Научный журнал

Успехи современного естествознания

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Иозус А.П. 1 Завьялов А.А. 1 Бойко С.Ю. 1

---

1 Камышинский технологический институт (филиал) ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет»

Для успешного роста и развития сосны обыкновенной (Pinus silvestris L.), как на стадии выращивания сеянцев, так и в состоянии взрослого насаждения, необходимо успешное симбиотическое взаимодействие с микоризными грибами. Изучалась микотрофность растений и их воздействие на основные физиологические характеристики. При выращивании сеянцев сосны в степных лесопитомниках на щелочных почвах к концу первого года вегетации значительное число сеянцев не имеет на корнях микориз. Эти сеянцы отличаются слабым ростом и специфической (бледной) окраской хвои. На второй год часть из них формирует микоризу, но большинство так и остаются немикоризованными: они слабо растут и часто погибают. По нашим наблюдениям, это вызвано трудностью процесса естественного микоризообразования из-за неблагоприятной реакции среды и отсутствия или недостаточного развития грибницы в почве. В то же время при создании сосновых культур в степных районах Волгоградской области очень часто наблюдаются их низкая приживаемость и порою гибель уже заложенных культур в первый год после посадки. Исследованиями установлено, что приживаемость микоризных сеянцев сосны на лесокультурной площади в условиях Волгоградской области в год посадки в 8–10 раз выше, чем у немикоризных; вдвое выше у микоризных сеянцев и прирост в высоту. Биохимический состав микоризных сеянцев отличается повышенным содержанием азота и фосфора. Это наблюдается как у однолетних, так и у двухлетних сеянцев. Содержание хлорофилла в хвое микоризных сеянцев значительно выше, чем в хвое немикоризных. В степной зоне очень важно качество сеянцев высокомикотрофных пород оценивать степенью микоризации их корневых систем, что в дальнейшем окажет положительное влияние на приживаемость, рост и развитие деревьев в насаждениях.

Статья в формате PDF

231 KB

микориза

сосна обыкновенная

сеянцы

хвоя

корневые системы

симбиоз

1. Адамович И.Ю. Cоотношение основных подтипов микориз сеянцев и родительских особей ели европейской, сосны обыкновенной и дуба черешчатого в условиях различного уровня радиоактивного загрязнения // Новые технологии. 2017. № 1. С. 98–104.

Adamovich I.Yu. Correlation of the Main Subtypes of Plantlets Mycorhiza and Parental Species of European Fir-Tree, Scotch Pine and English Oak in the Conditions of Various Level of Radioactive Pollution // New technologies. 2017. № 1. P. 98–104 (in Russian).

2. Селиванов И.А. Микосимбиотрофизм как форма консортивных связей в растительном покрове Советского Союза. M.: Наука, 1981. 232 с.

Selivanov I.A. Mycosymbiotrophism as a form of consortium connections in the vegetative cover of the Soviet Union. M.: Nauka, 1981. 232 p. (in Russian).

3. Бурцев Д.С. Зарубежный опыт искусственной микоризации сеянцев лесных древесных пород с закрытой корневой системой // Труды Санкт-Петербургского НИИ лесного хозяйства. 2014. Вып. 1. С. 47–61.

Burtsev D.S. Foreign experience of artificial minoritatii seedlings of forest tree species with the closed root system // Proceedings of Saint-Petersburg forestry research Institute. 2014. Issue. 1. P. 47–61 (in Russian).

4. Геронина Е.А. Перспективы использования искусственной микоризации при выращивании сеянцев с закрытой корневой системой // Труды Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хоз-ва. 2014. Выпуск 4. С. 49–58.

Geronina E.A. Prospects of use of synthetic minoritatii when growing seedlings in closed root system // Proceedings of Saint-Petersburg scientific research Institute of forestry households Islands. 2014. Issue 4. Р. 49–58 (in Russian).

5. Крамер П.Д., Козловский Т.Т. Физиология древесных растений. М.: Лесная промышленность, 1983. 464 с.

Kramer P.J., Kozlowski T.T. Physiology of woody plants. M.: Lesnaya promyshlennost`, 1983. 464 p. (in Russian).

6. Барышников Г.Я., Копытков В.В. Выращивание сеянцев хвойных пород с высокой степенью микоризности корней // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2015. № 5 (127). С. 76–80.

Baryshnikov G.Ya., Kopytkov V.V. Cultivation of coniferous seedlings with a high degree of mycorrhizal roots // Bulletin of the Altai state agrarian University. 2015. № 5 (127). P. 76–80 (in Russian).

7. Зайцев Г.А., Мухаметова Г.М., Веселкин Д.В. Особенности формирования микоризы сосны обыкновенной в условиях промышленного загрязнения // Вестник Оренбургского государственного университета. 2009. № 6. С. 137–139.

Zaitsev G.A., Mukhametova G.M., Veselkin D.V. Features of formation of ordinary pine mycorrhiza in conditions of industrial pollution // Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta. 2009. № 6. P. 137–139 (in Russian).

