Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эколого-биологические аспекты реакции сеянцев сосны обыкновенной на воздействие пестицидов

ВАК РФ 06.03.01, Лесные культуры, селекция, семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Эколого-биологические аспекты реакции сеянцев сосны обыкновенной на воздействие пестицидов"

На правах рукописи

РГ6 о л

Ермакова Мария Викторовна

ЗКОЛОГО-ШОЛОШЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РЕАКЦИИ СЕЯЗЩЕВ СОСНЫ ОЬШШОВЕИНОЛ ' НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ПЕСТИЦИДОВ

05.03„01 - лйс/шй кульгури, салзкцкя, семеноводство и озеленение городов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени иавдядата сельскохоэяйствогшых паук

Екатеринбург 1995

Работа выполнена в Институте леса Уральского отделения Российской академии наук.

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук.

старший научшй сотрудник Фрейберг И

Официальные оппонентц - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Прокопьов Н.М.

кандидат сельскохозяйственных наук, доазнт Капралов A.B.

Ведущее предприятие - Институт биология Коми цен

Уральского отделения Российской академии наук

Защита состоится g 0A.Cjtf/ijr 1995 г. в /О часов на заседании диссертационного совета Д 063.35.01 Уральской государственной лесотехнической акодемал.

С диссертацией иолшо ознакомиться в <За0лиотеко азадемки. Адрес - 620032, г. Екатеринбург, Скбирсккй тракт, 37

Автореферат разослан

«yj« . од 1995 г>

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность теми. Загрязнение природной среды обусловле-[О как эмиссиями промышленных производств, тая я сознательным ¡несением в процессе хозяйственной деяте-тьносгя биологически

шсояоадтявнах опгаяячосяих соединений - пестицидов. Испольэо-

о

запив их длительное врэкя рассматривалось только с яолоашгаль-юй стороня я почтя по затрагивалась отрицательные последствия» Зегодия всо больше подтверждается концепция о тем, что повсеместное применение ядохимикатов нелзбеето ведет к оерьезты, зачастую непредсказуемом катастрофическим последствиям.

.Насколько нам известно, patíoru рассматразапазе различпне сторонн.последствий применения пестицидов, в та.? числе я широкий споятр их действия, на хвойшо породи, которие ояя призвана защищать от сорной растительности плп инфеяционпих заболеваний в лескнх питомниках, отсутствует как в напей стране, так я за рубезем. Наблздащоеся в настоящее время в Уральского регионе опроделенноэ неблагополучие с посадочнкм материалом сос-¡ш обшшовонной, как показал анализ производственных цатераа-лов, по временшш рамкам совпадает с пярокш внедрением в агротехнику внрадаваяия в лесшос питомниках комплекса аестпцздов, включая фунгяцвди к гбрбацддо. 3 этой связи, представляется несомненно актуальный изучение последствий воздействия биологически высоноантялпнх органических соединений - пзстицедоэ - на столь ценнуз древеснуэ породу как сосна обшшовеняая.

Цель я задача лсследоззт'л. Цоль работ - изучение в различных почвекно-кликатаческих условиях последствий воздействия на сеянцы сосни сестивддоп, используемых при аирощивагош посадочного материача. В работе ставились задачи исследования современного состояния 2-летних сеянцев сосни путем оценки их мор-фо-бкометркчесши характеристик, разработки осповннх критериев установления тератшорфпих морфологических групп сеначав, изучения характеристик иммунитета сеянцев различных морфологических групп и роста з окольном отделения и па лесокультурноЗ площади саженцев с нормальным ненарушенным и аномальном морфологическим строение«, а танго оценка хозяйственной целесообразности применения гербицидов в питомниках.

Научная новизна работп. Впервие установлена связь ¡ленду возникновением тератогенеза сеянцев сосна з.. копаемовакием trps

использованием прл их выращивании пестщвдол. Установлена эа-г виоимооть варьирования .количества тератсморфных сеянцев о* варьирования почвеано-климаткческих условий выравдвання. Впервые выявлены закономерности нарупений корреляции параметров стволика сеянцев в результате пестицидного сшщроыа и разра- < ботопи основные количественные критерии выделения морфологических групп сеянцев. На основе анатомических исследований хвои и изменения в ней активности пероксадазы показало падение пммуншос свойств торатсмор&ых сеянцев.

Практическая ценность полученных результатов. Выявлена ие-перспективность создания лесных культур сосни из посадочного матераала, выращенного с применением пестицидов, а^^ет установлена хозяйственная нецелесообразность использования гербицидов для уничтожения нежелательной сорной растительности в лесных питомниках. Данные исследований могут быть использованы для внесения корректив з существуйте технологии выраддве-няя сеянцев и для проведения комплексной оценки состояния по-, садочного матераала в условиях Уральского региона.

Апробация работы. Материалы диссертации были предсгавлеш: па Бсоссшпом координационном совещании по лесным патошшкаы. Архангельск, 1986; на Республиканской научно-практической конференция "Проблемы использования, воспроизводства и охраны лесных ресурсов". Йошкар-Ола, 1989; на Всесоюзной иаучно-практи-чеоко£ конференция "Ускорение соцяашю-экономаческого развитая Урала". Свердловск, 1989; на Республиканской научной конференции "Прсшишеяная ботаника: состояние и'перспективы'раззк-тия". Донецк, 1990; на Меядународной конференции молодых учэ-. них. Йошкар-Ола, 1992; на научно-практической конференции "Проблемы восстановления лесов ка Урале". Екатеринбург, 19Э2.

Публикация. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ.

Объем диссертации. Диссертация сострят из введеная, восьми глав, основных выводов, списка литературы, содержащего 210. наимежгвнгЗ, в-том числе 26 иностранных. Работа включает 176 страниц машинописного текста, 32 таблицы, 8 рисунков.

