Содержание к диссертации
Введение
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
1.1. Систематическое положение и биологические особенности жимолости съедобной
1.2. Значение жимолости 22
1.3. Размножение и агротехника выращивания жимолости 28
1 А, Роль регуляторов роста, микроэлементов и условий выращивания в производстве посадочного материала 38
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Объекты и методы исследований 52
2.2. Применение регуляторов роста при семенном размножении жимолости
2.2.1.Влияние регуляторов роста, микроэлементов на
энергию прорастания и всхожесть семян жимолости 70
2.2.2. Действие регуляторов роста и микроэлементов на одревеснение и перезимовку сеянцев 76
2.3.Применение обработки регуляторами роста при вегетативном размножении жимолости 2.3.1.Влияние обработки стимуляторами роста на процессы корнеобразования и рост черенков жимолости 82
2.3.2.Воздействие стимуляторов роста на перезимовку укорененных черенков 88
2.3.3. Укоренение одревесневших черенков жимолости алтайской в теплице с регулируемым градиентом температур, аэрацией субстрата с использованием стимуляторов роста 93
2.4.Использование регуляторов роста при выращивании жимолости
2.4.1.Влияние стимуляторов и удобрений на развитие сеянцев и саженцев жимолости при доращивании в школе 99
2.5.Развитие жимолости на различных почвах 106
2.5.1.Сравнительный анализ почв, применяемых в опыте
2.5.2.Содержание тяжелых металлов в саженцах жимолости при выращивании на почвах с повышенным содержанием тяжелых металлов ПО
2.5.3. Влияние повышенного содержания тяжелых металлов на фотосинтетическую активность и содержание хлорофилла в жимолости 118
2.6. Выводы 121
2.7. Рекомендации производству. Экономическая эффективность применения стимуляторов роста и микроэлементов при выращивании посадочного материала жимолости 124
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 126
ПРИЛОЖЕНИЯ 149
- Размножение и агротехника выращивания жимолости
- Действие регуляторов роста и микроэлементов на одревеснение и перезимовку сеянцев
- Влияние повышенного содержания тяжелых металлов на фотосинтетическую активность и содержание хлорофилла в жимолости
Введение к работе
Вопросы формирования полноценной среды обитания человека и, в частности формирование озелененных территорий в настоящее время приобрели особую актуальность и остроту. Повышение загазованности и запыленности воздуха, неблагоприятные химические и физико-механические свойства почвы, механическое повреждение и интенсивный режим использования городских насаждений населением - это и многое другое оказывает сильное влияние на жизнедеятельность растений в условиях городской среды. В крупных городах, на промышленно-селитебных территориях особо опасными загрязнителями являются тяжелые металлы, что требует от растений, применяемых в озеленительных работах, устойчивости к данному загрязнителю.
Опыт показывает, что в озеленении городов можно использовать большое число видов аборигенных и интродуцированных деревьев и кустарников.
Для определения декоративности насаждений, устойчивости к неблагоприятным факторам среды, а также их санитарно-гигиенической роли, возможностей эксплуатации в озеленительных посадках, необходима всесторонняя оценка эколого-биологических свойств.
Одним из таких растений, является жимолость съедобная. Это сравнительно молодая культура и не достаточно отработаны отдельные вопросы агротехники ее выращивания. Достоинствами этого растений являются быстрый рост, раннее созревание плодов, зимостойкость, не требовательность к условиям произрастания. Кроме того, жимолость легко размножается семенами и черенками, что делает ее перспективной для выращивания в условиях питомника. Кроме
декоративности жимолости, плоды ее обладают лекарственными свойствами.
Для оптимизации выращивания жимолости в питомниках необходимо внедрение современных технологий с сокращенным сроком выхода готовой продукции высокого качества. Для этого необходимо искать пути совершенствования процесса выращивания саженцев.
Одним из перспективных способов выращивания данной культуры является широкое применение при размножении стимуляторов роста и микроэлементов. Благодаря действию этих веществ, происходит ускорение различных физиологических процессов в растениях, что приводит к усилению роста растения. Применение данных веществ является особенно целесообразным при разработке новых приемов получения посадочного материала, устойчивого к городским условиям.
Цель данной работы - определить пути ускоренного выращивания посадочного материала жимолости съедобной высокого качества за короткий срок. Для этого следует использовать современные стимуляторы роста и микроэлементы при размножении и выращивании растений. Также необходимо определить устойчивость жимолости к загрязнению почв тяжелыми металлами для обеспечения ее применения в озеленении городов.
