Сравнительная характеристика посадочного материала березы повислой, выращенного из семян осеннего и весеннего посева

Полный текст

Введение

Береза повислая (Betula pendula Roth.) достаточно широко распространена на территории Казахстана, колочные березовые леса частично выполняют защитную функцию в отношении сельскохозяйственных земель в степной и лесостепной зоне. В последние годы березовые насаждения подвержены заболеванию бактериальной водянкой, во многих областях наблюдаются вымочки, что приводит к деградации и гибели лесов. Поэтому восстановление березовых лесов — о дна из первоначальных задач. Проблема лесоразведения очень остро стоит в Прибалтийский странах на бывших сельскохозяйственных землях. Достаточно много исследований роста и развития березовых лесов проводится в Финляндии и Швеции [1–5].

Хотя береза считается неприхотливой породой, но существуют трудности с получением достаточного количества стандартных сеянцев. В Казахстане наблюдается нехватка посадочного материала березы, поэтому лесные и озеленительные учреждения вынуждены закупать его в близлежащих странах, в частности, в России. Также в некоторых питомниках расширяется ассортимент растений, применяемых для выращивания в лесных культурах. Так, помимо березы, возможно выращивание некоторых перспективных интродуцентов, приспособленных к неблагоприятным почвенным и климатическим условиям Казахстана [6–8].

Если исследований по выращиванию посадочного материала сосны обыкновенной и некоторых других древесных пород существует множество [9–21], то получению стандартного посадочного материала березы повислой уделено очень мало внимания. В частности, предлагается в засушливых районах Республики Башкортостан производить посев в летний период свежесобранными семенами, а в лесной и лесостепной зоне рекомендуется позднеосенний или зимний посев с присыпкой семян торфом или перегноем и внесением минеральных удобрений в определенных количествах [22]. К особенностям выращивания посадочного материала березы относят летний посев семян, при котором всходы появляются в текущем году и всхожесть семян повышается. Отмечается, что в условиях закрытого грунта сеянцы березы превышают биометрические показатели сеянцев, выращенных в открытом грунте, в 3–4 раза [23]. Проводятся опыты с внесением в почву грибов, что позволяет увеличить рост и фитомассу сеянцев березы [24]. В Казахстане также проводились опыты с применением укрывного материала [25]. Выявлено, что при использовании стимуляторов Гумат+7, Гумат-Натрий и Байкал высота опытных сеянцев превышала высоту контрольных растений на 48…56 %, а встречаемость их на 1 пог. м была больше в 2 раза. Поскольку в Республике Казахстан наблюдается острая нехватка посадочного материала березы повислой для озеленения городов и создания зеленой зоны вокруг столицы, быстрое выращивание сеянцев является весьма актуальным. Отсюда вытекает цель исследований —  определение оптимального способа ускоренного выращивания березы повислой в Северном Казахстане.

Материалы и методы исследования

Объектами исследований являлись однолетние сеянцы березы повислой, выращенные из семян, посеянных в два срока. Наблюдения проводились в лесном питомнике КГУ «ЛХ Есильское», расположенном в Северо-Казахстанской области. Посадочный материал предназначен для создания второй очереди зеленого пояса вокруг г. Нур-Султана, что предполагает его хорошее качество. Для данных условий произрастания характерен резко-континентальный климат с длительной холодной зимой и жарким летом. Почвы в посевном отделении —  черноземные.

Посев семян березы повислой производился в два срока — о сенний и весенний. Для посева использовались семена одного сбора: осенью посеяны свежесобранные семена, весной — т е же семена после зимнего хранения. За время хранения класс семян снизился на 1 балл.