Глава I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА II ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Одна из ссновяшс задач совретенпого лесного хозяйства - г.и-рапцшаипа и ос ад oui ого материала хозяйотвошю цашшх хвоЯгшх пород для пскуесгвепяого „тесовосстанозленля, НаУлвдспяя пояазаяп, что качество выращиваемого з лесннх пятсмнаяах Уралъоког^ региона посадочного материала сосни обктшовеялоЯ явно ухудшилось. Изучит ыорфодогия 2-летпнзс сеянцев еостз, вираи;етшх в базястгх шгсшпжах, позволяло установит/., что по своей мсрфолспш сян подразделяется на грушш«, Одна, самая малочисленная, представлена сеянцами с ненаругклпшм моррогсиезш, соответствующим криво« • дш<еш в литература оштсшаш/Кояшжоз, I95-Î; Вулигян, 1985, /. Осгальшю явяяхтся тератомор^ада - у .них язмспена морфология при~ сущая сеянцу сисиц.и огиочается слабое пркяреплопяо ("сипучееть") хвоя. По характеру патологических язмепеняй тораташрфа, делятся па апомашшв с крупяпма наруаеняякп строения и условно нормлдь-кие, с аепзе розкяка нарушениями морфогенеза.

При аномальном развитии сзянци приобретают уродлквий» на свойственник сосна' о&тан, ц различиях частях «велика идет doопо~ рядомлоз вотплепяо и изменяется хвоя.

Условно норкалыше соянцн характеризуются нарушенном соот- 7 кошения частей столица нотсутствием дополнительных побегов, Qim гыдоляйтся визуально по непомерно длинной хвое, небольшой висотэ-(менее ГО c.'í) и уплаченному относительно высоты диакотру по сравнен.«» с сеянцами тякоЯ жо внести, но с ясиеруиеимзд моногенезом.

Причини тератогенеза сеянцев соспн до сдх пор оставалась не виясяешюЗ. Это явленно не связано с действием патогеноо: на хвоо и стволиках r ч л; где л отсутствовали новообразования и по уста-новлоно снижения содержания в хвое хлорофилла, что наблюдается у яафицировозтих растений /Куирезич, 1347/,

Пшаа исслодованкя показала, что в результате примененияs процессе внраадаааняя пестицидов происходят накопление ах оотат- * ков в ночзо и отдельных частях сеяш'ов сосвд.

Наиболее вероятным является предположение, что изменение фз~ нотишиеского облика сеянцев соекк связано с действием пестицидов, исполъзуежх в производственном процессе..

В настоящее время известно, что все без исключения иестици- " ди, а в особенности их метаболит, характеризуются мутагенной,

- S -

канцорогенно!'., омбриотоксической и тератогенной активностью по отношениям к живым объектам окружающей среда /' Куришшй, Пилип-ская, 1976; Яблокоэ, 1988; Макарова, 1989/.

Во взаимодействии пестицидов с почвой главную роль играет аочтшый поглощающий всмялено. Поведение токсичных соединений при этом определяется процессами адсорбции-десорбции, разложения и перемещения, составляющих клесте суммарный процесс инактивации. Инактивация ядохимикатов во-многом зависит от совместного действия действия биотических и небиотичоекцх факторов среда /Рэуцо, Кырстя, 1985; Гербицида и почва..,, 1990; Круглов, 1991/. Накоплению пестицядоз з почве, особенно, в ее нняних горизонтах, способствует перемещение их путем диффузии и тока, соколл&тяны-■ш частицами, на которых они одсорбпрозалы/Сштщ ц, 1977; Фокгш, 1982; Джохансон, Донагаш, I9B1 ; Kfian, Нзлтиttoп,)9£0/.

Менее всего изученным и самым сложным остается вопрос о том, как растения поврездшэтея пестицидами. Показателем действия слугдт чувствительность растений к применяемым препаратам. Ядохимикаты могут оказывать влияние Па все процессы, имоааие отношение к метаболизму п росту растений /Борис, Бег,!, 1975; Деова, Лов-щи?, 1982; Федтке, 1985; Захаренко, 1990; Калла:; и др., 1990/.

Сведения о функционировании пестицидов в объектах окруааэ-: щей среды в основном относятся и области сельского.хозяйства. Исследования по применен!» ядохимикатов в. лесяои хозяйство-, в -, том числе я лесных пятшниках, весьма'незначительно пасаэтся проблемы последствий влияния этих биологически высокоактивных . соединена;}'.¡¡a сосну обыкновенную и сеянцы других -хвойных пород /Мярославова и др., 1977; 1991; Егоров, 1987; Иванова,'1987/.

Воздействуя ка живые объекты округдкщой,среды, в' там числа п па растения, пестициды как химические соединения могут вызывать нарушения физиологических,- морфологических п количественных признаков. Изменения otr имеют как наследственный (мутации), так s иоиаслсдстввкниа ..(хвксморфозы) характер а оказывают са-лос существенное действие па жизненно ваашо процессы гавого организма /Рапопорт в др., 1980; Гуляев, 1984/.

Признание пестицидов кач химического биологически высокоактивного фактора загрязнения окрукащай среда, оказывающего . генотопичэское и модифицирующее воздействие на ее гавые объекты, требует тщательного пзучешш проявления их де2сгаая. -

Глава 2. .ПРОГРАММ, МЕТОДИКА .И ОБЪЕМ ВиТГОШЕНЙЫХ РАБОТ

По тема диссертационно;! работа предусматривалось изучешю следующих основних вопросов: '

. I. Исследозать современное состояние посадочного мЛорпа-ла 2-летпгх.соянцоз сосни обыкновенной в производствен«!« лзс-пих питомниках в различных почвенпо-илпматичоснпх условиях Уральского региона.

