ВЛИЯНИЕ ФИТОМЕЛИОРАНТОВ НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ
СОСТОЯНИЕ КУЛЬТУР СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ
Лежнин К.Т., Маторкин А.А., Карасев В.Н., Карасева М.А.
(МарГТУ, г.Иошкар-Ола, РФ)
Study results are provided on the growth rate and intensities of basic physiological processes of Pinus sylvestris.
В условиях глобального ухудшения экологической ситуации вопросы повышения продуктивности и устойчивости лесных фитоценозов и охраны биоразнообразия растительного мира приобретают все большую актуальность. Повышение устойчивости искусственных фитоценозов обусловлено физиологическим состоянием их компонентов, которое в значительной степени зависит от соответствия экологических условий и применяемых агротехнических приемов и технологий создания.
Целью исследования явилось изучение влияния фитомелиорантов на состояние культур сосны обыкновенной, их устойчивость к неблагоприятным факторам среды, жизнеспособность и интенсивность роста. Объектами исследований явились чистые и смешанные культуры, созданные с введением почвоулучшающих растений; ракитника русского, дрока красильного, люпина многолетнего. Сравнительная оценка проводилась по биометрическим и физиологическим показателям; высоте, приростам, размерам хвои, содержанию хлорофилла. Для оценки физиологического состояния и жизнеспособности растений определялось электрическое сопротивление прикамбиального комплекса тканей (импеданс ПКТ). Установлено, что при снижении уровня жизнедеятельности, возникновении заболеваний и др. электрическое сопротивление прикамбиального комплекса тканей существенно увеличивается, а более низкие значения этого параметра свойственны здоровым деревьям ( Кишенков, Рутковский; 1980, Карасев, 1995). Многолетние исследования на созданных стационарах сосны обыкновенной с введением почвоулучшающих растений ( Незабудкин, Карасева, Меледина, 1980); ракитника русского, дрока красильного, люпина многолетнего показали, что введение их в качестве фитомелиорантов оказывает положительное влияние на рост и производительность культур, на это ранее указывали Б.Д. Жилкин (1974), Г.К. Незабудкин (1979) и др.
Культуры сосны обыкновенной с дроком красильным и люпином многолетним были созданы в квартале 54 Нолькинского лесничества Учебно-опытного лесхоза МарГТУ весной 1994 года на свежих среднеподзолистых супесчаных почвах (ТЛУ-В2). Посадка проводилась вручную под меч Колесова в расчищенные полосы шириной 3 метра по 2 ряда. Расстояние между рядами 1,5 метра, в ряду 0,5 метра. Густота посадки 4500 штук на гектар. Межполосное пространство было равно 6,5 м. Кустарники высаживались по схеме С- к-С-к, люпин высаживался одновременно с посадкой сосны обыкновенной в середину междурядий.
В табл. 1 приведены статистические показатели высоты 5-ти летних культур и средние приросты в высоту сосны обыкновенной в годы, отличающиеся различным количеством осадков. Вегетационные периоды 1998 и 1999 отмечены как периоды с достаточным количеством осадков, в 2000 году количество осадков было ниже нормы на 25 %..
Таблица 1 – Статистические показатели высоты и приростов сосны обыкновенной
|
Показатели |
lim, см |
хср, см |
mх, см |
G, см |
С, % |
|
Сосна обыкновенная с дроком красильным |
|||||
|
Высота |
80-220 |
140,0 |
1,3 |
28,8 |
42,2 |
|
Прирост 1998 г. |
14-50 |
40,7 |
1,7 |
26,7 |
30,9 |
|
Прирост 1999 г. |
14-48 |
42,0 |
1,2 |
22,8 |
39,6 |
|
Прирост 2000 г. |
4-28 |
16,7 |
1,5 |
17,4 |
44,6 |
|
Сосна обыкновенная с люпином многолетним |
|||||
|
Высота |
70-160 |
110,0 |
1,8 |
25,6 |
38,9 |
|
Прирост 1998 г. |
12-45 |
27,1 |
1,5 |
28,4 |
30,9 |
|
Прирост 1999 г. |
10-41 |
21,5 |
1,7 |
23,4 |
44,0 |
|
Прирост 2000 г. |
2-19 |
8,6 |
1,0 |
10,0 |
40,8 |
|
Сосна обыкновенная (контроль) |
|||||
|
Высота |
40-220 |
118,0 |
1,9 |
22,4 |
45,3 |
|
Прирост 1998 г. |
10-43 |
26,7 |
1,7 |
20,8 |
53,8 |
|
Прирост 1999 г. |
4-50 |
22,5 |
1,5 |
19,2 |
46,8 |
|
Прирост 2000 г. |
3-30 |
13,2 |
1,1 |
11,3 |
49,2 |
При анализе показателей высоты и приростов в высоту выявлено, что лучшие результаты дает посадка сосны с дроком красильным. Показатели приростов за предыдущие два года в культурах сосны с дроком почти в 2 раза больше, чем у сосны с люпином и на контроле. Различия по высоте деревьев в вариантах опыта сосна с люпином и сосной на контроле несущественны, что объясняется тем , что в данном случае люпин, будучи введенным в культуру в середину междурядий пока еще не оказывает существенного положительного эффекта.
При выборе фитомелиорантов необходимо учитывать биологические особенности растений, водный режим почвы, так как при недостаточном увлажнении наблюдается конкуренция за влагу, что было отмечено в культурах сосны обыкновенной с люпином многолетним в засушливые периоды, так как это растение обладает высокой транспирационной способностью, которая достигает до 10 г/ г сухой массы в час (табл.2).
