Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Современное состояние проблемы 9
Глава II. Способы обработки посевного материала .28
2.1. Технология ПОСЭП (предпосевная обработка посевного материала электромагнитным полем) 29
2.2. Микробиологическое удобрение «Эктрасол» 37
2.3. Влагоудерживающий гидрогель «Эвабеона» 41
Глава III. Район, программа и методика исследований 46
3.1. Район исследований 46
3.2. Программа исследований 56
3.3. Методика исследования 57
Глава IV. Результаты лабораторных исследований 67
4.1. Лабораторные исследования в ВНИИЛМ 67
4.2. Лабораторные исследования в МГУЛ 72
Глава V. Результаты полевых исследований 80
5.1. Калининский питомник. Тверская область 80
5.2. Питомник Куровского участкового лесничества 83
5.3. Питомник Правдинского лесхоз-техникума 85
5.4. Питомник Ульянинского участкового лесничества 90
5.5. Виноградовское участковое лесничество 93
Выводы 100
Рекомендации 102
Библиографический список 103
Приложения 121
- Технология ПОСЭП (предпосевная обработка посевного материала электромагнитным полем)
- Влагоудерживающий гидрогель «Эвабеона»
- Лабораторные исследования в МГУЛ
- Виноградовское участковое лесничество
Введение к работе
Актуальность темы. Последние достижения в области физики, химии, микробиологии,
биохимии, открывают исследователям новые возможности для разработки современных,
эффективных и экологически безопасных методов повышения посевных качеств семян и роста
сенцев основных лесообразующих пород. На сегодняшний день уже хорошо известно о
положительном влиянии на урожайность сельскохозяйственных растений предпосевной
обработки семян сельхозкультур электромагнитным полем (ЭМП). В литературных
источниках отмечается не только повышение урожайности, но и улучшение качества
сельхозпродукции, выращенной из обработанного семенного материала. Для лесного
хозяйства России, использование ЭМП, как способа повышения качества посевного
материала, является новым направлением, ведь положительный эффект применения
низкочастотного ЭМП на семенах и сеянцах хвойных пород практически не изучен. Так же
мало изучено влияние микробных биостимуляторов на всхожесть семян и выращивание
сеянцев. К мало изученным способам, влияющим на рост и приживаемость сеянцев можно
отнести и внесение в почву гидрогелей для поддержания ее оптимальной влажности. Но
опираясь на накопленный опыт исследований в сельском хозяйстве можно предположить, что
ЭМП, микробные биостимуляторы и внесенный в почву гидрогель, положительно повлияют
на прорастание и всхожесть семян хозяйственно ценных древесных пород, особенно
подверженных длительному хранению, а также на рост, выход и приживаемость сеянцев. В
нашем исследовании комплексное использование низкочастотного ЭМП,
микробиологического удобрения «Эктрасол» (Эктрасол) и гидрогеля «Эвабиона» (Гидрогель), как приемов интенсивной агротехники выращивания ели европейской (Picea abies) в лесном хозяйстве проводится впервые.
Цель исследования
Изучить влияние предпосевной обработки семян ели европейской (Picea abies) низкочастотным ЭМП, микробиологическим удобрением Эктрасол с использованием Гидрогеля совместно и по отдельности, на улучшение их посевных характеристик, рост и выход сеянцев ели европейской в питомниках зоны смешанных лесов.
Задачи исследования
Для достижения поставленных целей решались следующие задачи:
-
Определить биоэффективные параметры воздействия низкочастотного ЭМП на посевные качества семян ели европейской (постановка лабораторных опытов).
-
Изучить эффективность влияния низкочастотного электромагнитного поля на посевные качества семян, биометрические параметры всходов и сеянцев ели европейской отдельно и в сочетании с микробиологическим удобрением Эктрасол. (постановка лабораторных опытов).
-
Исследовать эффективность влияния предпосевной обработки семян ели европейской низкочастотным ЭМП отдельно, в сочетании с Эктрасолом и с применением Гидрогеля на биометрические параметры, массу и выход сеянцев (постановка полевых опытов в питомниках).
4. Исследовать приживаемость сеянцев хвойных видов и рост лесных культур после
обработки их корневых систем Эктрасолом и набухшим в воде Гидрогелем.