2. Воспроизвести э полевых опытах явление тератогенеза 2-лзтлах сеянцев сосни. Установить критерия для характеристики 2-летних сеянцев сосны раздачнах морфологических групп.

3. Оценить состояние кммунитота 2-лс?шг.с соянцев сосны различных иорфологачес5!ИХ групп на основе изучения анатамшэс-1>ого строения их хвои в активности з ней фермента перо&идазы. Провести лабораторные опыты по определении фалы развития сеянца сосны, на которой возмог;о установление действия пестицидов. ■

4. Изучить рост я морфологическое состояние саткнцев сос-• ны, выращенных нз 2-лзтних сеякцоя различных морфологических

групп, в школьном от^леш»: плте:,этапов и на лесокудьтурной площади. Оценить рост и состояние производственных лесных культур, создашгых из тератоиорфного поездешогэ материала соаш.

5. Оценить хозяйственную целесообразность применения гер-б;щадов для уш:':гс.=:е;п!я сорной травянистой растительности в лесных питомниках.

Отбор образцов сеянцев при выполнена« I, 2, 3 и 4-го лрог-рагл/лого вопросов проводился с учетем шлевдихся рекомендаций . /Новосельцева, Смирнов, 1583/. Минимальный объем смешанного об-■• разца - 500 растений. Отобранные соянцц сосны по морфологическому состоял::» распределялись на груиш /Фрейберг а др., 1989/. В каздей .морфологической группе бралось по 50 растений для измерения их биометрических показателей.

Одновременно с отбором сеянцев проводилось описание почвенного профиля и отбирались образцы для определения водно-физических Р агрохимических свойств почвы /Качинский, 1965/; Агрохимические методы исследования почв, 1975/. В смешанном образце по частным методика',! определяли: ездзрж^ие гумуса, ^ К^О, 'ГДДРОлимпескую кислотность,сумму погловди^нх основа-

- а -

нпй, рН водной и солевой вытяжки /Лршгушнина, 1962; Александрова, Найденова, I98G/. .

При решении 2-го вопроса были заложены полевые ыслкоделя-ночные и крупноделяночныЯ ошты на площадях, где но использовались средства химизации. Участки располагались вне зоны ак- , тивных промышленных выбросов. Обеспечивалась тщательная изоляция каждого варианта. При посеве применялись семена имеющие паспорт качества государственного образца.

Отбор я фиксация образцов хвои по 3-му программному вопросу осуществлялась на основа имевшихся рекоглендащШ /Оурсг, 1979/. Изучение анатомического строения хзоа проводилось с помощью микроскопов М5И-1, Виола«?-?, I.5C-9.

Лабораторные исследования с ,рроростксмп сосны ¿¿шолкялнсь по методике Ю.В.Ракитина и В.Е.Рудпик /1972/.

Определение активности пероксидазп.з хвое сеянцев и проростках сосни проводилось по методу ЛЛ.Болртша /1951/.

Для выполнения 4-го программного вопроса были зелокзкн два опытные толп сосны' из 2-лвпшх соякцеа различных mplozo-гическнх i-pynn. Пооло 2-х летнего пробивания в ¡коло растения билп шеагены на опытней лосокультурпой плоцадп. В г.кщз дого вегетационного периода в опытно!! акая? и па леаозукьтур-ной площади изучались пракиваомооть, морфодошчосмоо состоя-$шо к <$яа;отр.'псскко показатели саженцев»

Исследовало производственных лсскых культур .cosua прозэ-далось в соохвотоиш с требованиями ОСТа 56-92-87 ьКр:ь«урп ласлыо. Оценка качества" и дояаоткгашто вялвчало изучггтз г.:ор~ фологачеокого состоянкя раетзний»

Вкпсякегмо 5-го программного вояроса осзтаскжяооь ао имоадшлоя котодкшл Л'ногрукция по определения сасорсияс-схп полай..., 1985; Коаов, 1990/.

Дополнительные исследования - ссдзрканио зедоро^лла с xsoo сеянцов и остаточных количеств постицедов в .почтенных. п -рзеги-телькшс образцах выпсйнялйсь по .соогазтотяуюцаз. кахедэкел . /Практику:.! по физиология растений, 1930? Пскова к ;ф,9 1972$ Метода определения кпкроколкчестз пестицидов „«,в6 1983/.

Полученные данные обрабатывались ыетодг&ц: вариационной статистики-/Никитин, Швэденко, 1978; Лакия, 19Ш/.

За период исследований выполнен следующий объем работ:

эсведено изучение состояния сосны d 26 посевных отделениях äcimx питомников, проанализировано морфологическое состояние злее чем 150 тыс. шт. и измерены биометрические показатели бо-50.чем у 60 тыс. шт. сеянцев я 2 тыс. шт. саженцав сосны. В ¡атомических исследованиях изучено около 2,5. тыс. шт. образов хвои, Еыполнепо 640 определений активности перокскдазы. Из-врены биометрические показатели 2 тыс. ит. проростков.^Ъпро-елеио содержание хлорофилла в 200 образцах хвоя. Проведеим нализы содержания остаточных количеств пестицидов в '30 печенных к растительных образцах. Методами варпациопной статис-ккя обработано свыпэ 300 тыс. шт. количественных данных.

Глаза 3. ПРИРОЛ310-Кт«АГ/5ЧЕШЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ИСИКДОЗАЖ!

Объекта исследований располагались а пределах, Свердловской, [ермской (лесная зона), Курганской, Челябинской (лесостепная юне) областей Уральского региона.

