze ale statisticii matematice.

Aceste dispozitive comparative sunt de asemenea numite: experienţe comparative sau teste comparative. În mod frecvent ele se raportează la tipuri pure de elemente genetice (variante), fie de : specii, provenienţe, descendenţe, clone, varietăţi fiind numite adesea „teste de specii”, „teste de provenienţe”, „teste descendenţe”, „teste de clone”, „teste de varietăţi”.

O tendinţă recentă este de a realiza teste mixte, în cadrul cărora se compară mai multe tipuri de elemente genetice în acelaşi test, de exemplu teste mixte de provenienţă, descendenţe, respectiv de clone; în acest mod se oferă posibilitatea ca elementele genetice să se compare între ele, să se raporteze la variantele „martor” şi să se evalueze câştigurile genetice.

Acest lucru deschide posibilitatea de realizare a testelor secvenţiale permanente care permit conducerea strategiei generale de ameliorare (Nanson, 2004).

Variantele „martor” (standards) sunt elemente genetice vechi/locale utilizate frecvent care permit să fie comparate cu elementele genetice noi şi astfel se evaluează câştigurile genetice realizabile sau realizate.

Aceşti „martori” trebuie în principiu să fie bine cunoscuţi, stabili, disponibili şi, dacă este posibil, reprezentativi ca utilizare anterioară în lucrările de împădurire.

Prezenţa lor în numeroase experienţe comparative permite în mod pasiv legăturile dintre elementele ce se compară şi se pot trage concluzii generale. În opinia profesorului Nanson baza teoretică în genetica cantitativă a acestor legături este de o importanţă deosebită dar neelucidată încă.

Liniile generale ale metodologiei acestor experienţe comparative cu martori sunt fixate în Anexa III a Schemei OCDE (1974,1997) şi Anexa V a Directivei no.105/1999 a Uniunii Europene. Ele vizează stabilirea condiţiilor de admitere a Materialelor Forestiere de Reproducere din Categoria testate (etichetă albastră), adică genetic superioare. Aceste prevederi sunt preluate şi în legislaţia naţională O.G. nr. 11/2004 (aprobată prin Legea nr. 161/2004 privind producerea şi utilizarea materialelor forestiere de reproducere).

Numeroase tipuri diferite de scheme experimentale sunt disponibile pentru a fi utilizate de amelioratorul forestier.

Excelente surse de informare asupra schemelor şi analizelor statistice a experienţelor comparative pot fi găsite în manualele statistice clasice, cum ar fi: din literatura internaţională Cochran et Cox (1957), Snedecor et Cochran (1965), Dagnelie (1969-1970; 1998; 2003), iar din literatura naţională Ceapoiu (1969) şi Giurgiu (1972).

8.2. Tipuri de parcele

O parcelă poate fi definită ca un grup de arbori dintr-un singur element genetic sau variantă experimentală (specie, provenienţă, familie, clonă, ) pe care-l testăm în raport cu alte elemente genetice în interiorul unei experienţe comparative. Efectivul parcelei poate merge de la 1 arbore (parcelă mono-arbore) la mai multe sute de arbori (parcelă multi- arbori) care sunt trataţi în acelaşi mod într-o experienţă. Parcela poate lua forma unui punct (parcela mono-arbore), unei linii (parcela lineară) sau unei suprafeţe (pătrat, dreptunghi).

Aceste parcele sunt repetate şi amplasate la întâmplare (randomizat) urmând o schemă statistică adecvată care urmăreşte în general o comparare în mod precis a elementelor genetice şi o separare mai bine a efectelor genotipice (G) sau genetice (A – aditive), de efectele de mediu sau reziduale (E).

După Nanson (2004), în experienţele comparative de specii şi de provenienţe unde aceste specii sau provenienţe vor trebui să fie plantate pur, se recomandă parcele mari, cu mulţi arbori care să reducă efectele de competiţie între parcele, mai ales dacă se doreşte evaluarea producţiei totale până la vârste avansate.

În teste de descendenţe unde se urmăreşte identificarea celor mai buni genitori pentru a crea plantaje de seminţe, ideală este reprezentarea prin parcele mono-arbore, supuse concurenţei arborilor din alte descendenţe.

