Эффективность лесокультурных работ во многом зависит от качества посадочного материала, который может быть выращен только в оптимальных экологических условиях. Если агротехника не обеспечивает создания оптимальных условий на протяжении всего периода выращивания посадочного материала в питомнике и не позволяет получать хорошо развитые сеянцы, то такой посадочный материал будет хуже и дольше приживаться и расти в первые годы в лесных культурах. Поскольку в Казахстане выращивание сеянцев в лесных питомниках проводится по экстенсивной технологии, посадочный материал редко является стандартным и его выход с единицы площади не соответствует ГОСТ. Кроме того, имеющиеся рекомендации морально устарели с появлением новых средств механизации, различных биодобавок и способов выращивания сеянцев. Имеются научные исследования по применению стимуляторов роста и удобрений при выращивании сеянцев в различных регионах СНГ [2, 3, 5, 6].
Целью данных исследований являлось составление рекомендаций по выращиванию посадочного материала сосны обыкновенной в условиях Северного Казахстана. Актуальность данных исследований не вызывает сомнений – при нынешнем изменении климата, ухудшении экологической обстановки, появлении новых разнообразных видов биостимуляторов нужна научно обоснованная система выращивания стандартного посадочного материала.
Материалы и методы исследований
Исследование влияния различных добавок на полевую всхожесть семян сосны обыкновенной и рост однолетних сеянцев проводилось в условиях Арыкбалыкского филиала государственного национального природного парка (ГНПП) «Кокшетау», гослесфонд которого относится к Казахскому мелкосопочнику. Предпосевная обработка семян сосны обыкновенной проводилась с применением стимуляторов роста экстрасола, гумата и с внесением в почву активатора и восстановителя ЭридГроу. Каждый вариант опыта закладывался в двухкратной повторности, контролем служил посев семенами без обработки.
Лабораторная энергия прорастания и всхожесть семян определялась согласно ГОСТ 13056.6-75 [1]. Семена проращивали в чашках Петри на фильтровальной бумаге при температуре 20–24 °С. Энергию прорастания определяли на 7 день, всхожесть – на 15.
Посев производился по принятой в ГНПП «Кокшетау» агротехнике – посев по 5-строчной схеме, затем мульчирование перегноем. Учетной единицей полевой всхожести являлась посевная лента длиной 1 метр, в каждой строке которой посеяно в среднем 270 семян.
Однолетние сеянцы выкапывались в конце вегетационного периода, корни промывались и части растений измерялись и взвешивались. Определялся сырой и воздушно-сухой вес корней и стволиков по вариантам опыта [4].
Обработку экспериментального материала проводили методами вариационной статистики с помощью программы «Статистика».
Результаты исследований и их обсуждение
При изучении качества семян сосны обыкновенной выявлено, что чистота семян составила 96,2 %, полнозернистость – 95,0 %, масса 1000 шт. – 6,45 г. Проведение исследований по лабораторной всхожести семян показало, что при замачивании семян в гумате и экстрасоле в течение 24 часов наблюдалась наилучшая энергия прорастания (соответственно 87,0 и 74 %) и всхожесть (96 %). Контроль имел самые низкие показатели – соответственно 48,0 и 84,5 %. В табл. 1 приведена полевая всхожесть семян сосны обыкновенной, обработанных различными стимуляторами.
Наилучшие показатели полевой всхожести наблюдались при обработке семян сосны обыкновенной гуматом в течение 24 часов с внесением восстановителя почвы ЭридГроу (44,7 %), несколько ниже при обработке Экстрасолом в течение 4 часов с внесением восстановителя и поливом активатором почвы ЭридГроу (41,3 %). Кроме того, у указанных вариантов массовые всходы появились раньше, чем у других вариантов. Наименьшая полевая всхожесть наблюдалась у варианта с обработкой семян экстрасолом в течение 2 часов и поливом активатором почвы ЭридГроу (25,9 %). На контрольном участке число всходов составило 72 шт. на 1 пог. м. (27,1 %).
В табл. 2 приведены данные по основным показателям роста однолетних сеянцев сосны обыкновенной.
Масса корней и стволиков однолетних сеянцев сосны обыкновенной изменялась на очень высоком уровне – коэффициент вариации колебался от 30,7 до 69,7 %. На диаграммах (рис. 1) видно размах значений веса стволиков и корней по вариантам опытов.
