Effectiveness of growth stimulators Zircon and HB-101 in cultivation of four-year-old seedlings of Japanese red pine Pinus densiflora Siebold et Zucc.

Full Text

Введение

Приморский край, занимающий значительную часть Российского Дальнего Востока, является одним из крупнейших лесных регионов страны, богатство которого определяется не только масштабами, но и биологическим разнообразием лесных массивов. Данные лесоучетных работ 2024 г.демонстрируют, что хвойные породы занимают доминирующее положение, составляя 51,5 % от общей площади лесного фонда и 60,2 % его запаса ^[1]. Однако доля сосновых лесов в крае крайне незначительна, что связано с более специфическими требованиями этой породы к условиям произрастания — хорошо дренированным почвам и большему количеству солнечного света.

В Приморье сосна встречается преимущественно на юге края, формируя небольшие, часто смешанные с другими породами, массивы. Один из представителей семейства Pinaceae в крае — сосна густоцветковая Pinus densiflora Siebold et Zucc. Это редкий и исчезающий вид, встречающийся преимущественно в Хасанском, Шкотовском и Владивостокском районах Приморского края. Общая площадь естественного произрастания крайне ограничена и оценивается приблизительно в 4000 гектаров.

Исторически сложившаяся ситуация, включая масштабные лесные пожары, часто спровоцированные антропогенными факторами (например, неосторожным обращением с огнем или неконтролируемым выжиганием растительности), и интенсивные, зачастую нерегулируемые рубки леса в прошлом привели к резкому сокращению ареала Pinus densiflora. В результате этот вид находится на грани исчезновения в пределах российского Дальнего Востока ^[2], занесен в Красные книги Приморского края ^[3] и Российской Федерации ^[4].

Ареал произрастания Pinus densiflora охватывает горные территории. В условиях горных ландшафтов, которые характеризуются уязвимостью и затрудненностью восстановления, эта древесная порода занимает важное место среди лесомелиоративных видов. Она особенно эффективна для укрепления оврагов, склонов, а также для создания полезащитных и придорожных полос. Кроме того, Pinus densiflora активно применяется в озеленении.

Биологические и экологические характеристики Pinus densiflora, высокая значимость для народного хозяйства и небольшая занимаемая площадь требуют принятия мер по охране и активному воспроизводству.

Семенные годы в лесах региона наступают каждые три-четыре года. При таких интервалах хранения семена теряют энергию прорастания и всхожесть. Для того чтобы улучшить посевные характеристики семян и обеспечить восстановление этой ценной породы деревьев, возможно использовать стимуляторы роста. Эти вещества активизируют или подавляют процессы роста и развития растений.

В лесном хозяйстве среди новых методов выращивания посадочного материала находят применение экологически безопасные синтетические и природные препараты с росторегулирующим действием.

Результаты многих исследований показывают их эффективность: наблюдаются улучшение лабораторной и грунтовой всхожести семян, а также высокая сохранность и рост сеянцев и саженцев [1–18].

В нашем исследовании рассмотрено влияние стимуляторов роста на выращивание сеянцев Pinus densiflora в условиях Приморского края.

Цель исследования — изучение пролонгированного влияния стимуляторов роста Циркон и НВ‑101 на биометрические показатели четырехлетних сеянцев Pinus densiflora.

Материалы и методы исследования

Опытные работы проведены в Уссурийском городском округе (Приморский край) в рамках деятельности Горнотаежной станции имени В.Л. Комарова (подразделение ФНЦ Биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН) с 2019 по 2023 г. Характерные особенности местности заключаются в высокой влажности почвы и преобладании оглеенных серых рыхлых осадочных пород с высоким содержанием мелких частиц, таких как песок и пыль, а также заметным количеством глины. Почвенный покров представлен бурым подзолом с плотной глинистой структурой, переходящей в лугово-бурый тип в нижнем слое. Несмотря на окультуривание, плодородие осталось на среднем уровне. Кислотность почвы составляет около 6,5 pH, а содержание гумуса — 2,83 %. Концентрация фосфора достигает 20,5 мг на 100 г почвы, тогда как калия — 7,3 мг. Рельеф территории характеризуется плавными волнами с небольшим уклоном.

