Voronezh, Voronezh, Russian Federation
The problem of obtaining high-quality planting material in forest nurseries using growth stimulants is very relevant. They increase the germination and sprouting of seeds, contribute to the formation of the aerial parts and root systems, and improve their survival and preservation in new conditions. The paper presents the results of a study of zircon, cytovite and ferovit (dose 0.1 ml/l) effect on the soil germination of seeds and biometric indicators of Scots pine’s seedling during the growing season on various soils of nurseries - gray forest sandy loam soils (Training Experimental Forestry of VSUFT) and degraded podzolized chernozems (Ertil forestry). Fertilizing was carried out by spraying seedlings from June 22, every 2 weeks. Control activities are treatments of seeds and seedlings with distilled water. It has been established that all the three growth stimulants, when the seeds are soaked, have a stimulating effect on the germination of pine seeds. This effect is more significant and amounts to 11.0-32.9% on chernozems, and 11.8-29.7% on gray forest soils in comparison with the control specimen. This difference is not significant and lies within the accuracy of the experiment. On chernozems, pine seedlings treated with growth stimulants have a well-developed aerial part, but weak root systems. Seedlings treated with ferovit and cytovitis, have an increase in the root part due to the development of lateral roots, in comparison with the control and other seedlings. The most proportional development is observed in seedlings treated with zircon, where approximately the same value of the aboveground and underground parts is seen. The use of a zircon growth stimulator is the most promising in experimental pine crops grown in gray forest soils. The action of zircon increases the germination and preservation of crops, which helps to increase the yield of standard seedlings
stimulants, growth, Scots pine, seedlings, yield, zircon, cytovit, ferovit
Введение
В последнее время наблюдается устойчивая тенденция снижения качества и количества выращиваемого посадочного материала для лесовосстановления и лесоразведения. По данным Рослесзащиты в 1992 году было выращено 2271.5 млн. шт., 2002 году – 1454.2 млн. шт., 2013 году – 771 млн. шт. сеянцев и саженцев различных древесных и кустарниковых пород. Поэтому вопросы получения качественного посадочного материала остаются очень актуальными. Одним из способов повышения выхода посадочного материала — это использование новых технологий выращивания в том числе с использованием стимуляторов роста. Они могут повысить всхожесть семян, рост и развитие сеянцев, их корневых систем и побегов. В различных странах и лесорастительных зонах ведутся изучение стимулирующего влияния этого класса химических веществ на выход посадочного материала [1-18].
Цель наших исследований – изучение влияния препаратов стимуляторов роста – циркон, цитовит и феровит на грунтовую всхожесть семян и биометрические показатели сосны обыкновенной в течение вегетационного периода.
Материалы и методы исследования
Для эксперимента были использованы семена сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), полученные в Воронежской лесосеменной станции Рослесзащиты. Обработку семян проводили в следующей последовательности: 1) сначала на сутки замачивали в дистиллированной воде; 2) затем в течение 2 часов выдерживали в растворе KMnO4; 3) потом промывали водой и 4) помещали в растворы циркона, цитовита и феровита в дозе 0.1 мл/л на 18 часов. Контролем служил вариант, где семена замачивали в дистиллированной воде. Посев проводился на питомнике Воронежского лесотехнического университета – на серых лесных супесчаных почвах и Эртильского лесничества на черноземах оподзоленных в 3-х кратной повторности по одинаковой технологии и агротехнике. После того как сформировались сеянцы (22 июня) проводилась внекорневая подкормка через каждые 2 недели.
Статистическая обработка материала проводилась в программе Statistica 6.0, достоверность различий средних значений определяли с помощью t-критерия Стьюдента.
Результаты и обсуждение
Из таблицы 1 и графиков видно, что первоначальная всхожесть семян, которые перед посевом замачивали в стимуляторах роста заметно выше чем у контроля в разных условиях произрастания. На графике видно, что максимальный положительный эффект наблюдается в первом опыте при применении циркона, во втором опыте действие данного препарата к концу опыта снижается, при этом лидирующую позицию занимает цитовит. Данные статистической обработки представлены в таблице 2.
