Прорастание семян и рост всходов сосны и сорняков под влиянием водных вытяжек из хвойного опада

В.Н. Филатов, С.В. Немоляев

Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова,

г. Саратов

 

При выращивании посадочного материала серьезной проблемой является борьба с сорной растительностью на посевах древесных пород.

В работах Г. М. Гродзинского [1], М. В. Колесниченко [2], Н. М. Матвеева [4] и других исследователей [5, 6, 8] отмечалось, что в регулировании видового состава растительных сообществ большую роль играет выделение растениями биологически активных соединений (БАС). Наиболее значительная часть БАС содержится в лесном опаде, который, в свою очередь, насыщает биохимическими веществами почву [5]. В результате этого травянистая растительность открытых мест произрастания не может нормально развиваться в лесном фитоценозе, хотя лесная почва часто содержит большое количество и семян сегетальных видов [6]. Между тем, ингибирующее аллелопатическое действие древесного опада на не лесную травянистую растительность в питомниках при выращивания посадочного материала используется еще недостаточно. На кафедре «Лесомелиорация» Саратовского ГАУ был разработан и запатентован способ подавления сорняков на посевах хвойных пород с помощью БАС лесного опада [7]. Для опрыскивания посевов в предложенном способе рекомендуется использовать вытяжку из не измельченного соснового опада (и только в одной концентрации). В этой связи, изучение влияния водных вытяжек разных концентраций и из размолотого хвойного опада на всхожесть семян сосны и двух видов сорняков явилось задачей лабораторного опыта. Опыт закладывался методом латинского квадрата (5×5) по Б. А. Доспехову (1979).

В качестве субстрата для проращивания семян сосны обыкновенной (Рinus silvestris L.), а так же пастушьей сумки (Capsella bursa pastoris (L.)) и щирицы запрокинутой (Аmaranthus retroflexus (L.)) применяли речной промытый песок. В стаканчики объемом 150 мл высевалось по 100 штук, снегованых в течение двух недель, семян каждого вида. Затем посевы опрыскивали в соответствии с вариантами: 0 – водой (St) и вытяжками из размолотого соснового опада в концентрациях 1 – 50 г/л, 2 – 100 г/л, 3 – 150 г/л и 4 – 200 г/л. Учеты появления всходов и высоты проростков проводились с интервалом в три дня, а последующие опрыскивания – в две недели.

Опыт показал, что на прорастание семян сосны обыкновенной водная вытяжка из опада этого же вида оказывает небольшое (4,3–4,8 %) стимулирующее действие, хотя и несущественное на 05 % уровне значимости (см. таблицу).

Всхожесть семян и рост всходов сосны и сорных растений при опрыскивании

посевов вытяжками из размолотого опада (через месяц после высева семян)

Показатели	Варианты и концентрация вытяжек	НСР0,5	Sx
0 (St)	1 (50 г/л)	2 (100 г/л)	3 (150 г/л)	4 (200 г/л)
Всхожесть семян, % - сосны обыкновенной - пастушьей сумки - щирицы запрокинутой	75 26,6 35,6	79,2 19,8 19,8	79,8 14,8 14	75,4 7,6 15	75,6 6,8 26	– 4,1 13,5	3,0 1,3 4,4
Высота растений, см - сосны обыкновенной - пастушьей сумки - щирицы запрокинутой	4,6 1,2 3,0	4,7 1,1 3,2	4,7 0,7 2,7	4,6 0,7 2,2	4,6 0,3 1,9	– 0,5 0,7	0,1 0,1 0,2

По интенсивности роста проростки с опытных вариантов и варианта контроля также не различались.

На прорастание семян сорных растений применение и увеличение концентрации вытяжки повлияло угнетающе на оба вида, но характер изменения всхожести у пастушьей сумки был иным, чем у щирицы. Это более наглядно можно представить на диаграмме (рис. 1). Под действием опрыскивания водной вытяжкой всхожесть семян пастушьей сумки снижается и процесс прорастания замедляется.

Рис. 1. Действие вытяжки из размолотого соснового опада разной концентрации на число сорняков (шт. / стаканчик)

С увеличением концентрации рабочего раствора (вытяжки) эффект подавления энергии прорастания у семян этого вида усиливается.

