БИОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОТЕНЦИАЛЬНОГО ВЛИЯНИЯ УДОБРЕНИЙ И МУЛЬЧИ НА ВСХОЖЕСТЬ СЕМЯН БЕРЕЗЫ ПОВИСЛОЙ В УСЛОВИЯХ НЕСТАБИЛЬНОГО УВЛАЖНЕНИЯ

BIOLOGICAL AND TECHNOLOGICAL ASPECTS OF THE POTENTIAL EFFECT OF FERTILIZERS AND MULCH ON THE GERMINATION OF BIRCH SEEDS IN UNSTABLE HUMIDIFICATION

Yan Khudoshin

PhD Students of the Department of Forest Crops,  Breeding and Biotechnology Volga State Technological University

 Russia, Yoshkar-Ola

АННОТАЦИЯ

В статье представлена общая оценка всхожести семян березы с закрытой корневой системой после мульчирования и внесения березовой стружки, опилок или перлита в качестве удобрений в почвенный грунт. На основании визуальных наблюдений и результатов экспериментальных исследований всходов сделаны выводы о потенциальном влиянии удобрений и мульчи из березовой стружки, перлита или опилок на общую всхожесть, скорость прорастания семян березы, также рассмотрены отличия сохранности полученных всходов в условиях недостаточного увлажнения.

ABSTRACT

The article presents a general assessment of the germination of birch seeds with a closed root system after mulching and applying birch chips, sawdust or perlite as fertilizers to the soil. Based on visual observations and the results of experimental studies of seedlings, conclusions are drawn about the potential effect of fertilizers and mulch from birch chips, perlite or sawdust on the overall germination rate, the germination rate of birch seeds, and the differences in the further preservation of the obtained seedlings in conditions of insufficient moisture are considered.

Ключевые слова: всхожесть семян; береза; стружка; опилки; перлит; мульчирование; субстраты; влажность; закрытая корневая система.

Keywords: seed germination; birch; shavings; sawdust; perlite; mulching; substrates; humidity; closed root system.

Леса являются одним из важнейших природных ресурсов. Особенность лесов состоит в том, что они, в отличие от многих других природных ресурсов, являются возобновляемыми, что позволяет организовать их неистощительное использование.

Искусственное лесовосстановление входит в наиболее важные направления лесного хозяйства в то время как развитие возможностей использования вторичных древесных ресурсов является важнейшим звеном в развитии политики ресурсосбережения и рационального природопользования. В современных условиях обеспечение неистощительного лесопользования, охраны и воспроизводства лесов становится не только национальной, но и общемировой проблемой, жизненно важной для всего человечества.  

Согласно исследованиям доктора технических наук Лотоша В.Е опубликованным в книге «Технологии основных производств в природопользовании»¹, при ежегодной заготовке древесины в России на уровне 500 млн м3 общий выход ее отходов достигает 300 млн м3. Объем их использования составляет порядка 46 млн м3, или примерно 15%.

Таким образом, количество безвозвратно теряемой древесины, с учетом потерь при сплаве леса, заведомо превышает 50%, в целом объем использования древесины при лесопилении и деревопереработке находится на уровне 40%, до 60% биомассы составляют отходы, около 60 % из которых крупные или кусковые отходы (вырезки, горбыли, рейки) и 40 % мелкие или мягкие отходы (опилки, стружка, древесная пыль).  

В современных условиях рынка высокая стоимость традиционных органических и минеральных удобрений ограничивает возможность повышения продуктивности лесов для интенсификации воспроизводства лесов на различных этапах в искусственном лесовосстановлении, поэтому одним из перспективных способов использования вторичных древесных ресурсов может быть их применение в качестве мульчи и удобрений для семян сельского и лесного хозяйств. Учитывая природоохранную важность в сохранении леса для лесного хозяйства необходимы оптимизации в технологиях повышение всхожести семян и улучшение роста и качества сеянцев.