Задачи исследования — определить эффективность применения стимуляторов роста, микроэлементов при размножении жимолости в условиях обеспечения оптимальных условий в закрытом грунте.
установить влияние стимуляторов роста, микроэлементов на энергию прорастания и всхожесть семян жимолости;
изучить влияние стимуляторов на рост, одревеснение и перезимовку сеянцев жимолости:
установить влияние стимуляторов роста на развитие сеянцев жимолости;
определить влияние стимуляторов роста на укоренение зеленых черенков и на скорость корнеобразование и дальнейшее развитие черенков (вегетативный прирост, длина корней);
рассмотреть вопрос ускоренного корнеобразования одревесневших черенков жимолости в условиях создания градиента температур при обработках стимуляторами роста в защищенном грунте;
установить влияние стимуляторов роста на развитие саженцев в последующий год.
В задачу исследования вошла не только разработка технологии ускоренного выращивания посадочного материала жимолости, но и определение его развития и устойчивости к повышенному содержанию тяжелых металлов (в частности цинка, меди, свинца) в почве. С этой целью изучались почвенные образцы из различных районом Москвы (Битцевский, Петровский парки, Страстной бульвар, Каширское шоссе, Лесная дача), определялась их агрохимическая характеристика, содержание подвижных и валовых форм тяжелых металлов. Таким образом, определялись:
развитие жимолости на различных почвах, в т.ч. с повышенным содержанием тяжелых металлов, на накопление их в органах растений;
влияние тяжелых металлов на процессы фотосинтеза, содержание хлорофилла в листьях растений;
Работа проводилась в 1999-2002 гг. на Лесной опытной даче (ЛОД) МСХА им. К.А. Тимирязева.
Размножение и агротехника выращивания жимолости
Жимолость легко размножается известными способами: семенным и вегетативным. Семенной способ применяется в лесоводстве для массового размножения видов, обладающих достаточно большой всхожестью семян, а также в селекции для отбора лучших форм по декоративным качествам и другим признакам.
Семена из ягод извлекают в процессе перетирки плодов на решетах,, плодотерках, раздавливания в кадках. Разработаны специальные машины с электроприводом для перетирки и одновременной промывки семян сочных плодов, позволяющие повысить производительность труда в 3-4 раза. После промывки семена просушивают на рамах, обтянутых мешковиной, и отсеивают. Выход семян из плодов жимолости составляет 3-9%. Хранят семена в герметически укупоренных бутылях или чистых мешках при влажности 8-12%. Семена не теряют всхожести до 2 лет, при 3-х летнем хранении голубые жимолости снижают всхожесть до 50%, через 5-6 лет всхожесть сохраняется на уровне 1-2%. В соответствии с абсолютной массой семян нормы их высева в посевные бороздки могут колебаться в значительных пределах - от 0,4-0,8г на м для мелких до 10-15г на 1м для крупных семян. Глубина заделки семян также колеблется от 0,5-0,8см для мелких до 2-3 см для крупных.
Грунтовая всхожесть семян варьирует в значительных пределах и зависит от вида жимолости, условий произрастания, сроков отбора семян, климатических факторов и т.д. Всхожесть повышается в благоприятные для плодоношения годы, а также с улучшением плодородия почв и их водного режима. Повысить всхожесть семян можно путем специальной подготовки.
Сроки посева семян зависят от их всхожести, темпов роста сеянцев и других факторов (Зайцев Г.Н., 1963). В зеленом и лесном хозяйстве испытывали летние, осенние, зимние и весенние посевы. Каждый из сроков имеет свои преимущества и недостатки. В производстве широко применяется весенний посев стратифицированными семенами, обеспечивающий наиболее надежные результаты.
По данным исследованиям в Главном ботаническом саду (Москва), из 69 интродуцированных видов жимолости относительно глубоким покоем обладают семена жимолости алтайской.
Наиболее широко используется в практике лесного хозяйства холодная стратификация семян при температуре +3- 5 С в течение 1-4 мес. Однако этот способ в ряде случаев не дает хороших результатов. Так, исследованиями, проведенными в Центральном сибирском ботаническом саду, установлено, что при холодной стратификации начало массового произрастания семян видов жимолости северного происхождения затягивается: у алтайской - до 35-60 дней.