Климат района исследований меняется при продпааенни с за-1ада на восток от континентального на Урале до резко контв-шнталъного в Зауралье,

3 период проведения работ в I9EG...I994 гг. наблздалось lexoTopoe колебание температурного реаима по годам. Продояжи-гельность периода активно!! зегетацил менялась от 112 до 153 цней, отклонения от средней многолетней в большую или меньзую сторону делились почтя поровну. Сумка положительных средних суточных температур выше Ю°С была з пределах 1876...2480° с отклонением от средней иноголетпей на -118 и +350°. Максимальные и минимальные' отклонения от нормы среднемесячных температур воздуха в течение летних кесяцез составили -t-5,5 ц -1,5°С.

Количество осадков за вегетационный: период" различалось по отдельным годам. В P30S, 1930, IS93 ц 1994 гг. за течение 10°-ного периода количество осадков в районе исследований в 1,5... 2,5 раза превышало средние многолетние значения. В 1987... 1989 гг. количество осадков с начала мая по пернув половину июля, а в 1934 г. с начала мая. по первую половину июня на большей части района было в пределах 25...60$ от порш, что призе-ло к развитию почвенной засухи.

В пер;:с9, проведения исследований значение гвдротепмачоско-. го коэффициента (ГТК) колебалось в лесной зоне от 0,6 до 1,9, а а в лесостепной от 0,4 до 1,2.

Глава 4. МОР$0-БИйМЕТР11ЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОСТОЯНИЯ 2-ЛЕТНИХ СЕЯНЦЕВ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ , - В JIECHIiX ШЩШЖЛХ УРАЛЬСКОГО РЕГИОНА

Исследования проводились в базисных лесных питомниках Бл-оертского ЛПХ, Полевокого, Невьянского, Билимбаевского, Сухолоя окого, Талицкого, Уралмашевсного, Сысертского лесхозов, Сысерт-сяой производственной семеноводческой станции Свердловской об-лаотя (лесная зона), Прооветсного ОП ЛПХ, Кетозского, Шадрянско го, Юргамшокого, Шушганского (Курганская область) и Красноармейского (Челябинская область) лесхозов (лесостешая^зсяа). Выращивание посадочного материала, сосны в питомниках (згеисйпоче-нием контроля) проводится по интенсивным технология?/, вклпчаю-щим использование пестицидов /Новосельцева, Скарнов, IS83/.

Почва питомников относятся к подтипам дерново-подзолистых, светло-серых, серых, темно-серых лесных и оподзоленпых черноземов, средне- и легпосутлинистых, а таккз супесчаных и песчаных по механическому составу. Содержание гумуса 1,61...9,69%.

Изучение показало, что в лесшх питомниках Уральского реги ка наблюдается массозое нарушение морфогенеза 2-лстнпк сеянцев сосны. Сеянцы с ненарушенным морфогенезом составляли всего 7... 4ECS от общего числа растений в посевах, а в ряде случаев такие сеянцы вообще отсутствовали. Сеянцы условно нормальной геоэкологической группы представляли II.;.82^, а аномальной 10...81% от общего числа растений, а в целом количество тератшорфов достигало 52..Л00£.

В контроле (питомники Сысертской семеноводческой станции я Шумихипского лесхоза, &2, 1962 г.), где не использовались пасти цццы практически все сеянцы ¡шелл нормальное морфологическое строение и отсутствовали растения условно нормальной грушш.

3 остальных исследованных питомниках тератоморфныо сеянцы всегда были представлены растениями относящимися к обегал терат морфных морфологическим группам: условно нормальной и-аномальной. •: . ■

О необходимости подразделения 2-летиих сеянцев без резко выраженных нарушений фенотипа на . морфологические группн нормаль ных (с ненарушенным морфогенезом) и условно нормальных растений свидетельствуют результата изучения распределения их общей сово купиости по высоте отволока и по величине соотношения длины хво

I высотой стволака. Аппроксимация рядов распределения высот [роводнласъ иа основе использования модели б с т а- р а с >. ;р еде л е:-! ня, :оглаеоваш!0 параметров кривы:-; - с помощь» критерия Пирсона ;-Х.2). 2 контроле, где не использовались пестицида и отсутствовали сеянцы условно нормальной группы, кривая "распределения по зисоте носила равномерный характер и отличалась низким псказа-гелем асимметрии (Ад- =-0,015) и выраженной плосковзрщиш^сть» (Ех=-0,200). Б остальных случаях, крпзые распределения по высоте имели заметно вара^еннуэ правостороннюю асимметрию (Аз 0,109...1,238) и характеризовалась накоплением частот в области высот до 10 см. Установленная неравномерность, указывавшая на необходимость подразделения в этих случаях секнцез на морфологические группы, подтвердилась и при анализе распределения сеянцев но величине соотношения длины-хвои с высотой ствола;а. 5 контроле, кривая распределения^ построенная на осноЗ!» .¡сноль-зоваиип локюрмальной модели (ОС "=2,91<Х .лотп и

икала значительную празосторошиз асшгкетриэ (Л& =2,561) ц аы-рагеш-цй эксцесс СЕх=-9, З&ЗУ, вкокю отличалась достаточной ргшнонзрпость» и но имела сколько-нибудь выраяеш'Ой двухвераш-кссся крцзой. В отличие от к опт роля, кривые распределения по величине указанного показателя для остальных объектов в«олп слоямуэ конфигураций О двумя отдельными, заметно аираяйчяима ошсаил, что уяазывгзг на нзоднородность выборочной совокупности, возникшей з результата саэшзная двух кормашшх еонскуп-ностей /пикитдн, Швиденко, 1978/.