В проекте доклада Минприроды России о состоянии и охране окружающей среды в 2017 г. предлагается бороться с учащением климатических аномалий и прочими катаклизмами, созданием барьера в виде зеленых насаждений, которые не только депонируют углекислый газ из атмосферы, но и значительно смягчают климатические катаклизмы.

Одной из основных пород защитного лесоразведения на юго-востоке европейской территории России является сосна обыкновенная (Pinus silvestris L.). В 2019 г. в Волгоградской области сосна составит до 40 % вновь создаваемых защитных насаждений разного типа. Поэтому актуальным является повышение устойчивости, долговечности и производительности вида, особенно на первом этапе создания насаждений до пяти-шести лет, возраста смыкания в ряду. В настоящее время у лесохозяйственных организаций нет возможности обеспечить не только ручной, но и механизированный уход в первые годы после посадки. Значительно повысить устойчивость и приживаемость позволит применение при посадке микоризных сеянцев.

Сосна обыкновенная относится к высокомикотрофным видам, для успешного роста и жизнедеятельности которых необходимо симбиотическое взаимодействие с грибом [1, 2], также отмечается зависимость между ростом, развитием высокомикотрофных растений и их микоризностью [2]. Следовательно, становится актуальным исследование микотрофности древесных растений как средства усиления их устойчивости к неблагоприятным факторам.

Как правило, на лесных почвах формирование симбиоза происходит уже при выращивании сеянцев сосны в лесных питомниках за счет имеющихся в почве грибов-микоризообразователей [3, 4].

При выращивании сеянцев сосны в степных лесопитомниках на щелочных почвах к концу первого года вегетации значительное число сеянцев не имеет на корнях микориз. Эти сеянцы отличаются слабым ростом и специфической (бледной) окраской хвои. На второй год часть из них формирует микоризу, но большинство так и остаются немикоризованными: они слабо растут и часто погибают. По нашим наблюдениям, это вызвано трудностью процесса естественного микоризообразования из-за неблагоприятной реакции среды и отсутствия или недостаточного развития грибницы в почве. В то же время при создании сосновых культур в степных районах Волгоградской области очень часто наблюдаются их низкая приживаемость и порою гибель заложенных культур уже в первый год после посадки.

Цель исследования: изучить влияние микоризы на корнях сосновых сеянцев на их приживаемость и рост после высадки на лесокультурную площадь; определить содержание азота, фосфора, калия, хлорофилла в микоризных и немикоризных сеянцах. Выяснить влияние микоризы на приживаемость, так как лесокультурные площади в сухостепной зоне обычно представляют собой песчаные степные эродированные участки, в почве которых грибница микоризообразующих грибов если и имеется, то развита очень слабо.

Материалы и методы исследования

Опыт был поставлен в СГБУ ВО «Камышинское лесничество» Волгоградской области в 2015–2017 гг.

Для определения приживаемости на одном и том же участке высаживались под лесопосадочную машину МЛУ-1 двухлетние сеянцы сосны с хорошо развитой микоризой и немикоризные. При отборе сеянцев их микоризность учитывалась по методике И.А. Селиванова [2] Посадка проводилась 12 апреля 2016 г. Сохранность учитывалась сплошным подсчетом прижившихся сеянцев дважды (12/VI и 12/IХ). Во второй срок, кроме того, замеряли прирост по высоте у сохранившихся сеянцев.

Для определения биохимического состава использовались однолетние и двухлетние сеянцы, выращенные на опытном участке питомника СГБУ ВО «Камышинское лесничество».

Для анализа однолетних сеянцев использовалась целиком корневая система и хвоя каждого растения. Содержание элементов определялось отдельно в корнях и хвое. При анализе двухлетних сеянцев брались навески хвои и корней. Повторность всех анализов пятикратная. Азот общий определялся по Кьельдалю, фосфор общий – колориметрическим методом с применением растворов молибденовокислого аммония и эйконогена, калий – кобальт-нитритным методом, сахара – по методу Бертрана (микрометод), хлорофилл – микроколориметрированием по Годневу [5]. Типы и подтипы микориз определялись по классификации Селиванова [2].

Результаты исследования и их обсуждение

Все изученные нами микоризы сосны относятся к эумицетным хальмофаговым эктомикоризам. У исследуемых видов зафиксированы микоризы с плектенхиматическими, псевдопаренхиматическими, двойными и бесструктурными чехлами.

Искусственная микоризация осуществлялась спорами и мицелием. Мицелий заготавливался в старовозрастных сосновых насаждениях. Преимущество первого способа заключается в возможности внесения препарата в поливную систему, второго способа – в длительном сроке хранения приготовленного субстрата [4].

Данные по приживаемости микоризных и немикоризных сеянцев представлены в табл. 1.

Таблица 1

Приживаемость и прирост микоризных и немикоризных сеянцев сосны

Примечание. Где x – масса, г; S – среднеквадратическое отклонение, г; V – коэффициент вариации, %.

