Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса 12
1.1 Общие положения 12
1.2 Краткая история развития производства ПМЗК в России и за рубежом 14
1.3 Процесс выращивания сеянцев с ЗК 18
1.3.1 Теплицы и площадки доращивания 18
1.3.2 Контейнеры для выращивания ПМЗК 18
1.3.3 Семена 22
1.3.4 Субстрат 24
1.3.5 Условия среды (температурный режим, поливы и подкормки) 28
1.3.6 Прореживание и борьба с сорняками 32
1.3.7 Стимуляторы, болезни 34
1.4 Устойчивость кома субстрата 37
1.5 Закаливание ПМЗК 38
1.6 Многоротационное выращивание сеянцев хвойных пород 41
1.7 Качество сеянцев и транспортировка на лесокультурную площадь 42
1.8 Приживаемость, сохранность посадочного материала в культурах 43
1.9 Проблемы и перспективы производства ПМЗК 47
2 Характеристика района исследования 50
2.1 Природно-климатические условия Архангельской области 50
2.2 Вельское лесничество 60
3 Программа, методика и объем выполненных работ 64
3.1 Программа исследований 64
3.2 Объекты исследований 65
3.3 Методика работ 66
3.4 Объем выполненных работ 73
4 Анализ технологии производства сеянцев с закрытой корневой системой в условиях севера в вельском тепличном комплексе 74
4.1 Оборудование и общие положения технологии производства ПМЗК 74
4.2 Использование субстратов и посев семян 76
4.3 Условия среды в теплицах 82
4.4 Уходы за сеянцами в теплицах и на площадке доращивания 83
4.5 Стоимость посадочного материала 87
5 Влияние различных режимов выращивания на рост сеянцев в контейнерах 90
5.1 Влияние температурного режима и влажности воздуха 90
5.2 Влияние субстратов у удобрений на рост сеянцев 106
5.2.1 Влияние различных норм удобрений при заправке субстрата на рост сеянцев 106
5.2.2 Влияние подкормок минеральными удобрениями на рост и развитие сеянцев 119
5.3 Влияние режима полива и влажности субстрата на рост сеянцев 124
5.4 Пикировка всходов и использование стимуляторов роста 134
5.5 Влияние периода выращивания под пленкой и на площадке доращивания 142
5.6 Влияние способа выращивания сеянцев на развитие корней 154
Заключение 161
Предложения производству 162
Список литературы 164
- Теплицы и площадки доращивания
- Вельское лесничество
- Условия среды в теплицах
- Влияние режима полива и влажности субстрата на рост сеянцев
Теплицы и площадки доращивания
Воспроизводство леса должно осуществляться на зонально-типологической основе с использованием наиболее эффективных в лесоводственном, экологическом и экономическом отношениях способов, приемов и технологий (Малаховец, 2006).
Многими авторами подчеркивается, что эффективность создания искусственных насаждений при лесоразведении и лесовосстановлении во многом определяется качеством посадочного материала, выращиваемого в лесных питомниках (Пигарев, 1979; Чеботарев, 1981; Усовершенствовать технологии…, 2002; Мочалов, 2005; Денисов, 2006; Del Campo, Navarro-Cerrillo, Hermoso и др., 2007; Казаков, Проказин, Лобанова, 2009; Платонова, 2009; Казаков, Чукарина, 2011).
Для обеспечения лесокультурного производства высококачественным посадочным материалом, отвечающим требованиям различных лесорастительных условий необходимо создание оптимальных условий выращивания, т.е. комплекса внешних факторов, который позволит проявиться потенциальным возможностям роста растений (Ман-галис, Цинитис, 1981; Применение минеральных удобрений…, 1982; Рикала, 2000). Среди мероприятий, направленных на повышение интенсификации лесохозяйственного производства, важная роль принадлежит дальнейшему совершенствованию технологии выращивания посадочного материала (Гиряев, 1981).
