Лесоводственная оценка применения комплексных минеральных и биологизированных удобрений при выращивании сеянцев лиственницы

К стратегическим целям в области лесного хозяйства Российской Федерации относятся: достижение устойчивого лесоуправления, эффективное использование, охрана, защита и воспроизводство лесов, а также повышение продуктивности и экологического потенциала лесных экосистем. В рамках целевого сценария в этом направлении предусмотрено применение инновационных методов, включая медленнодействующие удобрения, регенеративные агротехнологии, а также мероприятий по повышению углеродного потенциала почв и увеличению площадей лесовосстановления. Это обеспечит устойчивое развитие лесного сектора и будет способствовать климатической безопасности страны [1, 2].

Для стимулирования эффективности работ по воспроизводству лесов необходимо уделять особое внимание качеству посадочного материала, совершенствовать агротехнику его выращивания, в том числе с учётом сложившихся экономических условий. Особенности режимов и агротехники выращивания сеянцев лиственницы в условиях закрытого грунта рассмотрены в ряде работ [3–7], при этом вопросы применения разных систем минерального питания изучены недостаточно, что предопределило выбор направления исследования.

Успешность выращивания посадочного материала во многом зависит от обеспеченности растений питательными элементами. В связи с этим эффективным агротехническим приемом является использование удобрений – внесение их до посева или посадки, затем при посеве (посадке), а также в течение всего периода выращивания посадочного материала [8–11].

Биологический и экономический эффект от применения минеральных удобрений повышается при их внесении в комплексе с активаторами роста, микроэлементами, а также полезными микроорганизмами, которые способствуют лучшей приживаемости, усиленному росту растений и защите посадочного материала от заболеваний и повреждений энтомо- и фитовредителями [11–13].

Актуальность исследования заключается в апробации комплексных минеральных и био-логизированных удобрений отечественного производства при выращивании посадочного материала лиственницы сибирской ( Larix sibirica Ledeb.) с закрытой корневой системой.

Цель исследования – дать лесоводственную оценку и определить эффективность влияния минеральных и биологизированных удобрений на жизненное состояние, рост и качество посадочного материала лиственницы сибирской при выращивании в закрытом грунте.

Материалы и методы исследования

Объект исследования – однолетние сеянцы лиственницы сибирской с закрытой корневой системой. Экспериментальная оценка выполнена в тепличном хозяйстве, расположенном в д. Жернаково Грязовецкого муниципального округа Вологодской обл. Территория исследования относится к южно-таёжному району европейской части Российской Федерации (таёжная зона). Задачи исследования – анализ научной, справочной и нормативной литературы; организация и постановка эксперимента; выполнение уходов за посадочным материалом; оценка всхожести, жизненного состояния, роста и развития сеянцев под влиянием подкормок.

Посадочный материал выращивали в теплице, оснащённой подвесной поливочной установкой. Посев семян проводили в начале мая. В одну ячейку высевали по 2 семени. Все кассеты в рамках постановки эксперимента были пронумерованы, подписаны и размещены согласно разработанной схеме.

В процессе эксперимента испытаны 4 вида подкормок, из них два вида комплексных минеральных удобрений и их биологизирован-ные аналоги. Закладка опыта осуществлялась в следующих вариантах:

• ❖    Лц-к - контроль;

• ❖    Лц-1 - NPK (S) 10:26:26 (2) + N 46,2: диаммоний гидрофосфат, аммоний дигидрофосфат, диаммоний сульфат, хлорид калия с низким

содержанием серы в сульфатной форме с добавлением карбамида марки Б – N 46,2 в амидной форме;

• ❖    Лц-2 - NPK (S) 15:15:15 (10): те же компоненты, но без добавки карбамида и с высоким содержанием серы в сульфатной форме;

• ❖    Лц-3 - Био-NPK (S) 10:26:26 (2) + био + N 46,2: биологизированное минеральное удобрение – содержит те же компоненты, что и варианте Лц-1, и 1x10 5 КОЕ/г полезных микроорганизмов Bacillus subtilis 8А, Bacillus safensis TS3, Bacillus velezensis BS89, стимулирующих рост, развитие корней и защищающих от болезней;

• ❖    Лц-4 - Био-NPK (S) 15:15:15 (10) + био: биологизированное минеральное удобрение – содержит те же компоненты, что и варианте Лц-2, и 1^10 5 КОЕ/г полезных микроорганизмов Bacillus subtilis 8А, Bacillus safensis TS3, Bacillus velezensis BS89, стимулирующих рост, развитие корней и защищающих от болезней.

С учётом лесоводственно-биологических характеристик лиственницы сибирской норма внесения удобрений составляла 150 кг/га.