Осенний посев производился в 2018 г. с внесением в почву различных веществ и посева семян, замоченных в Байкале в течение 1 ч. Во время весеннего посева 2019 г. опыты были заложены по 3 направлениям:

1)    замачивание семян в стимуляторах, а также последовательное замачивание в стимуляторах и фунгициде Трихоцин. Использованы следующие стимуляторы: Байкал, Циркон, Биосил, Бинорам, Фитоспорин. Замачивание семян в стимуляторах от 1,5 до 6 ч согласно рекомендациям производителей, часть семян после прохождения предпосевной обработки в стимуляторах дополнительно замачивалась в фунгициде в течение 2 ч. Весенний посев семян;
2)    внесение сухих веществ в почву (карбамид, суперфосфат, перегной, лесная почва, гуматофосфат, борная кислота). Осенний и весенний посев семян с предварительным замачиванием в Байкале (1 ч);
3)    полив почвы, внесение жидких ростовых веществ перед посевом семян (ЕМ ЕкоКZКультуры, ЭридГроу, Цитовит, Триходермин, Триходерма вериде, Фитоспорин-М, Карбамид+суперфосфат+Эрид Гроу, Фертика). Весенний посев семян с предварительным замачиванием в Байкале (1 ч).

Посев семян производился в деревянных коробах размером 1×2 м, высота стенки составляла 20 см. После посева все осенние и весенние опыты закрывались Агротексом и выращивались в закрытом грунте. Полив осуществлялся тракторным опрыскивателем по мере необходимости, но в год наблюдения было очень дождливое лето. Каждый вариант опыта был выполнен в двух повторностях.

Осенью 2019 г. на опытных участках был произведен сплошной перечет растений на 2 м² с замером высоты 50 стволиков линейкой с точностью до 1 мм. Исследования проводились по соответствующим методикам [26, 27].

Результаты исследования и обсуждение

На участке с высеянными осенью 2018 г. семенами сеянцы березы повислой имели хорошее состояние, высокую облиствленность, листья ярко-зеленого цвета. В табл. 1 приведена средняя высота однолетних сеянцев березы повислой осеннего посева. В варианте опыта с применением лесной почвы сеянцы отличались наибольшей средней высотой —  31,0 см. В целом, почти все варианты опыта превышали указанный показатель контрольных экземпляров в 1,03…1,66 раз. Наименьшими размерами отличались сеянцы на вариантах опыта с применением азотного и фосфорного удобрений, но следует отметить, что при этом на данных вариантах наблюдалось наибольшее число растений на единице площади. На контрольных вариантах при небольшой численности растений высота их имела низкие значения. Коэффициент вариации по высоте на всех опытных делянках колебался на очень высоком уровне, что говорит о нестабильности признака, поэтому было определено количество стандартных и нестандартных сеянцев по вариантам. От 60 до 100 % стандартного однолетнего посадочного материала было на вариантах опыта с применением Гуматофосфата, борной кислоты, Трихоцина, перегноя и лесной почвы.

В результате наблюдений выявлено, что однолетние сеянцы березы повислой к осени 2019 г. имели высоту, соответствующую требованиям ГОСТ 3317–90 к стандартному посадочному материалу, когда сеянцы в возрасте 1,5…2 г. должны иметь высоту не менее 15 см и диаметр стволика не менее 2,5 мм для условий лесостепи.

Таблица 1
Высота однолетних сеянцев березы повислой осеннего посева

Ростовое вещество	Доза внесения	Высота		Число сеянцев на 2 м2, шт	Встречаемость стандартных сеянцев по высоте (градация, см),%
		Х±m, см	Коэффициент вариации, %
					1…15	16 и выше
Карбамид	6 г/2 м2	16,0±1,31	59,4	200	73,1	26,9
Суперфосфат	4 г/2 м2	19,2±1,66	61,4	217	60,0	40,0
Перегной	20 л/2 м2	25,4±1,54	43,5	67	21,6	78,4
Лесная почва	20 л/2 м2	31,0±1,43	32,7	67	—	100,0
Гуматофосфат	50 мл/5 л	20,3±1,73	60,5	49	40,0	60,0
Борная кислота	0,2 г/1 м2	22,9±2,10	64,9	50	40,0	60,0
Контроль		18,7±1,52	57,4	70	52,0	48,0

Table 1
Height of silver birch annual seedlings sown in autumn

Growth substance	Application dose	Height		Number of seedlings per 2 m2	Standard seedlings by height (gradation, cm),%
		Х±m, cm	Coefficient of variation,%
					1…15	>16
Urea	6g / 2m2	16.0±1.31	59.4	200	73.1	26.9
Superphosphate	4g / 2m2	19.2±1.66	61.4	217	60.0	40.0
Humus	20 l / 2m2	25.4±1.54	43.5	67	21.6	78.4
Forest soil	20 l / 2m2	31.0±1.43	32.7	67	—	100.0
Humate phosphate	50ml / 5L	20.3±1.73	60.5	49	40.0	60.0
Boric acid	0.2g / 1m2	22.9±2.10	64.9	50	40.0	60.0
Control		18.7±1.52	57.4	70	52.0	48.0