5. На основе результатов, полученных в лабораторных и полевых исследованиях разработать
приемы интенсивной агротехники выращивания сеянцев ели европейской для питомников
зоны смешанных лесов.
6. Подготовить практические рекомендации применения разработанных приемов для
производства.
Методология
Методология работы базируются на системном подходе к решению поставленных задач и комплексных принципах оценки полученных результатов. В ходе работы были использованы типовые методики и методические разработки ВНИИЛМ и МГУЛ, применяемые в технологии лесокультурного производства. При обработке полученных результатов исследований использованы приложения Statistica 5.0 и Microsoft Excel.
Научная новизна
Научная новизна заключается в том, что в наших исследованиях для воздействия на посевные качества семян ели европейской впервые использовались низкочастотное ЭМП, микробиологическое удобрение «Эктрасол» и влагоудерживающий гидрогель «Эвабиона», ранее не применявшиеся в лесном хозяйстве. Впервые получены результаты, которые отражают стимулирующий эффект их комплексного воздействия на всхожесть семян, улучшая биометрические параметры всходов и сеянцев, повышая выход сеянцев этой породы в питомниках. Для обработки посевного материала ели низкочастотным ЭМП использовался специально изготовленный прибор «Рост-Актив». В результате исследований, в соавторстве со Смирновым А. И., разработана технология ПОСЭП (предпосевная обработка семян электромагнитным полем). Впервые показаны возможности практического использования низкочастотного ЭМП, как физического метода предпосевной обработки семян хвойных видов. По материалам диссертации получены патенты на изобретение: на прибор «Рост-Актив» №155132 и на технологию ПОСЭП № 2591962, а также Сертификат соответствия РОСС.RU.MЛ20.Н00276, № 0760390 и экспертное заключение о соответствии продукции Единым санитарно-эпидемиологическим требованиям регистрационный № 1275 от 27.03.2013г.
Практическая значимость
На основе исследований выполненных автором установлено положительное влияние
низкочастотного ЭМП, микробиологического удобрения Эктрасол и Гидрогеля при
выращивании посадочного материала ели европейской в питомниках. Предложен
запатентованный безопасный способ предпосевной обработки семян, который повышает их
качественные характеристики (энергия прорастания и всхожесть), увеличивает рост и выход
сеянцев в питомниках. Установлена перспективность передачи прав на полученные патенты
путем заключения лицензионных договоров (в частности, неисключительное
лицензирование). Подготовлены рекомендации по внедрению разработанных агроприемов интенсивной агротехники выращивания сеянцев ели европейской для производства.
Объекты исследования
Эксперименты выполнялись в 2013-2015 г.г. в лаборатории отдела лесовосстановления и семеноводства ФБУ ВНИИЛМ; в лаборатории кафедры искусственного лесовыращивания и механизации лесохозяйственных работ ФГБОУ «Московский государственный университет леса»; и в четырех питомниках зоны смешанных лесов: Калининского ГБУ «ЛПЦ-Тверьлес»;
Ульянинского участкового лесничества Виноградовского филиала ГАУ МО «Центрлесхоз»; Куровского участкового лесничества Орехово-Зуевского филиала ГАУ МО «Центрлесхоз»; Виноградовского филиала ГКУ МО «Мособллес» Правдинского лесхоз-техникума МО; в рекультивационных культурах в Виноградовском лесничестве. Объектами исследования служили семена 2,3 класса и образцы некондиционных семян длительного хранения, а также посевы и сеянцы ели европейской (Picea abies), лесные культуры Виноградовского лесничества.
Достоверность результатов исследований
Достоверность и обоснованность результатов исследований соискателя подтверждается большим объемом экспериментального материала полученного при проведении лабораторных и полевых опытов (2013-2015гг.), а также результатами статистической обработки экспериментальных данных с использованием общепринятых методик и программ Statistica 5.0, Microsoft Excel.