Общепринято считать, что ускоренному прорастанию семян жимолости способствует холодная стратификация (Заборовский Е.П., 1962; Семенное размножение древесных растений, 1970; Шумилина З.К., 1949;
Brinkman К.А., 1974). Однако, в правильности данного суждения в отношении семян, распространенных в северной части ареала рода, при выполнении опыта возникли сомнения.
Для защитного лесоразведения и озеленения ботаниками-интродукторами предлагается много видов жимолости (Лужин З.И., 1970; Скворцова А.В., 1981). Это и явилось поводом для изучения прорастания семян жимолости. После прорастания в одном варианте снижали температуру на 3-5С (холодная стратификация), потом температуру опять повышали до 20С (Романюк В.В., 1986). Однако холодная стратификация не только не оказала на прорастания семян влияния, а значительно ухудшила этот показатель. Высеянные весной в грунт семена дают недружные всходы из-за больших перепадов температуры. Рекомендуется прием: перед посадкой выдержать семена 6-18 дней при температуре 20С во влажном состоянии. Период прорастания сокращается до 6-Ю дней.
Лучшие результаты дает тепловая стратификация. Так, стратификация семян при температуре около 20С обеспечивает произрастание семян жимолости алтайской на 6-й день. В производстве иногда для стимулирования энергии прорастания применяют снегование семян в течение месяца. В связи с этим представляют интерес осенние посевы жимолости, которые проводятся с таким расчетом, чтобы семена прошли естественную стратификацию в почве. Семена высевают за 1-1,5 мес. до замерзания почвы, увеличивая норму высева на 20-30% и мульчируя посевные строчки торфом, опилками. Такой способ оправдал себя в отношении некоторых видов жимолости. Весной появляются дружные всходы, обладающие повышенной энергией роста. Осенние посевы целесообразно применять в районах, где можно обеспечить сохранность посевов от вымерзания и выпревания.
Физиологический покой наблюдается у некоторых видов жимолости, у остальных - недоразвитость зародыша. По данным исследований у большинства видов жимолости высокая всхожесть отмечается при посеве свежесобранных семян (69-74%).
В связи с тем, что всходы многих видов жимолости обладают пониженной энергией роста в первый год, не достигая необходимых для пересадки размеров, для производства представляет интерес летний посев (в июне-июле) свежесобранными семенами. Такой способ рекомендуется для всех жимолостей, плоды которых созревают в ранние сроки. В зависимости от вида всходы этих жимолостей появляются через 20-50 дней и уходят под снег. Чтобы обеспечить успешную перезимовку, всходы на зиму укрывают лапником и другим материалом. После таяния снега укрытие, снимают, и сеянцы начинают вегетацию, достигая за сезон стандартных размеров. Таким образом, удается сократить срок выращивания сеянцев за год. Летние посевы на тяжелых почвах в районах с холодной зимой выпираются весной при оттаивании почвы, поэтому не могут быть рекомендованы для широкого практического применения. Исключение составляет посев в ящики, которые можно на зиму укрыть от мороза.
Действие регуляторов роста и микроэлементов на одревеснение и перезимовку сеянцев
Предпосевная обработка семян жимолости привела к ускорению и усилению физиологических процессов у сеянцев: лучшему росту, одревеснению и как результат перезимовке сеянцев.
В октябре 1999г. был проведен учет одревесневших, а в мае 2000г. перечет перезимовавших сеянцев. Как показали исследования, обработка семян различными препаратами не только увеличила выход сеянцев, но и повлияла на процесс одревеснения. В среднем через 1,5 месяца после появления всходов начался процесс одревеснения растений. Растения, выросшие из семян, обработанных микроэлементами и гетероауксином, успели пройти стадию роста и одревеснения в объеме 98% (табл.11). Контрольные сеянцы жимолости камчатской к холодному периоду одревеснели на 33%. Препараты никфан и биоплант увеличили количество одревесневших сеянцев жимолости камчатской до 57-68%. У жимолости дальневосточной наблюдалась та же зависимость, но больший эффект оказал препарат биоплант. В вариантах с микроэлементами и гетероауксином количество одревесневших сеянцев составило 95-99% по отношению к контролю-38%; никфан повысил данный показатель до 59% , а биоплант до 70%.
Для жимолости алтайской микроэлементы и гетероауксин увеличили одревеснение сеянцев на 65-67% по сравнению с контролем (27%), а никфан и биоплант на 38-40%.
