Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние фрезерной предпосевной обработки почвы на рост сеянцев сосны обыкновенной в питомниках Саратовской области

ВАК РФ 06.03.01, Лесные культуры, селекция, семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Влияние фрезерной предпосевной обработки почвы на рост сеянцев сосны обыкновенной в питомниках Саратовской области"

О' л

На правах рукописи

КОРНИЕНКО Юрий Алексеевич

ВЛИЯНИЕ ФРЕЗЕРНОЙ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ НА РОСТ СЕЯНЦЕВ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ В ПИТОМНИКАХ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

06.03.01 —Лесные культуры, селекция и семеноводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Йошкар-Ола — 1996

Работа выполнена в Саратовской государственной сельскохозяйственной академии имени Н. И. Вавилова.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик МАН ВШ ЦЫПЛАК.ОВ В. В.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик МАН ВШ РОДИН А. Р., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент ВАСИЛЬЕВ Н. Д.

Ведущее учреждение—Воронежская государственная лесотехническая академия.

Защита состоится 24 декабря 1996 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 064.30.01 при Марийском государственном техническом университете по адресу: 424024, г. Йошкар-Ола, Республика Марий Эл, пл. Ленина, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Марийского государственного технического

Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим направлять в диссертационный совет Д 084.30.01. ученому секретарю.

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета Д 064.30.01, к. с.-х. п., доцент К- К. КАЛИНИН

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.Важнейшей задачей современного лесовосста-1вления и лесоразведения в засушливых условиях Юго-Востока Евроиеной части России является повышение биологической устойчивое-I лесов, их своевременное восстановление, а также создание новых ицитных лесных насаждений, в качестве одной из самых эффективных >р борьбы с засухой, ветровой и водной эрозией почв. В связи с тим в условиях Саратовской области, особое значение приобретает ¡ращивание качественного посадочного материала.

Интенсивный путь развития выращивания сеянцев и саженцев в юных питомниках сдерживается из-за недостаточной обоснованности шальных технологий применяемых в питомниках.

Дифференцированный подход к проверке каждой новой технологии различных лесорастительных зонах нашей страны - ключ к успеху на гги интенсификации производства.

Обработкой почвы обеспечивается возможность более легкого зтребления растением зольных элементов питания, азота, влаги, из-}няется температурный режим почвы. Все эти факторы в различной гепени влияют на рост и развитие растений.

В условиях проведения исследований ведущим фактором является эеспечение растений влагой, поэтому важнейшее значение при выра-шании сеянцев сосны обыкновенной приобретает новая технология эедпосевной обработки почвы, направленная на накопление, сохране-№ и продуктивное использование влаги.

Цель и задачи исследований. Цель диссертационной работы сос-)ит в изучении влияния фрезерной предпосевной обработки почвы на зет сеянцев сосны обыкновенной в лесных питомниках Саратовской 5ласти.

Для ее достижения решались следующие задачи".

- изучение изменений физических свойств почвы ( плотности и эжима влажности

- определение грунтовой всхожести семян, дружности всходов, лнамики роста и накопление сухого вещества органами сеянцев сос-

распределение в них элементов питания, выноса питательных ве-зств иэ почв питомника, выхода стандартного посадочного материала;

- изучение развития корневых систем сеянцев:

- выявление особенностей водного режима сеянцев.

Объект исследования. Представленная исследовательская работе выполнялась в 1990-94 годах в лесных питомниках степной и лесостепной зон Саратовской области: Базарно-Карабулакский (лесостепь), Балашовский (лесостепь), Калининский (степь), Усовский (степь), Энгельсский (степь). Первые четыре из них расположены на правом берегу р.Волги, при этом Балашовский лесхоз в пойме реки Хопра и ■только Энгплъсский .ппсхоп нл лоном бирсгу Полги. Объектами исследований служили сеянцы сосны обыкновенной и почвы указанных питомников.

Научная новизна заключается в следующем:

- выявлено изменение плотности почвы при фрезерной предпосевной обработке и динамика запаса продуктивной влаги, в год посева:

- установлены сроки определения грунтовой всхожести семян и дружности всходов;

- определен характер формирования корневой системы сеянцев сосны обыкновенной:

- выявлено положительное влияние фрезерной предпосевной обработки почвы на рост сеянцев сосны в питомниках Саратовской области

Практическая значимость. Рекомендована и внедрена фрезерная предпосевная обработка почвы при выращивании сеянцев сосны обыкновенной в лесных питомниках Саратовской области.

Обоснованность и- достоверность выводов подтверждается большим объемом экспериментального материала, полученного в пяти лесхозах области, статистически обработанного на микрокалькуляторе и ПЭВМ.

Личный вклад. На всех этапах диссертационной работы: определение цели, научной гипотезы, программы, методов исследований, постановки экпериментов, анализа материалов исследований, их внедрение в производство, подготовки публикаций автор принимал личное участие.

