Известия Оренбургского Государственного Аграрного Университета 2020 № 4 (84)

УДК 630*176.232.2

Динамика прироста ив при использовании различных агротехнических приёмов*

О.В. Епанчинцева ¹, вед. инженер; Е.А. Тишкина ^1,2, канд. с.-х. наук; Ю.Д. Мищихина ¹, канд. биол. наук

¹ ФГБУН Ботанический сад УрО РАН

² ФГБОУ ВО Уральский ГЛТУ

Главным преимуществом плантационного выращивания ив в сравнении с другими лиственными и хвойными видами является их более высокая продуктивность. К настоящему времени имеется большой опыт освоения природных и культурных сырьевых источников ивы для плантационного производства. Однако этот опыт накоплен преимущественно для юго-западного (Краснодарский край) и центрально-европейского (Центральное Нечерноземье) районов России, имеющих благоприятные природно-климатические условия. На Среднем Урале промышленное освоение ивняков практически отсутствует. Выращиваемые в культуре в Ботаническом саду г. Екатеринбурга клоны ив испытывались только применительно к нуждам производства плетельных изделий [1 – 3]. Это определило круг задач нашего исследования, конечным итогом которого является разработка производственного ассортимента плантационных ив, высокопродуктивных для местных условий, и составление рекомендаций по их культуре.

Применение быстрорастущих ив, выращиваемых на специальных плантациях, может быть многоплановым. Чаще всего плантационное выращивание ив ведётся с целью получения растительной биомассы для топливных брикетов, коры для фармацевтической промышленности и лозы для плетения. В данных случаях ивы представляют собой не только высокопроизводительный, но и, что самое ценное, возобновляемый ресурс. Плантации ив могут закладываться с целью создания биологического фильтра для удаления отходов агропромышленного производства, например для удаления пестицидов. Плантационные посадки могут быть заложены также с целью быстрого создания ветрозащитных полос и для укрепления склонов в противоэрозионных мероприятиях. Быстрорастущие ивы пригодны для рекультивации промышленно загрязнённых земель, малопродуктивных для выращивания сельскохозяйственных культур, при этом они обогащают почву минералами, микроэлементами и питательными веществами природного происхождения и снижают содержание тяжёлых металлов [4]. Ивы для экономически эффективного плантационного выращивания должны иметь следующие свойства: высокие темпы роста и хорошую побегообразовательную способность для быстрого наращивания и восстановления биомассы, адаптивность к местным почвенно-климатическим условиям, а также устойчивость к болезням и вредителям.

Цель работы – на основе анализа динамики роста за двухгодичный период дать оценку перспективности быстрорастущих образцов ив коллекции Ботанического сада для плантационного выращивания различного назначения на Среднем Урале. Оценить эффективность выращивания ив при использовании укрывного материала типа «Спанбонд».

Материал и методы исследования. По литературным данным для плантационного выращивания наиболее перспективны виды со средним годовым приростом 1,0 – 1,5 м и более [4, 5]. Этим требованиям отвечают виды и гибриды, имеющие жизненную форму высокого кустарника, высокого дерева или имеющие промежуточные формы между ними.

Материалом для работы послужили образцы ив различного происхождения, взятые из коллекции Ботанического сада УрО РАН г. Екатеринбурга (табл. 1). Выбор образцов ив для данного исследования обоснован результатами наших многолетних наблюдений за ивами коллекции Ботанического сада, а также материалами литературных источников.

