Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Выращивание сеянцев сосны и лиственницы в контейнерах для создания лесных культур в условиях Республики Мордовия

ВАК РФ 06.03.01, Лесные культуры, селекция, семеноводство

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Ушнурцев, Алексей Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.'.

1. ОБЗОР ЛИТЕР АТУ РЫ.

1.1. Выращивание контейнерных сеянцев.

1.1.1. Организация тепличного хозяйства.

1.1.2. Субстраты для выращивания сеянцев в контейнерах.

1.1.3. Виды посадочного материала с закрытой корневой системой."„.

1.1.4. Агротехника и технология выращивания посадочного материала с закрытой корневой системой

1.2. Технологии создания лесных культур сеянцами с закрытой корневой системой.

Выводы.

2. ПРОГРАММА, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Программа исследований.

2.2. Объекты исследований.

2.3. Методика исследований и объем выполненных работ.

3. ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА- -ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Климатические условия Республики Мордовия.:.

3.2. Геологическое строение, рельеф и гидрография территории Республики Мордовия.i

3.3. Лесорастительное, лесокультурное районирование и растительность Республики Мордовия.

3.4. Почвы и почвообразующие породы Республики Мордовия.

Выводы.

4. ПРОИЗВОДСТВО КОРНЕЗАКРЫВАЮЩИХ СУБСТРАТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ СЕЯНЦЕВ В КОНТЕЙНЕРАХ.

4.1. Физико-химическая оценка торфов и субстратов на их"%" основе.

4.2. Использование гидролизного лигнина при производстве субстратов на основе низинного торфа для выращивания сеянцев в контейнерах.

4.3. Использование органических отходов при производстве субстратов для выращивания сеянцев в контейнерах.

Выводы.

5. РОСТ ЛЕСНЫХ КУЛЬТУР СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ И ЛИСТВЕННИЦЫ СИБИРСКОЙ, СОЗДАННЫХ КОНТЕЙНЕРНЫМИ СЕЯНЦАМИ.

5.1. Влияние вида посадочного материала на рост и приживаемость лесных культур.

5.2. Влияние вида обработки почвы на рост и приживаемость лесных культур.

5.3. Влияние сроков посадки на рост и приживаемость лесных культур.

5.4. Рост лесных культур, созданных контейнерными сеянцами в различных типах лесорастительных условий.

Выводы.

6. ВЫРАЩИВАНИЕ СЕЯНЦЕВ СОСНЫ И ЛИСТВЕННИЦЫ В КОНТЕЙНЕРАХ И СОЗДАНИЕ ЛЕСНЫХ КУЛЬТУР НА ВЫРУБКАХ В УСЛОВИЯХ РЕСПУБЛИКИ МОРДОВИЯ.

6.1. Выращивание сеянцев в контейнерах.

6.2. Создание лесных культур контейнерными сеянцами на вырубках.

63. Экономическая эффективность вьдеащивания контейнерных сеянцев и создания лесных культур по различным технологиям.

Выводы.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Выращивание сеянцев сосны и лиственницы в контейнерах для создания лесных культур в условиях Республики Мордовия"

Актуальность темы. Широкое внедрение новых технологий искусственного лесовосстановления, которые по эффективности превосходили бы традиционные, прежде всего, обеспечивается наличием качественного посадочного материала. В связи 6 этим производство контейнерных сеянцев для создания лесных культур является перспективным направлением. Однако в •условиях Республики Мордовия, территория которой входит в лесостепную зону при разработке и внедрении данных технологий возникает ряд проблем. В частности, использование в качестве субстрата низинного торфа (НТ) при выращивании сеянцев с открытыми и закрытыми корнями в теплицах не обеспечивает получение высокого эффекта (Романов, 1978; Лихоманов, 1982). Необходимо подобрать или получить на основе местных компонентов субстрат для выращивания сеянцев в контейнерах, который бы не уступал по своим физико-химическим свойствам верхо^ьрму торфу (ВТ), широко применяемому для этих целей в Скандинавских странах и на северо-западе России. Посадочный материал с закрытыми корнями (ПМЗК) имеет большую приживаемость, обладает усиленными темпами роста в различных условиях произрастания. Но в создаваемых в настоящее время с использованием ПМЗК типах лесных культур это не всегда учитывается. Следовательно, для лесорастительных условий данного региона, необходима разработка новых способов и технологий создания лесных культур с использованием сеянцев с закрытыми корнями. Это позволит существенно повысить качество и эффективность лесовосстановительных мероприятий в лесостепи Среднего Поволжья.