В сборе материалов полевых исследований принимали участие студенты-дипломники лесохозяйственного факультета Саратовской государственной сельскохозяйственной академии имени Н. И. Вавилова (СГСХА имени Н.И.Вавилова), а также специалисты лесного хозяйства указанных лесхозов работавшие под руководством научного руководителя и автора. При обработке материалов опытов использовались поч-венно-химическая лаборатория Саратовского управления лесами и лаборатории СГСХА имени Н.И.Вавилова.

Апробация. Основные положение работы докладывались на:

- научно-практических конференциях СГСХА имени Н.И. Вавилова (1993, 1995 г.г.);

- объединенном заседании кафедр. "Лесоводства и лесной таксации" и "Лесомелиорации" СГСХА имени Н. И. Вавилова (1995 г.):

- объединенном заседании кафедр, "Лесных культур, механизации лесохозяйственных работ и лесозащиты", "Лесной селекции, недревесных ресурсов и биотехнологии", "Лесного почвоведения" и "Лесоводства" Марийского государственного технического университета республики Марий ЭЛ (1995 г.).

По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, заключения, списка литературы включающего 213 источников, в том числе 8 иностранных. Обпдай объем - 165 страниц. Текст иллюстрирован 24 таблицами и 13 рисунками, имеет приложения на 42 страницах. Диссертация изложена с учетом опыта представления материала в академических журналах ("Лесоведение", "Генетика" и т.д.), поэтому состояние вопроса рассматривается в каждой главе отдельно. Работа выполнена в Саратовской государственной сельскохозяйственной академии имени Н.И.Вавилова.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Методологически работа построена на прямом эксперименте. Она включает: определение цели и задачи, характеристику объектов исследований, формулировки научной гипотезы и выявлении причин успешности роста сеянцев сосны обыкновенной.

Программа исследований предусматривала изучение влияния фрезерной предпосевной обработки почвы в питомнике на рост сеянцев сосны обыкновенной в питомниках Саратовской области.

Она состояла из исследовательской и внедренческой частей. Внедрение осуществлялось путем использования выводов и рекомендаций на производстве под контролем автора.

При выполнении программы использовались:ГОСТ 130566-75: ОСТ 56-98-93; Расчетно-технологические карты (1986): Типовые нормы выработки (1984): Программы к проекту организации и ведения лесного хозяйства на территории субъекта Российской Федерации (1995): Инструкции по проведению лесоустройства в лесном фонде России (1995).

Методическим аспектам выполнение программы уделялось особое внимание.

Исследования носили агротехнический, биологический и экономический характер.

За контроль принималась базовая технология предпосевной обработки почвы (Дудорев,Перетятко: 1993), принятая повсеместно лесхозами Саратовского упраплгжия лоопми. Исолодупмпн технология пред ставляла собой выполнение только двух технологических операций: боронование и фрезерование почвы. В дальнейшем по тексту эта технология именуется "фрезерование", а базовая - "контроль".

Фрезерование почвы осуществлялось на глубину 8-10 см.

Схема посевов во всех лесхозах, как на контроле, так и на фрезеровании 70-10-25-10-25-10, где 10 - ширина посевной строки Сем). Глубина заделки семян до 2,0 см. Посевы мульчировались опилками слоем 1 см машинно-тракторным агрегатом, состоящим из тракторов ДТ-20, Т-40 и мульчирователя МСН-0,75. В течение лета проводилось до 4-х культивации с постепенным увеличением глубины обработки от 3-4 см до 10-12 см с одновременной ручной прополкой в рядках.

Изучение программных вопросов исследований осуществлялось по следующим методикам:

1) определение механического состава почвы по методу H.A. Качинского (1958);

2) определение удельной массы почвы пикнометрическим методом;

3) влажность почвы определялась термовесовым методом на глубину до 1 м Через каждые 10 см ежемесячно;

4) определение коэффициента завядания по методу L.J.Briggs (1912); •

5) химический анализ почвы проводился в почвенно-химической лаборатории" Саратовского управления лесами; перед посевом семян и выкопкой сеянцев с целью установления динамики питательных веществ за вегетационный период. Гумус определялся по И.В.Тюрину (1931): гидролизуемый азот по И.В.Тюрину и М.М.Кононовой (1934); подвижный фосфор и калий находились совместно по А.П.Кирсанову (1975):

6) учет появления всходов и сохранности сеянцев на учетных рядках в трехкратной ловторности. Учет появления всходов осуществлялся через два дня на третий, учет сохранности сеянцев,- в конце вегетационного периода;

7) корневые системы изучались по методикам В.А.Колесникова (1972), И.Н.Рахтеенко (1963);

4

8) транспирация определялась по методике Л.А.Иванова (1950);

9) свободная и связанная вода в хвое устанавливалась по методу А.Ф.Маринчик (1957):

10) содержание Сахаров в хвое определялось иодометрическим методом;

11) измерение высоты и диаметра у сеянцев осуществлялось металлическими измерительными инструментами (линейкой, штангенциркулем ) с точностью соответственно 0,1 см и 0,1 мм (Молчанов, Смирнов, 1967) один раз в месяц по 50 растений в каждом варианте;

12) планирование экспериментов, обработку и анализ полученных результатов осуществляли с использованием статистических методов (Доспехов, 1985; Свалов, 1977; Шварц, 1978 и др.).