Личный вклад соискателя состоит в определении цели, составлении программы и методики
исследования, в экспериментальном решении поставленных в программе задач, в анализе и
обобщении полученных результатов лабораторных и полевых опытов, в разработке
эффективных и экологически безопасных агроприемов для обработки посевного материала
ели европейской, также в разработке (в соавторстве со Смирновым А. И.) прибора «Рост-
Актив» и технологии ПОСЭП, в подготовке публикаций по теме диссертации, в том числе и в
соавторстве, в обосновании выводов по результатам исследования и рекомендаций
производству.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Значительное повышение качественных характеристик семян ели европейской после их предпосевной обработки ЭМП отдельно и совместно с микробиологическим удобрением Эктрасол. Повышение всхожести до 80%, энергии прорастания до 50%, увеличение линейных параметров проростков и сеянцев до 77% и массы 25-дневных сеянцев до 45%.
-
Значительное увеличение биометрических параметров, массы и выхода сеянцев с 1м.п. в открытом грунте питомников после предпосевной обработки семян низкочастотным ЭМП отдельно, в сочетании с Эктрасолом и с применением Гидрогеля.
-
Повышение приживаемости сеянцев хвойных видов (167%) и рост (39%) лесных культур после обработки их корневых систем Эктрасолом и набухшим в воде Гидрогелем.
-
Использование низкочастотного ЭМП, Эктрасола и влагоудерживающего Гидрогеля как агроприемов интенсивной агротехники выращивания ели европейской.
5. Практические рекомендации производству по использованию разработанных приемов
интенсивной агротехники выращивания посадочного материала ели европейской.
Апробация работы
Результаты исследований, отраженные в диссертационной работе и основные положения докладывались на ежегодных научно-технических конференциях ФГБОУ «Московский государственный университет леса» (2013-2015 гг.), на Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы лесного комплекса» (Брянск, 2013), на Международной научно-практической конференции «Сельскохозяйственные науки и агропромышленный комплекс на рубеже веков», (Новосибирск, 2013). Зарегистрированы и получены патенты на прибор «Рост-Актив» № 155132 и на технологию ПОСЭП № 2591962 «Способ предпосевной обработки посевного материала и устройство для его осуществления».
Публикации
Материалы диссертационной работы опубликованы в 7 научных статьях, в том числе 5 в российских рецензируемых журналах, входящих в список ВАК РФ.
Объем и структура работы
Технология ПОСЭП (предпосевная обработка посевного материала электромагнитным полем)
Технология ПОСЭП, применявшаяся в данной работе, является авторской разработкой, основанной на многолетнем практическом опыте, при обработке низкочастотным ЭМП семенного материала различных сельхоз культур. Прототип прибора Рост-Актив 2009 г. на рисунке 1.
Технологии ПОСЭП имеет ряд преимуществ перед другими физическими методами воздействия на жизнеспособность семян, это безопасность для обслуживающего персонала, экологическая чистота, мобильность, простота использования и высокая эффективность, а также возможность воздействия на объекты (семена, растения) в стерильных условиях, что чрезвычайно важно при проведении биологических исследований. Технология обеспечивает предпосевную обработку посевного материала без существенного изменения сложившегося процесса подготовки семян к посеву.
Технология ПОСЭП включает в себя методику обработки семян и разработку конструктивных параметров прибора «Рост-Актив» для реализации предложенной технологии.
Технической задачей данной технологии ПОСЭП является расширение функциональных возможностей способа обработки посевного материала низкочастотным ЭМП с непрерывным приборным контролем наличия заданных параметров в течение всего цикла обработки.
Технический результат, на достижение которого направлена Технология, заключается в повышении качества предпосевной обработки семян для улучшения их всхожести, энергии прорастания и роста сеянцев основных лесообразующих пород. Этот результат достигается за счет того, что предложен способ обработки посевного материала, при котором на семена воздействуют низкочастотным электромагнитным полем (ЭМП), которое создает новый разработанный прибор Рост-Актив (рис.8).
Прибор Рост-Актив содержит задающий генератор, который обеспечивает необходимую форму сигнала и индуктивные катушки для излучения электромагнитных волн, генератор имеет четыре синхронизированных канала низкочастотного сигнала. Прибор настраивается на рабочую частоту, с определенной мощностью выходного сигнала, имеет возможность тонкой подстройки каждого параметра. Прибор позволяет генерировать синусоидальные электромагнитные колебания с высокой стабильностью по частоте. Нестабильность ЭМП в диапазоне от 6 до 18 Гц составляет не более 0,2%. Схема прибора «Рост-Актив» представлена на рисунке 9.