Расстановка кассет Плантек 81 обеспечивала индивидуальную подкормку растений каждого варианта. Эксперимент выполнен в 5-кратной повторности. Полив сеянцев с момента размещения кассет проводился регулярно с помощью автоматической системы. Через 3–4 нед. была выполнена пикировка и прополка растений. Подкормки (один раз в 7 сут) осуществляли вручную ранцевым опрыскивателем на протяжении всего периода выращивания (с мая по сентябрь). В качестве субстрата использован верховой торф.

В процессе выращивания посадочного материала (рис. 1) фенологические сведения и календарные даты фиксировали в полевом дневнике [14, 15]. Учёт количества всходов осуществляли по каждой кассете отдельно. На протяжении всего вегетационного периода устанавливали и фиксировали отклик древесных растений на корневые подкормки разными удобрениями.

Линейный рост стволика – наиболее наглядный показатель развития растения. В ходе выполнения учётных работ у каждого экземпляра металлической линейкой измеряли высоту с точностью до ±0,1 см, а диаметр у шейки корня – штангенциркулем с точностью до ±0,1 мм.

Достоверность морфометрических показателей сеянцев оценивали методами математического анализа с использованием прикладных программ. По результатам исследования определены следующие статистические показатели: среднее

А                           Б

В

Рис. 1. Фенологические фазы развития сеянцев лиственницы сибирской:

а – появление всходов, б – формирование растений, в – окончание роста в высоту: образование верхушечной почки

значение, достоверность среднего значения, коэффициент изменчивости, точность опыта.

Результаты и обсуждение

Первые всходы зафиксированы в третьей декаде мая (20.05), через 14 сут после высева семян. Массовые всходы отмечены 5 июня. Последние растения проросли 22 июня. Средняя грунтовая всхожесть по вариантам эксперимента составила 56% (табл. 1). Влияние подкормок на всхожесть семян не устанавливали, так как первый приём их внесения был выполнен после появления массовых всходов.

Обработку данных проводили в камеральных условиях. Максимальные значения по диаметру у шейки корня достигли 4,7 мм, а по высоте – 33,3 см (табл. 2).

В целом лиственница сибирская характеризовалась высокими показателями роста (рис. 2). Средние морфометрические параметры сеянцев во всех вариантах эксперимента превышали установленные нормативные значения (диаметр у шейки корня – 2 мм, высота – 8 см) [16].

Анализируя отклик растений на внесение подкормок, нами установлено следующее:

• /    при выращивании посадочного материала в закрытом грунте максимальный ле-соводственный эффект был получен при применении удобрений по вариантам Лц-1 и Лц-3;

• ^    основной вклад в формирование прироста по диаметру у шейки корня обеспечивают удобрения с повышенным содержанием серы (вариант Лц-2), а по высоте – удобрения с дополнительным азотом (варианты Лц-1 и Лц-3);

• ^    в вариантах Лц-2 и Лц-4 у сеянцев в 78% случаев отмечались более высокие значения морфометрических показателей;

• ^    в результате внесения подкормок по вариантам Лц-1 и Лц-2 максимальные значения морфометрических показателей зафиксированы у сеянцев в 44% случаев, по вариантам Лц-3 и Лц-4 – в 33% случаев.

Точность выполненных измерений морфометрических параметров сеянцев лиственницы сибирской в среднем составила ±4%. Показатель коэффициента изменчивости по диаметру и высоте варьировал от 14 до 145%, а в среднем составлял 38%. Это свидетельствует о том, что вариабельность по оцениваемым нами

Таблица 1. Полевые ведомости грунтовой всхожести растений

Вариант опыта	Количество высеянных семян, шт.	Количество всходов, шт.	Грунтовая всхожесть, %
Лц-1	81	51	63
Лц-2	81	43	53
Лц-3	81	44	54
Лц-4	81	47	58
Лц-к	81	48	59

Таблица 2. Морфометрическая оценка сеянцев лиственницы сибирской

Показатель	Средние значения морфометрических показателей сеянцев по вариантам опыта
	Лц-1	Лц-2	Лц-3	Лц-4	Лц-к
Средний диаметр у шейки корня, мм	4,1±0,2	4,7±0,3	4,0±0,3	3,8±0,2	3,1±0,2
Средняя высота, см	32,7±0,8	32,3±1,0	33,3±1,0	25,5±0,9	17,6±0,6

А

5,2

5,0

4,8

4,6

4,4

4,2

4,0

3,8

3,6

3,4

3,2

3,0

2,8

Лц-1

Лц-2 Лц-3 Лц-4 Лц-к

Вариант опыта

Среднее           Среднее ±статистическая ошибка

Рис. 2. Статистическая оценка роста сеянцев лиственницы сибирской: а – диаметр у шейки корня, мм; б – высота, см показателям высокая. Достоверность средних значений – более 3 (от 10,2 до 34,4), т.е. оцениваемые показатели являются достоверными и могут использоваться для сопоставлений и выводов.