Как известно, основная цель лесных питомников – выращивание посадочного материала для лесовосстановления и защитного лесоразведения (Наставление по выращиванию…, 1979). При этом одной из главных задач, стоящих перед питомническими хозяйствами, является увеличение выхода сеянцев и саженцев с единицы площади при снижении затрат на его выращивание (Рикала, 2000), получения посадочного материала, отвечающего морфологическим и физиологическим требованиям для создания лесных культур. Традиционно в посевном отделении в открытом и защищенном грунте выращивают сеянцы (1-2 года), используемые при лесопосадочных работах и закладке школ питомников. Метод черенкования применяют для посадочного материала пород, размножение которых другими способами невозможно или неэффективно. В школьном отделении выращивают саженцы (3-4 года) из сеянцев или черенков лесных, декоративных и плодовых пород (Наставление по выращиванию…, 1979; Новосельцева, Смирнов, 1983; Жигунов, Маркова, 2005).
Лесные питомники на Севере Европейской части России заложены, в основном, на почвах с низким содержанием гумуса и подвижных форм азота, фосфора и калия. Суглинистые почвы характеризуются высокой плотностью, заплывают осенью, пересыхают летом, а песчаные имеют неудовлетворительный режим влажности. На таких почвах при близком залегании суглинков и высоким уровнем грунтовых вод сеянцы страдают от вымокания и выжимания морозом. Эти факторы наряду с суровыми климатическими условиями влияют на всхожесть семян, рост сеянцев, выход и качество посадочного материала (Мочалов, Мочалова, Новосельцева и др., 1986; Мочалов, Бабич, Туты-гин, 1997; Отчет о проведении…, 1999).
Большой эффект в лесокультурном производстве может дать использование посадочного материала с закрытой корневой системой (ПМЗК). Технология его производства является весьма перспективной по своему научно-техническому потенциалу. Преимуществами ПМЗК являются высокая технологичность его производства, увеличение сроков посадки, высокая приживаемость и хороший рост культур в первые годы после создания, а также эффективное использование дорогостоящих семян (Смирнов, 1969; 1977; Богданов, Маслаков, Тучин, 1974; Чеботарев, 1981; Изучить закономерности роста…, 1997; Лесное хозяйство…, 2000; Жигунов, 2000; Отчет о проведении…2000; Мо-чалов, 2005; Мочалов, Сеньков, 2005; Ушнурцев, 2005; Денисов, 2006; Taylor, Blazier, Holley, 2007; Родин, 2010; Nilsson, Louranen, Kolstrm и др., 2010; Петухов, 2011; Багаев, 2012; Разработка научно-обоснованных…, 2012; Бартенев, 2013; Крук, 2013; и др.)
Кроме того, многими авторами отмечены следующие преимущества ПМЗК: отсутствие конкуренции между растениями, выращиваемыми в отдельных ячейках (Taylor, Blazier, Holley, 2007; Агеев, 2008), сеянцы хорошо переносят длительную транспортировку и хранение (Смирнов, 1969), все высаживаемые растения одинаковы и имеют ком правильной геометрической формы, что значительно облегчает конструиро 14
вание посадочного аппарата лесопосадочных машин и автоматизацию процесса посадки (Редько 1976). В отличие от сеянцев, выращиваемых в открытом грунте, перед выкопкой которых рекомендуют подрезку корней, данный вид посадочного материала уже имеет компактную корневую систему (Платонова, 2009).
Результативность выращивания ПМЗК, как и сеянцев с открытыми корнями в теплицах, зависит от комплекса факторов: качества субстратов, условия минерального питания, режимов температуры и влажности воздуха и субстрата, сроков выращивания и доращивания и т.д. Но при производстве посадочного материала с закрытой корневой системой особенно серьезное внимание должно быть уделено выбору и подготовке субстрата, видам и способам использования удобрений в основную заправку и при подкормках, соблюдению режимов влажности субстрата и температуры воздуха. Это обусловлено тем, что от качества используемого торфа и видов удобрений, условий полива зависит рост надземной части сеянцев, развитие корневой системы и, что очень важно, устойчивость кома субстрата при выемке сеянцев из кассет и перевозке их на лесокуль-турную площадь (Мочалов, Синников, 1979; Жигунов, 2000; Мочалов, 2003; Мочалов, Сеньков, Мочалова и др., 2004; Разработать научно-методические основы…, 2005; Маркова, 2008; Nzokou, Cregg, 2010; Rikala, Lappi, 2010; Мочалов, Бобушкина, 2012а).