Определены количественные показатели сеянцев березы повислой (табл. 2). Лидировал по изучаемым признакам вариант с использованием лесной земли, сеянцы на котором имели наибольшие показатели роста, надземной и подземной фитомассы. По диаметру корневой шейки два варианта (применение азотного и фосфорного удобрения), а также контрольные сеянцы не достигли требований, предъявляемых к стандартному посадочному материалу.

Таблица 2
Средние количественные показатели однолетних сеянцев березы повислой осеннего посева 2018 г.

Ростовое вещество		Количественные показатели сеянцев
	Диаметр стволика, см	Абсолютно сухая масса стволика, г	Абсолютно сухая масса корня, г	Соотношение длины корня и длины стволика
Карбамид	0,21±0,02	0,39±0,11	0,22±0,05	1,7
Суперфосфат	0,24±0,02	0,58±0,14	0,39±0,09	1,7
Перегной	0,31±0,02	1,09±0,18	0,62±0,11	1,3
Лесная почва	0,36±0,03	1,78±0,39	1,08±0,23	1,3
Гуматофосфат	0,31±0,03	1,05±0,26	0,62±0,16	1,6
Борная кислота	0,30±0,03	1,12±0,21	0,59±0,12	1,4
Контроль	0,23±0,02	0,62±0,14	0,34±0,07	1,2

Table 2
Average quantitative indicators of annual seedlings of silver birch sown in autumn, 2018

Name of growth substance	Quantitative indicators
	Stem diameter, cm	Absolutely dry weight of stem, g	Absolutely dry weight of root, g	Root length and stem length ratio
Urea	0.21±0.02	0.39±0.11	0.22±0.05	1.7
Superphosphate	0.24±0.02	0.58±0.14	0.39±0.09	1.7
Humus	0.31±0.02	1.09±0.18	0.62±0.11	1.3
Forest soil	0.36±0.03	1.78±0.39	1.08±0.23	1.3
Humate phosphate	0.31±0.03	1.05±0.26	0.62±0.16	1.6
Boric acid	0.30±0.03	1.12±0.21	0.59±0.12	1.4
Control	0.23±0.02	0.62±0.14	0.34±0.07	1.2

Аналогичный опыт с применением тех же ростовых веществ, но с весенним посевом семян (опыт 2), показал значительное отставание роста сеянцев (табл. 3). Использование азотного удобрения в весенний период, в отличие от осеннего, благоприятно повлияло на высоту растений, однолетние сеянцы имели наибольшую высоту в опыте — 1 4,1 см. Также хорошие показатели имели сеянцы на вариантах с внесением перегноя и лесной почвы. Все варианты обгоняли по высоте контрольные сеянцы в 1,06…2,68 раз.

