Научный журнал

Фундаментальные исследования

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Морозова Е.В. 1 Иозус А.П. 1 Зеленяк А.К. 2

---

1 Камышинский технологический институт (филиал) ГОУ «Волгоградский государственный технический университет»

2 ГНУ «Нижневолжская станция по селекции древесных пород Всероссийского НИИ агролесомелиорации»

В степной зоне сосредоточен основной объем агролесомелиоративных работ в нашей стране. Одним из основных лимитирующих климатических факторов для роста и развития растений в степной зоне является теплообеспеченность. В статье рассматривается влияние теплообеспеченности на рост и развитие сеянцев сосны в лесных питомниках степной зоны. Для установления закономерности влияния теплообеспеченности на развитие сеянцев сосны были использованы методы регрессионного анализа. В результате обработки опытных данных установлено, что зависимость между теплообеспеченностью и развитием сеянцев сосны лучше всего описывается уравнениями показательного (экспоненциального) типа, а зависимость между теплообеспеченностью и ростом сеянцев сосны лучше всего описывается уравнениями логарифмического типа. На основе уравнений этих типов построены уравнения зависимости роста и развития сеянцев сосны от теплообеспеченности. Полученные результаты могут служить основой для научного обоснования выхода посадочного материала в питомниках в зависимости от географического положения мест выращивания.

Статья в формате PDF

408 KB

сеянцы сосны

регрессионный анализ

теплообеспеченность

высота

сухая масса

питомник

1. Байтулин И.О. Создание лесного питомника и технология выращивания посадочного материала. – Костанай: Костанайполиграфия, 2009. – 48 с.

2. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2007. – 366 с.

3. Маттис Г.Я. Интенсификация выращивания посадочного материала для защитного лесоразведения. – М.: Лесная промышленность, 1976. – 144 с.

4. Новосельцева А.И., Смирнов Н.А. Справочник по лесным питомникам. – М.: Лесная промышленность, 1983. – 280 с

5. Редько Г.И., Огиевский Д.В., Наквасина Е.Н. и др. Биоэкологические основы выращивания сеянцев сосны и ели в питомниках. – М.: Лесная промышленность, 1983. – 64 с.

6. Стрижов В.В., Крымова Е.А. Методы выбора регрессионных моделей. – М.: ВЦ РАН, 2010. – 60 с.

7. Тимирязев К.А. Избранные сочинения по хлорофиллу и усвоению света растением. – М.: Изд-во Академии наук СССР, 1948. – 360 с.

Необходимыми условиями жизни растений являются питательные вещества, влага, газовый состав и влажность воздуха, свет и тепло. Для сеянцев древесных пород, выращиваемых в лесных питомниках, наукой и практикой [1, 3, 4, 5] установлены оптимальные параметры большинства этих факторов, которые удовлетворяются за счет местных естественных климатических ресурсов и применения специальной агротехники.

В современных орошаемых питомниках в любых географических пунктах питательный, водный и газовый режимы являются относительно легко регулируемыми земными факторами, ни одно из этих условий жизни сеянцев не может объективно лимитировать продуктивность лесных питомников в разных географических пунктах выращивания.

Труднее поддаются регулированию космические условия роста растений — свет, тепло и относительная влажность приземистого слоя. К.А. Тимирязев [7] указывал: «...предел плодородия данной площади земли определяется не количеством удобрения, которое мы могли бы ей доставить, не количеством влаги, которою мы ее оросим, а количеством световой энергии, которую посылает на данную поверхность Солнце».

От количества световой энергии, как известно, зависят теплообеспеченность и в большой степени относительная влажность воздуха приземного слоя почвы, которые определяют возможный предел продуктивности питомников в географическом аспекте.

Рассмотрим влияние этих факторов на продуктивность лесных питомников в степной зоне, в которой сосредоточен основной объем агролесомелиоративных работ в нашей стране.

Степная зона России простирается длинной, сравнительно узкой полосой от западной границы до предгорий Алтая на востоке, в связи с этим изменения основных составляющих климата: радиационный баланс, сумма активных температур, длина вегетационного периода – более контрастно выражены в направлении с запада на восток, чем с севера на юг. Фотосинтетически активной радиации в пределах степи достаточно для развития полевых культур. Таким образом, основными лимитирующими факторами для роста растений в степной зоне являются сумма радиации, тепло и относительная влажность воздуха.

Имеющиеся литературные данные [1, 3, 5] показали, что сеянцам каждой породы, независимо от мест выращивания для прохождения биологических циклов роста и развития за вегетационный период, нужна определенная, биологически потребная сумма температур, складывающаяся из среднесуточных температур больше +10 °С за период от начала появления всходов до закладки верхушечной почки. Для однолетних сеянцев сосны она ориентировочно равна 3000–3100°, вяза обыкновенного – 2900–3000°, березы – 2600–2700°, ясеня зеленого – 1600–1700° и т.д. Из этого следует, что биологические возможности сеянцев древесных пород могут быть полностью использованы с получением максимальной массы в географических районах, достаточно обеспеченных тепловыми ресурсами. Там же, где теплообеспеченность местности ниже биологической потребности, однолетние сеянцы древесных пород преждевременно закладывают верхушечные почки и заканчивают рост, не достигая биологически возможной величины. В таких районах обосновано применение теплиц с полиэтиленовым покрытием для искусственного удлинения вегетационного периода.