Щирица запрокинутая, по сравнению с пастушьей сумкой, оказалась более толерантной к влиянию БАС, содержащихся в вытяжках из размолотого соснового опада. При концентрации размола в воде 50–100 г/л наблюдается резкое снижение всхожести семян щирицы. А дальнейшее повышение концентрации до 150 и 200 г/л приводит уже к снижению угнетающего действия вытяжки на прорастание семян и появление всходов.

Наибольшее число всходов сорняков в лабораторных условиях появилось за период проращивания на варианте контроля, где опрыскивание посева проводилось водой. Число всходов растений пастушьей сумки при использовании вытяжек с концентрациями размолотого опада в 50, 100, 150, 200 г/л, по сравнению с контролем, было меньшим на 26, 44, 71, 75 % соответственно. У щирицы при тех же концентрациях (50, 100, 150, 200 г/л) снижение составило 44, 61, 59 и 27 % от значений контроля.

Интерес представляет так же динамика появления всходов и их количество по вариантам в период прорастания (рис.2).

Наблюдения показали, что первые всходы щирицы запрокинутой на варианте контроля появились через 6 дней после посева и в большем количестве по сравнению с опытными вариантами. Максимальное число всходов на контроле (вода) и 1 варианте (50 г/л) было отмечено на 27 день после посева.

Рис. 3. Динамика количества проросших семян (числа всходов)

щирицы запрокинутой в опыте

На вариантах с концентрациями опада в воде 100 и 150 г/л наибольшее количество проростков было через месяц после закладки опыта, т. е. на 31 день, а на варианте 4 (200 г/л) даже через 35 дней.

Всходы пастушьей сумки появлялись на всех опытных и контрольном варианте на 5 дней позднее и в меньшем количестве по сравнению со всходами щирицы запрокинутой. Первые всходы пастушьей сумки появились на 11 день после начала опыта. При этом из 48 появившихся всходов 46 было отмечено на контроле. Максимальное число всходов пастушьей сумки на контроле (вода) было зафиксировано на 31 день после посева, на 1 варианте (50 г/л) через 35 дней, на 2 (100 г/л) – через 35 дней, а на 3 и 4 вариантах (150 г/л и 200 г/л) через 39 дней. Это говорит о том, что вытяжка из опада сосны вызывает снижение не только всхожести семян щирицы, но и энергии прорастания семян сорных растений.

Помимо снижения всхожести и дружности появления всходов под действием вытяжки из сосны наблюдалось также и снижение роста всходов сорняков в высоту (табл.). Так высота пастушьей сумки через 21 день после посева на вариантах с концентрацией 50, 100, 150, 200 г/л, по сравнению с контролем, была меньше на 8, 40,40, 75 % соответственно. Достоверность различий доказывается на 5 % уровне значимости.

После второго опрыскивания высота растений по вариантам опыта несколько выравнивается (кроме варианта с вытяжкой из опада в 200 г/л). Возможно уменьшение влияния БАС вытяжек на рост проростков связано с возрастом растений или адаптивными реакциями, в результате которых более старшие особи становятся более устойчивыми. Действие вытяжек из опада сосны на высоту всходов щирицы запрокинутой было менее выраженным. Снижение высоты всходов этого вида после опрыскивания водными настоями из опада составило от 5 до 36 % по сравнению с вариантом контроля, где опрыскивание посевов проводилось чистой водой.

Проведенный в лабораторных условиях опыт позволяет сделать предварительные выводы:

1) отрицательного действия на всхожесть семян и рост всходов сосны вытяжки из опада этой породы не оказывают;

2)  опрыскивание вытяжками разной концентрации посевов сорных растений приводит не только к снижению числа появившихся всходов у пастушьей сумки на 26–75 %, у щирицы – на 27–61 %;

3)  при повышении концентрации раствора (вытяжки из опада) всхожесть и дружность (энергию) прорастания семян щирицы и пастушьей сумки снижается не одинаково;

4)  массовое появление всходов сорняков наступает при опрыскивании вытяжками на 2–8 дней позже, чем при опрыскивании посевов водой;

5)  концентрация в 200 г/л оказала наиболее угнетающие действие на развитие семян и всходов пастушьей сумки, а 100 г/л на растения щирицы запрокинутой.

Список Литературы

1.  Гродзинский, Г. М. Аллелопатия в жизни растений и их сообществ [Текст] / Г. М. Гродзинский // Киев: Наукова думка, 1965. – 198 с.