Краткая история развития производства ПМЗК в России и за рубежом Производство посадочного материала с закрытой корневой системой все больше привлекает внимание ученых разных стран. В настоящее время этот метод с успехом внедряется в Германии, Австрии, Швейцарии, Финляндии, Франции, Англии, США. История производства сеянцев с комом свидетельствует об эффективности использования данного посадочного материала (Жигунов, 2005; Крук, 2013).
В работе А.В. Жигунова (2000) отмечено, что использование растений с комом для посадки имеет столь же давнюю историю, как и применение посадочного материала с оголенными корнями. Еще в древнем Вавилоне и в Египте производилась закладка садов с помощью гейстеров (растений с большим объемом корнезакрывающего кома). Сохранились сведения о лесовосстановлении в Древнем Риме, где так же описывается прообраз современной посадки с закрытой корневой системой. В лесокультурном производстве Северной Америки отдельные ссылки на посадки с комом или в контейнере восходят к 1725 г. (Жигунов, 2000; Тихонов, 2007). В течение XX столетия при проведении лесовосстановительных работ в небольших объемах применялись дички с комом. В России также известны успешные посадки К.Ф. Тюрмера и М.К. Турского, которые производились дичками с глыбкой. Такие культуры часто имели лучшее состояние, чем те, что созданы традиционным посадочным материалом с открытой корневой системой (Жигунов, 2000). В начале 70-х годов в Лисинском учебно-опытном лесхозе были заложены опыты по выращиванию крупного посадочного материала с закрытой корневой системой и создания из них культур, не требующих уходов. По результатам наблюдений, А.В. Преображенским (1964) отмечена перспективность этого метода.
В 1968 году были разработаны технологии по производству саженцев с закрытой корневой системой «Брика» (ЛатНИИЛХ) и «Брикет» (ЛенНИИЛХ). Несмотря на положительные результаты, начавшаяся «перестройка» помешала широкому практическому применению и дальнейшему совершенствованию технологии и оборудования производства ПМЗК и создания лесных культур посадкой сеянцев и саженцев с закрытой корневой системой в многообразных условиях в Российской Федерации. Кроме того, высокая трудоемкость работ и отсутствие средств механизации сдерживали развитие производства (Жигунов, 2000; Бартенев, 2013).
Вельское лесничество
Высокая устойчивость или сохранность кома субстрата при выемке из кассет и перевозке на лесокультурную площадь является важным условием при посадке ПМЗК. Растения с большей потерей субстрата из кома могут просто не проходить (не падать) через посадочную трубу «Поттипутку» и их необходимо будет сажать под лопату или под меч Колесова. У сеянцев со значительной потерей субстрата при посадке на суглинистых почвах часть корней будет находиться в свободном воздушном пространстве лунки, сделанной посадочной трубой, и слабо соединяться с почвой посадочного места, что скажется отрицательно на приживаемости и росте культур.
Основными факторами, оказывающими влияние на устойчивость кома, являются степень развития корней сеянцев, физические свойства субстрата, в частности, содержание минеральной части или зольность, условия минерального питания и полива.
По результатам исследований СевНИИЛХ (Усовершенствовать технологии…, 2004) средняя устойчивость кома субстрата при выемке из кассет на финском субстрате колебалась от 84 до 94%, а на местных субстратах – от 71 до 86%. Кроме того, у пикированных сеянцев, когда сеянец из ячейки с двумя всходами пересаживают в ячейку без всхода, устойчивость кома субстрата снижается на 15-30%.