Анализ биометрических показателей позволял установить, что из все исследованных питомников (креме контроля) только з трех-из них (воз - лзсостеагач зона, черноземные почвы) наб-ладсиюсь' ксбольгкк аояачестао -15.; .24% стандартных сеянцев. В контроле количество кй;ах сеянцев составило 63...55%' от общего числа растений, а остальные относилась к нестандартным, в основном по величина -стволика (высота .менее 10 с.;). Результата кассовых азмзрэпий показала, что высота стволика условно нормальных и -аномальных сеянцев практически во всех случаях, была меньше 10 см. Установлено существенное увеличение длили " хвоя у условно нормальных а аксиальных сеянцев по сразчешш. с сеянцами Лгеннарупаникм морфогенезом (высота стволика мекав 10 см): Ьфа1{Т=4,34...б,46^с5=Г,98 и в большинства сравнений достоверное уменьшение высоты стволика у условна нормаль- "

них и аномальных растений по сравнения с нормальными (tj)aKT= 2,20...5,38>t 05-I,98).

Установлено (табл. I), достаточно близкое сходство средних величин показателей' корреляции параметров стволика 2-летпих сеянцев сосны по каждой морфологической группе а пределах лесной а лесостепной зоны района исследований. При сравнении зтях показателей сеянцев с ненарушимым морфогенезом и сеянцев условно нормальной группы установлены сведущие достоверные изменения: I. Увеличение отношения длины хвои к высоте стзолака (*Ь.фа1?г=209?о..6,46>^05=1{98) и отношения диаметра корневой шейки к высоте стволика (Ъфдд^З.З^вв.З^Т^Ъд^зГ.ЭБ)^ 2. Уиеш шзшга отаопения диаметра корневой пеГжя к длине хвои*©*, 4e33...7,I6>t.Q5=I,98) и отношонпя«прароста по высоте за 2-й год выращивания к приросту по высота за 1-2 год (t ^T=3,79 ,„в 65 67>L q5=I,98) у условно нормальных растений по сравнении с растениями с ненарушенным морфогенезом. Установленные достоверные изменения не зависели от природно-климатических условий выращивания.

Статистический анализ результатов исследований, проведенный с использованием коэффициента корреляции рангов Спирмена (Гз ) показал: независимо от условий выращивания кезду появле- ■ пием торатоморфных сеянцев и применением в технологическом процессе комплекса пестицидов существует полозительпая корреляционная связь Р, =1,00. : • ,;.'.;

Анализ по методу главных компонент позволил установить: преимущественное влияние на варьирование количества тсратомор-фов оказывает варьирование факторов почвенно-климатичсских условия выращивания. 3 значительно меньшей степени оказывает влияние различие в количестве сеянцев на I nor. ы., что согласуется с имеющимися сведениями о поведения постнэддов в почве /Рэуцо, Кыротя, 1986/.

Глава 5. ВЛИЯНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ШСОКОЛКТИШШ -

' 0?Г\НИЧЕСЯИХ СОЩШЕИЙ ЖГД, ФУ1ЩА30ЛА И 2,4-ДА , -НА СЕШЩ СОСШ ОБЫКНОВЕННОЙ

Опытные работы проводилась в условиях варокого спектра поч-венпо.климатических условий лесной (Свердловская и Пермская области) и лесостепной (Курганская область )з он Уральск ого рэгиг? •

Коррзяяцзя параметров 2-яетнпх соякцев сосш обыкновенной различных морфологических групп

Таблица I..

Зона Длина хзоа: ; высота стволика Дагяетр корневой вейки: высота стволика Диаметр корневой вкзйка: даинп хвои Прлрост 2-го года вырадаванпя: прирост 1-го года

и±т й+т 6 и±т <5 Мьт

Лесная 0,51+0,020 0,0-19

Лооостепная 0,55+0,023 0,074

Лесная 0,56+0,022 О,СИ

Лзсостояная 0,5^3,039 0,057

Ласкал ' 1,15+0,СоЗ 0,211

Лзоасгепаа?. 1,04+0,052 0е2Э0

Лссазя 1,38^0,172 0в570

Лэссота-лш 1,25+0,095 0„314

Нор.шлышо, высота стволика равна и б оде о 10 ал

0,15+0,0Ш . 0,018 0,17^0,014 0,037

Ноамаяьныо, высота

• 0,32+0,13 0,032 0,31+0,014 0,038

стволина хгнсо 10 см

0,17+0,008 0,1640,012 Условно но о:.1

0,020 0,021

алыше

0,24+0,018 0,2310,012 Аномальные 0,33+0,038 л 0,30|0,023

0,061 0,037

0,125 0,074

0,31+0,016 0,038 0,29+0,004 0,007

0,21+0,007 0,023 0,22+0,009 0,029

0,25+0,012 0,039 0,21*0,012 0,040

1,15^0,071 0,286

1,61+0,082 0,375

1,25+0,113 0,3-10

1,15|0,090 0,300

0,51+0,042 0,ЗСКГ

0,65^0,035 0,295

0,78+0,050 0,299

1,07^0,061 0,376

ы со

она. Яочви опытных участков относились- к подтипа:.! светло-серах ■ деснах, дерново-подзолистых и дерново-подзолистых поверхностно-.-оглееных, песчаных, супесчаных и'среднзсуглинпсгых по механическому составу почв. Содержание гумуса 1,61...6,57^-.

Устш;увлено, что однократное применение для обработки семян фунгэдадоэ ТМТД (дозы 5 и 10 г/кг) и фуидазола (дозы 4 и б г/кг) и использование в паровом поле 'гербицида 2,4-ДА. (доза 2 кг/га) с последующим протравливанием семян 0,5^-нш.! раствором КМпО^ или ТМТД (доза 5 г/кг) приводит к массоасглу нарушений моногенеза 2-летних сэянцев сосни, соответствующее тому, которое било установлено при исследования производственных питомников. .

Но выявлено связи меззу использованием разных доз фунгицидов в фувдазола и количеством тератоморфных сеянцев, что • объясняется отмеченной в литературе /Састпп, Крутикова, 1974; Са'дгап'и др., 1977/ ддскргтностьм распределения пестицидов з почве'и всзглогной нивелировкой действия различных их дез.