Семена Pinus densiflora собрали в дендрарии села Горнотаежного в конце 2018 г. и высеивали в трех повторностях, по 100 шт. семян, с расстоянием в 18…20 см между рядами. Глубина заделки варьировала от 1 до 2 см. Поверхность почвы покрывали древесными опилками. В течение первого года роста сеянцы подвергали корневой подкормке препаратом Циркон концентрацией раствора 0,01 %, контрольная группа — без стимуляторов.

На втором году вегетации применялся стимулятор НВ‑101 в различных концентрациях, а контрольная группа не получала подкормок (табл. 1). С третьего года стимуляторы не использовали.

Таблица 1
Схема опытов

Варианты опытов	Концентрации растворов, %
Контроль	Без обработки стимуляторами
Циркон + НВ‑101	0,01	0,005

Источник: составлено В.Ю. Острошенко.

Table 1
Experiment scheme

Variants	Solution concentrations, %
Control	seedlings without stimulants treatment
Zircon + HB‑101	0.01	0.005

Source: compiled by V.Y. Ostroshenko.

Циркон — биостимулятор, созданный на основе экстракта эхинацеи пурпурной, содержит в качестве активных компонентов гидроксикоричные кислоты — фенольные соединения, играющие ключевую роль в дыхательных процессах растений. Эти кислоты обладают антиоксидантными свойствами, защищая клетки растений от повреждений, вызванных стрессовыми факторами (засуха, заморозки, болезни). Кроме того, Циркон стимулирует развитие корневой системы, что способствует лучшему усвоению питательных веществ из почвы. Его применение показано для широкого спектра культур, включая овощные, плодовые, декоративные растения и цветы. Важно отметить, что эффективность Циркона зависит от концентрации рабочего раствора и способа применения. Необходимо строго следовать инструкции производителя [11, 12].

Японский биостимулятор НВ‑101 представляет собой сложный комплекс экстрактов гималайского кедра, сосны, подорожника и кипариса. В его состав входят белковые комплексы, антиоксиданты и минералы, что обеспечивает комплексное воздействие на растение. НВ‑101 стимулирует рост и развитие растений, повышает устойчивость к заболеваниям и неблагоприятным условиям среды. Он способствует эффективному использованию растениями собственных ресурсов, активируя их природные защитные механизмы. Как и Циркон, НВ‑101 применяется для различных культур, включая сельскохозяйственные, лесные и декоративные растения, а также грибы и газоны [14, 15].

Оба биостимулятора позиционируются как экологически безопасные продукты, но перед применением необходимо ознакомиться с инструкцией производителя.

Для ухода за сеянцами проводились агротехнические мероприятия: рыхление между рядами, полив в соответствии с климатическими условиями, защита от вредителей и болезней.

В конце четвертого года роста у сеянцев проводили замеры биометрических показателей (высота, прирост по высоте, диаметр шейки корня, длина корней и сухая масса частей растения). Измерение высоты, прироста по высоте и длины корней четырехлетних сеянцев проводили с использованием линейки. Для измерения диаметра шейки корня применяли электронный штангенциркуль, для определения сухой массы — электронные весы. Результаты эксперимента обработали с помощью программы Microsoft Excel 2007, а значимость различий определяли критерием Стьюдента. Для определения существенности различий по показателям высоты также применяли критерий Фишера.

Общий вид четырехлетних сеянцев Pinus densiflora приведен на рис. 1.

Рис. 1. Четырехлетние сеянцы Pinus densiflora (фрагмент)
  Источник: выполнено В.Ю. Острошенко.
Fig. 1. The four-year-old seedlings of Pinus densiflora (fragment)
  Source: compiled by V.Y. Ostroshenko.