Таблица 3
Высота однолетних сеянцев березы повислой весеннего посева

Наименование опыта	Время выдержки, ч	Доза внесения	Высота					Общее количество, шт.
			Среднее, см Х±m		Вариация, %		Ср. отклонение
Опыт 1. Замачивание семян в стимуляторах и фунгициде
Байкал	1,5	2 мл/2 л	7,72±0,74		40,8		3,1	19
Циркон	6	0,5 мл/2 л	7,82±0,48		45,8		3,6	55
Контроль			8,47±0,82		42,3		3,6	19
Биосил	2	7,5 мл/1 л	7,09±0,50		55,8		3,9	61
Бинорам	2	5 мл/1 л	8,62±0,61		42,8		3,7	36
Фитоспорин-М	2	1 мл/250 мл	8,72±0,70		62,1		5,4	60
Байкал+Трихоцин	1,5+2	2 мл/2 л	7,64±0,70		42,8		3,3	21
Циркон+Трихоцин	6+2	0,5 мл/2 л	9,36±0,83		63,3		5,9	50
Контроль+Трихоцин	2	0,6 г/1 л	8,66±1,78		61,8		5,3	9
Среднее по опыту			8,13
Опыт 2. Внесение сухих веществ в почву.  Посев семян с предварительным замачиванием в Байкале (1 ч)
Карбамид		6 г/2 м2	14,10±1,60		56,7		8,0	25
Суперфосфат		4 г/2 м2	6,90±0,60		52,8		3,6	31
Перегной		20 л/2 м2	12,00±1,60		73,2		8,8	32
Лесная почва		20 л/2 м2	8,10±2,00		81,3		6,6	11
Гуматофосфат		50 мл/5 л	5,57±0,40		60,4		3,4	47
Борная кислота		0,2г/1м2		5,93±0,57		61,1	3,6	40
Контроль				5,26±0,60		72,5	3,8	44
Среднее по опыту				8,76
Опыт 3. Полив почвы, внесение ростовых веществ перед посевом семян.  Посев семян с предварительным замачиванием в Байкале (1 ч)
ЕМ ЕкоКZКультуры		50 мл/10 л		6,30±0,71		87,9	5,5	64
ЭридГроу		100 мл/10 л		6,50±0,70		65,4	4,2	37
Цитовит		1,5 мл/3 л		7,53±1,25		66,7	5,0	16
Трихоцин		1,2 г/2 л/2 м2		9,24±1,00		61,2	5,7	31
Триходерма вериде		5 г/л/2 м2		7,32±0,60		69,3	5,1	70
Фитоспорин-М		1ст.л/ 10 л/2 м2		6,88±1,20		75,2	5,2	19
Карбамид+суперфосфат+Эрид Гроу		3 г+2 г/м2+ 100 мл/10 л		7,41±1,41		80,9	6,0	18
Фертика		50…70 г/м2		11,00±1,60		70,3	7,7	23
Контроль				7,13±0,79		67,7	4,8	37
Среднее по опыту				7,77

Table 3
Height of annual seedlings of drooping birch spring sowing

Experiment name	Exposure time, hour	Application rate		Height				Total number
				Average, cm X ± m varia		Variation, %	Average deviation
Experiment 1. Soaking seeds in stimulants and fungicides
Baikal	1.5	2 ml / 2 l		7.72±0.74		40.8	3.1	19
Zircon	6	0.5 ml / 2 l		7.82±0.48		45.8	3.6	55
Control				8.47±0.82		42.3	3.6	19
Biosil	2	7.5 ml / 1 l		7.09±0.50		55.8	3.9	61
Binoram	2	5 ml / 1 l		8.62±0.61		42.8	3.7	36
Fitosporin-M	2	1 ml / 250 ml		8.72±0.70		62.1	5.4	60
Baikal + Trichocin	1.5+2	2 ml / 2 l		7.64±0.70		42.8	3.3	21
Zircon + Trichocin	6+2	0.5 ml / 2 l		9.36±0.83		63.3	5.9	50
Control + Trichocin	2	0.6 g / 1 l		8.66±1.78		61.8	5.3	9
average				8.13
Experiment 2. Application of dry substances to the soil. Sowing seeds with preliminary soaking in Baikal (1h)
Urea		6 g/2 m2		14.10±1.60		56.7	8.0	25
Superphosphate		4 g/2 m2		6.90±0.60		52.8	3.6	31
Humus		20 l/2 m2		12.00±1.60		73.2	8.8	32
Forest soil		20 l/2 m2		8.10±2.00		81.3	6.6	11
Humate phosphate		50 ml/5 L		5.57±0.40		60.4	3.4	47
Boric acid		0.2 g/1 m2		5.93±0.57		61.1	3.6	40
Control				5.26±0.60		72.5	3.8	44
average				8.76
Experiment 3. Watering the soil, application of growth substances before sowing seeds.  Sowing seeds with preliminary soaking in Baikal (1h)
ЕМ ЕcoКZCultures			50 ml / 10 L		6.30±0.71	87.9	5.5	64
AridGrow			100 ml / 10 L		6.50±0.70	65.4	4.2	37
Citovit			1.5 ml / 3 L		7.53±1.25	66.7	5.0	16
Trichocin			1.2 g / 2 l / 2 m2		9.24±1.00	61.2	5.7	31
Trichoderma veride			5 g / l / 2 m2		7.32±0.60	69.3	5.1	70
Fitosporin-M			1 st.l / 10l / 2 m2		6.88±1.20	75.2	5.2	19
Urea + Superphosphate + Erid Grow			3 g + 2 g / m2 + 100 ml / 10 L		7.41±1.41	80.9	6.0	18
Fertika			50…70 g / m2		11.00±1.60	70.3	7.7	23
Control					7.13±0.79	67.7	4.8	37
average					7.77

