Влияние стимуляторов роста на посевные качества семян сосны густоцветковой (Pinus densiflora Siebold et Zucc.), произрастающей в Приморском крае

Введение. Приморский край – один из крупнейших дальневосточных лесных регионов Российской Федерации [11]. По данным последнего учета лесного фонда (2010 г.), в общем объеме хвойные древесные породы составляют 55,1 % от площади и 33,1 % от запаса. Наиболее значительно (46,5 % от площади) представлены елово-пихтовые леса; 10,7 % – лиственничные; 0,03 % – сосновые [11, 13–17].

К территориям южных районов края: Хасан-ского, Шкотовского и Владивостокского, – приурочено естественное произрастание сосны густоцветковой ( Pinus densiflora Siebold et Zucc.), занимающей незначительную площадь – около 4,0 тыс. га [13–15]. Из-за лесных пожаров и активных рубок в прошлом сосна густоцветковая – исчезающий вид российского Дальнего Востока [14, 15]. Занесена в Красные книги Приморского края [4] и Российской Федерации [5].

Леса ареала произрастания сосны густоцветковой – горные. В условиях горного рельефа, легкоранимых и трудновосстанавливаю-щихся экологических систем эта древесная порода – одна из лучших лесомелиоративных пород для закрепления оврагов, склонов, песков, полезащитных и придорожных полос. Используется в озеленении.

Биологические и экологические особенности, высокое народно-хозяйственное значение полезных свойств сосны густоцветковой, незначительность занимаемой территории требуют охраны и проведения активных мероприятий по ее воспроизводству. Однако семенные годы в сосняках региона повторяются через три-четыре года [15, 16]. При таких сроках хранения семена снижают энергию прорастания и всхожесть. Повысить посевные качества семян и обеспечить восстановление этой ценной древесной породы может применение стимуляторов (регуляторов) роста.

Стимуляторы роста – это вещества, стимулирующие или ингибирующие процессы роста и развития в растениях. В последние десятилетия в лесном хозяйстве внедряется новая перспективная технология выращивания сеянцев с применением современных физиологически активных, экологически безопасных синтетических и природных комплексных препаратов, которые включают ростовые вещества, фунгициды, полимеры, микроэлементы химического, биологического и растительного происхождения, обладающие росторегулируемым действием. Это «Циркон», «Фумар», «Эпин-Экстра», «Крезацин», «Гетероауксин» и др. Стимуляторы роста хорошо изучены и апробированы на сельскохозяйственных культурах [1, 6].

В лесном хозяйстве стимуляторы роста еще мало изучены. Однако результаты первых исследований, проведенных в различных лесорастительных условиях Российской Федерации, подтверждают перспективность их использования. У семян повышаются лабораторная и грунтовая всхожесть. Сеянцы энергично растут. Их сохранность высокая [7–10].

Исследования по применению стимуляторов роста в лесном хозяйстве проводятся по трем направлениям: обработка семян перед посевом для повышения всхожести, корневая и внекорневая подкормка сеянцев [8].

Настоящее исследование посвящено изучению влияния стимуляторов роста «Эпин-Экстра» и «Циркон» на ростовые процессы семян сосны густоцветковой, способных в определенных дозах стимулировать энергию их прорастания, лабораторную всхожесть и обеспечивать ускоренное восстановление экосистем Приморского края.

Цель исследования : изучение стимулирующего эффекта водных растворов стимуляторов роста «Эпин-Экстра» и «Циркон» и выявление доз, активизирующих энергию прорастания и лабораторную всхожесть семян сосны густоцветковой.

Задачи исследования:

• 1)    сбор семян сосны густоцветковой;

• 2)    замачивание семян в водных растворах стимуляторов роста «Эпин-Экстра» и «Циркон» различной концентрации;

• 3)    анализ влияния стимуляторов роста на энергию прорастания, лабораторную всхожесть семян и рост корешков проростков сосны густоцветковой.

Объект и методика исследования. Объект настоящего исследования – семена сосны густоцветковой, собранные во второй декаде сентября в искусственно созданных древостоях дендрария Горнотаежной станции ДВО РАН (рис. 1). В проведении опытов использована лабораторная база Горнотаежной станции им. В.Л. Комарова ДВО РАН.