Необходимы более детальные исследования для установления причин недостаточной устойчивости кома субстрата и возможности ее повышения.
Кроме того, в работах некоторых авторов отмечено, что корни выходят за пределы кассет и прорастают в почву на площадке доращивания или распространяются под кассетами на материале в теплице (Yeager, Larsen, Newton, 1994; Бобушкина, Мочалов, 2013). Этот негативный фактор способствует нерациональному распределению энергии на развитие корней за пределами кома. Корни, вышедшие из кассет, необходимо срезать, на что требуется дополнительное время и трудовые затраты. U. Nilsson, J. Louranen, T. Kolstrm и др. (2010) в своих работах практиковали обрабатывание ячеек медью для предотвращения излишнего закручивания корней и выхода их за пределы контейнера.
Закаливание ПМЗК Е.Н. Панкратов и А.С. Синников (1976) отмечали, что сеянцы под полиэтиленовым покрытием в течение года достигают размеров трехлеток, выращенных в открытом грунте. Но они различаются по степени приспособленности организма к окружающей среде. В отличие от сеянцев открытого грунта растения тепличного выращивания должны быть подготовлены к смене среды.
Морозоустойчивость зависит от физиологического состояния растений, условий внешней среды и является непостоянным свойством. Сеянцы, выращенные при относительно низких положительных температурах, более устойчивы, чем выращенные при относительно высоких осенних температурах. Свойство морозоустойчивости формируется в процессе онтогенеза растения под влиянием определенных условий среды в соответствии с генотипом растения, связано с резким снижением темпов роста, переходом растения в состояние покоя (Соломоновский, 1969; Веретенников, 1987).
Покоем у растений называется состояние, при котором почти полностью приостанавливаются ростовые процессы, резко снижается эффективность обмена веществ, и содержимое клеток претерпевает глубокие изменения.
Повышение морозоустойчивости растений тесно связано с закаливанием — постепенной подготовкой растений к воздействию низких зимних температур. Закаливание — это обратимая физиологическая устойчивость к неблагоприятным воздействиям среды (Коровин, 1969; Соломоновский, 1969; Мамонов, Яньшин, 1982; Экологический центр «Экосистема»…2013).
По данным И.И.Туманова (1940), при понижении температуры осенью растение накапливает большой запас углеводов – это первая фаза закаливания, т.е. приспособления растения к перезимовке. Вторая фаза наблюдается уже после снижения температуры на 2-3 ниже нуля и связана с физико-химическими процессами, приводящими к обезвоживанию протоплазмы.
Опыты по замораживанию срезов стебля у пятнадцати видов древесных пород, проведенные П.А. Генкелем и О.А. Ситниковой (1953) (по Генкель, Окнина, 1954), по 39 казали большую устойчивость к низким температурам растений, находящихся в покое, т.е. имеющих обособленную протоплазму, по сравнению с растениями, вышедшими из покоя, у которых процесс обособления протоплазмы не был обнаружен.
Способы закаливания растений существуют разные. Так, по мнению ряда авторов (Wagner, Colombo, 2001; Степанов, 2008) для закалки в конце лета сеянцам следует сделать «слабый» стресс усыхания. В августе – сентябре следует сократить полив, но не прекратить, чтобы не сдерживать рост почек и не ослабить морозоустойчивость. Однако для черной ели (Picea mariana), когда другие условия, такие как температура и фотопериод, благоприятны для роста, стресс, вызванный засухой, не влияет на процесс закаливания (Wagner, Colombo, 2001).
В работах канадских исследователей (Wagner, Colombo, 2001) отмечено также, что сосну Банкса (Pinus banksiana), часто считают закаленной, когда хвоя становится фиолетовой, но, как доказали, это связано с синтезом антоцианов, который усилен прохладными температурами и непосредственно не связан с устойчивостью. Фиолетовый окрас хвои нельзя считать признаком, достижения высоких уровней закаливания сеянцев, кроме того, высокие уровни выносливости могут быть достигнуты без появления такого цвета.