În testele de clone, parcelele mono-arbore sunt preferate pentru aceleaşi raţiuni, dacă obiectivul este crearea de varietăţi multiclonale de elită, în timp ce parcelele multiarbori sunt preferabile dacă obiectul este de a selecţiona clone distincte care vor fi plantate în plantaţii monoclonale.

Competiţia a cărei efecte sunt încă puţin cunoscute poate avea cel puţin trei consecinţe importante.

În primul rând, dacă există elemente cu creştere lentă la început, apoi cu creştere rapidă, aceste pot fi eliminate la vârstă mică (în parcele mono-arbore) de elementele cu creştere rapidă la început şi deci nu pot fi selecţionate.

În al doilea rând, ecartele între elemente pot fi artificial exagerate printr-o competiţie intensă, ca în cazul parcelelor foarte mici.

În al treilea rând, competiţia poate schimba ordinea în clasament a elementelor în cazul parcelelor foarte mari sau plantaţiilor pure unde competiţia inter-elemente devine neglijabilă.

O regulă simplă adoptată de Nanson în jurul anului 1970 în Belgia pentru experienţe este de a prevede termenul experienţei când înălţimea medie depăşeşte limita parcelelor pătrate. Pentru specia molid înălţimea de 20m se atinge la 50 ani, parcelele pot avea 20m x 20m =400m2 pentru un interval de experimentare de 50 ani.

Prin urmare, concurenţa între parcele poate deveni excesivă şi atunci cresc artificial diferenţele în producţia totală între elemente.

8.3. Repartiţia parcelelor, scheme statistice

Schema statistică vizează o repartiţie adecvată a parcelelor pe teren ca să atingă scopul de a compara obiectiv variantele experimentale. Două principii de bază sunt repetiţia şi aşezarea întâmplătoare.

Schema complet randomizată (aleatoare)

Cele „r” parcele a fiecărui „n” variante experimentale sunt repartizate în mod randomizat (întâmplător) în ansamblu macrostaţiunii prevăzute pentru experienţe comparative, fiecare parcelă ocupă o microstaţiune.

Această schemă care este cea mai simplă şi uşor de realizat nu este foarte eficace din p.d.v. statistic când staţiunea este eterogenă. În acest caz este preferabil să împarţi staţiunea în prealabil în „blocuri” (repetiţii) cât mai omogene posibil (schema cu blocuri randomizate).

Marea facilitate a schemei complet randomizate îi dă adesea un avantaj decisiv de fezabilitate în cazul testelor de descendenţe cu parcele mono-arbore. Acesta este cazul special când testele sunt destinate a fi convertite în plantaje de seminţe de familii. De ex. un test de 80 familii de semi-fraţi rezultaţi din polenizare liberă cu 32 parcele mono-arbore în medie per familie, rezultă 80 x 32 = 2560 parcele mono-arbore, care în dispozitiv de plantare de 2 x 2m dă cca. 1 ha.

Totuşi, dacă staţiunea este foarte eterogenă se împarte în blocuri cât se poate de omogene (ex. de la 4 la 8). În fiecare din cele 4 blocuri, se găsesc o singură dată cele 80 familii cu 8 parcele mono-arbore, randomizate pentru fiecare familie: 80 familii x 4 blocuri x 8 parcele mono-arbore = 2560.

Schema cu blocuri randomizate

Aşa cum s-a precizat mai sus, constă în împărţirea staţiunii în blocuri cât se poate de omogene (nu neapărat alăturate) şi o repartizare întâmplătoare a parcelei pe variantă. Esenţial este de a avea blocuri cât se poate de omogene, diferenţele de mediu dintre blocuri chiar dacă sunt mari nu este un inconvenient.

Ex.: o experienţă comparativă de provenienţe de molid pe termen lung (50 ani) de : n=25 provenienţe, r= 4 blocuri complet randomizate cu parcele de 10 x10 arbori la un dispozitiv de plantare de 2 x2m = 25 x 4x 100 = 10 000 arbori = 4 ha.