Статьи

Воздействие гуминового удобрения на посадочный материал осины и березы при доращивании в условиях закрытого грунта


УДК 633.39

КОДУН-ИВАНОВА М.А.
КОНСТАНТИНОВ А.В.

ГНУ «Институт леса Национальной академии наук Беларуси»

Ключевые слова: осина, береза, микроклональное размножение, закрытый грунт, удобрения, субстрат, эффективность адаптации

Описано влияние двух дозировок (500 кг/га и 1000 кг/га) комплексного гуминового удобрения на рост и развитие микроклонально размноженных саженцев быстрорастущих мягколиственных лесных древесных пород – осины и березы.

Биометрические параметры готового посадочного материала обеспечивают эффективность создания плантационных лесных культур – с повышением качества посадочного материала увеличивается биологическая устойчивость и жизнеспособность насаждения.

Установлено, что гуминовые удобрения в дозировке 1000 кг/га повышают прирост осины на 10%, березы – на 7%.

Введение.

Плантационное лесовыращивание имеет огромное значение в лесном хозяйстве разных стран мира, так как специализированные плантации получают множество преимуществ по сравнению с натуральными лесами и обеспечивают более низкую себестоимость сырья вследствие близкого расположения сырья к производству.

Для создания специализированных плантаций необходимо использовать генетически лучший посадочный материал (формы древесных пород с повышенной продуктивностью), что позволяет формировать древостои с необходимой сортиментной структурой, сокращенными сроками выращивания, а также обладающие другими хозяйственно ценными признаками (устойчивость к фитопатогенам и вредителям, необходимое содержание лигнина или целлюлозы и др.).

Для многих растений наиболее эффективный путь сохранения и размножения ценного генетического материала — вегетативное размножение, однако, кроме получения генетически однообразного посадочного материала также вероятна передача следующему поколению различных грибных, бактериальных инфекций.

Поэтому для массового получения генетически однородного оздоровленного посадочного материала целесообразно использовать метод микроклонального размножения, который позволяет освобождать посадочный материал от патогенов.

Также важно упомянуть, что чем лучше по биометрическим показателям будет посадочный материал, тем устойчивее и жизнеспособнее будет лесное насаждение, поэтому разработка технологии выращивания микроклонально размноженного посадочного материала является актуальной проблемой.

Одним из важнейших факторов роста и развития растений является качественное состояние их ризосферы. В настоящее время современные питомники используют для укоренения контейнеры, горшки или кассеты, наполненные субстратом. Это позволяет лучше контролировать почвенные условия и параметры воздушной среды, оптимизировать образование и рост корней у регенерантов.

В закрытом (защищенном) грунте используется несколько типов субстратов (органических и неорганических), которые могут применяться в чистом виде или в смеси с другими.

Субстрат, который можно считать наиболее универсальным, гарантирующим успешность культивирования и высокое качество посадочного материала (хорошее развитие корневой системы и надземной части растений), выделить трудно. Наиболее часто применяемые субстраты в лесном хозяйстве — торф, песок, перлит и различные смеси из данных компонентов.

Для питомников самым легкодоступными и дешевыми субстратами является смесь на основе верхового или низинного торфов. Низинный торф залегает на болотах, расположенных у подножия склонов и в поймах рек, в связи с чем он является не только самым зольным и богатым питательными веществами, но и достаточно щелочными (pH в пределах 6−7). Верховые торфа отличаются кислой реакцией их рН составляет 3−4. Фосфора в верховом торфе мало — менее 0,1%, в низинном значительно больше — до 1% и более. Азота в верховом торфе около 1%, в низинном — 2,5−3,0%, иногда 4%. Калия во всех торфах мало — 0,05−0,15%.

Однако необходимо отметить, что механический состав торфов разный: низинный состоит из мелких частиц, слеживается, образует комки, использование его нецелесообразно ввиду его быстрого уплотнения из-за низкой пористости и пылеватой структуры. Кроме того, низинный торф заселен многочисленными видами семян сорной растительности [1].

А верховой образуется из растительности олиготрофного типа, в ботаническом составе которого не более 10% остатков растительности эвтрофного типа: сфагновых мхов, пушицы, багульников [2].

Исходя из ранее проведенных нами исследований, мы отметили, что сохранность и рост микроклональных растений выше, если использовать субстрат на основе верхового торфа, однако применение верхового торфа целесообразно, если применять корневую или внекорневую подкормку растений, так как он является более бедным по микроэлементному составу, чем низинный.

Поэтому для улучшения питания растений мы исследовали влияние внекорневой подкормки на растения, выращенные на субстрате на основе верхового торфа. Целью наших исследований стало выяснение влияния гуминовых удобрительных составов на рост и развитие регенерантов осины и березы при доращивании в условиях закрытого грунта. Ранее мы установили, что применение подкормки в условиях закрытого грунта по-разному влияет на некоторые морфофизиологические параметры регенерантов, такие как фотосинтетический аппарат, площадь и плотность листа и др. [3−8].

