Оптимизация содержания компостов в почве при выращивании саженцев клёна остролистного
Автор: Золотаревский А.А., Котов А.А., Прокопович И.И.
Журнал: Лесохозяйственная информация @forestry-information
Рубрика: Лесные культуры
Статья в выпуске: 2, 2017 года.
Бесплатный доступ
Представлен опыт поиска оптимального содержания компостов из древесно-растительных остатков в почвогрунтах для выращивания саженцев клена остролистного. Приведено сравнение результатов выращивания клена в почвах с содержанием компоста и торфа.
Компост, торф, клен остролистный, саженцы, оптимизация, древесно-растительные остатки
Короткий адрес: https://sciup.org/14336679
IDR: 14336679 | DOI: 10.24419/LHI.2304-3083.2017.2.06
Текст научной статьи Оптимизация содержания компостов в почве при выращивании саженцев клёна остролистного
Для ссылок: –3083.2017.2.06
Золотаревский, А. А. Оптимизация содержания компостов в почве при выращивании саженцев клена остролистного [Электронный ресурс] / А. А. Золотаревский, А. А.Котов, И. И. Прокопович // Лесохоз. информ. электрон. журн. – 2017. – №2. – С. 57–64. URL:
П роблема переработки отходов в настоящее время приобретает все большую актуальность. В. В. Путин на итоговом «Форуме действий» ОНФ в 2016 г. отметил, что задача обезвреживания отходов, их переработки и потребления является одной из наиболее сложных и решать ее нужно комплексно [1].
Одним из путей решения проблемы по обезвреживанию отходов и получению при этом дополнительной прибыли является производство компостов из древесно-растительных остатков (ДРО) для применения вместо торфа и сапропеля в городских посадках. Эти вопросы для выращивания хвойных пород рассматриваются в работах Г. И. Зарудной [2] и А. А. Рожко [3].
Цель наших исследований – получение оптимального состава почвенной смеси на основе компоста из ДРО (далее в тексте – компоста) и торфа для выращивания деревьев лиственных пород. В качестве ДРО использовали ветви, корни, стволики древесных растений и траву. Для решения задачи в Валентиновском питомнике Щелковского учебно-опытного лесхоза заложены опытные площади.
В статье проанализирован опыт выращивания саженцев клёна остролистного. Этот вид наиболее распространен в городских посадках. Биометрические показатели клёна изучали в зависимости от содержания в почве компоста или торфа и срока выращивания. В контрольном варианте использована легкосуглинистая почва питомника. В каждом варианте поставлено по 2 однофакторных эксперимента.
Клён остролистный ( Acer platanoides ) – дерево до 30 м высотой, с плотной, широкоокруглой кроной. К плодородию и влажности почвы требователен, наилучшие почвы для произрастания – лесные суглинки и деградированные черноземы. Одна из лучших пород для одиночных и аллейных посадок. Его исключительно эффектный осенний наряд контрастно выделяется на фоне хвойных пород [4].
Саженцы клена остролистного высаживали в грунт с разным содержанием компоста. При этом рулеткой с точностью до 1 см замеряли высоту растений (Н) и штангенциркулем ШТЦ-1 с точностью до 0,1 мм – диаметр стволиков у корневой шейки (d). В дальнейшем измерения проводили ежегодно в течение 3-х лет в конце каждого года выращивания.
До основного эксперимента поставлена отдельная серия опытов, по результатам которой проверена гипотеза о нормальности распределения измеряемых параметров и определено необходимое число дублированных опытов [5]. Проверку осуществили на серии опытов с березой и распространили на опыты с клёном. С этой целью было измерено 20 стволиков. С помощью показателей асимметрии (А) и эксцесса (Е) проведена приближенная проверка нормальности распределения выходной величины. После отбраковки сильно отклоняющихся данных определено минимальное число дублирующих опытов – n = 19.
Данные измерений высоты деревьев и диаметра стволиков у корневой шейки обработаны статистическими методами. Проверку однородности средних значений проводили по t-критерию сравнением табличного (tтабл) и расчетного (tрасч) значений. Расчетное значение определяли по формуле:
-
= I y 1 - y 2 I
расч I z ,
S 1 + s 2
n где:
y 1 и y 2 – средние значения соответственно в контроле и опыте;
-
s 1 и s 2 – среднеквадратические отклонения соответственно в контроле и опыте.