Исследования выполнялись в рамках хоздоговорной темы №245/00 (19992002 г.г.): «Изучение плотности загрязнения Cs-137 лесных биогеоценозов и разработка рекомендаций по выращиванию сеянцев с закрытой корневой системой для создания лесных культур в условиях Республики Мордовия» с Управлением природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР России по Республике Мордовия; в рамках базового проекта Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды- России «Разработка технологии повышения плодородия почв лесных питомников и лесокультурных площадей с использованием экологически безопасных отходов промышленности», и в рамках научно-технической программы Министерства образования России "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" «Природоохранные проблемы и технологии утилизации коммунально-бытовых и промышленных органических отходов при лесовыращивании», где автор выступал в роли исполнителя.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в разработке технологий выращивания однолетних сеянцев сосны обыкновенной и лиственницы сибирской в контейнерах для создания лесных культур в условиях Республики Мордовия.

В соответствии с поставленной целью в задачи исследований входило:

- обосновать применение новых ви^в субстратов, в том числе на основе, органических отходов, при выращивании сеянцев в контейнерах; '''-T.Z?:™.

- обосновать возможность применения гидролизного лигнина для защиты проростков сосны и лиственницы от полегания;

- изучить формирование корневых систем однолетних сеянцев в зависимости от объема контейнерных ячеек;

- разработать ручное устройство для посадки сеянцев на лесокультурной площади;

- изучить рост и приживаемость лесных культур сосны и лиственницы в зависимости от способов обработки почвы, сроков посадки и вида посадочного материала;

- обосновать и экспериментально доказать целесообразность создания лесных культур сеянцами сосны и лиственницы с закрытой корневой системой в условиях Республики Мордовия.

Научная новизна работы. Впервые для условий Республики Мордовия разработаны теоретические положения и даны практические рекомендации по выращиванию посадочного материала сосны и лиственницы с закрытыми корнями для создания лесных культур. Теоретически обосновано и практически доказана целесообразность применения ручного устройства для I образования лунок под посадку контейнерных сеянцев (пат. №2202871), предложен новый способ выращивания сеянцев с закрытой корневой системой (пат. №2195813).

Практическая ценность полученных результатов. На основе выполненных автором исследований разработаны рекомендации по производству субстратов на основе органических отходов и их применению при выращивании однолетних сеянцев с закрытой корневой системой. Ручное устройство для образования лунок используется при посадке лесных культур в Ардатовском и Краснослободском лесхозах Республики Мордовия. Созданы опытно-производственные культуры на площади 15,6 га. Новые технологии выращивания ПМЗК и создания лесных культур используются в учебном процессе при подготовке инженеров специальности 260400.

Апробация. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора И.С. Аверкиева (Йошкар-Ола, 2001); научно-практических конференциях по итогам исследовательских работ профессорско-преподавательского состава, аспирантов, сотрудников МарГТУ (Йошкар-Ола, 2002; 2003); научно-практической конференции, посвященной 75-летию со дня рождения профессора И.А. Алексеева «Рациональное лесопользование и защита лесов в Среднем Поволжье» (Йошкар-Ола, 2004).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ, получено 2 патента на изобретения.

Личный вклад автора заключается в определении целей и задач исследований, изучении литературных источников, разработке программы и выборе методик, сборе и анализе экспериментального материала, формулировании выводов и рекомендаций производству.