Установив значительное влияние подкормки на растения осины клона V22, мы также изучили влияние гуминовых удобрений на посадочный материал березы. Гуминовые вещества имеют огромное значение для развития растений. Они улучшают структуру почвы, способствуют воздушному обмену, активируют размножение полезных микроорганизмов. Вступают в реакцию с химическими элементами, делая их более доступными для поглощения растениями. Содержат азот, калий, фосфор и другие полезные вещества. Обладают способностью связывать тяжелые металлы и радиоактивные вещества, делая их недоступными для поглощения корневой системой растений.
Материалы исследований.

Исследования проводили в теплице Макеевского лесничества Гомельского ГПЛХО с мая по сентябрь 2017 г. Объект исследования – микроклональные растения осины Populus tremula L. клона V22 и березы повислой Betula pendula Roth. клона 176/18 из коллекции Института леса НАН Беларуси.

Высота регенерантов при посадке в закрытый грунт составила 2-5 см. Объем почвенного кома составлял 0,5-0,7 л (рис. 1). Посадка в условия закрытого грунта 16.05.2017 г, обработка удобрениями – 23.05.2017 г.
Контрольная группа растений выращивалась без подкормки. Для исследования мы использовали комплексное удобрение (далее по тексту — КГУ) на основе гуминовых кислот «СИЛА ЖИЗНИ», российского производства (ТУ 2186−001−69 448 056−2014) в двух дозировках: 500 кг/га (КГУ500) и 1000 кг/га (КГУ1000).

Состав применяемого удобрения: органическое веществово от сух. в-ва (80%), гуминовый экстракт от орг. в-ва (90%), гуминовые кислоты от гуминового экстракта (95%), фульвокислоты от гуминового экстракта (5%), N органический от сух. в-ва (1,3%), pH=5,7. Производитель ООО НПО «СИЛА ЖИЗНИ», г. Саратов.

Вносили сухое удобрение единоразово после посадки на доращивание растений в закрытый грунт и измеряли высоту и диаметр стволика, рассчитывали эффективность адаптации (ЭА=средняя высота приживаемость/100%) и уровень прироста (%, за 100% брали контрольный вариант).

В каждом варианте опыта было посажено по 20 растений в 2 повторах. В конце вегетационного сезона в вариантах опыта отбирали 5 средних по биометрическим параметрам растений и измеряли длину корневой системы, определяли удельную листовую поверхность и площадь одного листа (SLA и LA1 листа) по общепринятой методике [9], надземную и подземную биомассу, рассчитывали накопление сухого вещества (DMC, %).

Статистическую обработку данных проводили, используя программы Microsoft Excel и Statistica 6.0. В конце вегетационного сезона провели химический анализ на содержание подвижных форм важных для растений почвенных микро и макроэлементов (табл.1).
Результаты исследований.

Проведенные исследования показали, что гуминовые удобрения в исследуемых дозах незначительно влияют на морфометрические параметры микроклональных растений как осины, так и березы (табл. 2). Значение общего прироста по высоте осины и березы при внесении КГУ1000 чуть больше, чем при внесении КГУ500 и без внесения.
Параметр «удельная листовая поверхность» (SLA) является адаптивным свойством растения, более низкие значения его способствуют интенсивному фотосинтезу. У осины при внесении КГУ1000 данный параметр снижается по сравнению с контролем, у березы наоборот – увеличивается при внесении удобрений, что может указывать на повышение активности фотосинтеза при внесении удобрения у осины, а у березы возможно вызывает некоторое угнетение процессов фотосинтеза.

Из табл. 2 видно, что внесение КГУ способствует развитию корневой системы осины, что является одним из важнейшим условий успешной приживаемости лесных культур. Также применение КГУ1000 повышает эффективность адаптации осины в закрытом грунте на 2% и незначительно увеличивает содержание воды в листьях, что также является адаптационным свойством микроклональных растений.

На эффективность адаптации березы внесение КГУ не повлияло, но значения параметров средней площади листа и накопления сухого вещества увеличилось под воздействием КГУ1000, а длина корневой системы увеличилась и у варианта КГУ500, и КГУ1000.

В целом осина оказалась восприимчивей к внесению КГУ1000, прирост растений этого варианта в течение всего периода доращивания в закрытом грунте превышал на 10-12% (рис. 2).

При этом внесение половинной дозы (КГУ500) несколько тормозил прирост по высоте (на 1-2%). Общий прирост растений (за все время нахождения в закрытом грунте) варианта КГУ1000 больше на 10%, чем в контроле.
Немного по-другому выглядит динамика прироста березы, здесь максимальный прирост на 3-м месяце адаптации наблюдается у варианта КГУ500, который превышает контрольный на 40%. Растения варианта КГУ1000 также по приросту на 3-м месяце доращивания превышали контрольный вариант на 20%.