При уровне значимости q = 0,05 и числе степеней свободы f = 2n – 2 = 2 . 19 – 2 = 36 табличное значение tтабл = 2,03. Если tрасч>tтабл, то расхождение между средними значимо.
Результаты статистической обработки показателей высоты и диаметра корневой шейки деревьев представлены в табл. 1.
Экспериментальные данные обрабатывали с помощью программ Mathcad 14.0 и Excel 2010.
Методом наименьших квадратов получены уравнения связи рассматриваемых показателей со сроком выращивания клена и объемным содержанием компоста или торфа (табл. 2).
Таблица 1. Результаты статистической обработки высоты (H) и диаметра стволиков у корневой шейки ( d ) клёна по вариантам опыта с различным объемным содержанием (K, %) компоста или торфа
|
Статистический показатель |
Обозначение, ед. изм. |
Вариант опыта |
||||
|
контроль – почва питомника (К = 0) |
компост (К = 33) + песок + суглинок |
компост (К = 50) + суглинок |
чистый компост (К = 100) |
торф (К = 33) + песок + суглинок |
||
|
При посадке (t = 0) |
||||||
|
Среднее значение |
H, см |
6,2±0,4 |
6,1±0,4 |
6,0±0,3 |
6,3±0,3 |
6,2±0,3 |
|
d, мм |
2,95±0,30 |
2,81±0,25 |
2,89±0,29 |
2,92±0,36 |
2,73±0,22 |
|
|
Среднеквадратическое отклонение |
H, см |
0,83 |
0,85 |
0,67 |
0,65 |
0,63 |
|
d, мм |
0,62 |
0,52 |
0,61 |
0,74 |
0,46 |
|
|
Коэффициент вариации |
H, % |
14 |
14 |
11 |
10 |
10 |
|
d, % |
21 |
18 |
21 |
25 |
17 |
|
|
Точность опыта |
H, % |
3 |
3 |
3 |
2 |
2 |
|
d, % |
5 |
4 |
5 |
6 |
4 |
|
|
С |
рок выращивания 1 год (t = 1) |
|||||
|
Среднее значение |
H, см |
10,9±0,8 |
13,4±0,7 |
12,9±0,7 |
9,2±0,5 |
13,2±0,6 |
|
d, мм |
4,53±0,46 |
4,96±0,43 |
4,68±0,35 |
4,34±0,37 |
5,14±0,25 |
|
|
Среднеквадратическое отклонение |
H, см |
1,58 |
1,35 |
1,41 |
1,07 |
1,17 |
|
d, мм |
0,96 |
0,89 |
0,73 |
0,76 |
0,51 |
|
|
Коэффициент вариации |
H, % |
14 |
10 |
11 |
12 |
9 |
|
d, % |
21 |
18 |
16 |
17 |
10 |
|
|
Точность опыта |
H, % |
3 |
2 |
3 |
3 |
2 |
|
d, % |
5 |
4 |
4 |
4 |
2 |
|
|
Критерий Стьюдента |
H, % |
- |
5,24 |
4,12 |
3,88 |
5,10 |
|
d, % |
- |
1,43 |
0,54 |
0,68 |
2,45 |
|
|
Ср |
ок выращивания 2 года (t = 2) |
|||||
|
Среднее значение |
H, см |
17,9±0,8 |
22,3±0,8 |
21,2±0,6 |
17,5±0,6 |
21,9±0,6 |
|
d, мм |
5,74±0,36 |
7,16±0,49 |
5,84±0,36 |
5,32±0,48 |
7,11±0,29 |
|
|
Среднеквадратическое отклонение |
H, см |
1,72 |
1,60 |
1,34 |
1,17 |
1,15 |
|
d, мм |
0,74 |
1,01 |
0,74 |
1,00 |
0,60 |
|
|
Коэффициент вариации |
H, % |
10 |
7 |
6 |
7 |
5 |
|
d, % |
13 |
14 |
13 |
19 |
9 |
|
|
Точность опыта |
H, % |
