Посадка дуба черешчатого Quercus robur L. однолетними и двулетними саженцами с использованием гидрогеля

Полный текст

Введение

Посадка является основным способом восстановления лесов, и результативность напрямую зависит от качества посадочного материала [1].

Для восстановления деградированных лесных фитоценозов [2] в Волго-Ахтубинской пойме Астраханской области был выбран дуб черешчатый (летний, обыкновенный, английский) (Quércus róbur) [3], поскольку дуб черешчатый относится к долговечным и хозяйственно-ценным породам [4, 5] и может дожить до 2000 лет [6]. В почвенно-климатических засушливых условиях региона часто не все саженцы приживаются полноценно [7–9]. Поэтому для улучшения качества создаваемых культур [10], повышения устойчивости растений, формирования корневой системы на участках пойменных лесных экосистем были проведены исследования по применению водоудерживающего полимера [11], в частности гидрогеля (полиакрилата калия) [12]. Гидрогель — полимер, который может поглотить и сохранить в себе определенный объем жидкости, а также питательные растворы, например, 1 г геля впитывает около 0,2…0,3 л воды [13]. Внесение гидрогеля в почву существенно изменяет динамику поступления, сохранения и использования влаги, в т. ч. летних осадков [14].

Цель исследования — изучить способ посадки дуба черешчатого (Quércus róbur) однолетними и двулетними саженцами с использованием гидрогеля для восстановления и увеличения биоразнообразия деградированных лесных фитоценозов в почвенно-климатических условиях Волго-Ахтубинской поймы севера Астраханской области.

Материалы и методы исследования

В апреле 2021 г. сотрудники Прикаспийского аграрного федерального научного центра Российской академии наук (ФГБНУ «ПАФНЦ РАН») произвели посадку 180 однолетних саженцев дуба черешчатого на опытных участках общей площадью 1 га, расположенных в глубокой пойме реки Волга Черноярского района, вдали от выпаса животных и мест «дикого» туризма [15]. А в апреле 2022 г. были высажены еще 180 двулетних саженцев дуба черешчатого на тех же опытных участках. Посадочный материал был выращен в питомнике ФГБНУ «ПАФНЦ РАН» из желудей, собранных в природных пойменных дубравах с. Ушаковка и Вязовка (северная часть Черноярского района). Саженцы для высадки выбирали здоровые, т. е. не подверженные заболеваниям, с хорошей корневой системой. Для более эффективного использования посевного материала и высокого процента приживаемости выбрали участки с различной длительностью затопления в период весеннего половодья: краткопоемные, долгопоемные, незаливные.

В целях повышения приживаемости посадочного материала были проведены исследования по применению гидрогеля, который способен предохранять корневую систему от пересыхания. Гидрогель вносили в почву в гидратированном (насыщенном водой) виде при посадке саженцев, в каждую лунку — по 1 л гидратированного геля.

Заложили трехфакторный опыт (табл. 1). Фактор А — гидрологические условия: долгопоемный, краткопоемный, незаливной участок. Фактор В — возраст саженцев: однолетние, двулетние. Фактор С — с применением гидрогеля и без него. Контроль — однолетние и двулетние саженцы без гидрогеля. Повторность опыта трехкратная. Экспериментальные данные обрабатывались методом дисперсионного анализа Б.А. Доспехова ^[1] (2014) с использованием программы Microsoft Excel.

Таблица 1. Схема опыта посадки дуба черешчатого саженцами с использованием гидрогеля в почвенно‑климатических условиях Волго‑Ахтубинской поймы,  ФГБНУ «ПАФНЦ РАН», 2022 г.

Посадочный материал	Дата посадки	Длительность затопления участков
		Незаливной		Краткопоемный		Долгопоемный
		с гидрогелем	без гидрогеля	с гидрогелем	без гидрогеля	с гидрогелем	без гидрогеля
Однолетние саженцы, шт.*	12–19.04. 2021 г.	25	16	16	22	16	16
Двулетние саженцы, шт.	16.04. 2022 г.	30	30	30	30	30	30

Примечание. *Данные второго года исследования.