2.  Колесниченко, М. В. Биохимическое взаимовлияние древесных растений [Текст] / М. В. Колесниченко. – М. : Лесная Промышленность, 1968. – 150 с.

3.  Марков, М. В. Опыт изучения взаимоотношений между растениями в чистых посевах культурных растений [Текст]/М. В. Марков, А. С. Казанцева, Р. Г. Иванова // Взаимоотношение растений в растительных сообществах: Сб. науч. раб. / Казан. ун-т. Казань. 1964. – С. 3–8.

4.  Матвеев, Н. М. Аллелопатия как фактор экологической среды [Текст]: учебное пособие для студентов / Н. М. Матвеев. – Самара: Книжное издательство, 1994. – 206 с.

5.  Носова, Л. М. Биологическая активность почв лесных и луговых биогеоценозов Подмосковья [Текст] /Л. М. Носова, Ю. Г. Гельцер, Н. В. Раськова, Г. А. Корганова, В. А. Шапеченкова // Комплексные биогеоценотические исследования в лесах Подмосковья: Сб. статей / М. : Наука, 1982. – С. 129–144.

6.  Торгашкова, О. Н. Жизнеспособные семена в почвах сосновых фитоценозов Саратовского Правобережья [Текст] /О. Н. Торгашкова // Лесное хозяйство Поволжья. Сборник н. р. Вып. 3. Саратов: Сар. гос. агр. ун-т. им. Н. И. Вавилова, 1999. – С. 151–157.

7.  Филатов, В. Н. Способ подавления сорных растений на посевах хвойных пород [Текст]:(патент)/ В. Н. Филатов, И. Е. Хонин. Патент на изобретение № 2236116 А 01 G 23/00A 01 M 21/00 Заявл. 28.05.2003. Опубл. 20.09.2004. Бюл. № 26.

8.  Чернобривенко, С. И. Биологическая роль растительных выделений и межвидовые взаимоотношения в смешанных посевах [Текст] /С. И. Чернобривенко, М. : Советская наука, 1956. – 194 с.

Состояние Декоративных кустарников при разных уровнях экологического загрязнения городской среды

Н.В. Филатова, А.В. Терешкин, В.Н. Филатов

Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова,

г. Саратов

Вместе с развитием производства и увеличением парка автотранспорта в городах растет и количество выбрасываемых в атмосферу вредных веществ, которые оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье населения, а также на другие объекты живой и неживой природы. Улучшить экологическую обстановку городских территорий призваны зеленые насаждения, но и они страдают от пыли, газов, аэрозолей и других, загрязняющих воздух, веществ.

В урбанизированной среде у растений снижается устойчивость к внешним воздействиям, долговечность и жизнеспособность [1, 2 и др.], но данных по состоянию кустарников, произрастающих в различных экологических условиях городской среды литературе недостаточно, а по г. Саратову совсем нет.

В этой связи, проводилась оценка состояния кустарников в наиболее значимых объектах насаждений общего пользования города по 3-х бальной шкале [5].

Степень загрязнения атмосферного воздуха оценивается посредством безразмерной величины, называемой индексом загрязнения атмосферы (ИЗА), который для г. Саратова в 2003 г. составил 14,16 и оценивался как «очень высокий » [4]. Город Саратов при экологическом районировании разделен на 6 зон с различным экологическим состоянием урбанизированной среды: 1 – чрезвычайно опасное состояние; 2 – очень опасное состояние; 3 – опасное состояние; 4 – среднее состояние; 5 – относительно благополучное состояние; 6 – благополучное состояние [3]. По материалам экологического районирования г. Саратова было установлено, что обследованные нами насаждения расположены на территории трех экологических зон: в 1-й зоне расположены Набережная Космонавтов, городской сад «Липки», сад им. Радищева, бульвар по ул. Рахова, ГПКиО им. М. Горького, а также сквер на Привокзальной площади, в 3-й – сквер у ДК «Химик» и парк «Комсомольский», а в 5-й зоне – Парк Победы.

Обследование показало, что на территории этих объектов произрастает 40 видов кустарников. В том числе, в чрезвычайно опасной зоне произрастает 36625 шт. кустарников, что составляет 49,6 % от общего числа растений. В опасной зоне – 5773 шт. (7,8 %), а в относительно благополучной – 31391 шт. (42,6 %). При этом, в хорошем состоянии находится 62,1 % всех кустарников, в удовлетворительном – 29,9, а в неудовлетворительном – 8,1 %.