На лицевой панели прибора Рост-Актив находится ж\к дисплей, на котором отражаются все заданные параметры обработки посевного материала, и светодиодная индикация контроля работы каждого канала, также на лицевой панели расположены системы тонкой регулировки параметров. Индуктивные катушки снабжены удобными разъемными системами подсоединения к прибору и светодиодной индикацией наличия сигнала. Корпус прибора и индуктивных катушек сделан из ударопрочного пластика. Питание прибора Рост-Актив 12 вольт, масса в полной комплектации 6 кг и небольшие габариты позволяют эксплуатировать его в полевых условиях. При разработке технологии ПОСЭП для лесного хозяйства за основу был взят опыт, полученный в результате многолетних исследований в сельском хозяйстве. При обработке низкочастотным электромагнитным полем семенного материала сельхозкультур было выявлено, что на улучшение всхожести семян и повышение урожайности влияют четыре фактора: частота генерируемого сигнала, величина магнитной индукции, время экспозиции, выдержка семян с момента обработки до посева.
Задающий генератор прибора Рост-Актив обеспечивает необходимую синусоидальную форму сигнала и рабочую частоту 16 Гц, мощность выходного сигнала 10 Вт и величину индукции магнитного поля от 0,45 до 1,88 мТл. Обработка семенного материала занимает 11 минут. Расстояние между индуктивными катушками при обработке должно быть не менее 3 метров. Для обработки ЭМП посевного материала индуктивные катушки могут устанавливаться либо на упаковке, в которой он находится либо в непосредственной близости от него. Посевной материал может находиться в любой таре, может быть протравленным, т.к. необходимости в перетаривании нет. Дополнительно контроль ЭМП может осуществляться с помощью тесламетра Ш1-15У оператором проводящим обработку. Приборный контроль позволяет более правильно разместить индукционные катушки. Все указанные параметры обработки посевного материала определены опытным путем.
При расчетах частоты ЭМП для воздействия на семена мы опирались на результаты исследований профессора Мюнхенского университета Отто Шумана и его последователей, а также других авторов [143, 144, 145]. Шуман в 1952 году открыл и проанализировал явление образования стоячих электромагнитных волн низких и сверхнизких частот возникающих между поверхностью Земли и ионосферой. Этот эффект позднее стал известен как «резонанс Шумана». При расчетах Шуман даёт значения частоты первых пяти гармоник - 8,5 — 14,8 — 20,8 — 26,8 — 32,9 Гц. Эти частоты относятся к группе крайне низких частот. Во время работы в сельском хозяйстве опытным путем нами было установлено, что параметры эффективного воздействия низкочастотного ЭМП на посевные качества семян различных сельхозкультур близки ко второй гармонике резонанса Шумана 14,5-15,3Гц. В предварительных исследованиях режимных параметров предпосевной обработки семян ели результат воздействия ЭМП на этих частотах был не высок, и опытным путем была найдена эффективная биоактивная частота для обработки семян ели в 16 Гц (рисунок 10) при времени экспозиции 11 минут (рисунок 11). При расчетах времени экспозиции мы опирались на работы В.К. Голдаева [95]. и А.Л. Чижевского [128, 129] и др.
Оптимальным режимом предпосевной обработки семян ЭМП оказывающим наибольший эффект, выявлен вариант обработки: частота 16 Гц, индукция ЭМП от 0,45 до 1,88 мТл и время экспозиции 11 минут. Указанные технические данные соответствуют безопасным параметрам санитарных правил и норм СанПиН 2.2.4.723-98, где предельно допустимая величина индукции ЭМП для жилых помещений и офисов составляет 8000 мкТл или 8 мТл при частоте 50Гц.
Получены патенты на изобретение: на прибор «Рост-Актив» №155132 (приложение 1) и на технологию ПОСЭП № 2591962 (приложение 2), а также сертификаты соответствия и медицинской безопасности.
Отличительной особенностью предлагаемой технологии ПОСЭП является то, что предпосевная обработка семян низкочастотным ЭМП делается однократно и не нарушает общепринятую технологическую цепочку выращивания сеянцев основных лесообразующих пород, проста в применении и требует минимум затрат труда, энергии и других средств.