Table 1. Scheme of the experiment for planting English oak seedlings using hydrogel in conditions of Volga‑Akhtuba floodplain, PAFSC RAS, 2022

Planting stock	Planting date			Duration of flooding sites
		No flooding		Short‑interval flooding		Long‑interval flooding
		with hydrogel	without hydrogel	with hydrogel	without hydrogel	with hydrogel	without hydrogel
One‑year‑old saplings	12–19.04. 2021.	25	16	16	22	16	16
Two‑year‑old saplings	16.04. 2022.	30	30	30	30	30	30

Note. data from the second year of the study.

Результаты исследования и обсуждение

При исследовании приживаемости саженцев дуба черешчатого в течение всего вегетационного периода проводили мониторинг продуктивного запаса влаги в почве. По данным о наличии продуктивной влаги в слое почвы 0…0,5 м по месяцам 2022 г. составлен график (рис.), согласно которому продуктивный запас влаги на всех опытных участках Волго-Ахтубинской поймы Черноярского района был неудовлетворительным.

Посадка однолетними саженцами 2021 г. На каждом опытном участке по вариантам (незаливной, краткопоемный и долгопоемный) высадили по 60 саженцев, в т. ч. по 30 — с гидрогелем и по 30 — без него. На конец вегетационного периода (октябрь 2021 г.) прижилось 111 саженцев — 62 % от всего посаженного материала. В 2022 г. исследования были продолжены. В конце октября 2022 г. оценили показатели приживаемости однолетних саженцев дуба черешчатого. Из всего посаженного материала (180 шт.) на конец вегетационного периода 2022 г. прижился 61 саженец, или 34 % (табл. 2).

Средний запас продуктивной влаги, мм, в слое почвы 0…0,5 м на опытных участках по вариантам опыта в период вегетации, ФГБНУ «ПАФНЦ РАН», 2022 г.
Источник: сделано автором

The average reserve of productive moisture, mm, in 0…0.5 m soil layer in the experimental plots according to the variants during the growing season, PAFSC RAS, 2022
Source: made by author

Таблица 2. Приживаемость однолетних саженцев дуба черешчатого  в почвенно‑климатических условиях Волго‑Ахтубинской поймы по годам исследования, ФГБНУ «ПАФНЦ РАН», 2022 г.

Варианты длительности затопления участков1	Всего высажено в 2021 г.		Количество выживших саженцев
			на конец октября 2021 г.				на конец октября 2022 г.
	с гидрогелем2	без гидрогеля2	с гидрогелем		без гидрогеля		с гидрогелем		без гидрогеля
	шт.	шт.	шт.	Доля3, %	шт.	Доля3, %	шт.	Доля3, %	шт.	Доля3, %
Незаливной	30	30	25	83	16	53	15	50	6	20
Краткопоемный	30	30	16	53	22	73	11	37	16	53
Долгопоемный	30	30	16	53	16	53	9	30	4	13
Итого	90	90	57	63	54	60	35	39	26	29
НСР (05) общая			2,3				2,6
НСР (05) А			1,7				1,5
НСР (05) В			1,4				1,9
НСР (05) АВ			1,7				1,9

Примечание.¹Фактор А; ²фактор В; ³от посаженного материала, %.

Table 2. The survival rate of year‑old English oak saplings in conditions  of the Volga‑Akhtuba floodplain, PAFSC RAS, 2022

Duration of flooding sites1	Total number  of saplings planted  in 2021		Number of survived saplings
			October 2021				October 2022
	with hydrogel2	without hydrogel2	with hydrogel		without hydrogel		with hydrogel		without hydrogel
	plants	plants	plants	%3	plants	%3	plants	%3	plants	%3
No flooding	30	30	25	83	16	53	15	50	6	20
Short‑interval flooding	30	30	16	53	22	73	11	37	16	53
Long‑interval flooding	30	30	16	53	16	53	9	30	4	13
Total	90	90	57	63	54	60	35	39	26	29
LSD (05) general	2.3						2.6
LSD (05) А	1.7						1.5
LSD (05) В	1.4						1.9
LSD (05) АВ	1.7						1.9

Note. ¹Factor А, ² factor В, ³% from planted stock.