Научные положения и рекомендации, выносимые на защиту:

1) новые виды субстратов на основе органических отходов для выращивания сеянцев в контейнерах;

2) способ защиты от полегания всходов сосны обыкновенной и лиственницы сибирской, выращиваемых в контейнерах;

3) ручное устройство для образования лунок под посадку контейнерных сеянцев; , ' Г

4) типы и технологии создания лесных культур с использованием однолетних контейнерных сеянцев сосны и лиственницы в условиях Республики Мордовия.

Обоснованность и достоверность результатов исследований основывается на достаточном объеме экспериментального материала и его обработке методами математической статистики, а также воспроизводимостью результатов. Измерены 32144 растения в культурах, а также биометрические показатели у 6772 сеянцев, в том числе 4820 однолетних контейнерных (сосны -3950, лиственницы - 870 штук) и 1952 двулетних сеянцев с открытого грунта лесопитомника. - ^

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, списка литературы и приложений. Объем работы составляет 175 страниц машинописного текста, в том числе 63 таблицы, 24 рисунка. Список литературы включает 215 наименований, в том числе 41 иностранный источник.

Заключение Диссертация по теме "Лесные культуры, селекция, семеноводство", Ушнурцев, Алексей Владимирович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Основным видом посадочного материала получаемого в питомниках Республики Мордовия являются сеянцы с открытой корневой системой. Низкая производительность лесопитомнических хозяйств, ввиду длительного их функционирования и деградации почв, не полного соблюдения всех агротехнических требований, не позволяет удовлетворять ежегодную потребность в сеянцах и саженцах. Поэтому получение качественного посадочного материала, в том числе и с закрытой корневой системой, для искусственного лесовосстановления и защитного лесоразведения в короткие сроки и в достаточном количестве является для данного региона, актуальнейшей задачей.

2. Лучшей основой для субстрата при выращивании сеянцев в контейнерах является верховой слаборазложившийся торф, производство которого в Республике Мордовия и в сопредельных с ней областей и республик Среднего Поволжья отсутствует. Использование для заполнения ячеек контейнеров низинного торфа не всегда дает желаемый результат. В связи с этим необходимо решать задачу получения субстратов, которые не уступали бы по физико-химическим свойствам субстратам на основе верхового торфа.

3. В качестве добавок для улучшения агрофизических показателей можно использовать гидролизный лигнин. Увеличение его доли в субстрате на основе НТ приводит к снижению содержания элементов минерального питания, увеличению кислотности и органического вещества, но обеспечивает более устойчивый температурный режим, увеличивает его влажность. Зависимость роста сеянцев от доли ГЛ в субстрате описывается экспоненциальным уравнением типа Y=a • exp(b • х) - с • xd. Оптимальной долей лигнина в составе субстрата (ГЛ+НТ) при выращивании сеянцев сосны в контейнерах является 25,3% по объему, а лиственницы - 18,3%.

4. В качестве основы для получения субстратов можно использовать также опилки, гидролизный лигнин и осадки сточных вод. Лучшим по своим показателям при выращивании сеянцев сосны обыкновенной и лиственницы сибирской является субстрат на основе опилок и ОСВ при их соотношении 0,5:1 по массе и со сроком компостирования не менее 2 лет. При его использовании увеличивается по сравнению с субстратом на основе низинного торфа грунтовая всхожесть семян и снижается отпад всходов от инфекционного полегания и интенсифицируется рост растений.

5. Сеянцы усиливают интенсивность прироста в высоту с увеличением объема ячеек с 50 до 142 см3. Точка стабилизации интенсивного роста по диаметру выявлена при объеме ячейки - 112 см3, а по накоплению сухого вещества при объеме 150 см3. При пересадке корни растений находятся в «торфяном коме» и заделываются в почву вместе с ним. Поэтому соотношением корней и надземной части при оценке качества сеянцев можно пренебречь, а оптимальный объем контейнерной ячейки определять лишь по трем показателям: высоте стволика, диаметру корневой шейки и массе надземной части. В данном случае он будет составлять 134 см3. Дальнейшее увеличение объема ячейки существенно снижает выход посадочного материала с единицы площади теплицы.