Измерения интенсивности основных физиологических процессов проводились в июне, в период роста побегов при следующих параметрах окружающей среды: температура воздуха на открытом месте 30,2 ºС, в междурядьях культур 29,2 ºС; относительная влажность воздуха на открытом месте – 41%, в междурядьях – 44%; освещенность на открытом месте – 35 тыс. люкс, в междурядьях – 18 тыс. люкс; температура почвы на глубине 0,3 м – 11,3 ºС, влажность – 12% к абсолютно сухой массе почвы. Расчеты показателей фотосинтеза и транспирации проводили на 1 г абсолютно сухой массы вещества. Междурядная культура люпина многолетнего, повышая интенсивность физиологических процессов способствует улучшению условий роста сосновых культур (табл. 2).
Таблица 2 – Интенсивность основных физиологических процессов сосны обыкновенной
|
Характеристика объекта |
Интенсивность фотосинтеза, мг СО2/г. ч |
Общий |
Интенсивно-сть транспирации, г Н2О/г. ч |
Влажность листьев, сухой массе |
|
Хвоя сосны обыкновенной на секциях с люпином многолетним |
4, 25 |
2,337 |
3,40 |
106,0 |
|
Хвоя сосны обыкновенной на секциях без люпина |
3,84 |
2,032 |
3,20 |
103,2 |
|
Люпин в междурядьях культур |
10,1 |
13,076 |
8,80 |
395,0 |
|
Люпин на открытом месте |
20,9 |
13,104 |
14,20 |
538,0 |
Люпин многолетний оказывает положительное влияние на рост сосны при достаточном водообеспечении, в сухих условиях и при недостаточном количестве осадков наблюдается конкуренция за влагу.
Дрок красильный оказывает также положительную роль на рост сосны но в засушливые вегетационные периоды он отличается слабым ростом, а в отдельные годы усыхает, более засухоустойчив и пластичен к изменяющимся погодным условиям ракитник русский. При создании культур сосны обыкновенной в условиях сухих и свежих боров введение в качестве почвоулучшающего и почвозащитного кустарника ракитника русского дает лучшие результаты.
В чистых культурах сосны обыкновенной нередко наблюдается поражение корневой губкой, невосприимчивость ракитника к повреждениям корневой губкой (Рывкин, 1975) и почвоулучшающие свойства позволяют считать его ценным кустарником, способствующим улучшению роста основных пород. При изучении состояния чистых сосновых культур и культур сосны с ракитником установлено, что в сосново-ракитниковых культурах пораженные деревья отсутствуют (п.п. 3). Диагностика состояния проводилась по морфометрическим показателям и импедансу прикамбиального комплекса тканей. К здоровым деревья относили деревья имеющие показатели импеданса ПКТ в пределах 15…40 кОм, что свидетельствует о нормальном водном режиме растений, при нарушении деятельности корневых систем деревья имеют более высокие значения импеданса ПКТ, достигающие 200 кОм и более, в зависимости от степени ослабления. Наибольшее количество ослабленных деревьев выявлено в чистых культурах, растущих в понижениях рельефа (пп 1), на повышенных участках пораженных культур было меньше (п.п. 2). При глазомерной оценке по состоянию кроны, хвои в очагах корневой губки было выявлено около 35 % здоровых деревьев, при применении инструментальной оценки состояния по импедансу ПКТ количество здоровых деревьев было в два меньше, т. е. эспресс-оценка по импедансу позволяет более точно оценивать жизнеспосбность культур.
Наилучшие показатели водного режима деревьев сосны обыкновенной выявлены в смешанных культурах, произрастающих с ракитником русским. Значения импеданса ПКТ растений здесь наименьшие и варьируют в пределах 15…40 кОм (рис.2).
Рисунок 2 – Распределение деревьев по ступеням импенданса ПКТ
на пробных площадях №№ 1, 2 и 3
На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы: При выборе технологий создания культур сосны с введением почвоулучшающих растений, необходимо учитывать эколого- физиологические особенности фитомелиорантов. Эффективность их воздействия зависит от конкретных лесорастительных условий, схем смешения, густоты посадки, размеров посадочного материала и других факторов. Люпин многолетний оказывает положительное влияние на рост сосны обыкновенной при достаточном водообеспечении, в сухих условиях и при недостаточном количестве осадков он выступает как конкурент за влагу и элементы питания.
Создание смешанных культур сосны обыкновенной с введением ракитника русского, дрока красильного в условиях сухого, свежего бора и свежей субори способствует улучшению условий и интенсивности роста сосны обыкновенной и повышению ее устойчивости к неблагоприятным факторам среды и болезням.
Литература
1. Жилкин Б.Д. Повышение продуктивности сосновых насаждений культурой люпина. /Б.Д. Жилкин// Вышейшая школа, —Минск, 1974.- 254 с.
2. Карасев В. Н., Карасева М. А. Информативность импеданса растительных тканей древесных растений при нарушении водного режима /В.Н. Карасев, М.А. Карасева // Структура и молекулярная динамика полимерных систем: Материалы Всероссийского совещания. — Йошкар-Ола, 1995. — С. 102–104.
3. Незабудкин, Г.К. Некоторые вопросы биологии ракитника русского /Г.К. Незабудкин, М.А. Карасева, Л.А. Меледина // Лесная геоботаника и биология древесных растений. Тульский политехн. институт. — Тула, 1980. — С. 65-67.
4. Рутковский, И.В. Применение электрофизиологических методов в лесовыращивании /И.В. Рутковский, Ф.В. Кишенков // ЭИ ЦБНТИ Гослесхоза СССР. — Лесоведение и лесоводство. — 1980. — Вып. 3. — 40 с.
5. Рывкин Б.В. Корневая губка не страшна. /Б.В. Рывкин // Лес и человек. — М., 1975. — С. 185-186.