Влияние выжимания на рост сеянцев ели сибирской в лесном питомнике

Резкие колебания погодных факторов, которые нередко наблюдаются в последние годы, могут оказывать большое влияние на состояние и сохранность сеянцев, выращиваемых в питомниках. В связи с этим проблема получения посадочного материала основных лесообразующих пород с открытой корневой системой в питомниках остается актуальной.

Выжимание сеянцев хвойных пород обусловлено комплексом неблагоприятных погодных и почвенных условий. Наблюдается данное явление осенью, зимой или весной в результате постепенного или резкого снижения температур воздуха и верхнего слоя почвы [1]. Чаще всего от выжимания страдают сеянцы сосны и ели, в меньшей степени – лиственницы [2]. Для снижения ущерба посевов от выжимания рекомендуют применять различные агротехнические приемы.

На Среднем Урале выжимание сеянцев ели наблюдается в питомниках, особенно в горно-таежной части региона, где оно может привести к значительной гибели однолетних растений [3]. В исследовании рассмотрено выжимание сеянцев весной 2019 г. в питомнике Березовского лесничества (Свердловская обл.) после перезимовки в посевах однолетней ели сибирской ( Picea obovata Ledeb.).

Цель исследования – оценить последствия выжимания на рост и состояние сеянцев ели, выращиваемых в питомнике, и определить влияние биопрепаратов вэрва и вэрва-ель на исследуемые показатели и устойчивость к неблагоприятным факторам.

Материалы и методы исследования

Исследования проводили в лесном постоянном питомнике (Свердловская обл., Березовское лесничество), расположенном в подзоне южно-таёжных лесов Среднего Урала; почва участка – дерново-подзолистая [4]. Мелкоделя-ночный опыт осуществляли в 5-ти вариантах (двух повторностях) – контрольном и опытных с применением биопрепаратов вэрва и вэрва-ель (в разных дозах) [5, 6].

В опытных вариантах семена ели сибирской перед посевом замачивали на 6 ч в растворах препаратов вэрва и вэрва-ель в дозах 0,1 и 0,25 мл на 1 кг семян, в контрольном варианте – в дистиллированной воде. Агротехнический уход за посевами проводили согласно рекомендациям по выращиванию сеянцев в питомниках [7]. Сеянцы ели культивировали в течение 3-х лет. В конце 2- и 3-го вегетационных периодов часть из них выкапывали для измерения биометрических показателей: диаметр стволика на уровне корневой шейки, высота стволика, длина главного корня. После этого сеянцы разделяли на части (надземная часть и корни), высушивали при температуре 105 °C до абсолютно сухого состояния и взвешивали с точностью до 0,01 г.

Статистическая обработка материалов выполнена в программе Statistica 6.0. Для изученных показателей были рассчитаны среднее значение и ошибка среднего; достоверность различий средних значений установлена с помощью t-критерия Стьюдента.

Результаты и обсуждение

Через год после посева семян ели сибирской в результате поздневесенних утренних заморозков на всех делянках произошло «вспучивание» верхнего слоя почвы (на глубину 3–4 см), из-за чего во всех вариантах опыта наблюдалось поднятие сеянцев вместе с корнями. Часть из них с полностью выжатой корневой системой оказалась лежащей на поверхности почвы и в дальнейшем погибла. У некоторых однолетних сеянцев отмечалось неполное заглубление корней в почву, однако надземная часть лежала на поверхности почвы (рис. 1). Во время первых весенних уходов было проведено окучивание частично выжатых и сохранившихся сеянцев ели.

Весной, перед началом 3-го вегетационного периода, процесс отпада 2-летних сеянцев ели из-за выжимания продолжился. При норме высева на делянках 1,5 г семян/1 пог. м (240–260 шт.)

Рис. 1. Однолетние сеянцы ели сибирской после выжимания. Фото С.К. Стеценко

сохранность сеянцев к концу третьего года не превышала 40 %. В вариантах с предпосевной обработкой семян препаратом вэрва-ель она составляла 38 %, в остальных – 27–30 %.