Сравнение состояния кустарников в насаждениях общего пользования в различных зонах экологического загрязнения показало, что в 1 зоне на долю кустарников, находящихся в хорошем состоянии приходится почти половина или 46,5 % растений, в удовлетворительном состоянии – 39, а в неудовлетворительном – 14,5 % (см. рисунок).

Состояние кустарников в обследованных насаждениях

общего пользования по зонам экологического загрязнения

В 3-й зоне эти показатели равны 0,07 %, 99,7 и 0,23 %, соответственно. В 5-й зоне 91,6 % общего числа кустарников имеет хорошее состояние, 6,4 – удовлетворительное и лишь 2 % – неудовлетворительное.

Хорошее состояние большей части кустарников отмечается в насаждениях относительно благополучной зоны, что связано с более благоприятными условиями произрастания и меньшим загрязнением атмосферного воздуха. В эту группу насаждений входит только парк Победы, который расположен на Соколовой горе. Вероятно, пыль, газы, копоть «стекают» по склонам в центральную часть города, где и образуется по уровню загрязнения чрезвычайно опасная зона. Однако, и в 1-ой чрезвычайно опасной зоне, где расположены наиболее посещаемые объекты озеленения (городской сад «Липки», Набережная Космонавтов, ГПК и О им. М. Горького и др.), до 40 % кустарников имеют хорошее состояние. Это, на наш взгляд, связано с более высокой интенсивностью ухода за ними.

В опасной 3-й зоне почти все кустарники имеют удовлетворительное состояние, т. е. даже худшее, нежели такие же виды растений в насаждениях чрезвычайно опасной зоны. Это связано с тем, что в опасной зоне, которая находится ближе к окраине города, очень редко проводятся уходы за зелеными насаждениями. Кроме того на растения 3-й зоны оказывает большое влияние загрязнение атмосферного воздуха предприятиями АООТ «Крекинг», АО «Нитрон» и др.

Для более детального изучения и сравнения состояния растений в зависимости от экологического загрязнения среды, нами были выбраны только те породы кустарников, которые произрастают во всех трех зонах (табл.1).

Анализ полученных данных показал, что наибольшее количество кустарников в хорошем состоянии находится в 5-й относительно благополучной зоне (91 %). В 1-й зоне растений в хорошем состоянии оказалось 46,2 %, а в 3-й опасной – лишь 0,07 %. Однако в 3-й зоне отмечен самый высокий процент общего количества кустарников удовлетворительного состояния – 99,72 %. В относительно благополучной зоне данный показатель невелик – 6,63 %, а в чрезвычайно опасной зоне он равен 39,2 %.

В в чрезвычайно опасной зоне 14,6 % кустов находится неудовлетворительном состоянии, в опасной – лишь 0,21, а в относительно благоприятной – 2,37 %.

Из таблицы видно, что в чрезвычайно опасной зоне лучше всего произрастают шиповник обыкновенный, черемуха обыкновенная и сирень обыкновенная. В опасной зоне, из обследуемых видов, только шиповник отличается хорошим состоянием, большинство кустарников остальных пород – находится в удовлетворительным. В условиях относительно благополучной зоны хорошее состояние имеют акация желтая, ирга круглолистная, сирень обыкновенная, смородина золотая, терн, черемуха обыкновенная, чубушник венечный и шиповник обыкновенный.

Дисперсионный анализ средних баллов состояния наиболее распространенных кустарников по зонам, показал, что различия между состоянием кустарников по зонам существенны.

Самый низкий средний балл и хорошее состояние всех кустарников, как и предполагалось, оказались в относительно благополучной зоне (1,0 балл). Состояние кустарников в чрезвычайно опасной зоне оценивается в 1,6 балла, что мы связываем с наиболее интенсивным и постоянным уходом за растениями.

Наибольший балл (2,0 – удовлетворительное состояние) оказался у кустарников в опасной, по экологическому загрязнению воздуха, зоне, где и уходов проводится меньше, в связи с отдаленным расположением объектов от центральной части города. Лучшим по состоянию в данной зоне оказался снежноягодник белый (1 балл), а худшим – роза собачья (3 балла).

Определение корреляционного отношения связи состояния кустарников в зависимости от экологического загрязнения показало, что между состоянием кустарников и зоной, в которой они произрастают, имеется средняя по тесноте связь (0,665), приближающаяся к сильной.