Вычисления проводились с применением калькулятора и ПЭВМ.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

Глава содержит краткую характеристику природных условий районов исследований: геологического строения, рельефа, климата, почв, растительности.В ней рассмотрены погодные условия по лесораститель-ным зонам (лесостепь и степь). Анализ этих условий 1990-1994 г. г. районов расположения лесных питомников в области свидетельствует:

- о закономерности изменений температурных режимов воздуха, влажности и характера направления ветров:

- об общей тенденции изменения агрометеорологических показателей года для питомников лесостепной и степной зон Саратовской области, хотя абсолютные показатели имеют различи?);

- влажные годы 1993, 1994 благоприятны для роста и развития сеянцев.

Выбранные питомники лесхозов для проведения, .исследований по влиянию фрезерной предпосевной обработки почвы, на рост сеянцев сосны обыкновенной по природным климатическим, условиям являются, характерными для Саратовской области.

3. ВЛИЯНИЕ ФРЕЗЕРНОЙ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ. ПОЧВЫ НА ЕЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

В последние годы, как отмечает академик А.С.Исаев (1991), в лесном хозяйстве сложился лесопромышленный характер. Это в свою эчередь ставит перед работниками отрасли задачу поиска более эф— {ективных методов лесовыращивания. Переход на новые методы лесовы-

5

рашивания требует в первую очередь разработки новых, эффективных технологий вырашцвания сеянцев в питомнике. При этом разработку новых технологий и технических средств необходимо производить с учетом лесорастительных зон. Фрезерная обработка почвы в сельскохозяйственном земледелии, как установили 1928-1931 г. г. проф.П.А.Нэкрасов и др. (1931), а в дальнейшем И.Б:Ревут- (1968), Б.А.Доспехов (1979), И.П.Макаров (1979) и др., обеспечивает наилучшие условия для микробиологической деятельности почвенных бактерий, способствует повышению содержания нитратного азота, улучшению физико-механических свойств почвы.

В зональном разрезе эффективность фрезерной обработки почвы, как основной, так и дополнительной (включая и предпосевную), изучена недостаточно. Выводы иногда противоречивы, что сдерживает широкое внедрение активной (фрезерной) технологии обработки почвы в производстве. Отметим, что менее изучен этот вопрос в лесном хозяйстве, хотя, агрофон питомников аналогичен агрофону сельхоз-пользования, где фрезерная обработка почвы играет все более важную роль (созданы фрезерные сеялки, культиваторы и т.п.). Поэтому изучение влияния фрезерной предпосевной обработки почвы питомников на ее физические свойства в различных лесорастительных зонах Саратовской области является одним из главных и первых вопросов целесообразности внедрения в технологию выращивания сеянцев указанной операции.

Анализ материалов исследований (табл.3.1)' показывает, что независимо от механического состава почвы питомников, расположенных в различных лесорастительных зонах области, при фрезерной предпосевной обработке почвы ее плотность составляла около 1,0 г/см: Эта величина значительно меньше, чем на контроле. Однако через месяц после обработки почвы плотность возрастала как в сухие С1990-1992), так и сравнительно влажные (1993-1994) годы. Во влажные годы абсолютные значения плотности имели более высокие показатели.

Для сосны обыкновенной, по данным доктора с.-х. наук

H. А. Смирнова (1981), наилучшие условия для роста надземной части и корневой .системы однолетних сеянцев создаются при плотности почвы

I,00 г/с»с Полученные результаты исследований показывают, что фрезерная предпосевная обработка почвы обеспечивает в поверхностном 10-сантиметровом слое, лучшие условия для роста растений в течение всего вегетационного периода. Встречающиеся утверждения, что после фрезерования почвы к концу вегетации растений ее плотность

' значительно возрастает, в наших исследованиях не подтверждается. 6

Таблица 3.1 Плотность почвы в слое от 0 до 10 см, в,год посева (контроль/фрезерование), г/см'

1 ■ 1 Годы | --- - ----- ■ 1 1 1

I Лесхозы | наблю-| Перед Через месяц | В конце |

дений | посевом после посева) вегетации |

1990 1.32/1.01 1.35/1.21 1.38/1.26 |

I Базарно- 1991 1.33/1.09 1.37/1.20 1.41/1.30 |

I Карабулакский 1992 1.29/1.01 1.33/1.11 1.35/1.19 |

1993 1.31/1.03 1.37/1.27 1.42/1.32 |

1994 1.30/0.97 1.38/1.25 1.43/1.33 |

1990 1.34/1.02 1.37/1.21 1.40/1.28 1

1991 1.32/1.00 1.35/1.22 1.38/1.30 |

| Калининский 1992 1.33/1.00 1.37/1.20 1.39/1.27 |

1993 1.35/1.04 1.39/1.21 1.44/1.30 |

1 1994 1.35/1.00 1.40/1.23 1.45/1.31 1 1

Водный режим почв в многолетнем и сезонном периодах изучен в настоящее время достаточно хорошо. Учтены и глубоко аргументированы многие проблемы учения о почвенной влаге, особенно основанные на теории подвижности влаги в почве, и в связи с этим освещены вопросы доступности ее для растений А.М.Васильев (1958), А.Иванов, К.Стойнер (1967), Н.А.Соколовская (1967-1970).