Одревеснение сеянцев жимолости камчатской способствовало лучшей перезимовке. Оказалось, что обработка бором привела к увеличению процента перезимовавших сеянцев до 92%. Обработка микроэлементами, гетероауксином привела к повышению уровня перезимовки сеянцев на 22-25%.
Обработка никфаном не изменила данный показатель по сравнению с контролем и он составил 38%. Обработка биоплантом увеличила перезимовку сеянцев до 81%.
Жимолость дальневосточная имеет низкий показатель перезимовки, 24%. Обработка бором и биоплантом увеличила степень перезимовки до 93-98%. Никфан не оказал влияние на данный показатель. В остальных вариантах выход одревесневших растений ниже. Для жимолости алтайской наблюдаются те же закономерности.
По показателю одревеснения по популяциям есть различия. Большим показателем без обработки характеризуется популяция камчатская (процент перезимовавших выше на 10-12%). В результате обработки бором у жимолости камчатской и дальневосточной процент перезимовавших растений повысился на 21-27%, после обработки микроэлементами - на 14-16% по сравнению с аналогичным вариантом с семенами алтайской популяции. Вариант с применением гетероауксина наиболее эффективен в отношении алтайской, в меньшей степени камчатской популяции. Обработка семян никфаном и биоплантом повлияла в большей степени на перезимовку сеянцев камчатской и алтайской популяций.
Что касается развития сеянцев после перезимовки, то в вариантах с микроэлементами и бором высота растений и параметры листа были выше в 1,7-2,5 раза остальных вариантов.
Оценка сеянцев 2-го года показала повышение процента одревеснения сеянцев в 2000г. по сравнению с 1999г. Растения за осенний период смогли лучше подготовится к перезимовке. Это связано с более благоприятными климатическими условиями.
В2000г. были проведены повторные исследования по изучению перезимовки сеянцев жимолости, выращенных из семян, обработанных стимуляторами стимуляторами роста и микроэлементами. Был введен новый вариант с применением гетероауксина совместно с микроэлементами, исключен вариант с использованием никфана, в связи с тем, что он показал более низкие показатели всхожести и перезимовки. Далее проводились исследования нового стимулятора - биопланта. Изучалось влияние биопланта в концентрации 1, 2 и 4% при экспозиции 1ч на посевные качества семян и дальнейшее развитие сеянцев (табл. 12). В результате опытов былч подтверждены данные прошлого года о большом влиянии микроэлементов и стимулятора гетероауксина, а также обнаружено сильное воздействие совместной обработки гетероауксином и микроэлементами на одревеснение сеянцев. Для жимолости камчатской данная обработка семян повысила процент одревеснения по сравнению с контролем на 61-64% и он составил 92-95%. Более низким показателем характеризуются варианты с применением бора - до 87%. У жимолости дальневосточной одревеснение проростков в этих вариантах составило 85-92% Хорошей перезимовкой отличились сеянцы жимолости дальневосточной в вариантах с бором, микроэлементами, совместным применением гетероауксина и микроэлементов, биоплантом - 74 -78%, что на 34-38% выше контроля. Наибольший процент одревеснения сеянцев получен у ЖИМОЛОП ! алтайской, он выше на 6-17% данного показателя для других популяций. Обработка бором улучшила одревеснение у жимолости камчатской на 8%, микроэлементами на 6-14% , гетероауксином - на 10%, по сравнению с остальными популяциями. Гетероауксин оказал меньшее влияние, сеянцы жимолости алтайской одревеснели на 85%, гетероауксин совместно с микроэлементами, бор и микроэлементы - на 78-84%. Бор, микроэлементы, гетероауксин совместно с микроэлементами увеличили перезимовку до 85%о.
Влияние повышенного содержания тяжелых металлов на фотосинтетическую активность и содержание хлорофилла в жимолости
Важным показателем устойчивости растения к повышенному содержанию металлов в различных грунтах является его фотосинтетическая активность и содержание хлорофилла. Известно, что неблагоприятные условия произрастания увеличивают фотосинтетическую активность, содержание хлорофилла b и снижают количество хлорофилла а. Хорошие агрохимические показатели почвы увеличиваются линейные размеры, площадь листа. Также происходит изменение числа, положения хлоропластов в клетке, увеличение суммы хлорофилла а и Ь. Проводились изучения показателя фотосинтетической активности жимолости алтайской, выращенной на разных почвенных вариантах. Проведенные измерения листовой пластины жимолости показали, что для вариантов данный показатель различен.