1. Характеристика исследуемых образцов Salix

В Ботаническом саду в 60 – 80-х гг. В.И. Шабуровым и И.В. Беляевой велись работы по селекции ив для получения быстрорастущих, а также декоративных образцов, с этой целью применялись как искусственная отдалённая гибридизация, так и отбор образцов в природе [2, 6]. Из 20 образцов, использованных в исследовании, шесть принадлежат селекции В.И. Шабурова и И.В. Беляевой (S. Памяти Бажова, Тобольская пирамидальная, Свердловская блестящая и три образца из сорто-семьи Рекорд). Ивы Рекорд и Свердловская блестящая были получены в 1975 г. и 1960 г., селекция велась целенаправленно на получение быстрорастущих крупногабитусных гибридов [7]. Исследованы пять образцов зарубежной селекции – четыре из коллекции быстрорастущих ив селекционной станции г. Ротамстед, Англия (S. viminalis × schwerinii, S. viminalis, S. eriocephala Russeliana, S. eriocephala) и один гибридный образец шведской селекции Sven, выведенный специально для получения биомассы [8]. Были взяты виды, которые традиционно используют в изготовлении плетёных изделий, – S. ledebouriana, S. caspica, S. triandra; и крупные древовидные ивы, считающиеся одними из самых быстрорастущих [5], – S. × fragilis, S. × fragilis f. vitellina, которые к тому же часто используются в озеленении, благодаря своей декоративности. Также в эксперимент включены ивы крупного габитуса S. schwerinii, S. rorida и S. gmelinii, показавшие за годы интродукции в условиях Ботанического сада быстрый рост и устойчивость.

Одревесневшие стеблевые черенки нарезали 15 – 18 апреля 2018 г., длиной 16 – 17 см, из комлевой и средней частей порослевых побегов и закладывали в снеговое хранилище. Черенки высаживали 10 мая 2018 г. на экспериментальном участке в Ботаническом саду УрО РАН, заложенном в пойме реки Черемшанки. Образцы высаживались в двух повторностях по 50 шт. черенков каждого образца в каждой повторности. Одна половина черенков была высажена на чёрный укрывной нетканый материал «Спанбонд» (синонимы – «Агротекс», «Лутрасил») плотностью 60 г / м ², а другая половина – на участке с открытой почвой. Черенок заглублялся в землю вертикально до верхней почки (глубокая посадка). Черенки высаживались рядами по пять штук в ряд, расстояние между черенками составляло в ряду 23 – 24 см, такое же расстояние было между рядами. Между полосами рядов были сделаны дорожки шириной 30 см.

Климатические условия участка являются относительно тёплыми (среднегодовая температура двухгодичного периода составляла +3,3°С) и относительно влажными (средняя сумма осадков за два вегетационных периода 319 мм). При этом 2019 г. был более влажным и более тёплым. Так, сумма осадков за год в целом в 2019 г. была больше на 23 %, чем в 2018 г., а сумма осадков за вегетационный период в 2019 г. была больше на 28 %, чем в 2018 г. Среднегодовая температура в 2019 г. была выше на 1,4 град., чем в 2018 г. (табл. 2).

2. Климатическая характеристика района исследования

Залегание грунтовых вод близкое, замеренное в сентябре 2017 г. – 0,9 – 1,0 м, весной грунтовые воды поднимаются выше, до 0,3 – 0,5 м. Почвенный разрез состоит из торфяных слоёв средней и сильной степени разложения. Общая глубина торфяных слоев достигает 170 см. Тип почв – аллювиальные (пойменные) болотные иловато-торфяные. Реакция среды почвенных образцов у верхних горизонтов до 60 см глубиной сильнокислая (Т₁ и Т₂, рН_{актуальная} = 5,1 – 5,2); ниже 60 см – более благоприятная слабокислая (Т₃ и Т₄, рН_{актуальная} = 6,4 – 6,0). Верхние горизонты не насыщены основаниями, а нижние насыщены. Почвенные образцы участка имеют низкую обеспеченность фосфором (за исключением горизонта Т₃, который имеет среднее обеспечение фосфором) и низкое содержание калия в слоях ниже 60 см – 4,6 – 5,7 мг К₂ О/100 г почвы.

В течение сезона осуществлялись меры ухода – периодический полив и прополка в июне и июле. У каждой особи в конце вегетативного периода проводили замеры длины и диаметра побега и подсчёт количества побегов. Высоту побега замеряли мерной рейкой с точностью до 1 см, диаметр побега измеряли электронным штангенциркулем, с точностью до мм. Полученные данные обрабатывали методами математической статистики в табличном редакторе Excel. Для каждого варианта наблюдений рассчитывали среднюю арифметическую величину (М) и её ошибку (± m).

