A STUDY OF THE EFFECT OF ARTIFICIAL LIGHT AND BARBOTAGE ON THE GROWTH OF SEEDLINGS OF SCOTS PINE AND SIBERIAN LARCH

Research article
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2022.126.55
Issue: № 12 (126), 2022
Suggested:
31.10.2022
Accepted:
08.12.2022
Published:
16.12.2022
1215
2
XML
PDF

Abstract

To increase the production of planting material with closed root system in Siberia, the choice of sowing timing becomes relevant, which will increase the number of rotations per year. The aim of our research was to study the effect of artificial light on the growth of seedlings of Scots pine and Siberian larch when using different methods of seed pre-sowing treatment. Seeds of quality class I of different batches were used for the experiment. Seed pre-sowing preparation was carried out by two methods: soaking for nine hours and four-hour barbotage. Sowing was carried out in cassettes, part of which after emergence of seedlings was placed in a light-tight chamber with artificial lighting with a phytolamp of weak violet light. The other part was in the conditions of natural light. The experiment was conducted under laboratory conditions from February to March. It should be noted that, despite the lack of significant differences between the methods of seed preparation for sowing in terms of germination energy and ground germination, seed barbotage had an effect on the intensity of seedlings growth. A different response of seedlings to artificial light was observed. The combination of barbotage of larch seeds and artificial light for 8 hours daily increased the height by 15,4%, while soaking only increased the height by 7,0%. The effect of artificial lighting on the growth of Scots pine seedlings was less significant. Thus, to increase the number of rotations and reduce the time of seedlings growth in early sowing of Siberian larch seeds, it is promising to use artificial lighting for 8 hours.

1. Введение

Выполнение требований современного законодательства в области лесовосстановления остро обнажило проблему в ежегодном получении качественного посадочного материала в больших объемах.  Решение такой задачи во многом связывают с внедрением технологии контейнерного выращивания сеянцев в контролируемых условиях. Разработка технологии базируется на результатах эколого-физиологических исследований роста и развития сеянцев в связи с внешними условиями. Проводятся исследования по оптимизации физико-химических характеристик контейнерных субстратов. Активно ведутся работы по разработке ресурсосберегающего состава субстрата [13], подбора стимуляторов роста для предпосевной обработки семян, применения удобрений, выбора сроков ротации, размеров и материала кассет [1], [7], [10], [12]. Реже встречаются работы по применению искусственного освещения. Было установлено влияние красного и синего спектра на развитие ассимиляционного аппарата сеянцев сосны обыкновенной и ели европейской. Отмечены различия в реакции на синий цвет [5]. Испытание влияния четырёх различных светодиодов непрерывного спектра на рост Pinus sylvestris L. (PS) и Abies borisii-regis Mattf показало, что увеличению гипокотиля способствовал флуоресцентный свет [14].  В условиях Среднего Урала установлено, что минимальная продолжительность светового дня для роста сеянцев сосны обыкновенной, лиственницы Сукачева, ели сибирской в осенне-зимний период выращивания должна составлять 12-13 часов, освещенность 200 мкмоль м˗2с˗1 [3].  В целом короткий световой день ограничивает нормальное развитие сеянцев и приводит к ранней остановке роста [11].

Целью наших исследований стало изучение влияния разных условий освещения и способов подготовки семян к посеву сосны обыкновенной и лиственницы сибирской на рост всходов.

2. Методы и принципы исследования

Для опыта были взяты семена лиственницы сибирской (Larix sibirica L.) и сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) I класса качества разных партий (таблица 1). Перед посевом семена хранились в течение гола в соответствии с установленными требованиями. Опыт проводился с февраля по март месяц в лабораторных условиях.  Часть семян перед посевом намачивалась в слабом растворе марганцовокислого калия в течение 9 часов [5] (контрольный вариант), другую часть барботировали в течение 4 часов (опытный вариант Б). Все семена высевались в специализированный грунт для хвойных видов в кассеты на 96 ячеек по 2 семени в ячейку.  В каждом варианте опыта использовалось по 24 ячейки. Высев семян проводился раздельно по каждой партии семян, взятых для опыта. После появления всходов часть высеянных кассет содержалась в условиях естественного освещения, другая – в светонепроницаемой камере, где обеспечивалось ежедневное освещение только с помощью фитоламп Uniel10 w слабо фиолетового цвета (по одной лампе на каждый поддон с кассетой) в течение 8 часов, что соответствует продолжительности светового дня.  Каждые три дня у всходов измеряли высоту. Проводился полив дождеванием. В опыте была рассчитана грунтовая всхожесть семян и энергия прорастания в соответствии с принятыми методиками в лесном хозяйстве и сроки, установленные ГОСТом 13056.6-75 для сосны обыкновенной и лиственницы сибирской.