Изучая рост сеянцев сосны обыкновенной в питомниках Саратовской области, мы обнаружили, что на опытных участках с различной предпосевной обработкой почвы, завядание и отпад сеянцев происходит при различных запасах общей влаги в почвах.

Наблюдения показали, что уже весной после посева существует разница в запасах почвенной влаги на участках в' зависимости от технологии предпосевной обработки почвы. По мере повышения температуры воздуха и почвы эта разница возрастает тем больше, чем засушливее погодные условия (табл. 3.2).

В 1991. 1992 засушливых годах запас влаги в метровом слое на одном гектаре участка после фрезерной обработки почвы достигал в месяцы с максимальными температурами воздуха и почвы (июнь, июль) соответственно 236: 246 и 249: 244 (лесостепь), 202: 224 и 228: 226 (степь), что на 7-18 мм больше запаса почвенной влаги на кон-

троле. Однако наличием общего запаса воды в почве еще трудно охарактеризовать обеспеченность сеянцев влагой. Поэтому для полноты характеристики определялся коэффициент завядания.

Таблица 3.2

Запас почвенной влаги в метровом слое при различных способах предпосевной обработки почвы (контроль/фрезерование), мм

1 ..... 1 Годы | Запас влаги по срокам наблюдений (месяцы) 1

|набл. 1

1 1 1 1 1

1 IV 1 _ 1 V 1 1 VI | VII | | VII | | IX |

Лесостепь ( Базарно-Карабулакский лесхоз)

11990 282/288 290/308 255/267 265/275 232/242 |

11991 242/247 237/250 228/236 237/249 248/256 224/240 |

11992 245/255 242/256 230/246 232/244 246/252 236/248 |

11993 268/274 284/298 292/302 288/299 284/300 272/284 |

11994 262/274 273/284 270/282 276/288 281/290 263/274 |

Степь (Калининский лесхоз)

11990 274/298 284/300 262/278 268/279 258/267 |

11991 237/244 213/228 195/202 210/228 223/235 212/227 |

11992 236/244 229/237 212/224 215/226 233/241 218/227 |

¡1993 264/275 267/272 270/282 271/279 264/275 251/263 |

11994' | 258/269 264/278 260/272 258/271 256/270 250/270 | . 1

Таблица 3.3

Коэффициент завядания сеянцев сосны обыкновенной в 1991 г. в зависимости от плотности почвы, мм/% к контролю

1........ |Плотность |почвы, | г/см^ 1 - 1 1 Лесхозы 1

1 |Базарно- |Карабулак. 1 ( |Балашовс- |кий 1 1 |Калининский | 1 1 .......1 |Усовский|Энгельс- ) I |ский | < 1 |

| 1.0 1 1.1 | 1.2 | 1.3 | 42.3/100 47.1/111 51.7/122 56.7/134 42.1/100 46.8/108 51.8/120 55.3/130 40.1/100 45.9/110 50.1/118 54.8/128 40.2/100 38.1/100 | 44.1/115 43.8/103 | 49.8/125 49.6/113 | 53.4/131 53.0/125 | |

Коэффициент завядания (табл.3.3) с увеличением плотности почвы возрастает на 8-12 X. При равных условиях плотность почвы ока-8

зывает определяющее влияние на изменение коэффициента завядания. Так, при плотности почвы от 1,0 г/см''до 1,3 г/см количество недоступной влаги для растений увеличивается до 34%. При этом наибольшая величина коэффициента завядания отмечается в условиях лесостепной зоны.

Проведенный дисперсионный анализ данных опыта показал, что коэффициент завядания (К) существенно изменяется в зависимости от способа поверхностной обработки почвы. Нами установлена линейная зависимость между плотностью почвы (q) и коэффициентом завядания -К = 8q + 38 , 0.95 < q < 1.35 . Ошибка опыта 0.9 мм. Ошибка разности средних 1.3 мм. НСР для 5% уровня значимости в абсолютных показателях равен 3.3 мм.

Изучение вопроса о запасе продуктивной влаги в почве показало, что на участке с фрезерной предпосевной обработкой его величина в течение всего вегетационного периода была больше, чем на контроле на 5-7 %.

Таким образом фрезерная предпосевная обработка почвы в лесостепной и степной зонах Саратовской области обеспечивает в год посева в течении вегетационного периода :

- оптимальную плотность почвы для сеянцев сосны обыкновенной;

- способствует лучшему сохранению почвенной влаги и ее доступности растениям.