Рис. 1. Сосна густоцветковая в дендрарии Горнотаежной станции ДВО РАН (фото В.Ю. Острошенко)

Взвешиванием семян в трехкратной повторности определяли среднюю массу 1 тыс. шт. семян (рис. 2). Выявление стимулирующего эффекта стимуляторов роста на посевные качества семян: энергию прорастания и всхожесть, – определяли в лабораторных условиях в соответствии с действующим ГОСТ 13056.6–97 «Семена деревьев и кустарников. Метод определения всхожести» [2]. Для выявления оптимальной дозы стимулятора опыты проводили в шести вариантах (концентрации растворов препарата и водопроводной воды составили: 0,5×10^-3, 1×10^-3 , 1×2×10^-3, 1×4×10^-3, 1×5×10^-3 мл/л и контроль – семена, замоченные в дистиллированной воде).

Для проращивания отбирали внешне неповрежденные семена и замачивали их на 18–20 часов в указанных водных растворах стимуляторов роста. Принятое соотношение объема семян и раствора – 1:5. Все эксперименты выполнены в четырехкратной повторности. Подготовленные к опытам семена промывали по 100 шт. и раскладывали в чашки Петри на влажное ложе, подготовленное из фитровальной бумаги, сложенной в четыре слоя (рис. 3).

Чашки Петри выставляли в термостат ТС-80-«КЗМА». Ложе для проращивания семян поддерживали во влажном состоянии, периодически смачивая фильтровальную бумагу дистиллированной водой. Температуру в термостате поддерживали в пределах 25–27 ºС. Учет проростков семян проводили на 7, 10, 15, 20, 25, 30-й день проращивания, энергию прорастания – на 10-й.

В день учета отдельно по каждой повторности подсчитывали количество проросших и непроросших семян; замеряли длину корешков проростков (рис. 4), взвешивали их массу и удаляли с ложа.

Рис. 2. Взвешивание 1 тыс. шт. семян

Рис. 3. Раскладывание семян сосны сосны густоцветковой в чашки Петри на проращивание

Рис. 4. Замер длины корешков проростков сосны густоцветковой

В день окончательного учета всхожести у оставшихся на ложе семян определяли количество беззародышевых и пустых, зараженных вредителями семян. Полученные данные заносили в карточку анализа. Достоверность опытов определяли по критерию Стьюдента [3].

Результаты исследования и их обсуждение. Использованные для опытов препараты «Эпин-Экстра» и «Циркон» малотоксичны, не обладают мутагенным действием, рекомендованы для предпосевной, корневой и внекорневой подкормки растений. Данные стимуляторы роста повышают прорастание и всхожесть семян, увеличивают урожайность. Безопасны для человека, теплокровных животных и полезных насекомых, практически не опасны для рыб. Снижают содержание в растениях солей тяжелых металлов. Повышают устойчивость к заморозкам, засухе, избыточному переувлажнению. Легко растворимы в воде, не накапливаются в почве, не загрязняют грунтовых и поверхностных вод, не фитотоксичны. Экологически безвредны [1, 6]. Препараты включены в «Список пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации» [12]. Свободно реализуются торговой сетью.

Масса 1 тыс. шт. заготовленных для опытов семян составила 4,14 г.

Полученные в результате опытов данные, показывают, что повышение посевных качеств семян после предварительного их намачивания в стимуляторах роста зависит от используемого препарата и концентрации его раствора. Наиболее эффективным оказалось намачивание в растворах «Циркона» концентрацией препарата 1×10-3 и 1×2×10-3, при которых энергия прорастания семян составила 82–87 % (9,3–16,0 % по отношению к контролю), а всхожесть – 93–96 %, что соответвует 1-му классу качества. Более высокая концентрация раствора (0,5×10-3) оказала на всхожесть семян ингибирующее влияние. При более низких концентрациях растворов (1×4×10-3 и 1×5×10-3 мл/л) положительное воздействие препарата на всхожесть семян снизилось на 12,8 и 22,1 % соответсвенно (табл. 1).

Таблица 1

Влияние стимулятора роста «Циркон» на энергию прорастания и лабораторную всхожесть семян сосны густоцветковой ( Pinus densiflora Siebold et Zucc.)

Дата очередного подсчета проростков, дни	1 о4 ^ ? к Н О S' m £ f а	Количество семян по концентрациям растворов, шт/% по отношению к контролю
		X LO CD	CD X	CD X	CD X X	CD X LO X
1	2	3	4	5	6	7
7-й	49	14/-71,4	36/-26,5	34/-30,6	26/-46,9	26/-46,9
10-й	26	45/+73,1	51/+96,2	48/+84,6	39/+50	31/+19,2
15-й	7	11/+57,1	8/+14,3	7	6/-14,3	5/-28,6
20-й	2	3/+50	1/-50	2	3/+50	2
25-й	1	1	–	1	1	2
30-й	1	1	–	1	–	1
Энергия прорастания, %	75	59/-21,3	87/+16	82/+9,3	65/-13,3	57/-24
Всхожесть, %	86	75/-12,8	96/+11,6	93/+8,1	75/-12,8	67/-22,1
Число непроросших семян, шт.	14	25	4	7	25	33
Из числа непроросших:
здоровых	2	19	–	2	1	–
загнивших	–	–	1	1	2	–
запаренных	–	–	–	–	–	–
пустых	12	11	3	4	13	12