Результаты исследования и обсуждение

Одна из важнейших задач лесного хозяйства — ускорение роста и развития посадочного материала, особенно ценных пород, таких как Pinus densiflora. Проведенные исследования показали высокую эффективность применения корневой подкормки стимуляторами роста Циркон и НВ‑101 для достижения этой цели. Результаты, полученные на четырехлетних сеянцах, свидетельствуют о значительном повышении показателей роста и развития по сравнению с контрольной группой (без обработки стимуляторами).

Положительное влияние указанных препаратов отмечено для различных культур в сельском хозяйстве. Так, Н.Б. Рябчикова, Т.Г. Колебошина и В.А. Суслова установили, что стимулятор роста НВ‑101 способствует повышению урожайности плодов арбуза столового (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. & Nakai) на 34 % [19]. А.В. Горынцев и И.Н. Бондарева выявили увеличение продуктивности картофеля на 60 % и количества клубней до 98 % [20]. А.В. Патшина и Е.В. Петрова доказали эффективность применения стимулятора роста НВ‑101 для нарастания биометрических показателей и урожайности люпина узколистного (Lupinus angustifolius  L.)  [21]. Н.В. Тютюма и Н.И. Кудряшова документировали значительное его влияние на рост, развитие и продуктивность томатов [22].

Выявлено, что обработка стимулятором Циркон озимой ржи (Secale cereale L.) существенно повышает урожайность зерна [23]. Отмечено положительное влияние Циркона на продуктивность яровой (Ver triticum), озимой пшеницы обычной (Triticum aestivum) и ярового ячменя (Hordeum vulgare annua L.). Наблюдалось существенное улучшение качества зерна и его хлебопекарных свойств за счет увеличения содержания белка и клейковины. Кроме того, Циркон повлиял на повышение урожая гречихи (с 10,2 до 15,3 ц/га), а также на качество продукции сои [24].

Наряду с использованием указанных препаратов в сельском хозяйстве началось их применение в лесной отрасли.

Так, установлена высокая степень влияния препарата НВ‑101 на энергию прорастания и всхожесть семян Pinus densiflora [14]. Выявлен стимулирующий эффект препарата НВ‑101 на рост двулетних сеянцев сосны обыкновенной P. silvestris L. Отмечено повышение всхожести семян и устойчивости всходов к грибным болезням [1, 15]. Доказан положительный эффект стимулятора НВ‑101 на увеличение темпов линейного роста сеянцев дуба черешчатого Quercus robur L. [13]. Отмечено активное влияние стимулятора НВ‑101 на нарастание биометрических показателей четырехлетних саженцев пихты белокорой (Abies nephrolepis (Trautv.) Maxim.) [8]. К.А. Игонина и В.Б. Троц показали, что применение стимулятора НВ‑101 увеличивает темпы роста сеянцев и выход стандартного посадочного материала ясеня обыкновенного (Fraxinus excelsior L.) [2].

Доказано положительное влияние Циркона на рост и развитие корневой системы, а также повышение зимостойкости саженцев различных хвойных пород [11]. Выявлено активное действие Циркона на увеличение всхожести, сохранности и развитие надземной и подземной части сосны обыкновенной [12]. Н.В. Пентелькина, Ю.С. Пентелькина отметили значительный эффект внекорневой подкормки стимулятором Циркон на рост и развитие сеянцев сосны крымской (P. nigra subsp. pallasiana (Lamb.) Holmboe), лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.) и кедра сибирского (Pinus sibirica Du Tour). Наблюдалось увеличение биомассы надземной части растений и длины корней [9, 10]. Выявлен положительный эффект стимулятора Циркон при выращивании пихты белокорой [5].

Наши исследования продемонстрировали впечатляющий прирост высоты сеянцев Pinus densiflora после обработки стимуляторами Циркон и НВ‑101. Средняя высота обработанных растений достигла 40,9…41 см, что на 16,5…16,8 % превышает показатели контрольной группы (табл. 2, рис. 2).