Финские ученые (Rikala, Repo, 1987) проводили исследования по определению устойчивости сеянцев сосны к низким температурам, в которых имитировали заморозки различной силы. Около 50 % сеянцев выжили при температуре -4 С, но 20 % из них оказались повреждены, появилось частичное побурение хвои или приостановка (прекращение) роста. Около 70 % сеянцев, у которых было отмечено нарушение роста в этой температуре развили несколько вершин. Почти у всех сеянцев, которые развивали множественные главные побеги, наблюдалось побурение хвои.
Н.Е. Судачкова, Г.И. Гирс, С.Г. Прокушкин и др. (1990) отмечают, что предел морозоустойчивости для незакаленных сеянцев сосны обыкновенной составляет -8 С (для уровня выживаемости 50 %). После закаливания при 3±2 С в течение месяца сеянцы выносят замораживание до -16,7 С. Наибольший эффект закаливания дает сочетание короткого фотопериода (8 ч.) и низкой температуры (2 С), через 3 недели устойчивость возрастает до -19 С, через 6 недель – до -30 С.
Условия среды в теплицах
Полив в теплицах комплекса проводится передвижными поливочными установками, которые, считается, обеспечивают более равномерный полив, чем стационарные. Количество воды, необходимое для нормального полива, зависит от следующих факторов: температура, влажность, порода и фаза развития растения, качество торфа, а так же имеет значение, размещены ли кассеты на полу теплицы или используется так называемый метод воздушной подрезки корней сеянцев.
В благоприятных условиях семена прорастают через 7-9 суток. Для обеспечения хорошего роста потребность воды – 2-5 л/м в сутки (Инструкция к оборудованию…, 1996). За необходимостью в поливах постоянно следят: проводят сжимание торфа извлеченного из ячейки. Содержание влаги достаточное, если влага начинает вытекать сквозь пальцы только при сильном сжатии. Если же вода вытекает уже при легком нажатии, торфяной комочек переувлажнен.
В тепличном комплексе Вельского лесхоза соблюдается периодичность поливов в зависимости от необходимости увлажнения субстрата, однако на поверхности торфа в отдельные периоды и на отдельных участках теплицы отмечалось наличие мхов и грибков, что свидетельствует о переувлажнении субстрата. В то же время на некоторых уча 84 стках теплицы отмечалось пересыхание субстрата в ячейках: влага не вытекала из торфа даже при сильном сжатии. Это свидетельствует о неравномерности полива в теплицах.
Установлено, что при стационарном креплении штанги и форсунок на поливной установке обуславливается неравномерность полива и влажности субстрата в кассетах и отдельных ячейках в течение сезона. Так, в июне-июле различия влажности субстрата между ячейками одной кассеты составляли от 2 до 90 %, а в конце августа они доходили до 200-300%. Такие различия по влажности субстрата и концентрации питательного раствора в ячейках обуславливают неравномерность полива. Это положение может быть одним из факторов значительной дифференциации сеянцев по высоте (Совершенствование технологии…, 2010; Мочалов, Бобушкина, 2011).
Неравномерность полива связана со скоростью прохода, изменением давления раствора, работой форсунок и другими факторами. Тем не менее, отмечена определенная закономерность постоянства неравномерного поступления воды при поливах и растворов удобрений при подкормках в течение сезона в отдельные кассеты. Линии, или полосы, разного количества поступления воды располагаются вдоль теплицы – по ходу поливной установки. Определения влажности субстрата в разные сроки (в июле и сентябре), но в одних рядах кассет, показывают определенную устойчивость ее по кассетам во времени.
Подкормки сеянцев сосны в Вельском тепличном комплексе проводят растворами минеральных удобрений, характеристика которых приведена в таблицах 4.7 и 4.8. В период вегетации в 2010 года раствор удобрения при подкормке характеризовался нейтральной реакцией и относительно близкими показателями концентрации азота, фосфора и калия. В 2013 г. подкормки растений в первой половине сезона проводились удобрением ПУМ-4 в смеси с аммиачной селитрой, а во второй половине сезона удобрениями, близкими по содержанию элементов к удобрениям финского производства (Акварин -10, Акварин -12).