Эффективность проращивания семян после намачивания в растворе стимулятора роста «Эпин-Экстра» довольно высокая. Полученные данные показывают, что энергия прорастания и всхожесть семян, предварительно намачивае- мых в растворе концентрацией 1×2×10ˉ3 и 1×4×10ˉ3, оказалась значительно выше аналогичных показателей контрольной группы (табл. 2).

Таблица 2

Влияние стимулятора роста «Эпин-Экстра» на энергию прорастания и лабораторную всхожесть семян сосны густоцветковой ( Pinus densiflora Siebold et Zucc.)

Дата очередного подсчета проростков, дни	Ь s О S m	Количество семян по концентрациям растворов, шт/% по отношению к контролю
		о X LO CD	CD X	CD X	CD X X	CD X LO X
1	2	3	4	5	6	7
7-й	49	32/-34,7	46/-6,1	51/+4,1	53/+8,2	49
10-й	26	21/-19,2	25/-3,8	28/+7,7	31/+19,2	27/+3,8
15-й	7	6/-14,3	6/-14,3	7	8/+14,3	7
20-й	2	4/+100	1/-50	2	4/+100	3/+50
25-й	1	1	–	–	–	–
30-й	1	2/+100	–	1	–	–
Энергия прорастания, %	75	53/-29,3	71/-5,3	79/+5,3	84/+12	76/+1,3
Всхожесть, %	86	66/-23,3	78/-9,3	89/+3,5	96/+11,6	86
Число не проросших семян, шт.	14	34	22	11	4	14
Из числа не проросших:
здоровых	2	19	-	2	1	-
загнивших	-	-	-	-	-	-
запаренных	-	-	-	-	-	-
пустых	12	13	18	9	3	12
не нормально проросших	–	2	4	–	–	2
поврежденных вредителями	–	–	–	–	–	–
Класс качества	2-й	3-й	2-й	1-й	1-й	2-й

Наглядно зависимость энергии прораста-       опытах стимулятора и концентрации его рас- ния и всхожести семян от используемого в       твора представлена на рисунках 5 и 6.

Рис. 5. Влияние стимуляторов роста «Эпин-Экстра» и «Циркон» на энергию прорастания семян сосны густоцветковой (Pinus densiflora Siebold et Zucc.)

Эффект активации препарата-корнеобразо-вателя «Циркон» на рост в длину корешков проростков сосны проявился во всех вариантах опыта (рис. 7).

Наибольшая активность препарата наблюдалась при концентрациях растворов 1×10-3 – 1×2×10-3. Эффект достигал 45,5–54,5 %. В вариантах с концентрациями 1×4×10-3 и 1×5×10-3 превышение по отношению к контролю составило 27,3 и 18,2 %; концентрацией 0,5×10-3 – 9,1 %.

Положительное влияние на нарастание корешков проростков оказал и стимулятор

«Эпин-Экстра». Более высокая эффективность препарата проявилась при концентрации растворов 1×2×10ˉ3 и 1×4×10ˉ3 (18,2–27,3 %). В вариантах с концентрациями 1×10-3 и 1×5×10-3 эффект понизился до 9,1 %. При концентрации 0,5×10-3, оказавшей ингибирующее влияние на прорастание семян, длина корешков проростков снизилась по отношению к контролю на 9,1 %.

Общий вид корешков проростков представлен на рисунке 8.

Рис. 6. Влияние стимуляторов роста «Эпин-Экстра» и «Циркон» на лабораторную всхожесть семян сосны густоцветковой (Pinus densiflora Siebold et Zucc.)

Рис. 7. Влияние препаратов «Эпин-Экстра» и «Циркон» на рост в длину корешков проростков сосны густоцветковой (Pinus densiflora Siebold et Zucc.)

Рис. 8. Общий вид проросших семян сосны густоцветковой

Выводы. Энергия прорастания и всхожесть семян сосны густоцветковой довольно высокие, что объясняется как биологическими особенностями древесной породы, так и положительным влиянием использованных в опытах стимуляторов роста. На повышение посевных качеств семян более существенное влияние оказывает «Циркон» с концентрацией раствора 1×10^–3–1×2×10^–3. Стимулятор «Эпин-Экстра» более эффективен в концентрации препарата 1×2×10^ˉ3 и 1×4×10^ˉ3.