На основании таблицы 1 строим графики, где видна динамика всхожести и отпада сеянцев сосны обыкновенной.
Таблица 1
Всхожесть семян сосны обыкновенной под действием стимуляторов роста
|
Стимулятор роста |
Дата |
||||||||
|
22.06. 2016 |
6.07. 2016 |
20.07. 2016 |
3.08. 2016 |
17.08. 2016 |
31.08. 2016 |
14.09. 2016 |
28.09. 2016 |
01.05. 2017 |
|
|
На черноземах оподзоленных (Эртиль) |
|||||||||
|
Циркон |
139 |
185 |
194 |
185 |
178 |
173 |
166 |
164 |
162 |
|
Цитовит |
119 |
160 |
162 |
155 |
152 |
152 |
149 |
145 |
134 |
|
Феровит |
142 |
172 |
170 |
168 |
168 |
160 |
151 |
147 |
140 |
|
Контроль |
110 |
145 |
146 |
142 |
139 |
128 |
126 |
126 |
105 |
|
На серых лесных почвах (ВГЛТУ)
|
|||||||||
|
Циркон |
136 |
186 |
192 |
182 |
160 |
152 |
148 |
140 |
128 |
|
Цитовит |
121 |
159 |
164 |
160 |
158 |
154 |
150 |
154 |
135 |
|
Феровит |
135 |
165 |
171 |
175 |
166 |
154 |
152 |
146 |
135 |
|
Контроль |
95 |
143 |
148 |
140 |
136 |
130 |
130 |
124 |
101 |
Рисунок 1 - Динамики всхожести семян и отпада сеянцев сосны обыкновенной выращенных на черноземах оподзоленных
Рисунок 2 - Динамики всхожести семян и отпада сеянцев сосны обыкновенной выращенных на серых лесных почвах
Таблица 2
Среднестатистические показатели всхожести сосны обыкновенной под действие стимуляторов роста в различных условиях произрастания
|
Стимуляторы |
Показатели |
||||
|
Мср, шт |
m |
C, % |
t |
σ |
|
|
На черноземах оподзоленных (Эртиль) |
|||||
|
Циркон (0,1мл/л |
172 |
4,94 |
8,62 |
0,35 |
14,8 |
|
Цитовит (0,1 мл/л) |
148 |
4,20 |
8,54 |
0,35 |
12,6 |
|
Феровит (0,1 мл/л) |
158 |
3,83 |
7,30 |
0,41 |
11,5 |
|
Контроль (вода) |
130 |
4,47 |
10,30 |
0,29 |
13,4 |
|
На серых лесных почвах (ВГЛТУ)
|
|||||
|
Циркон (0,1мл/л |
158 |
6,88 |
13,00 |
0,23 |
20,6 |
|
Цитовит (0,1 мл/л) |
151 |
4,24 |
8,46 |
0,35 |
12,7 |
|
Феровит (0,1 мл/л) |
155 |
4,14 |
7,98 |
0,38 |
12,4 |
|
Контроль (вода) |
127 |
5,72 |
13,50 |
0,22 |
17,2 |
Пояснение: где, Мср- среднее значение всхожести; m- ошибка выборки; С-коэффициент изменчивости;
t- коэффициент Стьюдента; σ- среднеквадратическое отклонение. В таблице 3 представлены средние данные по воздействию стимуляторов роста на количество стандартных сеянцев сосны путем их процентного сравнения с контрольными посевами.