Состояние кустарников в зонах экологического загрязнения г. Саратова

№  п/п	Виды	Количество кустарников и их состояние, шт.	всего
Чрезвычайно опасная зона	Опасная зона	Относительно благополучная зона
хорошо	удовлетворительно	неудовлетворительно	хорошо	удовлетворительно	неудовлетворительно	хорошо	удовлетворительно	неудовлетворительно
1	Акация желтая	17	11	6	–	12	–	7249	246	10	7551
2	Вяз приземистый	502	688	2853	–	4300	–	2555	502	460	11860
3	Ирга круглолистная	486	653	42	–	20	–	261	1	–	1463
4	Кизильник блестящий	15112	12668	2358	–	1	–	1507	295	70	32011
5	Сирень обыкновенная	139	35	2	–	37	–	6454	266	5	6938
6	Смородина золотая	45	43	21	–	900	–	919	32	–	1960
7	Снежноягодник белый	50	1	–	–	152	3	1	–	–	207
8	Терн	–	2	–	–	32	–	481	15	–	530
9	Черемуха обыкновенный	7	–	–	–	127	9	370	7	1	521
10	Чубушник венечный	294	97	9	–	93	–	30	–	–	523
11	Шиповник обыкновенный	110	5	3	4	3	–	1536	192	8	1861
	Всего	16762	14203	5294	4	5677	12	21363	1556	554	65425

Выводы.

1. Снижение уровня экологического загрязнения среды приводит к улучшению состояния кустарников в зеленых насаждениях, которое зависит так же и от интенсивности агротехнических уходов за насаждениями. В чрезвычайно опасной зоне только около половины (46,5 %) кустарников находится в хорошем состоянии. В удовлетворительном состоянии отмечено 39 %, а в неудовлетворительном – 14,5 % растений.

2. В опасной зоне наибольший процент (99,72 %) кустарников находится в удовлетворительном состоянии.

3. При слабой степени загрязнения, в относительно благополучной зоне, произрастает самая высокая доля растений, имеющих хорошее состояние (91,6 %), а процент удовлетворительного (6,4 %) и неудовлетворительного (2 %) состояния кустарников сравнительно мал.

4. Для улучшения состояния кустарников в насаждения общего пользования города Саратова, повышения их декоративных качеств, необходимо снижать уровень загрязнения окружающей среды и проводить более частые уходы за растениями, дифференцируя их по зонам.

Список Литературы

1.  Бакутис, В. Э. Инженерное благоустройство городских территорий [Текст]: учебник для вузов / В. Э. Бакутис, В. А. Горохов, Л. Б. Лунц, О. С. Расторгуев. – М. : Стройиздат, 1979. – 239 с.

2.  Десслер, Х.-Г. Влияние загрязнений воздуха на растительность [Текст]: учеб. пособие: пер. с нем. / Х.-Г. Десслер: – М. : Лесная промышленность, 1981. – 184 с.

3.  Макаров, В. В. Ландшафтно-экологический анализ крупного промышленного города [Текст]: справочная литература / В. В. Макаров. – Саратов: Изд-во СГУ, 2001 – 176 с.

4.  О состоянии окружающей природной среды Саратовской области в 2002 году [Текст]: На правах доклада / гл. ред. А. И. Балахнин. – Саратов: ИЦ «Добродея», 2002. – 180 с.

5.  Теодоронский, В. С. Садово-парковое строительство [Текст]: учебник для студентов спец. 260500 / В. С. Теодоронский. – М. : МГУЛ, 2003. – 336 с.

Похожие статьи:

1. ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ ВЕЩЕСТВ НА ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН ДАЙКОНА
2. Рост культур сосны обыкновенной на крутосклонах Туймазинского лесхоза Республики Башкортостан
3. НАКОПЛЕНИЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ АГЕНТОВ В КОРЕ СОСНЫ В УСЛОВИЯХ ГАЗОФАЗОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ТОКСИЧНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ АНТРОПОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
4. Новый стимулятор роста сеянцев сосны обыкновенной в лесостепи Башкирского Предуралья
5. СЕМЕНОШЕНИЕ И ЕСТЕСТВЕННОЕ ВОЗОБНОВЛЕНИЕ СОСНЫ КРЫМСКОЙ НА ПРИЕРУСЛАНСКИХ ПЕСКАХ В ДЬЯКОВСКОМ ЛЕСХОЗЕ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