Отношение диаметра у шейки корня к высоте стволика (d/h) является более информативным показателем и позволяет сделать вывод о качественных характеристиках растений: при значении показателя, равном 1, или наиболее близком к нему растения более жизнеспособны, легче переносят пересадку и быстрее укореняются (табл. 3).

Анализ морфометрических показателей позволил установить, что сеянцы лиственницы сибирской в первый год выращивания не имеют значимых различий: значения отношения d/h во всех вариантах опыта находятся в диапазоне от

• 1,2 до 1,8. Это свидетельствует о высокой энергии роста сеянцев.

При комплексной оценке посадочного материала (прирост по диаметру у шейки корня и высоте) установлено, что при внесении корневых подкормок в вариантах Лц-1 и Лц-3 сеянцы характеризуются наиболее оптимальными значениями отношения d/h. Кроме того, в соответствии со значениями этого показателя сеянцы были распределены по относительным группам роста:

• ^    медленнорастущие - до 1,0;

• ^    умеренно растущие - от 1,1 до 2,0;

• ^    быстрорастущие - 2,1 и более.

Основная доля (77%) растений характеризовалась как умеренно растущие. При этом минимальные значения, как по диаметру у шейки корня, так и по высоте, в первый год выращивания соответствовали стандартным значениям,

Таблица 3. Оценка качества посадочного материала

Статистический показатель	Отношение d/h * по вариантам эксперимента
	Лц-1	Лц-2	Лц-3	Лц-4	Лц-к
Среднее значение ± стандартная ошибка	1,3±0,01	1,5±0,01	1,2±0,01	1,5±0,01	1,8±0,01
Коэффициент изменчивости, %	47	11	24	37	23
Точность опыта, %	10	3	5	9	7
Достоверность среднего значения	10	34	20	11	14

* Отношение диаметра у шейки корня к высоте стволика.

установленным в нормативно-правовых документах. Под влиянием подкормок во всех вариантах опыта средние значения отношения d/h для всей совокупности оцениваемых растений превышали 1,2 (рис. 3).

В целом (более 82% сеянцев) посадочный материал по этому качественному показателю характеризуется умеренными и высокими темпами роста и перспективен для дальнейшего выращивания. Коэффициент изменчивости варьирует в пределах 11–47%. Точность опыта – высокая и удовлетворительная (от ±3 до ±10%). Во всех вариантах, независимо от выполненных уходов, ошибки измерений не превышали ±10% в 74% случаев. Достоверность значений отношения d/h подтверждена статистической обработкой данных.

Эффективность подкормок минеральными комплексными удобрениями и их биологизиро-ванными аналогами проявляется только в начале вегетационного периода, в мае–июне. Далее эффект от их применения практически отсутствует. Это связано с тем, что сеянцы достигают больших линейных размеров, а объём ячеек с субстратом (Плантек 81) уже не позволяет реализовать их потенциал для дальнейшего роста.

Выводы

• 1.    Разработан и поставлен эксперимент по определению влияния минеральных и биологи-зированных удобрений отечественного производства при выращивании сеянцев лиственницы сибирской в закрытом грунте.

• 2.    В результате постановки опыта доказана высокая эффективность применения комплексного минерального удобрения: NPK (S)

  

  Лц-1 Лц-2 Лц-3 Лц-4 Лц-к

  Вариант опыта

  
  

JZ 2,4

2,2

2,0

1,8

1,6

1,4

1,2

1,0

• ■ Среднее Среднее ±статистическая ошибка

• 3.    Для повышения эффективности применения комплексных минеральных удобрений и их биологизированных аналогов необходимо использовать их водорастворимые формы.

• 4.    При сравнении и оценке роста древесных растений по диаметру установлено, что экземпляры в вариантах Лц-1, Лц-2 и Лц-3 характеризуются более высокими параметрами, превышающими контрольные значения на 32, 52 и 29% соответственно. По росту в высоту сеянцы превосходят контрольные экземпляры: вариант Лц-1 – на 86%; вариант Лц-2 – на 84%; вариант Лц-3 – на 89%; вариант Лц-4 – на 45%.

• 5.    Запроектированы и начаты работы по разработке агротехники выращивания крупномерных саженцев с закрытой корневой системой в открытом грунте и оценке их приживаемости на лесокультурных площадях в производственных условиях.

Рис. 3. Качественная характеристика сеянцев лиственницы сибирской

10:26:26 (2) + N 46,2 (вариант Лц-1) и его биоло-гизированного аналога: Био-NPK (S) 10:26:26 (2) + био + N 46,2 (вариант Лц-3).