4. ВСХОЖЕСТЬ СЕМЯН, ДРУЖНОСТЬ ВСХОДОВ, РОСТ СЕЯНЦЕВ СОСНЫ ОБЫКЮВЕЖЭЙ

В настоящее время хорошо изучены вопросы периодичности роста и накопления органического вещества (Иванов, 1936; Зепалов 1948, 1954; Краевой и Еськин, 1957: Слухай 1965: Киричек, 1978), содержания элементов питания в органах сеянцев, периодичности их накопления и размеров выноса питательных веществ из почв питомника (Кобранов, 1925: Lent, 1929; Becker, Di linger, 1939: Лисин, 1947: Гоцуляк, 1952-1955: Ткаченко, 1952: Vermann, 1963).

Данных по воздействию различных способов предпосевной обработки почвы на появление всходов и сохранность сеянцев в литературе почти не существует или имеет ограниченный зональный характер. (Шумаков, 1960: Смирнов, 1991: Дудорев, Перетятко, 1993).

Грунтовая всхожесть семян, как отмечают М.А.Дудорев и А.И.Перетятко (1993), зависит от агротехники.

Исследования (табл.4.1) показали, что срок грунтовой всножес-

та семян сосны обыкновенной для условий Саратовской области можно определить в 30 суток, то есть двукратная величина времени определения всхожести семян в лабораторных условиях и по этому критерию сравнивать различные технологии предпосевной обработки почвы. Показатель дружности всходов будет аналогичен показателю энергии прорастания семян, только в полевых условиях. Время определения этого показателя рекомендуем принять 15 суток после посева.

Таблица 4.1

Динамика появления всходов и сохранность сеянцев сосны обыкновенной (контроль/фрезерование), шт. на пог. м

1 1 1 Лесхозы 1

|Сроки 1

1 1 1 1 1

|наблю-1Базарно- |Балашов- ¡Калинин- | Усовский |Энгельсский|

|дений |Карабулак-|ский I -|ский 1 t |ский | I 1 | 1 1 |

1992 год

118.05 45/51 49/53 50/53 42/51 48/50 |

121.05 64/72 68/74 60/68 70/76 71/76 |

¡25.05 112/121 100/111 144/123 120/128 122/131|

128.05 148/160 146/158 148/156 150/159 148/1561

| 2.06 180/189 182/193 178/187 181/192 179/1871

| 5.06 182/191 186/196 184/190 189/194 182/190)

129.09 121/144 128/131 126/129 1993 год 115/120 108/1191

116.05 62/67 60/65 58/63 54/60 54/61 |

¡19.05 103/108 101/106 98/103 91/98 93/99 |

122.05 172/189 170/181 161/177 152/160 153/1641

125.05 184/191 181/189 178/182 168/171 169/1731

130.09 1, 132/146 128/141 124/133 118/121 117/1201 1

Результаты исследований о влиянии предпосевной обработки почвы на грунтовую всхожесть семян и сохранность всходов ■ показывают, что грунтовая всхожесть семян, по предложенной нами методике определения, находится в пределах 70-90 %, то есть коэффициент грунтовой всхожести составляет 0,7-0,9. 10

Таким образом фрезерная предпосевная обработка в течение всех пяти лет наблюдения на различных типах почв, в различных лесорас-тительных зонах Саратовской области, способствовала более дружному появлению всходов (более чем на 10% превышала контроль).

Динамика роста сеянцев в 1993-1994 г. г. показана на рисунке 4.1. Из которого виден плавный прирост как по высоте (Ь), так и по диаметру (<3).

Годовой прирост по высоте на участках с фрезерной предпосевной обработкой почвы составил в лесостепной и степной зонах соответственно на 19,6% и 18,4% больше чем на контроле.

Изменение диаметров у однолетних и двухлетних сеянцев сосны происходит на протяжении всего вегетационного периода с характерным весенним и осенним максимумами роста. Сравнивая показатели накопления массы сухого вещества в хвое, стебле и в корневой системе однолетнего среднего сеянца сосны на контроле и на опытных участках установили, что во всех лесхозах у сеянцев выращенных на участках с фрезерной обработкой почвы общая масса сухого вещества на 15-23% выше, чем на контроле. Перед выкопкой посадочного материала наблюдается следующее распределение пластических веществ по органам сеянцев: хвоя 48,0-54,2 %, стебель 13,8-23,1 %, корень 25,6-36,2 %. Вместе с этим масса среднего стандартного двухлетнего сеянца сосны на варианте с фрезерной обработкой почвы составила для лесостепной зоны 4,81-5,81 г (на контроле 3,62-4,80 г), а для степной зоны 3,84-5,01 г (на контроле 3,01-3,94 г).