В вариантах с обработкой се;.;ян <§тндазолш отмечалась более высокая частота появления аномальных сеянцев - 17...48$ £ от общего количества. -'В вариантах с использованием ТУ.ТД таги« сеянцев.было меньше - 5... 38^.

. Наиболее сальное воздействие на морфологическое состояние сеянцев оказало совуестное применение .'гербицида 2,4-ДА и обработка сеглг;;: КМпО/; а, в особенности, ТЭТД. 3 первом случае количество анокалншх растений составило 52, а во втором 73,* от общего числа сеянцев. ...

Каи и в .прогэводствешшх питомниках, во всех вариантах опыта о .использование:.: пестящцфв наблюдались дзз грулри ге$&хсегор$-шсс сеянцев - условно нориальше и аномальные.'

В контрольных вариантах (без использования- пестицидов) преобладала сеянца .о'ненарушенным' морфогенезом к в пределах 2 ...8$ отмечалась растения, с раздвоением главного побега (двойчатки). . ''.■'. '

Анализ о использованием коэффициента корреляции рангов Сдиркена показал, что «езду применением пестицидов и появлением тератоморфных сеянцев (с учетом количества аномальных в контроле) существует пояснительная корреляционная связь (^ =1,00).

Установлено, что варьирование количества терзтадорфов (использование ыетода главных компонент) в вариантах опыта опреде-

с.

яялось преимущественно варьированием почвонио-климатических условий выращиванчя и практически не зависело от различий в .количестве сеянцев на I пог. м.

. Анализ и сопоставление результатов экспериментальных работ, л исследований в производственных питомниках позволяэт сделать заключение, что в полевых опытных работах было воспроизведено 4явление тератогенеза 2-летаах сеянцев сосни, аналогичное наблздаемому в производственных питомниках Уральского региона.

) На основании полученных данных предложены критерия, подт-верудавдпе наличие морфологических групп нормальных (с ненарушенным морфогенезе?.:) и условно нормальных сеянцез (табл.2).

'. : ■ ' • . Таблица 2

. Основные критерии установления морфологической группы условна нормалькпх 2-летних сеянцев сосны обыкновенной

Услоэяо нсгс.галыше

Нориальш;с

Соотяоденнэ

Длина хвол:высота • стволика Более л равно 0,70 Menea а равно 0,09

Диаметр корневой сойки: высота стволика Более к равно 0,19. Менее я равно 0,10 ■ Диаметр корневой шей- . -. ки:диша хзоа . Менее и равно 0,23 Колее а равно 0,27

Прирост 2-го года:

• прирост 1-го года ' Мене о 1,0 .Более п ракт 1,0

Прикрепление хвоя" к "

стволику • Сяабсо Прочное .. ..

й Глава 6. ПОКАЗАТЕЛЯ СОСТОЯНИЯ ЯЗЖПШ' СЕЯНЦЕВ СОСШ РАЗЛИЧНЫХ ^(ЯтТОГЛ'ШШХ ГРУШ.

ОССБЕННОСГЛ БОЗДЙСШШ ГГГД ¡I «ЩДЗОЛ- ' Ш1 ПРОРОСТИ CGCfjy СЖШОВШШ •

условиях пряменеаая ттеиспзглх- технологий а преязведег-венннх лесных питомшагах парукенло мср$огапеза 2-легяях сеянгэа сосны обыкновенной сопрозсздается изменением анатомячёежого строения хвои. У сеянцев с норлолыпм фенотипом а у самосева, поперечный срез имеет зад неправильного полукруга,, feemt- , ныв хода окруяенн обкладочннма клэткаия, зкотшш изиутрл 5ПИ-: телиальяыми тонкостенными богаткхи прозоплазмой кдз: -"ir еэдо- : лязсщими. смолистые вещества-/Ззау, 1969; Васильев в др.» 1978/й:': и расположенными равномерно-сашетркчно па поперечна?? срезб. -''

хвои. У аномальных и условно нормальных сеянцев форма среза меняется, приобретая самые разнообразные конфигурация,. Достоверно увеличивается шрпяа поперечного сечения .зв ои. Расположение . смолянах ходов на поперечном срезе тератоморфкых сеянцев теряет симметричность и она размещаются беспорядочно. Ыезду обклдцоч-шмн нлатаамп набдвдаются разрывы, появляющиеся в результате, разрушения ялеток склеренхимы плотных лубянух волокон. Происходит потемнение центра клетки, распространяющееся затеи я на остаяьнуи ее часть. Место разрушенной клетки занимает паренхима, прилегающая к смоляному ходу. С повреаденпом смоляных^ ходов у тератшор$кых сеянцез связаны потеря жесткости хвои^ сокращение зцделекия смолистых веществ и отсутствие запаха летучих терпенозых веществ. Откечае-тся почтя полное отсутствие на по-• верхности хвои кутикуляршх вослсв. Указанные изменения язляют-■ ся факторами снижения иммунитета аномальных и условно нормальных сеянцев /Рубин, 1956; Лебедев, 1962/.

'У терагрморфшх:сеянцев ослаблены также защитные ткани. Клетки эпидермиса хвои таких сеянцев достоверно крупнее, а их количество меньше, чем у сеянцев с ненарушенной морфологией,»'

Сеянцы с впагнз нормальным морфогенезом, выращенные в условиях прщтнешш пестицидов, такге отличались некоторым, хотя и менее выраженным, изменением анатомических структур хвои, подобных .тем, когорыа яеблэдали.сь у тератоморфкых сеянцев. , . . .; В ряде случаев патология анатомической структуры хвод те-ратшохфшх сеянцев сопровождалась изменениями самой формы.хвои. ': Хвоя сеянцев с нормальным фенотипом в продольном сечении ' да елакнув. веретенообразную конфигурацию. Форма продольного се-Ч31ШЯ хвоинки торатсмор^ныаРсеянцев была иной, приобретая вид вытянутого треугольника. './ ;

Сравнение по показателя;/, активности ыероксидаги позволило установить, что сеянца с нормальным фенотипом характеризуются значительно более низкими..величинами'.активности фермента, чем раотекиц с нарушенным морфогенезом. Наиболее визокне показаге-. .ли активности пероксадазы огмечалаоь в хвое аномальных сеянцев, что свидетельствует о повышенном "напряженном" состояния их онис-_ лительно-воостановительной системы.

