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

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.

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.

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.

Рисунок 1 - Грунтовая всхожесть и энергия прорастания семян хвойных пород

DOI:10.23670/IRJ.2022.126.55.2

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.

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

DOI:10.23670/IRJ.2022.126.55.3

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

DOI:10.23670/IRJ.2022.126.55.4

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%.

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.