Таблица 1
Полевая всхожесть семян сосны обыкновенной по вариантам опытов
|
Номер варианта |
Стимулятор |
Время выдержки, ч |
Дата появления всходов |
Число шт. на пог. м |
Полевая всхожесть, % |
|
|
первых |
массовых |
|||||
|
1 |
Экстрасол (Э4) |
4 |
18.06 |
23.06 |
70 |
26,3 |
|
2 |
Экстрасол (Э2) |
2 |
18.06 |
23.06 |
99 |
37,2 |
|
3 |
Экстрасол, внесение восстановителя почвы ЭридГроу (Э2вЭГ) |
2 |
20.06 |
25.06 |
105 |
39,5 |
|
4 |
Экстрасол и внесение восстановителя почвы ЭридГроу (Э4вЭГ) |
4 |
22.06 |
25.06 |
109 |
40,9 |
|
5 |
Гумат и внесение восстановителя почвы ЭридГроу (Г24вЭГ) |
24 |
18.06 |
22.06 |
119 |
44,7 |
|
6 |
Гумат (Г24) |
24 |
18.06 |
23.06 |
97 |
36,5 |
|
7 |
Экстрасол, полив активатором почвы ЭридГроу (Э2аЭГ) |
2 |
18.06 |
23.06 |
69 |
25,9 |
|
8 |
Экстрасол, полив активатором почвы ЭридГроу (Э4аЭГ) |
4 |
17.06 |
23.06 |
110 |
41,3 |
|
9 |
Гумат, полив активатором почвы ЭридГроу (Г24аЭГ) |
24 |
18.06 |
25.06 |
93 |
34,9 |
|
10 |
контроль (К) |
20.06 |
25.06 |
72 |
27,1 |
|
1 2
Рис. 1. Размах значений среднего веса стволиков (1) и корней (2) однолетних сеянцев сосны обыкновенной по вариантам опыта
Таблица 2
Основные показатели однолетних сеянцев сосны обыкновенной
|
Наименование варианта |
Масса, г |
Протяженность, см |
|||||||||
|
корня |
стволика |
корня |
стволика |
||||||||
|
сырой |
сухой |
сырой |
сухой |
Х ± m |
V, % |
Х ± m |
V, % |
разница между подземной и надземной фитомассой |
|||
|
Х ± m |
V, % |
Х ± m |
V, % |
||||||||
|
Э4 |
0,4 ± 0,1 |
37,7 |
0,02 |
0,5 ± 0,1 |
56,1 |
0,18 |
8,7 ± 0,3 |
12,2 |
6,8 ± 0,3 |
13,1 |
1,9 |
|
Э2 |
0,7 ± 0,1 |
32,4 |
0,04 |
0,6 ± 0,1 |
38,9 |
0,24 |
10,5 ± 0,8 |
25,3 |
7,1 ± 0,8 |
25,3 |
3,4 |
|
Э2вЭГ |
0,7 ± 0,1 |
33,1 |
0,04 |
0,7 ± 0,1 |
30,7 |
0,27 |
11,5 ± 0,9 |
23,5 |
7,5 ± 0,3 |
13,6 |
4 |
|
Э4вЭГ |
0,7 ± 0,1 |
45,7 |
0,04 |
0,7 ± 0,1 |
45,7 |
0,23 |
11,5 ± 0,6 |
15,7 |
7,5 ± 0,4 |
18,9 |
4 |
|
Г24вЭГ |
0,6 ± 0,1 |
50,4 |
0,03 |
0,7 ± 0,1 |
69,7 |
0,21 |
11,1 ± 0,5 |
15,0 |
7,3 ± 0,6 |
25,2 |
3,8 |
|
Г24 |
0,6 ± 0,1 |
38,3 |
0,03 |
0,6 ± 0,1 |
47,9 |
0,19 |
10,3 ± 0,6 |
17,8 |
7,1 ± 0,4 |
18,1 |
3,2 |
|
Э2аЭГ |
0,8 ± 0,1 |
38,1 |
0,04 |
0,7 ± 0,1 |
62,8 |
0,24 |
11,0 ± 0,8 |
25,1 |
7,7 ± 0,4 |
16,5 |
3,3 |
|
Э4аЭГ |
0,8 ± 0,1 |
36,1 |
0,04 |
1,0 ± 0,1 |
41,9 |
0,29 |
11,8 ± 0,4 |
10,7 |
8,5 ± 0,4 |
15,4 |
3,3 |
|
Г24аЭГ |
0,9 ± 0,2 |
63,8 |
0,05 |
0,9 ± 0,2 |
51,4 |
0,31 |
13,4 ± 1,5 |
34,5 |
7,3 ± 1,0 |
43,6 |
6,1 |
|
К |
1,0 ± 0,2 |
60,1 |
0,05 |
0,6 ± 0,1 |
53,9 |
0,18 |
10,2 ± 0,6 |
17,5 |
6,4 ± 0,6 |
27,8 |
3,8 |
Примечание. Приведены сокращенные наименования вариантов (Э – эстрасол, Г – гумат, ЭГ – ЭридГроу, К – контроль, а – активатор, в – восстановитель почвы), время выдержки.