Таблица 1 - Характеристика семян, взятых для опыта

Номер варианта

Место заготовки семян

Всхожесть, %

Энергия прорастания, %

Масса 1000 шт. семян, гр.

685

Красноярский край, Галанинское участковое лесничество Казачинского лесничества

98

95

6,86

762

Республика Тыва, Шагонарское лесничество

91

78

6,95

763

93

79

6,85

3. Результаты

В результате проведенных исследований установлено, что 4-х часовое барботирование семян оказывает различный эффект на грунтовую всхожесть и энергию прорастания в зависимости от вида и партии. Так, в опыте с сосной обыкновенной кратковременная барботация увеличила энергию прорастания семян на 6,3 %. Ранее другие авторы отмечали  успешные опыты по барботации сосны и ели в течение 6-8 часов [2]. Барботация семян лиственницы не оказала существенного эффекта на их посевные качества (рисунок 1). Можно отметить, что при меньшей массе 1000 шт. семян лиственницы сибирской показатели энергии прорастания и всхожести между опытными вариантами отличались менее значительно, чем в партии с более тяжелыми семенами. Возможно для данного вида требуется дифференцированный подход к продолжительности барботации в зависимости от массы 1000 шт. семян.

Грунтовая всхожесть и энергия прорастания семян хвойных пород

Рисунок 1 - Грунтовая всхожесть и энергия прорастания семян хвойных пород

Наблюдение за динамикой роста всходов в течение одного месяца в зависимости от типа освещения и способа подготовки семян к посеву показало, что реакция изучаемых видов на искусственное освещение различна. У сосны обыкновенной активней прирастали в высоту всходы отбработированных семян, медленней – при намачивании и естественном освещении. Однако существенных различий опытные варианты не достигли. Интенсивней по высоте прирастали всходы лиственницы сибирской при сочетании барботирования семян и искусственного освещения (рисунки 2, 3). Учитывая, что существенных различий в росте сеянцев сосны обыкновенной и лиственницы сибирской разных партий не наблюдалось, они были сгруппированы по способам подготовки семян к посеву и условиям освещения. Все данные подчиняются нормальному распределению (коэффициент Колмагорова-Смирного менее 1). Средняя высота всходов сосны обыкновенной в зависимости от условий освещения при намачивании и барботировании отличалась слабо.  Иное наблюдается в опыте с лиственницей сибирской. Так, высота всходов лиственницы сибирской в условиях естественного освещения, но при разных способах подготовки семян, отличалась на 10,2% и была выше при намачивании семян. Однако искусственное освещение данные различия  между опытными вариантами сгладило.
Динамика роста всходов лиственницы сибирской при естественном и искусственном освещении

Рисунок 2 - Динамика роста всходов лиственницы сибирской при естественном и искусственном освещении

Динамика роста всходов сосны обыкновенной при естественном и искусственном освещении

Рисунок 3 - Динамика роста всходов сосны обыкновенной при естественном и искусственном освещении

Сравнение роста всходов лиственницы сибирской в зависимости от условий освещения показывает, что  более интенсивный прирост в высоту наблюдается при искусственном освещении. Так, средняя высота всходов под фитолампой  составила на 20-ый день наблюдений 4,5±0,09-4,6±0,10 см, а при естественном освещении 3,9±0,12-4,3±0,11 см. Разница составила 7,0-18,0%, достигая существенных различий при сочетании барботирования семян и дальнейшем выращивании этих всходов под фитолампой в течение 8 часов ежедневно (таблица 2). Дисперсионный анализ показал, что доля влияния условий освещения составляет 53,2%, подготовки семян к посеву 11,9%.

Таблица 5 - Высота сеянцев хвойных видов в зависимости от условий освещения на 20-ый день после появления всходов, см

Условия освещения

Способ предпосевной обработки семян

намачивание

барботирование

Хср±m

V, %

tф

Хср

±m

V, %

tф

 

Сосна обыкновенная

Искусственное

3,6±0,12

15,0

0

3,9±0,11

15,2

0,59

Естественное

3,6±0,15

15,8

3,8±0,13

15,4

 

Лиственница сибирская

Искусственное

4,6±0,10

13,5

2,02

4,5±0,09

12,5

4,00

Естественное

4,3±0,11

17,1

3,9±0,12

18,4

Примечание: t05=2,04

4. Заключение

Как показали исследования, кратковременное барботирование в течение 4 часов не оказывает существенного влияния на всхожесть семян лиственницы сибирской. У сосны обыкновенной отмечается небольшое увеличение энергии прорастания семян. Всходы сосны обыкновенной и лиственницы сибирской проявили разную реакцию на искусственное освещение. Применение освещения в течение 8 часов оказало стимулирующий эффект на интенсивность прироста всходов лиственницы в высоту, что можно использовать при ранних посевах, увеличивая число ротаций в год.

Article metrics

Views:1215
Downloads:2
Views
Total:
Views:1215