Установлено, что хотя действие иоподьзуемых для обработай! ; семян фунгицидов Т5Щ и фундазол отличается своими специфичес-■ кими особенностями, оба пестицида активно вступает1 в процессы метаболизма сосны с момента прорастания семян и действие их наг-

да дно проявлявгоя уяз на фазе появлешй всходов, снятая массу и. биометрические показатели п активность пероксядазн в проростках.

Глава 7. ДОРШМИЧЕСКОВ СОСТОЯНИЕ И РОСТ САЖЕНЦЕВ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ В ШКОЛЬНОМ ОТДЕЛЕНИИ И В ЛЕСКИ КУЛЬТУРАХ. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЛЕСНЫЕ КУЛЬТУРУ ■ ИЗ ТЕРАТОМОРФНОГО ПОСАДОЧНОГО Ь^ТЕРИАЛЛ

В период пребывания в опытной шоле с&г.&ищ, созданные йз 2-летнпх сеянцев различных морфологических групп, выращенных с использованием пестицидов, характеризуются интенсивным отпа-догл, процессом трансформация морфологического облака и сакжеи-яыив темпами роста. К концу 2-го года выравиваягя пряжававиость в вариантах посадяп нормальных растений состарил?. 31...44, условно нормальяис 36...91, пиомальнях 17...815?. От 3 до 50% растения во всех вариантах погибло а твчепао 2-го года правивший; кзоло. Интенсавиай отпад оаяэнцвз с энавго веяартпеншги ксг.|о-гояеэо^ объясплатся глубоясма иарущвватв мотабсяаэма, стразяг-ЕПЙ2СЯ в нарушил анатоиглосаого строевая дасв (гд.З), р а •саоло - з спяяеив?! яязнсспособясстп п устоИтлЕОст:: г. пооязпе-

Во везя варианта:: - а г-гсепг.о всего иараада птж&гжг.': з ожтаоЗ ехояо у сат.йншв кгайпйш:ест> ирг^-эдогг-

часпогс сЗлака. К гонцу 2-го гзд;л вцр&яаг&япл в »лрзвзгая пе~ .сдаа П01Р?адг-!12х растонп" у П**«27& а а яагя&ктзк посг"г<а ус-» лоз?!;? прршшх У Я... 23,1 о? члгсз сохрашсяхзя ефог^ ся аксмалкай яоррологгпзсяпи свах*, 5 зар^пкгга: яеояда «з>-ксупже сол^цсс, у 47...76$ уготейаС с? пкеяа согдрсллггж?.5; пркаояжа .норггалазаиня мор£чмогэтасйш> о&до&. В ?о ад у 5.,.Я6£ ргсуспаД оагагпахся етежттап ползаздо "с^е-ллг,-таоте урссегез. .

Заалагеяшый отпад п ивстабцшюсгь нео$огзк-?за соярогся-дадась и спаяенавм тоетоз роста, К концу 2-го года вар&цззаий только около 30£ сатапцез с нормальная обгтсас.а.ЕДОХз по асг? варианта^ достяглп размеров 2-го сорта уарутиезтзго кооздетпо-« го материала (ГОСТ 24835-81). Ссталшга-баяя кзсгавда|» «..->"-т» -

Посла поездки па опытней л есскуп» турта* кякйст у сажая—

цав продолжались негативные -тенденция отмечавшиеся еще в шнолр. К концу 3-го года пребывания па-щвдедк приживаемость саженцев по всем вариантам опита составила 50...78$. В вариантах посадки нормальны^ сагекцев. растения с нормальным морфологическим обликом составляла 63.а с .аномальным 28...37$. В посадке аномальных растений облик нормализовался у 12$, а аномальный.' сохранился.у от всех гизых. Максимальная средняя высота саженцев с нормальным облико: составила всего 71,0+1,25 см, а ано-ивлышх 65,7*1,82 см.. О? 23 до 50% саженцев во всех вариантах опыта оказались по^резденшат ракш-серянкой.

Исследование производственных лесных культур' сосны, создая-iшx из 2-лоишх тератокорфных сеянцев показало, что они характе-.рпзздагся низкой, приживаемость», значительным отпадал, низкими темпами роста, процесса; трансформаций' морфологического облика растений и высокой поврездаемостьа фато-.и энтсмовредвтелшя. Подобные кулмуры относятся к-категория производственного брака.

Глаза 8. ХОЗЯЙСТВШШ ЦШСОСБРАЗЙОСТЬ

ИСПОЛЬ305Ш1Я-''ГЗРБ1!15Щ0В В ЛЕСНЫХ Ш1ШЯШКЛХ

Изучение показало,-что в посевном отделении сосны, где в точение ряда лот для уничтожения сортов использовались гербицида (2,4-ЯА, далапон, симазкн и атразан) не только, не наблюдается скияения засоренности посевов, по напротив отмечается питансивное развитие сорняков. Количество задов многолетних сорняков (бодяк полевой, одуванчик лекарственный'и т.д) состази- • ло 6...10, однолетних (зве^чатка средняя, 'карь белая и т.д) 3...6. Общее количество особей сорняков было 237..'.290 ат/г.Г, их надземная- масса в сыром состоянии 250. ..1470 г/и2.• В яонт-рола (без использования гербу, дедов) количество видов многолетних сорняков было 4...6, однолетних 6...II, общее количество их особей 135.¿.312 егг/м"* с надземной массой а сыром состоянии Ко "...700 г/ы2. Несмотря на использование гербицидов-в посевном отделении в каздый год выращивания требовалось проведение 4-5-кратного ручного-ухода с привлечением катдай раз не менее 10 рабочих. Включение гербицидов в агротехнику выращивания сосны удорожает процесс, не избавляет от. уходов, накосят значительный экономический ущерб а повышает опасность загрязнения окружающей среды. / - .