Так, в вариантах с применением почв Лесной опытной дачи и Петровского парка отмечено увеличение площади листа на 80% по сравнению с другими вариантами и она равна 13,0-13,8 х 10" м (табл. 26). На почвах Битцевского парка отмечено снижение площади листа до 10,5 х 1 10"2 м2. Уменьшение листовой пластины наблюдалось и в вариантах с почвами
Каширского шоссе и Страстного бульвара, здесь площадь стала составлять 7,8-8,1 х 10"2м2. Как показали дальнейшие наши исследования, с ростом количества тяжелых металлов в почве наблюдается снижение количества хлорофилла в листьях, а также интенсивность фотосинтеза. Наибольший показатель содержания суммы хлорофилла отмечен в вариантах жимолости, выращенной на почвах Лесной дачи и Петровского парка. Сумма хлорофилла а и b здесь составляет 3,71 и 3,84 соответственно. Интересен тот факт, что в варианте с почвами Лесной дачи обнаружено повышенное содержание хлорофилла а. Отношение хлорофилла а к b большое в вариантах с почвами со Страстного бульвара, Битцевского парка и Лесной даче.
1 .Предпосевная обработка семян жимолости съедобной различных популяций микроэлементами и стимуляторами роста оказала большое влияние на энергию прорастания и всхожесть, что выразилось в нижеследующих показателях:
1. Оказав влияние на энергию прорастания бор, микроэлементы и гетероауксин совместно с микроэлементами, повлияли на всхожесть: бор на 36-41% (для жимолости алтайской на 26%), микроэлементы - на 33 -46%, микроэлементы с гетероауксином 34-40%) (для алтайской 18%). Стимуляторы роста биоплант на 12-25%, гетероауксин до 16%. 2 Обработка семян бором, микроэлементами и стимуляторами роста обеспечили ускоренное одревеснение сеянцев жимолости съедобной. Применение бора повысило скорость одревеснения сеянцев жимолости камчатской, алтайской и дальневосточной на 37-56% (67% - жимолость алтайская), микроэлементов 48-61% (36-64% - для жимолости алтайской) гетероауксин 60-67% (43% - для жимолости алтайской). На меньший процент Обработка стимуляторами роста менее эффективна, так количество одревесневших сеянцев увеличилось после никфана на 20-34% и биопланта на 21-39%.
3.Высокий положительный эффект на перезимовку сеянцев жимолости отмечен при использовании предпосевной обработки семян бором, количество перезимовавших сеянцев увеличилось на 38-47% (для популяций алтайская и камчатская), а для популяции дальневосточной на 73%, обработка биоплантом на 21-33% , гетероауксин с микроэлементами 38-48%. микроэлементами - 23-37% для дальневосточной камчатской жимолостей (46%) - для жимолости алтайской), гетероауксином на 20-40%), никфаном -на 18%.
4.На рост и накопление биомассы, т.е. на биометрические параметры растений: высоту, длину корней положительно повлияла предварительная обработка семян микроэлементами, бором, гетероауксином с микроэлементами, биоплант, данные показатели возросли - в 2,5 раза.
5. Обработка зеленых черенков стимуляторами роста перед посадкой оказали влияние на скорость корнеобразования: гетероаусин с микроэлементами, ИМК, биоплант в концентрации 1% экспозиции 4 ч, 1%,2% — в течение 2ч - в 2-2,5 раза, а также на 15-21% при обработках гетероауксином, ИМК, 1%-ным биоплантом (2ч, 4ч), (2%-ным в течение 4ч- для жимолости дальневосточ ной).
6. После применения обработки стимуляторами роста повышается вероятность успешной перезимовки укорененных черенков, так после обработки гетероауксином с микроэлементами процент перезимовавших растений увеличивается на 14-22%, 1% и 2%- ным биоплантом на 12-24% при экспозиции 2 и 4ч.
7. Обработанные черенки обладают усиленным ростом: количество приростов увеличилось на 20-24% после обработки 2%-ным биоплантом в течение 0,5 и 2ч. Во всех вариантах прирост, длина корней увеличилась в 2 2,5 раза.
8. Аэрация субстрата теплицы теплым воздухом, создание градиента температур между базальной и апикальной частями черенка дает возможность за короткий срок укоренить одревесневшие черенки жимолости. Применение эпина и циркона позволяет улучшить данные показатели.
Похожие диссертации на Агроэкологические особенности выращивания жимолости съедобной в условиях г. Москвы