Наибольшее количество питательных веществ на единицу массы сеянцев содержится в хвое, значительно меньше их в стебле и корне. Больше всего в сеянцах сосны содержится азота, в 2-4 раза меньше калия и еще меньше фосфора. Подобные результаты получили в своих исследованиях В.Д.Гоцуляк (1955), С.И.Слухай (1958)';

Накопление фосфора в органах сеянца сосны своеобразно: в хвое на вариантах с фрезерной обработкой почвы содержание фосфора возрастает, а в корне убывает, в стебле же содержание фосфора практически постоянно. Четко прослеживается, что на вариантах с фрезерной обработкой почв процент азота и фосфора уменьшается, а содержание калия, падая в хвое, возрастает в стебле и практически не меняется в корне.

Исследования показали, что в лесостепных районах Саратовской области во влажные годы (1993: 1994 г.г.) выход стандартного посадочного материала сеянцев сосны с единицы площади меньше, чем в сухие. В степных лесхозах - картина противоположная. Вместе с этим

Базарно-Карабулакский лесхоз

Рис.4.1. Динамика роста ссянцсв сосны обыкнопмтой по пысотс (Ь,см) и

диаметру (с1,мм).

отмечается, что фрезерная предпосевная обработка почвы в степным лесхозах увеличивает количественный выход стандартных сеянцев сосны обыкновенной,но не гарантирует достижение планового показателя (1.2 млн.шт.) без полива.

Разница в выходе посадочного материала между контролем и вариантом с фрезерной обработкой почвы составила по годам наблюдений в среднем для лесостепной зоны 10.5 %, для степной - 22.1 %.

Таким образом, фрезерная предпосевная обработка почвы в питомниках лесостепной и степной зон Саратовской области способствует:

- более дружному появлению всходов:

- лучшему росту и накоплению массы сухого вещества растением;

- большему выходу стандартных сеянцев сосны обыкновенной с одновременным увеличение выноса питательных веществ из почв питомников.

5. ФОРМИРОВАНИЕ КОРНЕВЫХ СИСТЕМ СЕЯНЦЕВ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ ВЫРАЩВАНИЯ

На развитие корневой системы помимо видовых особенностей растений влияет ряд факторов: механический состав почвы, содержание в ней питательных веществ, степень увлажнения, плотность и так далее. Так Дю-Брейль (1852) рекомендовал обрабатывать почву на глубину до двух футов (62 см), А.П.Беляев (1911) подчеркивал: "Я должен сказать, что сеянцы могут развивать богатую мочковатую корневую систему лишь при глубокой обработке".

Применять глубокую вспашку на питомнике рекомендовал С.С.Лисин (1949), Ф.А.Павленко (1951), М.А.Дудорев (1960). Вопрос влияния поверхностной обработки почвы в зональном разрезе на характер развития корневой системы сеянцев изучен недостаточно.

Нами установлено, что при фрезерной предпосевной обработке почвы длина главного корня превышает показатели на контроле незначительно (от 2 до 17 %). Число корней первого порядка возрастает у однолетних сеянцев до 70 %, у двухлетних до 20 %. Распределение массы корневой системы и количества корней первого порядка по горизонтам почвы (по 1992 - засушливому и 1993 - влажному). В горизонте почвы 0-20 см находятся от 40-48 % корней первого порядка и от 67-73 % их массы. Одновременно прослеживается следующая закономерность - у сеянцев сосны, выращенных на участках с фрезерной обработкой почвы, количество корней первого порядка больше, чем на

13

Баэарно-Карабулахский лесхоз

а

Балашовский лесхоз

1,20 1,15 + 1,10 Р 1,05 1,00 0,95 0,90

Кзгароль ЕЗЫО^сперт -♦-Р Ксапрапь

Д-Р.,

ВОЙ! \

ш-

60%- \\

\

50% -

Г ••

30%-

Ж-

10$ ■

056-

б

7 12,50 • 12,00 • 11,50 —»—Масса юрией - --Чило кицсй 1-гсрчп^а

• 11,00 N 10,50

■ 10,00

9,50

- 9,00

1,30 1>25 1,30 Р1Д5 1,10 1,05 1,00

60

14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00

N

Кошроль «Цзеаеров.

1 9 9 2 год

Конг Стронь эср,

Рис.5.1.Распределение корневой системы среднего сеянца сосны обыкновенной в горизонтах почвы Н (см), по массе Р (г) и количеству корней 1-порядка N (шт.) : а - в процентах по слоям почвы 0-20 см, 20-40 см и > 40 см; б - в абсолют!гш величинах (Н <= 20)

контроле, и их основная масса находится в слое почвы 0-20 см.

Таким образом,я(реверная предпосевная обработка почвы по сравнению с базовой технологией способствует:

- заложению большего числа корней первого порядка",

- развитию мочковатой корневой системы;

- накоплению массы сухого вещества в горизонте почвы 0-20 см.