При обработке сеянцев стимулятором НВ‑101 концентрацией 0,01 % статистическая обработка данных (t-критерий Стьюдента и дисперсионный анализ) подтвердила достоверность полученных результатов на 5%-м уровне значимости (p < 0,05 %). Это означает, что наблюдаемые различия в росте не случайны, а обусловлены воздействием стимуляторов (табл. 2, 3).

Таблица 2
Исследование влияния корневой подкормки одно-двулетних сеянцев Pinus densiflora стимуляторами роста Циркон и НВ‑101 на их морфометрические показатели в возрасте четырех лет

Стимулятор роста и концентрация раствора	Высота М ± m, см	Прирост по высоте, см	Диаметр шейки корня, мм	Длина корней, см
Контроль	35,1 ± 1,2	17,2 ± 2,5	0,7  ±  0,1	16,7  ±  2,6
Циркон + НВ‑101 0,01 %	41,0 ± 3,6*	24,7 ± 2,7	1,2 ± 0,3	24,3 ± 1,8
Процент к контролю	+16,8	+43,6	+71,4	+45,5
Циркон + НВ‑101 0,005 %	40,9 ± 4,5	27,5 ± 1,0*	1,1 ± 0,1	19,3 ± 1,9
Процент к контролю	+16,5	+59,9	+57,1	+15,6

Примечание.^* — различия с контролем достоверны по t-критерию Стьюдента при р = 0,05 %.
  Источник: составлено В.Ю. Острошенко.

Table 2
Study of the effect of root fertilization of one- and two-year-old seedlings of Pinus densiflora with growth stimulants Zircon and HB‑101 on their morphometric parameters at the age of four years

Growth stimulator and solution concentration	Height М ± m, сm	Height gain, сm	Diameter of root collar, mm	Length of roots, сm
Control	35.1 ± 1.2	17.2 ±  2.5	0.7 ± 0.1	16.7  ±  2.6
Zircon + НВ‑101, 0.01 %	41.0 ± 3.6*	24.7 ± 2.7	1.2 ± 0.3	24.3 ± 1.8
Percentage to control	+16.8	+43.6	+71.4	+45.5
Zircon + НВ‑101, 0.005 %	40.9 ± 4.5	27.5 ± 1.0*	1.1 ± 0.1	19.3 ± 1.9
Percentage to control	+16.5	+59.9	+57.1	+15.6

Note.^*differences with the control are significant according to the Student’s t-test at р = 0.05%.
  Source: compiled by V.Y. Ostroshenko.

Рис. 2. Влияние стимуляторов роста Циркон и НВ‑101 на нарастание высоты четырехлетних сеянцев Pinus densiflora
  Источник: выполнено В.Ю. Острошенко.

Fig. 2. Effect of growth stimulants Zircon and HB‑101 on height increment of four-year-old seedlings of Pinus densiflora
  Source: compiled by V.Y. Ostroshenko.

Таблица 3
Анализ дисперсии воздействия стимуляторов роста Циркон и НВ‑101 на рост Pinus densiflora в возрасте четырех лет

Показатели	df (степени свободы)	SS (суммы квадратов)	MS (средние квадраты)	Fstat (расчетное значение F-статистики)	Ftabl (Табличное (критическое) значение F-критерия)
Между группами	1	639,7952	639,7952	3,8102	0,0544
Внутри групп	81	13601,1161	167,915
Общее	82	14240,9113

Источник: составлено В.Ю. Острошенко.

Table 3
Analysis of variance of the effect of Zircon and HB‑101 growth stimulants on growth of Pinus densiflora at the age of four years

Indicators	df (degrees of freedom)	SS (sum of squares)	MS (mean square)	Fstat	Ftabl
Between groups	1	639.7952	639.7952	3.8102	0.0544
Inside groups	81	13601.1161	167.915
Total	82	14240.9113

 Source: compiled by V.Y. Ostroshenko.

