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

КОДУН-ИВАНОВА М.А.
КОНСТАНТИНОВ А.В.

ГНУ «Институт леса Национальной академии наук Беларуси»

Введение.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Установив значительное влияние подкормки на#nbsp;растения осины клона V22, мы#nbsp;также изучили влияние гуминовых удобрений на#nbsp;посадочный материал березы. Гуминовые вещества имеют огромное значение для#nbsp;развития растений. Они улучшают структуру почвы, способствуют воздушному обмену, активируют размножение полезных микроорганизмов. Вступают в#nbsp;реакцию с#nbsp;химическими элементами, делая их#nbsp;более доступными для#nbsp;поглощения растениями. Содержат азот, калий, фосфор и#nbsp;другие полезные вещества. Обладают способностью связывать тяжелые металлы и#nbsp;радиоактивные вещества, делая их#nbsp;недоступными для#nbsp;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#nbsp;исследования мы#nbsp;использовали комплексное удобрение (далее по#nbsp;тексту#nbsp;— КГУ) на#nbsp;основе гуминовых кислот «СИЛА ЖИЗНИ», российского производства (ТУ#nbsp;2186−001−69 448 056−2014) в#nbsp;двух дозировках: 500 кг/га (КГУ500) и#nbsp;1000 кг/га (КГУ1000).

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

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

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

Статистическую обработку данных проводили, используя программы Microsoft Excel и#nbsp;Statistica 6.0. В#nbsp;конце вегетационного сезона провели химический анализ на#nbsp;содержание подвижных форм важных для#nbsp;растений почвенных микро и#nbsp;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#nbsp;3-м месяце адаптации наблюдается у#nbsp;варианта КГУ500, который превышает контрольный на#nbsp;40%. Растения варианта КГУ1000 также по#nbsp;приросту на#nbsp;3-м месяце доращивания превышали контрольный вариант на#nbsp;20%.

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