6. ОСОБЕННОСТИ ВОДНОГО РЕЖИМА СЕЯНЦЕВ

Исследованиями рядом авторов Н.А.Максимова, М.Д.Кушнеренко, Н.А.Гусев (1974) и др. установлено, что вода, входящая в состав живых организмов, неравноценна по своему физиологическому значению. Различием свойств свободной и связанной воды определяется их разное физиологическое значение. В литературе (Генкель, Марголина, 1948; Цельникер, 1955; Потапов, 1959: Васильева, 1965) встречаются указания на то, что содержание свободной воды определяет интенсивность физиологических процессов, а содержание связанной - устойчивость растений против неблагоприятных условий среды. Прямая зависимость интенсивности транспирации от содержания свободной воды в листьях показана А.М.Алексеевым и Н.А.Гусевым (1950, 1957), Ю. П.Цельникер (1960), Н.С.Петиновым (1962), Н.А.Гусевым (1974) и другими. Однако Н.А.Гусев (1963) подчеркивает, что зависимость транспирации от содержания свободной воды в листьях может выступать на первый план лишь при условии достаточного водоснабжения растений.

В засушливых условиях произрастания суточный и сезонный ход транспирации насаждений связан прежде всего с влажностью почвы- и наличием в ней доступной влаги (Серебрякова, Иванов, 1956; Гулидо-ва, Кушнеренко, 1967).

Результаты наших исследований (рис. 6.1) свидетельствуют, что интенсивность транспирации у однолетних сеянцев сосны обыкновенной систематически падает от начала лета к его концу, как на контрольном варианте, так и на варианте с фрезерованием. Значительный интерес представляют результаты определения летнего и осеннего суточного хода интенсивности транспирации. В летний период суточный ход характеризуется ярко выраженным максимумом, наступающим в интервале от 9 до' 13 часов и зависящим главным образом от температуры и влажности воздуха. Эта особенность отмечается как для степной и лссосгепной зон. Для осеннего срока характерно пос-

15

Калининский лесхоз

часы

фрезерование

часы

д.

Рис.6.1. Диаграммы интенсивности транспирашш (Q, г/м чпс) однолетними сеяншми сосны обыкновенной в 1992 году '

•елейное падение и сближение кривых интенсивности транспирации от тренних часов к вечерним Спо обоим вариантам опыта).

Следует отметить, что фрезерная обработка почвы повышает ин-■енсивность транспирации на протяжении всего вегетационного перио-\а на 11-14 %. Нами обнаружена тесная связь между интенсивностью ранспирации и содержанием свободной и связанной воды в хвое сеян-ien, а именно интенсивность транспирации изменяется прямо пропор-[ионально количеству свободной и обратно пропорциональна количес-ву связанной воды. На участке с фрезерной предпосевной обработай почвы в хвое у однолетних сеянцев общее содержание воды и свободная ее форма больше, чем на контроле (табл. 6.1). Количество вязанной воды - меньше. Следовательно, по этому показателю одно-¡етние сеянцы менее засухоустойчивы.

Таблица 6.1

Содержание воды в хвое сеянцев сосны обыкновенной в 1992 году (контроль/фрезерование), % от сырого веса

-1-1-1-:-1

Дата набл. | Общая вода | Свободная вода | Связанная вода

-1_I_I_

21.06 20.08

21.06 20.08

23.06 22.08

23.06 22.08

Базарно-Карабулакский лесхоз однолетки

76/79 65/69 11/10

72/74 53/57 19/17 двухлетки

68/75 51/56 17/19

64/68 44/46 20/21

Калининский лесхоз однолетки

73/77 62/67 11/10

69/71 53/56 16/15 двухлетки

65/70 50/52 15/18

62/66 43/45 19/21

Проведенные биохимические исследования хвои двухлетних сеян-ев сосны обыкновенной показывают, что на варианте с фрезерной

17

предпосевной обработки почвы содержание Сахаров и белков < больше чем на контроле.

Фрезерная предпосевная обработка почвы в условиях Саратовской области:

- повышает интенсивность транспирации у однолетних сеянце! сосны обыкновенной как в лесостепной, так и степной зонах:

- снижает засухоустойчивость однолетних сеянцев сосны обыкновенной, поэтому в засушливых условиях степной зоны необходим полие

- способствует более высокому содержанию Сахаров и белков е хвое двухлетних сеянцев сосны обыкновенной.

7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ФРЕЗЕРНОЙ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ СЕЯНЦЕВ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ

При расчете экономической эффективности использовались методики: В.А.Ильина С1974), Т.А.Кисловой (1970), Н. А.Петуховос (1974), И.В.Воронина (1975) и др. Кроме этого, применялся справочный материал: Типовые нормы выработки и расценки на работы, выполняемые в лесных питомниках (1984). Расчетно-технологические кари для выращивания посадочного материала и производства культур хвойных пород на основе промышленных методов на вырубках в лесной зоне РСФСР (1986) и учебная литература: Н.М.Набатов (1992), В.Л.Джи-кович (1970).