Наиболее значительный эффект на прирост по высоте наблюдался при применении стимулятора НВ‑101 в концентрации 0,005 %. В этом случае его показатель составил 27,5 см, что на 59,9 % больше, чем в контрольной группе.
Различия с контролем достоверны: t_fact ≥ t_tabl при р = 0,05 %. При более высокой концентрации НВ‑101 (0,01 %) прирост был меньше (43,6 % по сравнению с контролем) (табл. 2, рис. 3).

Помимо увеличения высоты, стимуляторы Циркон и НВ‑101 существенно повлияли на развитие корневой системы сеянцев. Средний диаметр шейки корня у обработанных растений увеличился на 57,1…71,4 % по сравнению с контролем (1,1…1,2 см против контрольного значения), что свидетельствует об улучшении общего состояния и жизнеспособности растений (табл. 2, рис. 4).

Наибольший прирост длины корней (24,3 см, что на 45,5 % больше, чем в контроле) был достигнут при комбинированном применении Циркона и — НВ‑101 в концентрации 0,01 %. Применение НВ‑101 в концентрации 0,005 % также показало положительный эффект, хотя и менее выраженный (прирост длины корней на 15,5 %) (табл. 2, рис. 5).

Рис. 3. Влияние стимуляторов роста Циркон и НВ‑101 на прирост по высоте у четырехлетних сеянцев Pinus densiflora
  Источник: выполнено В.Ю. Острошенко.

Fig. 3. Effect of growth stimulants Zircon and HB‑101 on height increment in four-year-old seedlings of Pinus densiflora
  Source: compiled by V.Y. Ostroshenko.

Рис. 4. Влияние стимуляторов роста Циркон и НВ‑101 на прирост диаметра шейки корня у четырехлетних сеянцев Pinus densiflora
  Источник: выполнено В.Ю. Острошенко.

Fig. 4. Effect of growth stimulants Zircon and HB‑101 on root collar diameter increment in four-year-old seedlings of Pinus densiflora
  Source: compiled by V.Y. Ostroshenko.

Рис. 5. Влияние стимуляторов роста Циркон и НВ‑101 на прирост длины корней у четырехлетних сеянцев Pinus densiflora
  Источник: выполнено В.Ю. Острошенко.

Fig. 5. Effect of growth stimulants Zircon and HB‑101 on root length increment in four-year-old seedlings of Pinus densiflora
  Source: compiled by V.Y. Ostroshenko.

Результаты исследования показали, что обработка стимуляторами Циркон и НВ‑101 также положительно влияет на величину сухой массы сеянцев, что указывает на более интенсивные процессы фотосинтеза и общего метаболизма. Подкормка сеянцев Pinus densiflora стимуляторами Циркон и НВ‑101 в концентрации 0,01 % существенно повысила сухую массу на 177,5 % по сравнению с контрольным образцом, достигая показателя 55,5 г (табл. 4).

Таблица 4
Исследование влияния корневой подкормки одно-двулетних сеянцев Pinus densiflora стимуляторами роста Циркон и НВ‑101 на их сухую массу в возрасте четырех лет, г

Вариант опыта	Количество боковых веточек, шт.	Сухая масса сеянца в воздушно-сухом состоянии М  ±  m, г
		Стволик	Веточки	Хвоя	Итого надземная часть	Корневая система	Общая масса
Контроль	8,3 ± 2,4	4,6 ± 1,1	2,4 ± 1,0	9,3  ±  3,6	16,3 ± 4,1	3,7 ± 1,4	20,0 ± 5,6
ЦирконНВ‑1010,01 %	17,3 ± 6,1	9,5 ± 4,1	9,1 ± 4,6	23,4 ± 9,0	42,0 ± 17,6	13,5 ± 5,5	55,5 ± 17,2
Процентк контролю	+108,4	+106,5	+279,2	+151,6	+157,7	+264,9	+177,5
ЦирконНВ‑1010,005 %	12,3 ± 2,2	12,7 ± 2,3*	6,5 ± 0,6*	20,3 ± 2,5	39,5 ± 4,4*	5,8 ± 1,2	45,3 ± 5,6
Процентк контролю	+48,2	+176,1	+170,8	+118,3	+142,3	+56,8	+126,5

 Источник: составлено В.Ю. Острошенко.