Таблица 3
Оценка влияния биостимуляторов на количество сеянцев сосны обыкновенной в различных условиях произрастания
|
Стимуляторы роста |
Максимальное значение всхожести, шт/п.м |
Сохранность сеянцев, % |
Среднее значение всхожести, шт/п.м |
Процент от контроля |
|
На черноземах оподзоленных (Эртиль) |
||||
|
Циркон |
194 |
83,51 |
132,88 |
|
|
Цитовит |
162 |
82,72 |
147,6 |
110,96 |
|
Феровит |
172 |
81,40 |
157,6 |
117,81 |
|
Контроль |
146 |
71,92 |
129,7 |
100 |
|
На серых лесных почвах (ВГЛТУ)
|
||||
|
Циркон |
192 |
66,67 |
58,2 |
129,73 |
|
Цитовит |
164 |
82,32 |
50,6 |
110,81 |
|
Феровит |
175 |
77,14 |
55,4 |
118,24 |
|
Контроль |
148 |
68,24 |
27,2 |
100 |
Таблица 4
Биометрические показатели сеянцев сосны обыкновенной выращенных в различных почвенных условиях с применением стимуляторов роста
|
Биостимулятор, (0,1мл/л) |
Корневая часть, см |
Надземная часть, см |
||||||
|
Мср ±m |
% от контроля |
С, % |
t |
Мср ±m |
% от контроля |
С, % |
t |
|
|
На черноземах оподзоленных (Эртиль) |
||||||||
|
Циркон |
16,0±1,20 |
105,26 |
14.5 |
0,12 |
18,2±1,09 |
142,19 |
25,4 |
0,16 |
|
Цитовит |
15,4±0,88 |
101,32 |
22,0 |
0,14 |
17,4±0,95 |
135,94 |
21,2 |
0,13 |
|
Феровит |
15,5±1,05 |
101,97 |
16,4 |
0.13 |
16,9±1,21 |
132,03 |
18,6 |
0.15 |
|
Контроль |
15,2±1,12 |
100 |
15,1 |
0.23 |
12,8±1,31 |
100 |
23,5 |
0,19 |
|
На серых лесных почвах (ВГЛТУ)
|
||||||||
|
Циркон |
15,2±0,92 |
102 |
19,3 |
0,13 |
13,2±1,41 |
76 |
33,8 |
0,09 |
|
Цитовит |
15,5±1,18 |
104 |
24,2 |
0,13 |
17,0±1,06 |
98 |
19,8 |
0,15 |
|
Феровит |
16,9±0,79 |
113 |
14,9 |
0,21 |
18,4±1,29 |
106 |
22,2 |
0,14 |
|
Контроль |
14,9±0,37 |
100 |
8,0 |
0,39 |
17,3±1,23 |
100 |
22,5 |
0,14 |
Установлено, что наибольший процент сохранности посеянных на территории Эртильского лесничества у сеянцев, обработанных цирконом - 83,51% по сравнению с 71,92% у контрольных. Это положительно характеризует действие данного препарата на устойчивость и сохранность всходов. Наиболее положительные результаты показывает биостимулятор роста циркон, в растворе которого (0,1г/л) были замочены семена сосны на 18 часов перед посевом, а затем раз в две недели была проведена корневая обработка с той же концентрацией. С его применением наблюдается более высокая максимальная и средняя всхожесть, относительно не большой процент отпада и по сравнению с контрольными посевами. Так же отмечена повышенная всхожесть на 32,88%.
В условиях УОЛ ВГЛТУ лучшие показатели всхожести наблюдаются так же у циркона – 192 шт., но несмотря на это максимальный процент сохранности наблюдается при применении препарата цитовита, который равен 82,32%.
Наибольший процент отпада наблюдается у контрольных сеянцев, с предпосевной обработкой водой, данный вариант не дает ощутимого положительного эффекта.
Вместе с оценкой влияния препаратов на всхожесть и сохранность изучаем динамику роста и развития сеянцев. При последнем наблюдении за опытами весной 2017 года была произведена выкопка сеянцев сосны обыкновенной для изучения биометрических показателей. Были случайно выбраны 50 сеянцев и изучены соотношения их надземной части и корневой системы. Результаты измерения биометрических показателей за весь период наблюдения представлены в таблице 4.