При этом в расчет принимались только те технологические операции (весенние), которые предшествовали посеву семян. Сравнивание затрат двух технологических систем предпосевной обработки почвы ^ показывает, чтс в результате сокращения технологически операции

за счет фрезерования почвь^ сокращается общее количество тракторо-смен на 10.2 % и разница в затратах от использована машино-тракторных агрегатов на 1 га в ценах 1994 г. составляет 5928 руб. Таким образом использование фрезерной предпосевной обработки почвы при выращивании сеянцев сосны > обыкновенной позволяет снижать затраты на предпосевную обработку почвы на 17,2 %. Учитывая напряженность в обеспечении лесхозов материальными и финансовыми ресурсами, предполагаемая технология предпосевной обработка почвы с использованием машин активного (роторного) воздействия нг почву в условиях Саратовской области целесообразно. Однако эффективность внедрения технологической операции в общем цикле выращивания посадочного материала определяется, в конечном итоге, егс 18

выходом и прибылью от реализации. Из материалов ИС£?Л£Д.Об/ШИЙ сле~ дует, что наибольшая прибыль получается в степных лесхозах, расположенных в засушливых условиях. Так, если в Базарно-Карабулакском лесхозе прибыль от реализации дополнительного выращенного посадочного материала составляет 2,37 миллиона рублей, то в Энгельсском лесхозе она соответственно составляет 2,95 миллионов рублей, что на 24 X больше. Таким образом самое большое увеличение дохода от применения предпосевной фрезерной обработки почвы достигнуть в более засушливых климатических условиях. В заключение можно сделать вывод, что в лесных питомниках Саратовской области применение фрезерной предпосевной обработки почвы экономически выгодно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные исследования статистически обработаны с вероятностью 0.05 и достоверны. Ошибка опыта не превышает 10%. Их можно обобщить следующим образом:

1. Плотность поверхностного 10 см слоя почвы после фрезерной предпосевной обработки уменьшается в сравнении с базовой на 30-35% и составляет около 1 г/смТ' К концу вегетационного4 периода различия снижаются до 6-12%.

2. Фрезерная обработка почвы способствует повышению грунтовой всхожести на 10% и дружности всходов на 12%.

3. Фрезерная предпосевная обработка почвы, сохраняя влагу пахотного горизонта, способствует лучшему усвоению питательных веществ.

4. При фрезерной обработке почвы рост и накопление сухого вещества протекает более интенсивно, в итоге сеянцы превосходят контрольный вариант по высоте на 15-21%, диаметром 12-18%, массе сухого вещества 15-23%.

5. Изменение водно-воздушного режима при фрезерной обработке способствует повышению-засухоустойчивости двухлетних сеянцев, за счет преобладания связанной воды в хвое в сравнении с контролем и повышенного содержания Сахаров и белков.

6. Выход стандартного посадочного материала при фрезерной обработке почвы увеличивается на 140-180 тысяч штук с 1 га (11-25%).

7. Проведенные исследования показали, что фрезерная предпосевная обработка при вырашивании сеянцев сосны обыкновенной в питомниках Саратовской области независимо от почвенно-климатических условий повышает выход стандартного материала при меньших затратах.

19

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. При выращивании сеянцев сосны обыкновенной в питомниках Саратовской области применять фрезерную предпосевную обработку почвы исключив из технологической схемы "предпосевную культивацию" и "планирование".

2. При внедрении в производство "предлагается использовать методику определения грунтовой всхожести семян сосны обыкновенной.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Корниенко Ю.А., Цыплаков В.В. Влияние фрезерной обработки почвы на дружность всходов и полевую (грунтовую) всхожесть семян сосны обыкновенной // Лесоводство и агролесомелиорация. Сб. науч. работ/ Саратов. Сарат. гос. с.-х. акад. им. Н.И.Вавилова, 1994. С.87-93.

2. Корниенко Ю.А. О плотности почвы при ее предпосевном фрезеровании // Лесное хозяйство Поволжья: Межвуз. сб. науч. работ. Вып. 1 / Саратов. Саратов, гос. с.-х. акад.им.Н.И.Вавилова, 1995. С.77-79.

3. Цыплаков В.В., Корниенко Ю.А. Динамика изменения влажности почвы в питомниках в зависимости от способа ее предпосевной обработки // Лесное хозяйство Поволжья: Мзжвуз. сб. науч. работ. Вып. 1 / Саратов. Сарат. гос. с.-х. акад. им. Н.И.Вавилова, 1995. С. 80-85.

4. Корниенко Ю.А. Линейный рост и накопление сухого вещества в сеянцах сосны обыкновенной // Лесное хозяйство Поволжья: Мэжвуз. сб. науч. работ. Вып. 1 / Саратов. Сарат. гос. с.-х. акад.им.Н.И.Вавилова, 1995. С.92-103.

5. Корниенко Ю.А. Распределение элементов питания по органам сеянцев сосны обыкновенной // Лесное хозяйство Поволжья: Мэжвуз. сб. науч. работ. Вып. 1 /Саратов. Сарату гос.-, с.-х. акад. им. Н.И.Вавилова, 1995. С.104-105.

Подписано в печать 5.11.96 г. Тираж 110. Формат 60x84 1/16. Печ. л. 1,25. Заказ 24.

Саратовская государственная сельскохозяйственная академия 410710, Саратов, Театральная пл., 1.