Как видно из таблицы, приживаемость сеянцев, имевших на корнях хорошо развитую микоризу, несравненно выше приживаемости немикоризных сеянцев. Прирост по высоте уцелевших сеянцев без микоризы уступает микоризным в два раза.

Результаты этого опыта достаточно убедительно свидетельствуют о том, что сеянцы, не сформировавшие микориз в период произрастания на лесопитомнике, не могут выжить на лесокультурной площади: они в первый же год практически полностью погибают. Поэтому если посадочный материал имеет значительный процент немикоризных сеянцев, то наблюдается очень низкая приживаемость лесных культур. Конечно, наличие микоризы еще не гарантирует полной сохранности: как видно из таблицы, даже отобранные микоризные сеянцы прижились лишь на 52,6 %. В связи с переходом к рынку под лесовыращивание в Волгоградской области отводят малопродуктивные, щебенистые, эродированные земли, сюда же добавляются обычные здесь засухи и суховеи. Но микоризные сеянцы все же противостоят неблагоприятным условиям значительно лучше немикоризных: в нашем опыте их сохранность была в несколько раз выше. Кроме того, наблюдается, что отпад немикоризных сеянцев начинается уже в первые месяцы после посадки даже до наступления засушливого периода – через два месяца после их высадки на участок сохранность оказалась лишь 42 %.

Все вышесказанное, естественно, влечет за собой вопрос: имеют ли микоризные и немикоризные сеянцы сосны глубокие различия по своему биохимическому составу [6, 7].

Результаты биохимических исследований представлены нами в табл. 2–5.

В табл. 2 даются результаты анализов на содержание в корнях однолетних сеянцев азота, фосфора и калия.

В табл. 3 даются результаты анализов на содержание в хвое однолетних сеянцев азота, фосфора и калия.

Из таблицы видно, что у микоризных однолетних сеянцев содержание всех трех элементов выше, чем у немикоризных. Особенно большая разница отмечена в содержании фосфора в корнях: у микоризных сеянцев его процентное содержание почти вдвое выше, чем у немикоризных.

Также больше у микоризных сеянцев содержание азота, особенно в корнях (содержание его в хвое увеличивается незначительно). Увеличение содержания калия также незначительно.

Результаты анализов были получены и для двухлетних сеянцев сосны (табл. 4 и 5).

Результаты анализов двухлетних сеянцев такие же, но есть и некоторые различия. Так, менее резко выражена разница в содержании фосфора в микоризных и немикоризных сеянцах, а разница в содержании калия вообще находится в пределах возможной ошибки опыта.

Интересным с точки зрения биохимической характеристики сеянцев является вопрос о содержании хлорофилла в хвое, так как это самым непосредственным образом влияет на накопление сеянцами органического вещества и на их состояние. Как показали результаты исследований, содержание хлорофилла в хвое микоризных сеянцев много выше, чем у немикоризных, причем на второй год эта разница не только не сглаживается, но даже увеличивается (табл. 6).

Тот факт, что степень микоризности сеянцев оказывает влияние на их приживаемость, рост и биохимический состав, всегда необходимо учитывать при выращивании посадочного материала высокомикотрофных пород. В тех случаях, когда на лесном питомнике естественное микоризообразование по каким-либо причинам затруднено, следует применить все возможные способы по стимулированию микоризообразования или внести дополнительную «порцию» микоризообразующих грибов с лесной почвой. Особенно важна посадка сеянцев с хорошо развитой микоризой в степных условиях, где в почвах почти полностью отсутствуют грибы-микоризообразователи.

Большое значение имеет экономическая состовляющая микоризации сеянцев. По данным Е.А. Герониной [4], при проведении искусственной микоризации первоначальные затраты превышают базовые всего на 6–9 %. При применении препаратов «Супер Корень» (Россия) и «Great White» (Plant Succes, США), а также препарата на основе мицелия «Микоризный» (ООО «Микобакс», Россия) затраты повышаются на 12–14 %.

Выводы

1. Микориза сеянцев сосны обыкновенной оказывает большое влияние на их приживаемость, рост и биохимический состав. Все изученные нами микоризы сосны относятся к эумицетным хальмофаговым эктомикоризам. У исследуемых видов зафиксированы микоризы с плектенхиматическими, псевдопаренхиматическими, двойными и бесструктурными чехлами.

2. Приживаемость микоризных сеянцев на лесокультурной площади в условиях Волгоградской области в год посадки в 8–10 раз выше, чем у немикоризных; вдвое выше у микоризных сеянцев и прирост в высоту.

3. Биохимический состав микоризных сеянцев отличается повышенным содержанием азота и фосфора. Это наблюдается как у однолетних, так и у двухлетних сеянцев. Содержание хлорофилла в хвое микоризных сеянцев значительно выше, чем в хвое немикоризных.

4. Полученные результаты позволяют рекомендовать микоризацию сеянцев сосны в большинстве лесных питомников Волгоградской области с песчаными, бедными и эродированными почвами. Невысокие базовые затраты позволят значительно повысить приживаемость, сохранность и рост созданных из этих сеянцев насаждений. Пока эта работа системно не проводится.

Библиографическая ссылка