 Table 4
Study of the effect of root fertilization of one- and two-year-old seedlings of Pinus densiflora with growth stimulants Zircon and HB‑101 on their dry weight at the age of four years, g

Variant	Number of lateral branches	Dry weight of a seedling in an air-dry state М ± m, g
		Stem	Branches	Needles	Total aboveground part	Root system	Total weight
Control	8.3 ± 2.4	4.6 ± 1.1	2.4 ± 1.0	9.3 ± 3.6	16.3 ± 4.1	3.7 ± 1.4	20.0 ± 5.6
Zircon+ +НВ‑1010.01 %	17.3 ± 6.1	9.5 ± 4.1	9.1 ± 4.6	23.4 ± 9.0	42.0 ± 17.6	13.5 ± 5.5	55.5 ± 17.2
Percentage to control	+108.4	+106.5	+279.2	+151.6	+157.7	+264.9	+177.5
Zircon+ НВ‑1010.005 %	12.3 ± 2.2	12.7 ± 2.3*	6.5 ± 0.6*	20.3 ± 2.5	39.5 ± 4.4*	5.8 ± 1.2	45.3 ± 5.6
Percentage to control	+48.2	+176.1	+170.8	+118.3	+142.3	+56.8	+126.5

Source: compiled by V.Y. Ostroshenko.

Особенно отмечается значительное увеличение массы надземной части на 157,7 % и корней — на 264,9 %.

При использовании стимулятора НВ‑101 в концентрации 0,005 % наблюдалcя менее выраженный эффект: общая масса составила 45,3 г, что превышает контрольные значения на 126,5 % (табл. 4).

Заключение

Исследование показало, что совместное применение стимуляторов Циркон и НВ‑101 оказывает положительное воздействие на биометрические параметры четырехлетних сеянцев Pinus densiflora. Применение НВ‑101 в концентрации 0,01 % особенно эффективно. Так средняя высота сеянцев сосны составила 41,0 см, диаметр корневой шейки — 1,2 см, длина корней — 24,3 см и общая сухая масса — 55,5 г. Превышения по отношению к контролю по данным показателям составили 16,8; 71,4; 45,5 и 177,5 % соответственно. Обработка сеянцев препаратом НВ‑101 в концентрации 0,005 % оказывает менее выраженный эффект. Выращенные сеянцы обладают высокой декоративностью и могут использоваться в ландшафтном озеленении.

 

 

_{¹ Официальный сайт Правительства Приморского края. Режим доступа: https://primorsky.ru/authorities/executive-agencies/deartments/forestry/informatsiya-po-forme-ot -krytykh-dannykh.php (дата обращения: 20.01.2023)}

_{² Урусов В.М., Лобанова И.И., Варченко А.И. Хвойные российского Дальнего Востока — ценные объекты изучения, охраны, разведения и использования. Владивосток : Дальнаука, 2007. 440 с}

_{³ Красная книга Приморского края: Растения. Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды растений и грибов. Владивосток : Апельсин, 2008. 688 с.}

_{⁴ Красная книга РСФСР. Растения. М. : Росагропромиздат, 1988. 590 с.}

About the authors

Valentina Y. Ostroshenko

Federal Scientific Center of the East Asia Terrestrial Biodiversity Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: OstroshenkoV@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1970-9293
SPIN-code: 9657-6098

Candidate of Agricultural Sciences, Senior researcher, Dendrology Laboratory

159 100-letiya Vladivostoku ave., Vladivostok, 690022, Russian Federation

References

Supplementary files