Из данных таблицы 4 видно, что в первом опыте у сеянцев сосны, обработанных стимуляторами роста хорошо развита надземная часть, но слабо развита корневая часть. У сеянцев, обработанных феровитом и цитовитом наблюдается увеличение корневой части за счет развития боковых корней, у сеянцев, обработанных феровитом так же наблюдается утолщение стволика, по сравнению с контролем и другими сеянцами. Наиболее пропорциональное развитие наблюдается у сеянцев, обработанных цитовитом, где примерно одинаковая величина надземной и подземной части.
Во втором опыте у сеянцев, обработанных цирконом и цитовитом наблюдается преобладание величины корневой частью над надземной. У обработанных феровитом одинаково хорошо развиты все части сеянца, корневая система с большим количество боковых корней.
Выводы и рекомендации
- При обработке семян перед посевом рекомендуется применять такие стимуляторы роста как циркон и феровит в концентрации 0,1мл/л. Это положительно влияет на всхожесть семян по сравнению с контрольными посевами, проведенных в различных почвенных условиях.
- На основании проведенных исследований установлено, что, в опытных посевах сосны, выращенных в условиях подтипа черноземы оподзоленные наиболее перспективным является применение стимулятора роста циркона. Действие данного препарата оказывает положительное влияние на рост и развитие сеянцев, повышает процент всхожести и сохранности семян, тем самым способствует увеличению выхода стандартных сеянцев сосны обыкновенной. Длинна надземной части сеянцев, обработанных цирконом преобладает, над длиной корневой системы, которая имеет умеренно развитые боковые корни.
- В опытных посевах сосны выращенных в условиях серых лесных почв наиболее перспективным является применение стимуляторов роста циркона и феровита. Действие циркона увеличивает всхожесть и сохранность посевов, что способствует увеличению выхода стандартных сеянцев. Феровит является универсальным стимулятором фотосинтеза, применяется в период вегетации для того, чтобы избежать появления болезней, связанных с дефицитом железа.
1. Andreeva, E.M. Vliyanie stimulyatorov rosta prirodnogo proishozhdeniya na prorostki hvoynyh porod [Tekst]/E.M. Andreeva [i dr.]//Lesotehnicheskiy zhurnal. - 2016. - №3. - S.10-19.
2. Kirienko, M. A. Vliyanie stimulyatorov rosta na vshozhest' semyan osnovnyh lesoobrazuyuschih porod [Tekst]/M.A. Kireenko// Plodovodstvo, semenovodstvo, introdukciya drevesnyh rasteniy: materialy Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. (24-26 okt. 2013 g.). - Krasnoyarsk, 2013. - S. 57-63.
3. Kirienko, M. A. Vliyanie stimulyatorov rosta na vshozhest' semyan i sohrannost' vshodov glavnyh lesoobrazuyuschih porod[Tekst]/M.A. Kirienko // Vestn. KrasGAU. - 2014. - № 12. - S. 134-140.
4. Kirienko, M.A. Vliyanie koncentracii stimulyatorov rosta na gruntovuyu vshozhest' semyan i sohrannost' seyancev glavnyh lesoobrazuyuschih vidov Sredney Sibiri [Tekst]/M.A. Kirienko, I.A. Goncharova// Sibirskiy lesnoy zhurnal. -2016. - № 1. - S. 39-45.
5. Ostroshenko, V. V. Vliyanie predposevnoy obrabotki semyan stimulyatorami rosta na ih posevnye kachestva [Tekst]/V.V. Ostroshenko, L.Yu. Ostroshenko// Vestn. KrasGAU. -2011. - № 5. - S. 12-15.