 Цель данного исследования заключается в разработке новых способов для достижения наибольших результатов при выращивании сеянцев березы повислой (Betula Pendula Roth) с закрытой корневой системой в Республики Марий Эл. Основной фактор, который не переносят берёзы и от которого плохо растут – это сухость почвы, недостаток поливной влаги, в связи с чем обычно березу выращивают с применением покрытия, отенения и частых поливов. Это обусловливает научный интерес статьи в поиске новых возможностей успешного выращивания сеянцев, в том числе в условиях слабого увлажнения и периодической нехватки влаги из-за нестабильного полива.   Для этого в статье ставятся следующие задачи: - описать процесс выращивания сеянцев березы от правильной очистки семян от мусора и посадки в контейнер до развития всходов - выявить отличия всхожести семян березы в зависимости от выбранного почвенного грунта - определить оптимальные дозы внесения перлита, березовой стружки и опилок в торфяной грунт при выращивании сеянцев, а также оценить влияние мульчирования перлитом, березовой стружкой и опилками на рост сеянцев для получения большей всхожести и роста.

Береза наиболее распространенная древесная порода в лесохозяйственном комплексе России, она произрастает на большей части ее территории. Выращивание березы по праву считается экзаменом для лесовода. Береза не нуждаются в высоком плодородии почвы, в хорошем освещении и уже в первый год может давать значительный прирост штамба и скелетных веток.

Однако главные трудности при выращивании сеянцев березы вызваны тем, что она имеет очень мелкие семена, нежные нитевидные всходы, не выдерживающие прямых солнечных лучей, и очень короткую корневую систему в первые недели жизни. Березу можно выращивать как в открытом, так и в закрытом грунте.

 Однако в настоящее время в питомниках наиболее перспективной является технология выращивания посадочного материала с закрытой корневой системой. Так как посадочный материал с закрытыми корнями имеет большую приживаемость, обладает усиленными темпами роста в различных условиях произрастания, позволяет автоматизировать производство, уменьшить расход семян, легче контролировать рост, сеянцы развиваются быстрее, нет отпада при транспортировке, облегчается посадка, улучшается приживаемость на лесосеке, продлевается сам период посадки.

Для выращивания сеянцев березы могут использоваться контейнеры различного вида и с разными параметрами. При этом параметры ячеек контейнеров очень важны, так как слишком высокие ячейки не обеспечат поддержания оптимальных водно-воздушных условий роста растений, а слишком широкие – займут много места в теплице и для их заполнения требуется большое количество субстрата, что экономически менее выгодно. Обязательным условием выращивания качественного посадочного материала в контейнерах является подбор или получение на основе местных компонентов субстрата.  Поэтому важно выяснить, какое оптимальное количество удобрений нужно вносить в субстрат, чтоб получить необходимое питание для выращивания качественного посадочного материала березы. Также необходимо учитывать оптимальную плотность забивания субстрата для наилучшего роста сеянцев.

В мае 2023 г., в рамках научных исследований по теме диссертации, был произведен высев семян березы в контейнеры для рассады.

Для посева использовались семена березы осеннего сбора прошедшие предварительную очистку через следующие сита: от листьев, мелких веток через сито с диаметром ячеек в 5 мм, от чешуек через сито с диаметром в 3мм, и от прочего мелкого мусора через сито диаметров в 0,63мм (рис.1).

Рисунок 1. Сита с диаметром ячеек в 6мм (1), 3мм (2) и 0.63мм (3) для очистки семян березы от мусора

Контейнеры были размещены в теплице на территории учебно-исследовательской лаборатории Ботанического сада-института Поволжского государственного технологического университета(ПГТУ) в границах городского округа «Город Йошкар-Ола». В контейнеры предварительно был насыпан торфяной питательный субстрат на основе верхового торфа низкой степени разложения. Для нейтрализации торфа использовались известковые материалы (доломитовая мука, известняковая мука). Для обогащения торфа питательными веществами применялись комплексные минеральные удобрения. Кислотность торфяного питательного субстрата 5,0 - 6,2 pH (рис.2). 

Рисунок 2. Контейнеры с мульчей и субстратами на основе березовой стружки, перлита и древесной муки в теплице Ботанического сада-института ПГТУ

Качество семян березы зависит от погодных условий во время цветения березы. Если в период цветения стоит дождливая погода, образуется много пустых семян, также семена березы быстро теряют исходную всхожесть по прошествии времени. При высеве предполагалось что нестратифицированные семена березы имели исходную всхожесть 30-60%.  Учитывалось и то, что сеянцы лучше растут при рассеянном свете, однако притенение посевов щитами является трудоемким, поэтому было решено провести дополнительный эксперимент по мульчированию семян.