Во время развития растений удобрения добавляются в воду для полива, и полученный раствор подается сеянцам поливочной установкой (Инструкция к оборудованию…, 1996). Концентрация раствора – 0,1 %. Содержание азота в растворе уменьшают по мере роста сеянца, а содержание калия увеличивают. В фазе интенсивного роста (4-9 недель после появления всходов) используется удобрение N P K с соотношением 19-5-20, а во время заключительного вызревания – (10-15 недели) 11-4-25. Во время прорастания семян удобрения не вносят. Электропроводимость 0,1% раствора удобрений на 1,0 – 3,0 mS/см выше электропроводимости воды для полива. При вводе удобрений электропроводимость раствора проверяют при помощи кондуктомера.
В инструкции по технологии к оборудованию комплекса (1996) отмечено, что электропроводимость выжимки торфа с добавками основного удобрения составляет 1,5 mS/см. Для обеспечения более бурного роста допускается проводимость в пределах 1,5-2,0 mS/см. В то же время необходимо следить, чтобы сеянцы получали достаточное количество воды. В случае, если электропроводимость превышает 2,0 mS/см, проводят полив чистой водой. Во время окончательного вызревания допускается понижение проводимости до уровня 1,0 mS/см, но не ниже, т.к. за усвоением сеянцами питательных добавок необходимо также следить осенью.
Перед каждой подкормкой, количество удобрения определяется измерениями торфяной выжимки. Для проведения измерений используют торфяной комочек с оптимальным содержанием влаги, не переувлажненный и не пересушенный.
Как было сказано выше, при невысокой всхожести семян, в ячейку высевают более 1 семени. Поэтому после массового появления всходов возникает необходимость удалить лишние сеянцы и заполнить пустые ячейки. Проводят изреживание: в каждой ячейке оставляют один всход, а другой выдергивают. Отобранные всходы помещают в емкость с влажным субстратом или с водой и высаживают в пустые ячейки. Если первичный корень успел отрасти за пределы кома, его обламывают, чтобы корни не закручивались. Прореживание должно выполняться после массового появления всходов до начала ветвления корней (примерно 2-2,5 недели). Однако процесс пикировки часто растягивается на период до 4 и более недель, что значительно ухудшает рост сеянцев, так как корень начинает ветвиться, и при извлечении из субстрата и перемещении в другую ячейку его легко повредить.
Даже при тщательном выполнении требований пикировки у сеянцев нарушается естественный процесс роста и развития, поскольку изменяются водно-физические свойства и биологическая активность субстрата. В результате пикированные сеянцы несколько отстают в росте, и у них снижается устойчивость кома субстрата при выемке сеянцев из кассеты и при перевозке их на лесокультурную площадь.
В целях выращивания качественных сеянцев необходимо наблюдение за развитием корневой системы. Корни должны быть разветвленными и свернуты в клубок, чтобы они не повреждались во время транспортировки и посадки.
Если кассеты при выращивании сеянцев стояли на земле, корни, вышедшие за их пределы, обрезают соответствующим устройством. Если выращивание происходит на напольном полотне – достаточно обрезки, проводимой при транспортировке кассет.
Исследованиями СевНИИЛХ установлено, что для кассет пант с субстратом из переходного торфа с определенными водно-физическими свойствами нижним и верхним пределами оптимального веса являются 5,5 и 7,0 кг (Усовершенствовать технологию…, 2004). Разные типы кассет с разным торфом будут иметь разную массу при оптимальной влажности. Данный способ определения необходимости в поливе можно использовать, чтобы исключить потерю сеянцев при определении влажности извлечением торфа из ячейки.
Визуальное наблюдение дает представление о высоком качестве полива, однако большие различия влажности субстрата в ячейках указывают на неравномерность полива данной установкой. Необходимы дополнительные исследования по качеству полива и поиску технических решений его выполнения.