6. Одним из недостатков НТ является наличие в нем патогенной микрофлоры. Для снижения инфекционного полегания сеянцев семена в контейнерах следует заделывать не собственным субстратом, а слоем предварительно нейтрализованного гидролизного лигнина толщиной 0,5-1,0 см!:

7. Использование сеянцев с закрытой корневой системой для создания лесных культур является перспективным во всех типах лесорастительных условий. Это позволяет существенно продлить сроки посадки, повысить приживаемость растений, сократить количество посадочных мест на единице площади. За счет отсутствия послепосадочной депрессии у культур, созданных контейнерными сеянцами, интенсифицируется их рост.

8. Разработанное ручное устройство для образования лунок (РУДОЛ) позволяет производить качественную посадку сеянцев с ЗКС на всех типах лесокультурных площадей. Оно или не уступает или даже превосходит отечественные и зарубежные аналоги, как по техническим параметрам, так й производительности. Экономический эффект по сравнению с традиционной технологией создания культур сосны в условиях А| составляет 781,7 руб./га, А2 - 894,4 руб./га, В2 - 1180,3 руб./га, С2 - 1183,3 руб./га, а лиственницы в С2 -2762,0 руб./га, Да - 2863,9 руб./га.

151

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изложенные в диссертационной работе научные положения, выводы и предложения, разработанные практические рекомендации позволяют решить одну из основных задач стоящих перед лесоводами Республики Мордовия -ускоренно выращивать высококачественный посадочный материал с закрытой корневой системой для создания лесных культур ресурсосберегающими технологиями, которые позволят существенно повысить эффективность лесовосстановительных мероприятий.

Практические рекомендации по выращиванию посадочного материала с ЗКС для создания лесных культур прошли производственную проверку в течение пяти лет в двух лесхозах (Ардатовский и Краснослободский), в которых налажено производство ПМЗК и по новым технологиям созданы лесные культуры на площади 15,6 га. Полученные данные и разработанные рекомендации используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности 260400 - Лесное хозяйство (акты и справки о внедрении и использование материалов исследований прилагаются). Они могут быть использованы также и в других сопредельных с Мордовией областях и республиках Среднего Поволжья.

И*Г ~» .-«ни* ii*

•lli*,,*.-^*!.,!-^ i

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Ушнурцев, Алексей Владимирович, Йошкар-Ола

1. Аблаев, А. С. Выращивание посадочного материала березы с ЗКС для создания культур / А. С. Аблаев // Научные труды: Вопросы защитного лесоразведения в Узбекистане. Т: ТСИ, 1990. - С. 57 - 61.

2. Азорнин, Н. М. Лигнин как источник органических удобрений;; / Н. М. Азорнин // Химия в с/х. 1987. - Т. 25, № 9. - С. 76 - 77 Г"

3. Алехин, В.В. Растительность СССР в основных зонах. Основы ботанической географии / В. В. Алехин. — М.: Гидрометеоиздат, 1971. — 106 е.:

4. Андреев, С.И. Почвы Чувашской АССР. Т.1. История развития почв республики / С. И. Андреев. Чебоксары: Чув. кн. изд-во, 1971. - с. 56 — 120.

5. Антонюк, Е.Д. О развитии сорных растений в теплице. Лесное хозяй-"'-ство № 1, 1992. С.41-43. ^

6. Баранкин, А. Б. Выращивание сеянцев хвойных пород в пластдомикахв Вологодской области / А. Б. Баранкин // Экспресс информация, выпуск 6. — • М.:ЦБНТИлесхоз, 1973. - С.12-18.