Технология ПОСЭП прошла, все стадии Государственных испытаний, что подтверждается полученными патентами и сертификатами.
Влагоудерживающий гидрогель «Эвабеона»
В экспериментах использовался Гидрогель Эвабеона, торговая марка зарегистрирована, страна происхождения США.
В конце семидесятых годов исследователи в США, Японии и Англии объявили об обнаружении различных типов синтетических сверх-абсорбентов. Большинство из них нашли применение в подгузниках, и только один завод в США построили исключительно для использования гидрогелей в сельском хозяйстве. В настоящее время гпдрогели используются в качестве почвенных добавок при выращивании рассады в контейнерах и перед упаковкой и отправкой посевного материала к месту посадок и пр. [121]. Известно применение полимерных гидрогелей для сельскохозяйственных культур, как одного из составляющих композитных удобрений [23].
В настоящее время производство гидрогелей уже налажено во многих странах, но в мире на сегодня есть три основных разработчика и производителя гидрогеля - это Германия, Франция и США. Производимые ими сорта гидрогеля занимают доминирующие позиции в мире и обеспечивают более 75% мировых потребностей в гидрогеле для сельского хозяйства, так как при производстве ими используется самое высокотехнологичное оборудование и экологически безопасные технологии. Готовый гидрогель проходит тщательный лабораторный контроль, прежде чем попадает в продажу.
России выпускают гидрогель отечественного производства несколько фирм. Гидрогели, которые при внесении их в почву, абсорбируют и удерживают большое количество воды и растворенные в ней питательные вещества, способствуют повышению плодородия почв и увеличению урожайности (рисунок 12) [21]. Гидрогель имеет свойство легкой отдачи абсорбируемой воды, предоставляя ее растениям. При правильном внесении удерживает удобрения, сохраняя их в доступной зоне для корней растений. На сегодняшний день влагоудерживающие полимерные гидрогели можно использовать для сбалансированного водного питания растений и расширения возможностей управления водным режимом почв.
Способность гранул гидрогеля к разбуханию - сжатию улучшает структуру и дренаж почв, повышая условия аэрации и фильтрации воды (рисунок 13). Гидрогель не токсичен для растений и почвенных организмов и безопасен для человека.
Гидрогель производится с различными размерами частиц, емкость абсорбции и отдачи которых варьируется в зависимости от свойств почвы. После внесения в почву сохраняет свои влагоудерживающие свойства в течение нескольких лет. Снижает потери воды и питательных веществ из-за вымывания и испарения воды из почвы, при этом частота поливов может быть снижена до 50%. Перед отправкой посадочного материала на лесокультурную площадь обработка корней набухшим в воде гидрогелем защитит корневые системы от пересыхания, и будет способствовать лучшей приживаемости при переносе на другой агрофон. Добавка гидрогеля в почвенный субстрат для выращивания сеянцев в контейнерах поможет стабилизировать уровень влажности почвы для оптимального качества развития корневой системы. Исследования показали также, что обработку семян ели электромагнитным полем можно сочетать с использованием влагонабухающих полимеров, в частности гидрогелей, которые на первых (начальных) этапах прорастания семян как влагонакопители позволяют семенам быстрее прорасти, особенно это важно в засушливый период или в районах с засушливым климатом и при внесезонных посадках. Применение гидрогеля может помочь бороться с причинами значительного отпада всходов и сеянцев, а также снижения их выхода и качества из-за пересыхания верхнего слоя почвы в период прорастания семян. На этапе проростка, оптимальная влажность для растений находится в пределах 20-25% для песчаной почвы и 28-35% - для супесчаной. Затем толщина активного слоя почвы возрастает до 10 см. Засуха губительно действует на наклюнувшиеся семена. На этапе сеянца первого года жизни почвенная влага верхнего слоя почвы является главным фактором жизни растений.
Гидрогель может применяться и в качестве компонента интегрированной схемы защиты посевов и посадок при создании почвенных композитов.