В задачу исследований входило изучение зависимости роста сеянцев от теплообеспеченности мест выращивания.

Для этой цели был проведен посев семян сосны обыкновенной в двух географических пунктах степной зоны – в Шахматовском опытно-производственном лесопитомнике Оренбургской области и питомнике ВНИАЛМИ (г. Камышин).

Обыкновенные черноземы Шахматовского питомника имеют легкий механический состав, содержат 4–5 % гумуса. Средняя многолетняя температура воздуха составляет 5 °С, среднемноголетнее количество осадков в год – 315 мм, относительная влажность воздуха за вегетационный период (май – октябрь) – 61 %, сумма температур выше 10 °С – около 2500°, радиационный баланс – 43,7 ккал/см2 в год.

Опытный питомник ВНИАЛМИ представляет собой искусственно построенный участок для выращивания сеянцев в бетонированных грядках, заполненных плодородным растительным грунтом светло-каштанового типа легкого механического состава, содержащим около 3 % гумуса. Среднемноголетняя температура воздуха составляет +7,6 °С, количество осадков 318 мм, относительная влажность воздуха за период вегетации (май – октябрь) – 52 %, сумма температур выше +10 °С – около 3300°, радиационный баланс – 50,1 ккал/см2 в год.

Агротехника выращивания сеянцев в обоих пунктах не имела отличий. Она включала посев одной партией семян с одинаковой нормой, схемой и нагрузкой сеянцев на единицу площади, подкормку и полив в объеме рекомендуемого оптимума.

На опытных участках ежемесячно определяли сухую массу и высоту сеянцев. Биометрические исследования сопровождались анализом температур за период выращивания (таблица).

В результате обработки опытных данных известными методами математической статистики [2, 6] установлено, что зависимость прироста сухой массы сосны от теплообеспеченности мест выращивания лучше всего (с достоверностью аппроксимации R > 0,99) описывается уравнением экспоненциального типа (рис. 1):

у = A∙e^kT, (1)

где у – масса сеянцев; А – свободный член; k – коэффициент; Т – сумма температур больше +10 °С за период выращивания.

Зависимость же высоты сеянцев сосны от теплообеспеченности мест выращивания достаточно хорошо (с достоверностью аппроксимации R > 0,97) описывается уравнением логарифмического типа (рис. 2):

y = klnT + b, (2)

где у – высота сеянцев; b – свободный член; k – коэффициент; Т – сумма температур больше +10 °С за период выращивания.

Для каждого варианта опыта коэффициенты для уравнений зависимости массы и высоты сеянцев от фактической теплообеспеченности вычислили методом наименьших квадратов [2, 6].

Сухая масса и высота сеянцев сосны в сезонном цикле в зависимости от теплообеспеченности пунктов выращивания

Рис. 1. Диаграмма рассеяния и уравнение регрессии (с коэффициентом детерминации R2), описывающее зависимость сухой массы сеянцев сосны от теплообеспеченности: 1 – г. Камышин; 2 – с. Шахматовка

Рис. 2. Диаграмма рассеяния и уравнение регрессии (с коэффициентом детерминации R2), описывающее зависимость роста сеянцев сосны от теплообеспеченности: 1 – г. Камышин; 2 – с. Шахматовка

Расчеты подтверждают тесную корреляционную связь роста сухой массы и высоты сеянцев сосны от температуры (корреляционное отношение 0,97–1,0).

Исследованиями установлено, что выход стандартных сеянцев при одной и той же массе их на единице площади находится в большой зависимости от густоты растений, т.е. величины площади питания. Для сосны, например, 75 % стандартного посадочного материала можно получить при густоте 2 млн шт. на 1 га питомника. При такой густоте посадки построенные уравнения регрессии должны быть справедливы для орошаемых лесных питомников.

Выводы

При высокой агротехнике выращивания сеянцев в открытом грунте одним из основных факторов, лимитирующих продуктивность питомников в различных географических районах, является сумма активных температур.

Установленные математические связи прироста органической массы сеянцев сосны от теплообеспеченности позволили построить уравнения выхода посадочного материала в зависимости от суммы активных температур.

Полученные результаты могут служить основой для научного обоснования выхода посадочного материала в питомниках в зависимости от географического положения мест выращивания.

Рецензенты:

Васильев Ю.И., д.с.-х.н., профессор, главный научный сотрудник Всероссийского НИИ агролесомелиорации Российской академии наук, г. Волгоград;

Рулев А.С., д.с.-х.н., заместитель директора по науке Всероссийского НИИ агролесомелиорации Российской академии наук, г. Волгоград.

Работа поступила в редакцию 06.11.2014.

Библиографическая ссылка