Наибольший средний показатель высоты сеянцев имел опыт с внесением сухих ростовых веществ в почву и посевом семян, замоченных в Байкале в течение 1 (8,76 см), незначительно отставал опыт с замачиванием семян в различных стимуляторах (8,13 см). Хотя стимуляторы при предпосевной обработке семян не повлияли на высоту однолетних сеянцев, они способствовали увеличению всхожести семян, так как данный показатель у опытных вариантов был больше, чем у контроля.

На рисунке приведены данные по высоте однолетних сеянцев березы повислой разного срока посева семян, где явно видно преимущество осеннего посева перед весенним по всем вариантам опыта. Особенно выделялись варианты с внесением лесной почвы и перегноя.

Высота однолетних сеянцев березы повислой осеннего и весеннего посева привнесении сухих веществ в почву, см

Height of silver birch annual seedlings sown in autumn and spring, cm

Выводы

На основании проведенных наблюдений выявлено, что выращивание сеянцев березы повислой в закрытом грунте при осеннем посеве семян значительно повышает их высоту и диаметр, что позволяет получать стандартный посадочный материал для условий Северного Казахстана уже в однолетнем возрасте. Все количественные признаки роста сеянцев зависят от срока посева семян —  у сеянцев осеннего периода эти признаки значительно превышали аналогичные у сеянцев весеннего срока посева семян. Однолетние сеянцы, выращенные из семян осеннего посева, достигли высоты от 16,0 до 31,0 см, тогда как сеянцы весеннего посева к осени имели высоту 5,6…11,0 см. Предположительно, несколько причин объясняют данную зависимость: при осеннем сроке семена высеваются свежесобранными, проходят предпосевную подготовку (снегование и стратификацию) в естественных условиях, не подвергаются хранению, при нарушении условий которого они могли бы значительно потерять всхожесть. Высеянные осенью семена начинают прорастать и всходы трогаются в рост значительно раньше, чем если бы они были высеяны весной. Всходы находятся под защитой укрывного материала, поэтому не подвергаются поздневесенним заморозкам.

Для весеннего посева предпочтительнее внесение в почву азотного удобрения из расчета 3 г/м² или перегноя (10 л на 1 м²). Для осеннего посева рекомендуется применение борной кислоты (0,2 г/1 м²), лесной почвы или перегноя по 10 л на 1 м².

Об авторах

Светлана Анатольевна Кабанова

Казахский научно-исследовательский институт лесного хозяйства и агролесомелиорации

Email: kabanova.05@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3117-7381

кандидат биологических наук, ассоциированный профессор, заведующая отделом воспроизводства лесов и лесоразведения

021704, Республика Казахстан, г. Щучинск, ул. Кирова, д. 58

Андрей Николаевич Кабанов

Казахский научно-исследовательский институт лесного хозяйства и агролесомелиорации

Email: 7058613132@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5479-3689

аспирант, старший научный сотрудник

021704, Республика Казахстан, г. Щучинск, ул. Кирова, д. 58

Матвей Анатольевич Данченко

Томский государственный университет

Email: mtd2005@sibmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5974-9556

кандидат географических наук, доцент, Биологический институт

634050, Российская Федерация, г. Томск, пр. Ленина, д. 36

Игорь Сергеевич Кочегаров

Казахский научно-исследовательский институт лесного хозяйства и агролесомелиорации

Автор, ответственный за переписку.
Email: garik_0188@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1185-5218

магистр, младший научный сотрудник

021704, Республика Казахстан, г. Щучинск, ул. Кирова, д. 58

Список литературы

Дополнительные файлы