Во второй главе дана подробная характеристика используемых в диссертационной работе прибора Рост-Актив, технологии ПОСЭП, биопрепарата Экстрасол и влагоудерживающего Гидрогеля. Показана возможность их эффективного использования, как совместно, так и по отдельности. Технология ПОСЭП (предпосевная обработка семян электромагнитным полем) и прибор Рост-Актив являются авторскими разработками. Дано описание прибора, прошедшего модернизацию с учетом опыта обработки семян сельхозкультур и его действия, экспериментально подобраны эффективные частотные характеристики, и время экспозиции для предпосевной обработки семян ели европейской. В результате проведенных исследований получены патенты РФ в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (Роспатент) на прибор «Рост-Актив» и на технологию ПОСЭП.
Микробиологический препарат Экстрасол изначально предназначенный для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур, в нашей работе в лесном хозяйстве применялся впервые. По заявленным разработчиком характеристикам, при обработке семян и почвы биопрепаратом Экстрасол можно повысить обеспеченность растений азотом и другими элементами минерального питания, что будет способствовать росту и накоплению надземной фитомассы растений и развитию корневой системы. Использование биопрепарата Экстрасол поможет снизить экологическую нагрузку на почву за счет снижения нормы внесения удобрений и защитить растения от патогенной микрофлоры.
Использование гидрогелей различных производителей может значительно повысить плодородие почвы за счет их способности абсорбировать и удерживать большое количество влаги с растворенными в ней питательными веществами. В лесном хозяйстве для выращивания стандартного посевного материала основных лесообразующих пород особенно важно поддержание необходимой влажности верхнего слоя почвы для нормального прорастания семян и сохранения всходов. При внесении гидрогеля в почву он улучшает ее структуру и ее аэрацию за счет своей способности к разбуханию и сжатию. Обработка набухшим в воде гидрогелем корневых систем сеянцев при транспортировке и пересадке защитит их от пересыхания и будет способствовать повышению их приживаемости при посадке.
Таким образом, использование гидрогелей в лесном хозяйстве РФ можно отнести к числу перспективных мелиоративных средств для выращивания стандартного посадочного материала в питомниках и для создания искусственных лесонасаждений.
Лабораторные исследования в МГУЛ
Опыты 1,2,3,4. В этих опытах использовали семена II класса качества. Все примененные варианты предпосевной обработки семян показали положительные результаты превышающие контроль. В таблице 5 отражены схемы и результаты 4 опытов.
Данные таблицы 5 свидетельствуют о достаточно явном положительном влиянии совместной обработки семян ели ЭМП и 10% раствором Экстрасола (рисунки 20 – 22). При этом прибавка в показателе всхожести составила 28%. Тогда как их раздельное применение в поставленных опытах было менее эффективно, ЭМП 20%, Экстрасол 17%. Кроме определения всхожести и энергии прорастания эксперимент был дополнен определением массы 25 дневных сеянцев из проростков, снимаемых в процессе проращивания семян в опыте. 10-дневные роростки помещали в вегетационные сосуды с почвенным субстратом на доращивание и на 25-й день взвешивали. Наилучшие показатели были в варианте при совместной обработке семян ЭМП и 10% раствором Экстрасола, масса сеянцев ели повысилась на 30%.
Опыт 5. В этом опыте контрольные семена замачивали в воде. Повтор проделанных экспериментов связан с необходимостью подтверждения положительных результатов при обработке семян. Схема опыта и результаты представлены в таблице 6.
Представленные в таблице 6 результаты близки к таковым в опытах 1-4 (таблица 5). Обработанные семена низкочастотным ЭМП и 10% раствором Экстрасола, прорастали по I классу качества против III класса у необработанных семян, масса сеянцев ели повысилась на 30%.
Опыт 6. Некондиционные семена ели европейской сбора 2006 года обрабатывали 10% раствором Экстрасола и низкочастотным ЭМП. Практически всхожесть семян повысилась до II класса качества. Схема опыта и результаты представлены в таблице 7.
Данные таблицы 7 свидетельствуют, что в опытных вариантах итоговая всхожесть на 15 день проращивания значительно превышала показатели контроля на 62%. Этот показатель достаточно убедительно подтверждает эффективность обработки семян ЭМП в комплексе с удобрением Экстрасол.