Влияние режима полива и влажности субстрата на рост сеянцев
На контрольном варианте эта разница составила 4,5 раза (минимальное значение высоты – 3,0 см, максимальное – 13,4 см), а на варианте с двойной подкормкой –3,1 раза (5,0-15,4 см). При этом на обоих вариантах средняя высота сеянцев увеличивается от первой кассеты к четвертой, то есть от средины теплицы к правому боку. Это может быть связано с волнообразным характером кривой расхода воды при поливе и подкормке сеянцев, что является предметом рассмотрения раздела 5.3. Количество воды и раствора, попадавшего в ячейки, увеличивается от первой кассеты к 4-5-й, затем отмечается спад, потом опять увеличение. Вероятно, в данном случае на рост сеянцев серьезное влияние оказывают два фактора – увеличение воды при поливах и увеличение количества удобрений при подкормках.
Устойчивость кома субстрата в конце первого года выращивания невысока, в среднем около 40%, однако на варианте с двойной подкормкой она в отдельных случаях
1. Изложенные выше результаты исследований позволяют говорить о положительном влиянии повышенного уровня питания при подкормках на рост и развитие сеянцев сосны. Установлено, что при подаче двойной дозы раствора удобрения сеянцам в первый год выращивания различие по высоте 2-летних сеянцев сосны в сравнении с традиционной однократной подкормкой достигает 40%, по диаметру – 24%. Значительно повышается выход стандартных растений (до 70%). Увеличение дозы внесения минеральных удобрений в жидком виде при подкормках сеянцев в первый год выращивания в три раза, в сравнении с двойной дозой, не оказало значительных преимуществ.
2. Дополнительное внесение удобрений в жидком виде в период вегетации способствует более активному увеличению массы хвои и стволика, или надземной части в целом.
3. Увеличение дозы внесения минеральных удобрений в жидком виде при подкормках сеянцев в первый год выращивания в два раза, в сравнении с принятой в производстве нормой, наряду с надземной частью обеспечивает и более сильное развитие корневой системы сеянцев, что способствует значительному увеличению устойчивости кома субстрата при выемке 2-летних сеянцев из кассет.
Влияние режима полива и влажности субстрата на рост сеянцев Результаты нашей работы подтвердили исследования предшественников: норма и равномерность полива зависят от скорости прохода поливной установки и интенсивности распыла насадок. Так, по наблюдениям в 2004 г. различия влажности субстрата между ячейками одной кассеты составляли от 2 до 90 %, а в конце августа они доходили до 200-300% (Усовершенствовать технологии…, 2004а). Неравномерность полива обуславливает, очевидно, различия по влажности и концентрации питательного раствора в ячейках, что может быть одним из факторов значительной дифференциации сеянцев по высоте (Alm, 1975; Philipson, Coutts, 1977).
Поливы в теплицах выполняют две функции. Первая – это собственно полив для повышения влажности субстрата до необходимых параметров и для снижения температуры поверхности субстрата и воздуха в жаркие периоды. Вторая – регулярные под 125 кормки сеянцев раствором минеральных удобрений через поливную систему с последующим поливом для смыва капель раствора с хвои и стволиков сеянцев во избежание химического ожога растений. Качество полива определяется количеством воды, попадающей в ограниченное пространство каждой ячейки, т. е. попадающей к корневой системе каждого сеянца. От этого зависят десукция и транспирация влаги, концентрация элементов питания в почвенном растворе и, в конечном итоге, размеры и качество посадочного материала.
Наши наблюдения показали, что при принятом режиме работы поливной установки среднее количество раствора, попадающее в стаканчик, составляло в одной теплице при подкормках от 3,9 до 4,5 мл, при поливах от 4,7 до 5,7 мл, а в другой в обоих режимах оно колебалось от 5,5 до 6,5 мл (таблица 5.25). Таблица 5.25 – Объем раствора и воды, поступающих в ячейки кассет при подкормке и поливе сеянцев в теплицах (27-29.07.2010 г.)