ОСНОВНЫЕ В Ы^В ОДЫ

1. Причиной ^удовлетворительного состояния посадочного материала сосны обыкновенной, резкого скадения, а а большинстве случаев отсутствия стандартных я массового появления терато-морфных сеянцев является использование в прсцоссо выршззтшшя

. в лесных питсглшках Уральского региона биологически высокоактивных органических соединений - пестицидов. Мелду использованием их в технологической процесса л псязлонзеи гератоиорфша С5увщев суаествует полозательная корреляционная связь.

2. Сеянцы сосны, выращенные а условиях применения пестицидов достоверно подразделяэгея на' мср$ояопгаоскяе группы: растения• с ненарушенным морфогенезом и тсратоыоргяшз - условно нормальные я аномальные. .

' 3. Критерия для установления иоррологачеейях групп 2-лсгг-них сеянцев не зависят от природно-климатических условий аира- .

щпвшшя. - - '■

. 4. У сеянцев сосны выраженных в условиях применения неота- ; цадоа ухудшаются показатели аафаитага; нарушается аиагсиачос--. кое строение хвои, появляется асшадетрачность расвояозкшя сио-. ляшх ходов и разруаегие их обкладочных клеток, оогойляятоя за. щатназ ткани, -теряется зесгхость хзоа. У гера^емр^шх сояацзв' изменяется ферма хесн.з продольном .сопении.-и набладаотся возрастание активности перокелдазы а кой по сравнению с сояпцамя о у ненаруЕенннм морфогенезом. ... ..'.

••'. • '5, .'фушодэдн Щ и фувдазол яшивтея 'биологически высоко- . актавнша' '.соодакекаяш по отношению п сосио обыкновенной. ; Действие пеорщядов. на сеянцы сэскы 'паглясао проявляется на зс появления всходов.: • , , . :

6. Кспользозэдио посадочного материала сосни вырспзнпогз с применением' пестйцпдоа.-кезавясигю от ого нор^алсгачоского сос- :. : тояния нецелесообразно. Как'- а .школьной отделении, так к яа'лсео^ культурной 'площади у'детях растений ародоиасхся .цпсадсо .з^ано-^■.'■ :Формации гомологического облика, цаблодаотся'аивояй-. зроаояь-'• отпада и: низкие темтш роста. ' . ..:. ' "

:.'•?. Воздействие дсдользовашаос• пра\днравзюяиая езотяцидоэ ••"•' на сосну обгаоювенпуа носят прадоетяроззтшй. харааяар и црезаа»:.-., Еавается. в течение длительного временя.

6. Прщяенепяе гербицидов а лесных питомниках хозяйственно нецелесообразно а на обеспечивает необходимого сказзпая ыатеркалышх затрат.

СшнЗон работ опу"линованных по теаэ диссертация:

1. Причини парукоипя морфогенеза сеянцев сосны в лесных на хшшох Уральск ого региона /Дек ореняе зоциальв о-з кономп- , чссксго развития Урала. Тез. докл. Всесоюзной научно-практя-ческой конференции. Ч.Н. Свердловск, 1989. С.100-102. (в соавторстве).'

2. Влияние химических препаратов на сосну обшжовошшую. //Экологические пробле?.ш охраны нивой природа. Тез. Всесооз-ыой ксифорендЕЛ.',4.111. , 1990. С.92-93. (в соавторстве).

3. Парукзния-морфогенеза соялцеа соски обыкновенной в условиях . ши'снсшюго пршанелая ядохимяяатоь. '//Йроыашюпная бо-ташаа: состояние а перспективы развития. Тез. докл. Республиканской коц^зренцкк. Донецк. 1990. С. 233-234.(в соавторстве).

4. Перспективы использования аномальных-соянцов соски в Екольнел отделении лесного питомника //Проблем! восстановления лесов' на Урело. Тез. докл; науч.-пракг. конф. Екатеринбург., 1952. -.С, 48-50 (в соавторстве).

5. Засоренность посевных и толвшх отделений легких пи-ушшров Свердловской <х5лас?и//Проблеш восстановл-завд лесов не Урале» Тез. докл. яауч.-практ. .конф, Екатеринбург. 1922, С„ 51-52, (в соанторствэ). '

С. Блшизо предпосевной обработки семян ТЫТД па изменение . «отологического состояние 2-лсуяих сеянцев сосны •'©быкноаои.- ' ноИ'У/ПросЬ-ззмы восстановления лесов на Урале. Тез-, докл. науч,-пршег. конф. Екатеринбург. 1992. С. 40-12.' •

.7« Видовой состав сорняков а посевЙых отделениях лесных, хштсаШилов 'СззрдаовокоЗ области //Проблемы леской баогооцоно-логли и кетодачзскяе основы их решения. Тез„ докл. моадуиа-г родной конференции молодых ученых, йоикас Юла. 1992. С, 89.

^ Б. Хвоя аномально развитых сеянцев сосны обыкновенной // ' Лесоведение. 1992. Яб. С. 60-С4. (в соавторстве).

'Й^Есакцаи соянцов сосны обыкновенной на обработку сон/т ■фунгицидами 1МТД и фундазолш //.Те с сведение. 1995. КЗ. С.57-