По морфологическому строению 3-летние сеянцы ели сибирской можно разделить на 4 фенотипические группы [8]. Сеянцы, отнесенные к 4-й группе, не рекомендуют использовать для посадки на лесокультурной площади. Основные морфологические отклонения у сеянцев этой группы – гибель центральной почки и замена главного побега, многовершинность, чрезмерное развитие одного или нескольких боковых побегов и т.д. На третий год выращивания практически во всех вариантах опыта преобладали сеянцы 4-й группы (табл. 1). Это выражалось в том, что у этих сеянцев наблюдались сильные изгибы стволика из-за падения после выжимания, поэтому они были непригодны в качестве посадочного материала. Причем количество сеянцев 4-й группы было значительно больше, чем в годы без экстремальных факторов.

Для изучения биометрических показателей использовали только сеянцы 1–3 групп, где выраженные фенотипические отклонения отсутствовали, а различия между группами были связаны со скоростью роста центрального побега и степенью развития боковых побегов [8].

В первый год роста достоверных различий по значениям высоты стволика сеянца (рис. 2) и диаметра корневой шейки в разных вариантах опыта не наблюдалось. Во 2-й вегетационный период (после выжимания) у 2-летних сеянцев ели сибирской значения этих показателей были наиболее высокими в вариантах с применением препаратов вэрва и вэрва-ель в дозе 0,25 мл/ кг, но при этом отмечен большой размах их вариабельности.

Аналогичная тенденция наблюдалась и среди выживших 3-летних сеянцев ели 1–3 групп, где отмечена очень большая изменчивость высоты и диаметра стволика на уровне корневой шейки в пределах каждого варианта, что, скорее всего, является результатом отклика на воздействие неблагоприятных погодных факторов (см. рис. 2). Средние арифметические значения высоты стволика у опытных сеянцев в вариантах с использованием препаратов вэрва и вэрва-ель в дозе 0,25 мл/кг (при p < 0,05) и в варианте вэрва 0,1 мл/кг (при p < 0,1) достоверно выше, чем у контрольных. Достоверное превышение значения среднего диаметра стволика по сравнению с контролем отмечалось в вариантах с применением препарата вэрва в обеих дозах (табл. 2).

Таблица 1. Соотношение фенотипических групп у 3-летних сеянцев ели в разных вариантах опыта, %

Вариант	Фенотипическая группа
	1	2	3	4
Контроль	21,7	22,5	20,0	35,8
Вэрва, 0,1 мл/кг	20,2	11,9	26,2	41,7
Вэрва, 0,25 мл/кг	13,4	18,3	26,8	41,5
Вэрва-ель, 0,1 мл/кг	37,8	23,5	10,2	28,6
Вэрва-ель, 0,25 мл/кг	16,8	18,3	23,7	41,2

В конце 2-го вегетационного периода длина главного корня сеянцев ели сибирской во всех вариантах существенно не различалась. У 3-летних сеянцев наибольшая длина зафиксирована в вариантах с обработкой семян препаратами вэрва (в обеих дозах) и вэрва-ель (доза 0,25 мл/кг). В этих же вариантах отмечены максимальные значения надземной фитомассы и массы корней (табл. 3).

Согласно нормативным требованиям [9], предъявляемым к посадочному материалу, в Средне-Уральском таежном лесном районе у ели сибирской высота стволика должна достигать не менее 10 см, диаметр стволика у корневой шейки – не менее 1,5 мм. В проводимых нами ранее экспериментах [10] при отсутствии влияния неблагоприятных внешних факторов только 17 % 3-летних сеянцев ели не соответствовали выше названным параметрам.