Однако, общий прирост за все время адаптации у варианта КГУ1000 превышал контрольный на 7%, а КГУ500 — на 4%. Возможно, что для березы эффект применения гуминовых удобрений является отложенным, и влияет на жизнеспособность посадочного материала в условиях лесных культур, исследования по этому вопросу будут продолжены.
Заключение.

Таким образом, установлено, что гуминовые удобрения в дозировке 1000 кг/га повышают прирост осины на 10%, березы – на 7%, при этом у осины эффективность адаптации повышается на 2%, у березы не изменяется.

В целом, при внесении гуминовых удобрений следует использовать рекомендованную дозировку 1000 кг/га, либо даже больше, чтобы увеличить эффект прироста в целях получения крупного жизнеспособного микроклонального посадочного материала осины и березы. Исследования по данному вопросу будут продолжены.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Субстраты на основе органических отходов для выращивания сеянцев в контейнерах / Е.М. Романов [и др.] // Лесное хозяйство. – 2009. – № 2. – С. 35–37.

2. Кузнецова Л.М., Яковлева Л.Н. / Изменение физико-химических свойств торфяного тепличного грунта в процессе его использования // Труды ВНИИТП. – Ленинград, 1983. – Вып. 51. – С. 68–73.

3. Иванова М.А., Баландина И.М., Химченко Е.Н. / Влияние бесхлорного удобрения на рост регенерантов осины в условиях ex vitro // Труды БГТУ. – Сер. I, Лесн. хоз-во. – 2010. – С. 239-242.

4. Морфометрические параметры микроклонально размноженных растений осины и березы при выращивании в условиях закрытого грунта / М.А. Иванова [и др.] // Труды БГТУ. – Сер. I, Лесн. хоз-во. – 2010. – С. 235–238.

5. Иванова М.А., Баландина И.М. / Влияние бесхлорного удобрения на регенеранты осины при выращивании на различных субстратах // БИОЛОГИЯ – НАУКА ХХI ВЕКА: материалы 14-й Пущинской международной школы-конференции молодых ученых, Пущино, 19 - 23 апреля 2010 года.: в 2 т. – Пущино, 2010. –Т. 2. – С. 39.

6. Иванова М.А., Кулагин Д.В., Федорченко А.В. / Влияние комплексного удобрения на морфофизиологические параметры регенерантов осины // Інтродукція рослин, збереження та збагачення біорізноманіття в ботанічних садах і дендропарках: матеріали міжнародної наукової конференції присвяченої 75-річчю заснування Національного ботанічного саду ім. М.М.Гришка НАН України, 15-17 вересня 2010 р. / редкол. М.Б. Гапоненко [и др.]. – Київ, 2010. – С.592-594.

7. Иванова М.А. / Влияние внекорневой подкормки удобрениями на площадь поверхности листа регенерантов осины // Наука о лесе XXI века: материалы международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию Института леса НАН Беларуси, Гомель, 17-19 ноября 2010 г./ Институт леса НАН Беларуси; редколлегия: А.И. Ковалевич [и др.]. - Гомель: Институт леса НАН Беларуси, 2010. – С. 429-431.

8. Влияние механического состава торфяного субстрата на адаптацию регенерантов различных клонов карельской берёзы (Betula pendula Roth. var. carelica Mercl.) / А.В. Константинов [и др.] // Регуляция роста, развития и продуктивности растений: материалы VII международной научной конференции в Минске, Минск, 26-28 октября / – Минск, 2011. – С. 106.

9 Уткин А.И., Ермолова Л.С., Уткина И.А. / Площадь поверхности лесных растений: сущность, параметры, использование / отв. ред.С.Э. Вомперский; Ин-т лесоведения РАН. – М.: Наука, 2008. – 292 с.

IMPACT OF HUMIN FERTILIZER ON PLANTING MATERIAL OF ASPEN AND BIRCHES AT GROWTH IN CONDITIONS OF PROTECTED GROUND

Kodun-Ivanova M.A., Konstantionv A.V..

Institute of Forest, National Academy of Sciences f Republic Belarus

Keywords: aspen, birch, microclonal reproduction, protected ground, fertilizers, substrate, adaptation efficiency.

The influence of two dosages (500 kg / ha and 1000 kg / ha) of complex humic fertilizer on the growth and development of microclonal propagated seedlings of fast-growing soft-leaved forest tree species - aspen and birch - is described.

The biometric parameters of the finished planting material ensure the effectiveness of plantation forest crops - the biological stability and viability of the plantation increase with the quality of the planting material. It is established that humic fertilizers in a dosage of 1000 kg / ha increase the aspen growth by 10%, birch - by 7%.

Номер 1/2018