6. Ostroshenko, V.V. Vliyanie stimulyatorov rosta na energiyu prorastaniya i laboratornuyu vshozhest' semyan sosny obyknovennoy (Pinus sylvestris L.) [Tekst]/Ostroshenko [i dr.]// Izvestiya SamNC RAN. - 2015. - T. 17. - № 6. - S. 242-248.
7. Pentel'kina, N. V. Ekologicheski chistye tehnologii na osnove ispol'zovaniya stimulyatorov rosta[Tekst]/N.V. Pentel'kina // Ekologiya, nauka, obrazovanie, vospitanie. Sb. nauch. tr. BGITA. Bryansk, 2002. - Vyp. 3. - S. 69-73.
8. Pentel'kina, N. V. Vliyanie novyh stimulyatorov na kachestvo seyancev hvoynyh porod[Tekst]/N.V. Pentel'kina // Lesnoy kompleks: sostoyanie i perspektivy razvitiya. Sb. nauch. tr. BGITA. Bryansk, 2003. - Vyp. 5. - S. 122-125.
9. Pentel'kina, N. V. Primenenie regulyatora rosta cirkon pri vyraschivanii posadochnogo materiala cennyh drevesnyh porod[Tekst]/N.V. Pentel'kina // Cirkon - prirodnyy regulyator rosta. Primenenie v sel'skom hozyaystve. M.: NEST, 2010. - S. 330-340.
10. Prokazin, N. E. Vliyanie biostimulyatorov i mikroudobreniy na rost seyancev hvoynyh porod[Tekst]/ N.E. Prokazin [i dr.] // Lesohozyaystvennaya informaciya. - 2013. - № 2. - S. 9-15.
11. Ustinova, T. S. Biologicheskie stimulyatory rosta, primenyaemye v lesnyh pitomnikah [Tekst]/T.S. Ustinova // Aktual'nye problemy lesnogo kompleksa. - 2009. - Vyp. 23. - S. 135-137.
12. Chilimov, A. I. Problemy ispol'zovaniya stimulyatorov rosta v lesnom hozyaystve[Tekst]/ A.I. Chilimov, S.A. Pentel'kin // Lesn. hoz-vo. - 1995. - № 6. - S. 11-12.
13. Eriksson, U. Seed and pollen production after stem injections of gibberellin A4/7 in field-grown seed orchards of Pinus sylvestris [Text]/U. Eriksson, G. Jansson, C. Almqvist// Can. J. For Res.- 1998.- 28. - pp. 340- 346.
14. Little, C.H. Effects of exogenous gibberellin and auxin on shoot elongation and vegetative bud development in seedlings of Pinus sylvestris and Picea glauca [Text]/C.H. Little, J.E. MacDonald// Tree Physiol.-2003. - 23.- pp. 73-83.
15. Wang, Q. Effects of prohexadione on cambial and longitudinal growth and the levels of endogenous gibberellins A1, A3, A4, and A9 and indole-3-acetic acid in Pinus sylvestris shoots [Text] /Q. Wang, C.H. Little, T. Moritz, P.C. Oden//J. Plant Grow Regul.- 1995.- 14.- pp. 175-181.
16. Wang, Q. Identification of endogenous gibberellins, and metabolism of tritiated and deuterated GA4, GA9 and GA20, in Scots pine (Pinus sylvestris) shoots. [Text]/ Q. Wang et all. //Physiol Plant - 1996. - 97.-pp. 764-771.
17. Wang, Q. Effect of exogenous gibberellin A4/7 on tracheid production, longitudinal growth and the levels of indole-3-acetic acid and gibberellins A4, A7 and A9 in the terminal shoot of Pinus sylvestris seedlings. [Text]/ Q. Wang et all. // Physiol Plant - 1992.- 86 - pp. 202-208.
18. Wang, Q. Control of longitudinal and cambial growth by gibberellins and indole-3-acetic acid in current-year shoots of Pinus sylvestris [Text]/ Q. Wang, C.H. Little, P.C. Oden// Tree Physiol. - 1997. - 17 - pp.715-721