Выводы:

— по фактору А (гидрологический режим) — к концу вегетационного периода второго года жизни саженцев достоверно лучшая выживаемость отмечена в варианте краткопоемного залива участка (27 шт.);

— по фактору В (гидрогель) — посадки с гидрогелем достоверно лучше, чем без гидрогеля прижились только на двух вариантах, в т. ч. на незаливном на 30 %, на долгопоемном — на 17 %. На краткопоемном участке достоверно лучший показатель приживаемости был в варианте без гидрогеля — на 16 %.

Посадка двулетними саженцами 2022 г. В апреле 2022 г. высадили 180 двулетних саженцев дуба черешчатого на участках с разными вариантами продолжительности затопления (незаливной, краткопоемный, долгопоемный), в т. ч. 90 шт. из них с применением гидрогеля и 90 — без него. На конец октября 2022 г. прижилось 38 % (69 шт.). Результаты приведены в табл. 3.

Таблица 3. Результат приживаемости двулетних саженцев дуба черешчатого в почвенно‑климатических условиях Волго‑Ахтубинской пойме, ФГБНУ «ПАФНЦ РАН», 2022 г.

Варианты длительности затопления участков	Всего высажено в 2022 г.		Количество выживших саженцев, на конец октября 2022 г.
	с гидрогелем	без гидрогеля	с гидрогелем		без гидрогеля
	шт.	шт.	шт.	%	шт.	%
Незаливной	30	30	13	44	20	67
Краткопоемный	30	30	17	56	3	11
Долгопоемный	30	30	3	11	13	44
Итого	90	90	33	37	36	40
НСР (05) общая			3,0
НСР (05) А			1,7
НСР (05) В			2,1
НСР (05) АВ			2,1

Table 3. The survival rate of two‑year‑old English oak saplings in conditions  of the Volga‑Akhtuba floodplain, PAFSC RAS, 2022

Duration of flooding sites	Total number of saplings planted in 2022		Number of survived saplings, October 2022
	with hydrogel	without hydrogel	with hydrogel		without hydrogel
	plants	plants	plants	%	plants	%
No flooding	30	30	13	44	20	67
Short‑interval flooding	30	30	17	56	3	11
Long‑interval flooding	30	30	3	11	13	44
Total	90	90	33	37	36	40
LSD (05) general			3.0
LSD (05) А			1.7
LSD (05) В			2.1
LSD (05) АВ			2.1

Результаты исследования показали:

— с применением гидрогеля лучшая приживаемость (56 %) была зафиксирована на краткопоемном участке;

— без применения гидрогеля достоверно лучшая приживаемость отмечена на незаливном участке — 67 %;

— по влиянию двух факторов лучшая приживаемость в первый год вегетации установлена на незаливном участке без применения гидрогеля.

Таким образом, было выявлено, что гидрогель и гидрологический режим достоверно оказывают влияние на приживаемость двулетних саженцев в естественных условиях Волго-Ахтубинской поймы.

Сравнили полученные результаты по приживаемости однолетних и двулетних саженцев дуба черешчатого (табл. 4).

Таблица 4. Приживаемость однолетних и двулетних саженцев дуба черешчатого  в почвенно‑климатических условиях Волго‑Ахтубинской поймы,  ФГБНУ «ПАФНЦ РАН», 2022 г.

Посадочный материал	Дата посадки	Длительность затопления участков
		Незаливной		Краткопоемный		Долгопоемный
		с гидрогелем	без гидрогеля	с гидрогелем	без гидрогеля	с гидрогелем	без гидрогеля
Однолетние саженцы, шт.	Весна 2021 г.	25*	16	16	22	16	16
Двулетние саженцы, шт.	Весна 2022 г.	13	20	17	3	3	13
НСР (05) общая		2,20
НСР (05) А		1,10
НСР (05) В		0,90
НСР (05) АВ		1,27
НСР (05) АС		1,56
НСР (05) ВС		1,56
НСР (05) АВС		1,10

Примечание. * данные за год вегетации

Table 4. The survival rate of one‑ and two‑year‑old saplings of English oak  in conditions of the Volga‑Akhtuba floodplain, PAFSC RAS, 2022