7. Барановский, Ю. А. Учетные технологии изготовления торфоперегнойных горшочков / Ю. А. Барановский, Г. В. Качановский. Тр: НИПТИ-МЭСХ Нечерноземной зоны РСФСР, вып. 6, 1970. - С. 104 - 106.

8. Бахаровский, И.А. Развитие однолетних сеянцев некоторых хвойных пород интродуцентов в контейнерах различного объема / И.А. Бахаровский.' М.Е Горобченко//Технологии создания и эколог, аспекты выр-я высокопродуктивных л/к/, Спб: ЛенНИИЛХ, 1992. - С.42-47.

9. Бирцева, А. А. Густота посевов и качество посадочного материала с закрытой корневой системой / А. А. Бирцева // Сборник научных трудов! Л.: ЛенНИИЛХ, 1986.-С. 34-38. "

10. Бирцева, А.А. О степени уплотнения минерально-торфяной смеси;в контейнере. Восстановление и мелиорация лесов Карелии. Л.: ЛенНИИЛХ, 1986. С.61-63

11. Брокс, Я. Я. Актуальные вопросы использования торфа в производстве лесокультурного посадочного материала с необнаженной корневой системой / Я. Я. Брокс // Торф в лесном хозяйстве. — Рига: Зинатне, 1977. — С. 69 -;77;г;".: '

12. Брокс, Я. Я. Промышленный метод лесовосстановления посадочным материалом с закрытой корневой системой и перспективы его освоения./ Брокс // Проблемы лесовосстановления в таежной зоне СССР. Красноярск,'!».v. Т.^Г.^л^йг*"»1988. С.29 - 31.

13. Букштынов, А.Д. Типы и эффективность пленочных сооружений в овощеводстве. М: Лесная промышленность, 1963. С. 123-124.

14. Буш, М. Д. Лесопосадочный материал «Брика» / М. Д. Буш, Л. Я. Верславанс и др. Рига: Зинатне, 1974. - 133 с.

15. Васильев Н.Д. Сорняки лесных питомников и меры борьбы с ними / ' Н.Д. Васильев. Й-Ола, 1988. - С.4.

16. Ведерников, Н.М. Защита хвойных сеянцев от болезней /.Н. В. Be-4-дерников, В. Г. Яковлев. М: Лес. пром-ть, 1972. - 89 с.

17. Ведерников Н.М. Защита посевов хвойных пород от полегания в теплицах / Н.М. Ведерников, Н.С. Федорова, М.Ю. Нечаева // Лесохоз. инф.-1991.- С.32-33.

18. Ведерников Н.М., Федорова Н.С. Интегрированная система выращивания и защиты сеянцев хвойных и лиственных пород от болезней в питомниках / Н.М. Ведерников, Н.С. Федорова. Чебоксары, 1996. - 39с.

19. Влияние минерального питания сеянцев с ЗКС на их рост в культурах • // Выращивание и формирование высокопродуктивных насаждений в южной подзоне тайги. Л.: ЛенНИИЛХ, 1984. - с. 47 - 52. . ,

20. ГОСТ 13056.6 75. Семена деревьев и кустарников. Методы опреде-; ; -ления всхожести.

21. ГОСТ 17559 82. Лесные культуры. Термины и определения.

22. ГОСТ 26121 91. Почвы. Определение гидролитической кислотности ' по методу Каппена в модификации ЦИНАО.

23. ГОСТ 26213 91. Почвы. Методы определения органического вещества. ;

24. ГОСТ 26207 91. Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО.

25. ГОСТ 26483 85 и др. Почвы. Определения рН солевой вытяжки, обменной кислотности, обменных катионов, содержания нитратов, обменного ам--мония и подвижной серы методами ЦИНАО.

26. ГОСТ 26712 85 - ГОСТ 26718 - 85. Удобрения органические. Методы анализа.

27. ГОСТ 26951 86. Почвы. Определение нитратов ионометрическим методом.

28. ГОСТ 27821 88. Почвы. Определение суммы поглощенных оснований по методу Каппена.