Различия между отдельными кассетами и, тем более точками определения, достигают значительных величин, а различия между минимальным и максимальным количеством раствора колеблются от 155,8 до 270,6 %. Такие различия попадания раствора удобрений и воды в ячейки, наряду с различным содержанием минеральной части в субстратах, обуславливают большие различия влажности и содержания элементов питания между кассетами и ячейками.
В то же время, распределение осадков при подкормках и поливах имеет определенную закономерность по площади и во времени (рисунки 5.16; 5.17; 5.18). Исследования показали, что количество воды, попавшей в ячейки при поливе сразу после подкормки, количество раствора при подкормке и их суммарное значение имеют примерно одинаковый ход кривой поперек теплицы. При стационарном креплении штанги такие различия в распределении осадков при поливе и подкормках с той или иной степенью отклонения возможны в течение всего сезона и нескольких лет.
Динамика расхода воды при поливе и подкормке сеянцев за 2 дня наблюдений 2010 г. (Теплица 2. Правая сторона)
Данные показывают, что в разных теплицах и на разных участках штанги с распылителями объем воды при поливе или раствора удобрений при подкормке, поступающие в одну ячейку или кассету отличаются в значительной мере. В то же время определение связи поступления воды при поливе практически сразу после подкормки показывает определенную связь между ними, при довольно большом диапазоне варьирования (рисунок 5.19).
Это, очевидно, связано со скоростью прохода, изменением давления раствора и другими факторами. Тем не менее, можно говорить об определенной закономерности Примечание: за каждый срок определения (и повторность) приведены данные по субстрату из 39 ячеек (по три ячейки из 13 кассет). Кассеты расположены поперек теплицы. Определения влажности субстрата в разные сроки (в июле и сентябре), но примерно в одних рядах кассет, показывают определенную устойчивость ее по кассетам во времени (рисунок 5.20). Однако коэффициент корреляции (между значениями влажности субстрата в разные сроки) с основной ошибкой г ± т, = 0,32 ± 0,14 является недостоверным, так как показатель достоверности 2,3 меньше 4.
Определение зависимости полевой влажности субстрата от количества попадающей в ячейки влаги при поливах и подкормках, показало довольно низкую полиноминальную связь между ними (R2 = 0,2035-0,3102) при общей положительной направленности связи с широким диапазоном разброса данных. Одним из факторов, обуславливающим это является значительные различия зольности субстратов в ячейках. Опреде 130 ление зольности и влажности субстратов в ряде кассет показали довольно высокую связь этих показателей (
Величина достоверности аппроксимации при линейной связи составила 0,509-0,899, в связи с чем можно утверждать, что влажность субстрата зависит от содержания в нем минеральной части.
Исследование качества полива в 2013 году так же показало значительные колебания в количестве попадающей воды в ячейки кассет от 1,5 до 5,3 мл (разница в 3,5 раза) при поливе и от 3,7 мл до 10 мл при подкормке (различие 270 %). Большие различия наблюдались и по размерам сеянцев по кассетам поперек теплицы, они составляли от 5,5 см до 10,9 см по высоте и от 1,2 до 2,2 мм по диаметру.
Изучали влияние количества воды, попадающего в ячейку, на количество пустых ячеек после массового появления ростков. Учет произведен в пяти рядах по ходу поливной установки. В каждом ряду по 5 кассет, всего 20 кассет опытных посевов и 5 производственных. На рисунке 5.24 показано среднее количество пустых ячеек в ряду. Прослеживается наибольшее количество пустых ячеек во втором и первом рядах, оно практически в 2-3 раза превышает их число в пятом ряду. Из рисунка 5.23 видно, что в первые два ряда по ходу поливной установки попадает минимальное количество воды, а к 5-ому ряду оно увеличивается. Установлено, что при норме полива 5,0-5,8 мл число пустых ячеек составляет в среднем 26,0%, с увеличением нормы полива до 7,8-8,5 мл количество пустых ячеек сокращается до 7,2%.