Наименьшей изменчивостью массы стволиков обладал вариант Э4аЭГ, а массы корней – вариант Г24аЭГ. Контрольные образцы имели большой разброс значений данных показателей.
Рассмотрим, каким образом кластеризуются варианты опытов по основным показателям: массе и протяженности корней и стволиков, полевой всхожести (рис. 2). Для этого используем кластерный анализ по методу полной связи, в качестве меры близости используем евклидово расстояние.
В результате все варианты опыта были разбиты на 3 кластера (табл. 3).
В первый кластер входят варианты с отстающими в росте сеянцами, во второй кластер – средние по показателям и в третьем кластере находятся варианты, имеющие наиболее высокие показатели роста сеянцев.
Дисперсионный анализ (табл. 4) показал, что значимость различий имеется у веса стволиков, длины корней и полевой всхожести (р < 0,05).
Рис. 2. Дендрограмма распределения вариантов опыта по кластерам
Таблица 3
Распределение вариантов опытов по кластерам и средние значения показателей
|
Номер кластера |
Элементы кластера |
Расстояние до центра кластера |
Средние значения |
||||
|
масса корней, г |
масса стволиков, г |
длина корней, см |
длина стволика, см |
полевая всхожесть, % |
|||
|
1 |
Э2вЭГ |
0,18 |
0,67 |
0,70 |
0,23 |
7,43 |
41,70 |
|
Э4вЭГ |
0,12 |
||||||
|
Г24вЭГ |
0,30 |
||||||
|
2 |
Э4 |
1,05 |
0,70 |
0,60 |
0,86 |
7,02 |
30,60 |
|
Э2 |
0,45 |
||||||
|
Г24 |
0,47 |
||||||
|
Э2аЭГ |
0,80 |
||||||
|
К |
0,96 |
||||||
|
3 |
Э4аЭГ |
0,63 |
0,85 |
0,95 |
1,13 |
7,90 |
38,1 |
|
Г24аЭГ |
0,63 |
||||||
|
среднее |
0,72 |
0,70 |
1,23 |
7,32 |
35,43 |
||
Таблица 4
Значимость различия между показателями роста и качества однолетних сеянцев сосны обыкновенной
|
Показатели |
Между – SS |
сс |
Внутри – SS |
сс |
F |
Значим. – p |
|
Масса корней, г |
1,558594 |
2 |
7,441406 |
7 |
0,73307 |
0,513977 |
|
Масса стволиков, г |
7,875000 |
2 |
1,125000 |
7 |
24,50000 |
0,000691 |
|
Длина корней, см |
6,111340 |
2 |
2,888660 |
7 |
7,40471 |
0,018732 |
|
Длина стволика, см |
3,711648 |
2 |
5,288352 |
7 |
2,45649 |
0,155515 |
|
Полевая всхожесть, % |
5,396539 |
2 |
3,603461 |
7 |
5,24160 |
0,040614 |
На рис. 3 наглядно представлены основные показатели роста и состояния однолетних сеянцев сосны обыкновенной по кластерам.
Рис. 3. График средних значений и доверительных интервалов (95,0 %) основных показателей однолетних сеянцев сосны обыкновенной
Ранговый анализ, проведенный по весовым и биометрическим показателям однолетних сеянцев, показал, что первый ранг занимает вариант с обработкой семян гуматом (24 часа) и поливом активатором почвы ЭридГроу. Второй ранг имел вариант с обработкой семян Экстрасолом и поливом активатором почвы ЭридГроу, третий – обработка семян Экстрасолом и внесение восстановителя почвы ЭридГроу. Контрольный вариант занимал 8 ранг из 10. Ранговый анализ подтверждает ранее сделанные выводы по приоритетности предпосевной обработки семян сосны обыкновенной.