Опыт 7. Посев семян в вегетационные сосуды с почвенным субстратом. Замеры сеянцев показали, что предпосевная обработка семян низкочастотным ЭМП положительно отразилась на росте растений.
Данные таблицы 8 свидетельствуют, что в связи с усилением роста на 40% общая масса опытных сеянцев была также значительно больше контрольных на 36%. Показатели всхожести на 15 день в опытном варианте оказались существенно выше, чем в контроле, эта динамика сохранилась до конца опыта, где всхожесть на 25-й день была на 34% выше контроля. Преимущество в росте опытных сеянцев подтверждает, что обработка семян ЭМП оказывает влияние на увеличение линейных параметров молодых растений ели европейской (рисунок 23).
Опыт 8. В опыте исследовалось влияние низкочастотного ЭМП и 10% водного раствора удобрения Экстрасол на семена сосны Банкса III класса качества. Схема опыта и результаты представлены в таблице 9.
Данные таблицы 9 свидетельствуют о повышении всхожести до 79%, что на 14% выше контроля, таким образом, в результате обработки ЭМП семена III класса по показателям всхожести практически достигли II класса качества.
Опыты 9, 10. Для постановки опытов использовали некондиционные семена сосны Банкса, которые в результате длительного хранения утратили свои посевные качества. Следует отметить, что воздействие ЭМП на некондиционные семена дало больший эффект, чем воздействие на семена III класса в опыте 8, их энергия прорастания и всхожесть значительно превышали контроль. Схема опытов и результаты представлены в таблице 10.
Обработанные ЭМП некондиционные семена по всхожести превышали контроль на 58%, а при совместной обработке ЭМП и 10% раствором Экстрасола на 84%. Полученные показатели всхожести практически соответствуют III и II классу качества (таблица 10).
По результатам проведенных лабораторных исследований можно отметить, что предпосевную обработку семян низкочастотным ЭМП можно эффективно сочетать с использованием 10% раствора Экстрасола. Оба способа обработки положительно влияют на потенциальные возможности как низкокачественных, так и некондиционных семян.
Эксперименты, проведенные в лаборатории ВНИИЛМ свидетельствуют об эффективном воздействии низкочастотного ЭМП на семена и сеянцы ели европейской. Энергия прорастания семян повысилась на 31%, всхожесть на 26%, не стандартные семена по своим посевным характеристикам достигали III класса качества, т.е. становились стандартными. Особенно отзывчивыми на обработку низкочастотным ЭМП оказались семена с низкими исходными показателями качества (26%), их энергия прорастания и всхожесть повысились на 85%. Заметно увеличение длины проростков на 37%. Отмечено некоторое подавляющее воздействие низкочастотного ЭМП на патогенную микрофлору семян. Посевы семян ели европейской в вегетационные сосуды с грунтом и выращиванием в них 25дневных сеянцев показали преимущество предпосевной обработки семян ели низкочастотным ЭМП над контролем - по всхожести на 80%, высоте на 37% и массе сеянцев на 33%.
Виноградовское участковое лесничество
Целью данного исследования было изучить влияние Экстрасола и Гидрогеля на приживаемость 2-летних сеянцев сосны обыкновенной посаженных в грунт, подлежащий рекультивации, а так же влияние Гидрогеля на рост 5-летних культур кедра сибирского на рекультивационных землях.
Для этого на территории Виноградовского лесничества Московской области были поставлены 4 полевых опыта на песчаных отвалах после открытой добычи фосфоритов (рисунки 33-34).
По результатам осенних учетов проведенных в конце сентября все примененные варианты обработки корневых систем 2-летних сеянцев сосны в опытах 1-3 превышали контрольные показатели. Схема опытов и результаты представлены в таблице 21.
Данные таблицы 21 представляют, что обработка корней сеянцев сосны 10% раствором Экстрасола в опыте 1 более чем вдвое повысила их приживаемость на 130% относительно контроля. Внесение в посадочное место сухого гидрогеля в опыте 2 (рисунок 34) также привело к улучшению приживаемости, но в меньшей степени, на 70% выше контроля. Наилучший эффект приживаемости был отмечен при обработке корней сеянцев сосны набухшим в воде Гидрогелем в опыте 3 (рисунок 33), в этом варианте приживаемость сеянцев была более чем вдвое выше контроля - на 167% (рисунки 35-36). Такие высокие показатели не случайны, поскольку Гидрогель способствует накоплению и удержанию влаги в ризосферной зоне это позволяет корневой системе сеянцев быстрее адаптироваться, что весьма важно в условиях её дефицита на песчаных отвалах рекультивируемых земель. Следует отметить, что в течение вегетационного сезона 2014 года на исследуемых посадках агротехнические уходы не проводились.