2 |
2 |
1 |
2 |
1 |
|
d, % |
3 |
3 |
3 |
4 |
2 |
|
|
Критерий Стьюдента |
H, % |
- |
8,16 |
6,60 |
0,84 |
8,43 |
|
d, % |
- |
4,94 |
0,42 |
1,47 |
6,22 |
|
|
Ср |
ок выращивания 3 года (t = 3) |
|||||
|
Среднее значение |
H, см |
29,4±0,8 |
34,1±0,9 |
31,9±1,2 |
27,7±1,0 |
33,6±0,6 |
|
d, мм |
7,22±0,45 |
8,76±0,60 |
7,49±0,48 |
6,75±0,55 |
8,59±0,40 |
|
|
Среднеквадратическое отклонение |
H, см |
1,71 |
1,87 |
2,50 |
2,00 |
1,26 |
|
d, мм |
0,93 |
1,24 |
1,00 |
1,15 |
0,83 |
|
|
Коэффициент вариации |
H, % |
6 |
5 |
8 |
7 |
4 |
|
d, % |
13 |
14 |
13 |
17 |
10 |
|
|
Точность опыта |
H, % |
1 |
1 |
2 |
2 |
1 |
|
d, % |
3 |
3 |
3 |
4 |
2 |
|
|
Критерий Стьюдента |
H, % |
- |
8,08 |
3,60 |
2,82 |
8,62 |
|
d, % |
- |
4,33 |
0,86 |
1,39 |
4,83 |
|
Таблица 2. Уравнения связи показателей роста саженцев клёна с объемным содержанием компоста или торфа (K) и сроком выращивания ( t )
|
№ п/п |
Вариант опыта |
Уравнение |
Коэффициент детерминации (R2) |
Координата максимума (K), % |
|
1 |
Срок выращивания (t) 1 год, все варианты с компостом (K = 0-100 %) |
H 1 = -0,00124K2+0,104K+11,02 |
0,986 |
43 |
|
d 1 = -0,000147K2+0,012K+4,56 |
0,808 |
41 |
||
|
2 |
Срок выращивания (t) 2 года, все варианты с компостом (K = 0-100 %) |
H 1 = – 0,00164K2+0,157K+18,13 |
0,931 |
48 |
|
d 1 = -0,000354K2+0,029K+5,90 |
0,533 |
41 |
||
|
3 |
Срок выращивания (t) 3 года, все варианты с компостом (K = 0-100 %) |
H 3 = – 0,00176K2+0,156K+29,64 |
0,888 |
44 |
|
d 3 = -0,000426K2+0,036K+7,37 |
0,620 |
42 |
||
|
4 |
Контроль K = 0 % |
H 00 = 1,7t2+2,56t+6,31 |
0,999 |
- |
|
d 00 = -0,025t2+1,477t+2,982 |
0,998 |
- |
||
|
5 |
Компост K= 33 % |
H 33 = 1,125t2+5,915t+6,165 |
0,999 |
- |
|
d 33 = -0,137t2+2,417t+2,778 |
0,998 |
- |
||
|
6 |
Торф K = 33 % |
H 33 = 1,197t2+5,5079t+6,271 |
0,999 |
- |
|
d 33 = -0,233t2+2,653t+2,728 |
0,998 |
- |
||
|
7 |
Компост K= 50 % |
H 50 = 0,95t2+5,75t+6,05 |
0,999 |
- |
|
d 50 = -0,035t2+1,601t+2,496 |
0,994 |
- |
||
|
8 |
Компост K= 100 % |
H 100 = 1,825t2+1,775t+6,125 |
0,997 |
- |
|
d 100 = 0,0025t2+1,24t+2,964 |
0,994 |
- |
Графики зависимостей (табл. 2) представлены на рис. 1–6.
При анализе уравнений регрессии, представленных в табл. 2, определены точки максимума для изучаемых параметров, их координаты:
-
✓ по высоте - в 1-й год при объёмном содержании компоста К = 43 %, во 2-й год – при К = 48 %, в 3-й год – при К = 44 %;
-
✓ по диаметру ствола в 1-й год соответственно при К = 41 %, во 2-й год – при К = 41 %, в 3-й год – при К = 42 %.