В настоящем исследовании доля сеянцев ели сибирской, достигших стандартных размеров по

■ контроль ■ вэрва, 0,1 мл/кг ■ вэрва, 0,25 мл/кг

■ вэрва-ель, 0,1, мл/кг ■ вэрва-ель, 0,25 мл/кг

Рис. 2. Высота стволика сеянцев ели в разных вариантах опыта, см высоте и диаметру стволика, выше в вариантах с применением биопрепаратов, за исключением варианта вэрва-ель в дозе 0,1 мл/кг (табл. 4).

Таблица 2. Значения диаметра стволика на уровне корневой шейки у сеянцев ели в разных вариантах опыта, мм

Вариант	Диаметр стволика
	М±m	Min	Max
Контроль	1,8±0,06a	1,0	3,3
Вэрва, 0,1 мл/кг	2,1±b0,11a	1,1	3,6
Вэрва, 0,25 мл/кг	2,2±0,12b	1,1	4,7
Вэрва-ель, 0,1 мл/кг	1,5±0,06b	0,8	3,0
Вэрва-ель, 0,25 мл/кг	1,9±0,08a	0,8	3,7

Примечание. М – среднее арифметическое; m – ошибка среднего арифметического. Достоверные различия (р < 0,05) между контролем и вариантами с применением препаратов вэрва и вэрва-ель обозначены разными буквами.

Таблица 3. Длина главного корня, см, и сухая масса, мг, сеянцев ели сибирской в разных вариантах выращивания

Вариант	Длина корня		Масса на 3-й год
	2-й год	3-й год	подземная	надземная
Контроль	19,6±0,60	21,8±0,63	0,31±0,02	0,55±0,04
Вэрва, 0,1 мл/кг	20,5±0,87	27,1±4,23	0,49±0,08	0,74±0,12
Вэрва, 0,25 мл/кг	21,3±0,46	26,1±3,81	0,50±0,07	0,84±0,12
Вэрва-ель, 0,1 мл/кг	19,7±0,63	22,0±0,64	0,17±0,02	0,35±0,04
Вэрва-ель, 0,25 мл/кг	19,6±0,48	25,9±0,67	0,35±0,03	0,70±0,08

Таблица 4. Распределение 3-летних сеянцев ели сибирской, достигших нормативных показателей по высоте и диаметру стволика, и их доля от выживших после выжимания

Вариант	Доля сеянцев, %		Доля 3-летних сеянцев, % выживших
	не достигших нормативных показателей	стандартных
Контроль	58,5	41,5	22,5
Вэрва, 0,1 мл/кг	48,8	51,2	25,0
Вэрва, 0,25 мл/кг	38,3	61,7	35,4
Вэрва-ель, 0,1 мл/кг	71,0	25,8	16,3
Вэрва-ель, 0,25 мл/кг	36,2	54,5	27,5

Доля сохранившихся после выжимания 3-летних сеянцев составляла в зависимости от варианта 27–40 % количества сеянцев 1-го вегетационного периода. При этом пригодными для посадки на лесокультурную площадь по высоте и диаметру стволика оказались только 16,3–35,4 % сеянцев из числа выживших после выжимания.

Заключение

Поздневесенние заморозки оказывают негативное влияние на сеянцы ели сибирской – они могут вызвать выжимание их корневой системы в посевном отделении питомника, что приводит к гибели значительного количества сеянцев.

После оправки в меньшей степени подвергшихся выжиманию сеянцев ели наблюдается снижение их ростовых параметров, увеличение доли сеянцев с морфологическими отклонениями, поэтому в 3-летнем возрасте их нельзя использовать в качестве посадочного материала.

Предпосевная обработка семян биопрепаратами вэрва и вэрва-ель позволяет частично смягчить негативное влияние последствий выжимания. Однако их действие направлено прежде всего на увеличение значений биометрических показателей, при этом в большинстве случаев сохранность и качество сеянцев ели сибирской не отличаются от контрольных. Таким образом, достоверного влияния биопрепаратов на сохранность сеянцев не установлено.

Работа выполнена в рамках государственного задания ФГБУН Ботанический сад УрО РАН