Для постановки опыта 4, в начале весны 2014 года набухший в воде Гидрогель вносился под корневые системы ранее посаженных, ныне 5-летних культур кедра сибирского и во время проведения их осенних учетов было отмечено увеличение всех биометрических параметров и массы. Схема опыта и результаты представлены в таблице 20.
Результаты осенних учетов, представленные в таблице 22, показывают увеличение роста культур на 39%, и повышение сухой массы корней на 76%, а надземной части, за счет лучшей охвоёности, на 43%. Длина корней была выше контроля на 39%, а диаметр корневых шеек на 31%.
Эти показатели говорят о том, что внесение Гидрогеля в корневые системы 5-летних культур кедра сибирского в целом оказали положительное воздействие не только на увеличение их биометрических параметров, но и на их массу.
Результаты поставленных в Виноградовском лесничестве опытов свидетельствуют о положительном воздействии Эктрасола и Гидрогеля на приживаемость 2-летних сеянцев сосны обыкновенной и на успешный рост 5-летних культур кедра сибирского на рекультивируемых песчаных отвалах.
Выводы к главе 5. Полевые опыты были поставлены в четырех питомниках зоны смешанных лесов московской и тверской областей. Для постановки опытов использовали рекомендации Доспехова [31], ВНИИЛМ и МГУЛ. Опыты проводили на едином агрофоне, где повторности контроля и опыта располагались на одной площади. Этим достигалось исключение других факторов (почвенноклиматического и агротехнического). Кроме предпосевной обработки семян ЭМП, непосредственно перед посевом проводили полив почвы 1% раствором Экстрасола и внесение в почву влагоудерживающего Гидрогеля в сухом и в набухшем в воде состоянии.
Отмечено, что обработка семян ЭМП перед посевом способствовала повышению выхода сеянцев на 32%. Увеличилась масса однолетних сеянцев на 39%. Преимущество над контролем по массе на 72% сохранилось и на второй год выращивания, сеянцы практически достигли стандартных размеров (Калининский питомник). Также предпосевная обработка семян ЭМП способствовала повышению выхода сеянцев на 48% по сравнению с обработкой их Цирконом (питомник Куровского участкового лесничества).
Два года наблюдений за динамикой изменения биометрических показателей сеянцев ели выращенных из семян обработанных ЭМП и посеянных в почву, политую 0.1% Экстрасола, показали хорошую статистику; так высота опытных однолетних сеянцев была выше контроля на 28%, 2-летних на 31%. Выход однолетних сеянцев особо повышался (52%) в варианте с использованием обработки семян ЭМП и с посевом в почву, политую 1% раствором Экстрасола (питомник Правдинского лесхоз техникума). Заметно, на (53%) повышал выход сеянцев, набухший в воде гидрогель, внесенный в посевные строчки. Показатели опыта с использованием сухого Гидрогеля (40%) заметно уступали таковым с использованием предварительно набухшего в воде (питомник Ульянинского участкового лесничества). Вероятно, после внесения сухого Гидрогеля в посевные строки следует сразу же после посева семян проводить полив, лучше 1% раствором Экстрасола.
В целом все три испытываемых компонента воздействия на семена ели перед посевом (ЭМП, Экстрасол, Гидрогель) проявили себя положительно как совместно, так и по отдельности и могут служить элементами интенсификации агротехники выращивания сеянцев ели европейской повышающих их выход в питомниках.
Дополнительные лабораторные опыты с семенами интродуцированной сосны Банкса и полевые опыты с сеянцами сосны обыкновенной и 5-летними саженцами кедра сибирского в рекультивационных культурах лишь подтвердили положительную эффективность воздействия ЭМП, Экстрасола и Гидрогеля на растения хвойных видов.