В конце 3-го года выращивания, согласно уравнениям связи, высота растения при К = 40 % выше, чем в контроле, на 11,3 %; диаметр при том же содержании компоста – на 10,3 %. Худшие результаты получены при выращивании в чистом
Высота растения, см
При посадке 1-й год выращивания
2-й год выращивания 3-й год выращивания
Компост = 0 % Компост = 33 %
Компост = 50 % Компост = 100 %
Рис.
1. Зависимость высоты клёна от содержания компоста
Рис. 2. Зависимость высоты клёна от срока выращивания на компосте
Рис. 3. Сравнительные зависимости высоты клёна от срока выращивания на компосте (K= 33 %) и торфе (K= 33 %)
♦ При посадке ■ 1-й год выращивания
▲ 2-й год выращивания • 3-й год выращивания
Рис. 4. Зависимость диаметра стволика клёна у корневой шейки от содержания компоста
♦ Компост = 0 % ■ Компост = 33 %
▲ Компост = 50 % • Компост = 100 %
Рис. 5. Зависимость диаметра стволика клёна у корневой шейки от срока выращивания
♦ Компост = 33 % ■ Торф = 33 %
Рис. 6. Зависимость диаметра стволика клёна у корневой шейки от срока выращивания на компосте (K = 33 %) и торфе (K = 33 %)
компосте. Здесь по истечении 3-летнего срока выращивания высота растения при К = 100 % была ниже, чем в контроле, на 7,1 %; диаметр ствола – на 8,9 %. При выращивании клёна по варианту «компост (K = 33 %) + песок + суглинок» определяли массу высушенных корней на весах с точностью до 0,1 г. Взвешивание проводили при посадке и в конце 3-го года выращивания растений.
Статистические показатели массы корней клена представлены в табл. 3. В результате проведенных исследований на основании табл. 3 получена экспериментальная зависимость массы высушенных корней (m, г) от срока выращивания (t, лет):
m = 0,56 + 0,58 t .
При анализе уравнения регрессии в заданном диапазоне изменения фактора времени определена средняя скорость наращивания массы корневой системы клёна, которая составила 0,58 г/год.
Таким образом, в результате проведенных работ можно констатировать следующее:
Таблица 3. Результаты статистической обработки массы корней клена
|
Время взятия образцов |
Статистика |
||||
|
среднее значение, г |
среднеквадратическое отклонение, г |
коэффициент вариации, % |
точность опыта, % |
t -критерий |
|
|
При посадке |
0,56 |
0,11 |
20,23 |
4,64 |
- |
|
В конце 3-го года выращивания |
2,31 |
0,46 |
19,83 |
4,55 |
16,13 |
-
✓ установлено существование зависимости скорости роста клена остролистного по высоте и диаметру ствола у корневой шейки от содержания компоста в почве;
-
✓ недопустимо использовать чистый компост (скорость роста растений по высоте и диаметру ниже, чем в контроле);
-
✓ оптимальное содержание компоста, необходимое для быстрого роста клена, находится в пределах от 41 до 48 %.
-
✓ скорость роста клёна по высоте и диаметру ствола у корневой шейки при выращивании его на компосте и торфе при 33 %-м их содержании практически одинакова.
Список литературы Оптимизация содержания компостов в почве при выращивании саженцев клёна остролистного
- Итоговый «Форум действий» ОНФ; 22 ноября 2016, Москва. . -2016. -URL: http://onf.ru/itogovyy-forum-deystviy-onf-2016/page=1.html/(дата обращения 10.09.2016 г.).
- Зарудная, Г. И. Исследование физиологических особенностей грибов рода COPRINUS в связи с проблемой компостирования опилок: дисс. канд. биол. наук/Г. И. Зарудная. -Л., 1970. -146 с.
- Рожко, А. А. Переработка древесно-растительных остатков компостированием в условиях Подмосковья, влияние компоста на рост саженцев сосны обыкновенной: дисс. … канд. с.-х. наук/А. А. Рожко. -М., 2004. -142 с.
- Колесников, А. И. Декоративная дендрология: изд. 2-е испр. -Ч. II. -М.: Лесн. пром-сть, 1974. -704 с.
- Пижурин, А. А. Исследования процессов деревообработки/А. А. Пижурин, М. С. Розенблит; под общ. ред. А. А. Пижурина. -М.: Лесн. пром-сть, 1984. -232 с.