В эксперименте одной из основных задач исследования является оценка влияние вида субстрата на рост сеянцев. Количество перлита, березовой стружки или опилок в почве будет фиксированным и составлять 30, 50 и 70% в разных кассетах. 

При использовании субстратов из перлита, березовой стружки и опилок в удобрении почвы и мульчировании за контроль был принят агроперлит. Агроперлит — это горная порода вулканического происхождения фракций 1-5 мм, положительно зарекомендовавший себя и активно применяемый в сельском хозяйстве в целях уменьшения грибковых заболеваний, повышения воздухопроницаемости, обладающий свойством равномерно накапливать и отдавать влагу, выступая одновременно хорошим дренажем для растений, а также успешно применяется для мульчирования верхнего слоя земли. Мульчирование - это покрытие почвы слоем органических или неорганических материалов, в нашем случае березовой стружкой, перлитом или древесной мукой.

 Мульча рассеивает прямой свет создавая в междурядьях тень, которая также мешает развитию сорняков. Кроме того, при мульчировании значительно сокращается испарение влаги из почвы и, как следствие, снижается необходимость частых поливов.

Также в процессе исследования на отдельных кассетах ставилась задача оценить всхожесть семян березы в грунтах верхового или переходного торфа из следующих субъектов РФ: Псковская область, Удмуртская Республика, Кировская область, Республика Марий Эл, Нижегородская область.

Через два месяца с момента начала эксперимента высева семян березы в условиях непостоянного полива и увлажнения лучшую всхожесть продемонстрировали семена, высеянные в грунт республики Марий Эл, Псковский, Удмуртский и Кировские торфа показали более среднюю всхожесть, самое малочисленно число всходов по итогам эксперимента зафиксировано в кассетах с торфяным грунтом из Нижегородской области (рис. 3). 

Рисунок 3. Всхожесть семян березы при высеве в различные почвенные грунты спустя 2 месяца после начала эксперимента

В кассетах следующей части эксперимента где было произведено дополнительное удобрение грунта агроперлитом, стружками и опилками, лучшую всхожесть показал агроперлит, всходов много, особенно в категориях 30 и 50% при этом всходы куда более крупные относительно стружки и опилок, у березовой стружки всходов также достаточно много, однако, количество всходов у опилок при тех же условиях оказалось самым наименьшим в независимости от количества (рис. 4). 

Рисунок 4. Количество всходов семян березы в условиях при добавлении в почвенный грунт 30, 50 и 70% агроперлита, березовой стружки и опилок за два месяца эксперимента

При этом всхожесть семян березы в тех же условиях при мульчировании почвенного грунта показала совсем иной результат.

 Семена березы, покрытые стружкой по окончанию эксперимента, показали, как лучшие всходы, так и больший рост сеянцев, в то время как кассеты с ячейками мульчированные агроперлитом и опилками показали намного более скромные результаты по всходам, а семена на значительной части ячеек кассет так и не смогли взойти (рис. 5). 

Рисунок 5. Количество всходов семян и рост сеянцев березы при добавлении в почвенный грунт 30, 50 и 70% агроперлита, березовой стружки и опилок за два месяца эксперимента

Необходимо отметить, что все полученные в ходе эксперимента результаты на данный момент носят оценочный характер и нуждаются в дополнительном подтверждении и перепроверке путем проведения дальнейших экспериментов. Также нужно принять к сведению и саму специфику проведения эксперимента на проверку всходов и роста сеянцев березы в условиях нестабильного полива и увлажнения.

Учитывая особую важность именно семян березы в достаточном поливе и влажной почве для хорошего уровня всходов, со значительной долей вероятности в условиях достаточного полива и влажности результаты всходов и дальнейшего роста сеянцем березы могут оказаться другими.

Список литературы:

1. Лотош В.Е. Технологии основных производств в природопользовании. – 4-е изд. доп. – Екатеринбург: 2007. – 561 с.