Planting stock	Planting date	Duration of flooding sites
		No flooding		Short‑interval flooding		Long‑interval flooding
		with hydrogel	without hydrogel	with hydrogel	without hydrogel	with hydrogel	without hydrogel
Number of  one‑year‑old saplings	Spring 2021	25	16	16	22	16	16
Number of two‑yearold saplings	Spring 2022	13	20	17	3	3	13
LSD (05) general		2.20
LSD (05) А		1.10
LSD (05) В		0.90
LSD (05) АВ		1.27
LSD (05) АС		1.56
LSD (05) ВС		1.56
LSD (05) АВС		1.10

Note. *data for the growing season.

Сравнение посадок однолетними и двулетними саженцами выявило:

— лучшие показатели приживаемости у однолетних саженцев на незаливных участках с применением гидрогеля — 83 %;

— без применения гидрогеля лучшая приживаемость была у однолетних саженцев на краткопоемных участках — 73 %;

— у двулетних саженцев лучшая приживаемость была на незаливном участке без применения гидрогеля — 67 %;

— по всем факторам отличия по вариантам являются достоверными (выше НСР).

Также провели замеры прироста саженцев дуба черешчатого за вегетационный период 2022 г. (табл. 5).

Таблица 5. Результаты изменения высоты саженцев дуба черешчатого за вегетационный период по годам исследования, ФГБНУ «ПАФНЦ РАН», 2022 г.

Варианты длительности затопления участков	Средняя высота саженцев дуба черешчатого, м
	При посадке		На конец вегетационного периода 2021 г.		На конец вегетационного периода 2022 г.
	с гидрогелем	без гидрогеля	с гидрогелем	без гидрогеля	с гидрогелем	без гидрогеля
Незаливной	0,15	0,17	0,18	0,19	0,18	0,19
Краткопоемный	0,17	0,16	0,18	0,17	0,18	0,17
Долгопоемный	0,15	0,15	0,19	0,17	0,19	0,17
НСР (05) общая	0,06				0,06
НСР (05) А	0,05				0,05
НСР (05) В	0,04				0,04
НСР (05) АВ	0,05				0,05

Table 5. Changes in English oak sapling height during the growing season, PAFSC RAS, 2022

Duration of flooding sites	The average height of English oak saplings, m
	Planting		End of the growing season 2021		End of the growing season 2022
	with hydrogel	without hydrogel	with hydrogel	without hydrogel	with hydrogel	without hydrogel
No flooding	0.15	0.17	0,18	0,19	0,18	0,19
Short‑interval flooding	0.17	0.16	0,18	0,17	0,18	0,17
Long‑interval flooding	0.15	0.15	0,19	0,17	0,19	0,17
LSD (05) general	0.06				0.06
LSD (05) А	0.05				0.05
LSD (05) В	0.04				0.04
LSD (05) АВ	0.05				0.05

Независимо от места положения и использования гидрогеля прироста у саженцев не было отмечено (см. табл. 5). Это связано с тем, что у саженцев дуба черешчатого на второй год жизни рост в длину замедляется и идет наращивание корневой системы.

Заключение

Исследованиями установлено, что на приживаемость двулетних саженцев в естественных условиях Волго-Ахтубинской поймы большое влияние оказывает как гидрогель, так и гидрологический режим реки Волга. А на прирост в первый и второй год жизни данные условия не влияли. Сравнение посадок дуба черешчатого однолетними и двулетними саженцами, с учетом всех изученных за период исследования факторов, привело к выводу: лучшая приживаемость была у однолетних саженцев при использовании гидрогеля на незаливном участке. Опыт многолетний, будет продолжен.

 

_{¹ Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Альянс, 2014. 351 с.}

Об авторах

Анна Александровна Баканева

Прикаспийский аграрный федеральный научный центр Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: solnce5508@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2619-8794
SPIN-код: 7306-1060

младший научный сотрудник, отдел рационального природопользования

416251, Российская Федерация, Астраханская область, Черноярский район, с. Соленое Займище, квартал Северный, д. 8

Список литературы

Дополнительные файлы