Результаты исследования. Для успешности плантационного выращивания ив необходимо соблюдение определённых условий по выбору участка и агротехнических приёмов посадки. Первостепенное значение имеет правильный выбор участка. Известно, что большинство видов ив в природе предпочитают расти во влажных местах – в поймах рек и в низинах с близким залеганием грунтовых вод. Такие участки не пригодны для выращивания сельскохозяйственной продукции, но прекрасно подходят для ивовых промышленных плантаций. По литературным данным, на высокую производительность плантации прежде всего влияет режим водоснабжения участка, а именно уровень залегания грунтовых вод и сумма осадков за вегетационный период, в то время как трофность почвы второстепенна [9]. Один из наших предыдущих опытов выращивания одних и тех же образцов ив в различных почвенно-климатических условиях показал, что прирост в первый год выращивания для 16 образцов из 17 был больше на торфяных почвах с залеганием грунтовых вод 0,5 – 0,9 м (участок Екатеринбург), чем на выщелоченном чернозёме с уровнем грунтовых вод 2,5 – 2,7 м (участок Курган) [10].

При закладке плантации черенки ив могут высаживаться на разную глубину, например, на половину длины, на две трети длины или до верхней почки, т.е. почти полностью. Исследовав ранее на 15 различных образцах ив два способа посадки – с заглублением до половины длины черенка и с заглублением до верхней почки, мы пришли к выводу: глубина посадки черенка в первый год развития влияет на количество побегов и их длину [11, 12]. Неглубокая посадка способствует появлению у саженцев большего количества побегов, но при этом меньшей длины, чем при глубокой посадке. Мы для настоящего опыта выбрали глубокий способ посадки для образования большего количества корней и получения более длинного прироста в первый год посадки.

Как было указано выше, в опыте было использовано два агротехнических приёма: посадка черенков на чёрный укрывной материал «Спанбонд» и на открытую почву без какого-либо укрытия. В ранее проведённом сравнительном опыте в Ботаническом саду Курганского государственного университета на восьми образцах ив (все эти восемь образцов используются и в настоящем исследовании) установлено, что застилание почвы укрывным материалом влияет положительным образом на укоренение черенков, развитие и рост саженцев в первый год выращивания, поскольку активизирует основные физиологические процессы. Так, сравнение показателей водного режима листьев ив, укореняемых на участках, покрытых и не покрытых «Спанбондом», показало, что растения, растущие на участке с укрывным материалом, характеризовались более стабильным водным режимом, выраженным в меньшей интенсивности транспирации и в меньшем водном дефиците листьев. Сравнение интенсивности фотосинтеза и дыхания листьев ив показало, что растения, растущие на участке, укрытом нетканым материалом, характеризуются более высокой интенсивностью ассимиляции углекислого газа и меньшей интенсивностью окисления синтезированного в ходе фотосинтеза органического вещества. Таким образом, стабилизация водного режима, усиление фотосинтеза в побегах ив, растущих на участке, укрытом нетканым материалом, способствовало усилению роста ив на 20 – 50 % [10].

В нашем эксперименте динамика прироста в течение двух лет, выраженная в среднем значении, на участках со «Спанбондом» и без него приведена на рисунках 1 – 4, а процентное увеличение прироста между первым и вторым годом наблюдений показано в таблице 1.

При сравнении процента увеличения прироста за второй год выращивания по сравнению с первым видно, что из 16 образцов, участвующих в сравнении вариантов с укрывным материалом и без укрывного материала у 12 образцов процент увеличения прироста был выше в варианте с использованием укрывного материала (табл. 1). Четыре образца показали на открытой почве бóльший процент увеличения прироста (S. caspica, eriocephala, Рекорд красносерёжчатый, Sven), чем на укрытой.

Рис. 2 – Динамика увеличения диаметра стволика за два года (вариант – укрывной материал)

Разница средних величин прироста между первым и вторым годом варьировала от 0,6 до 1,96 м в варианте с открытой почвой (рис. 3), и от 0,49 до 2,59 м – в варианте с укрытой почвой (рис. 4).

 

Рис. 3 – Динамика прироста ив за два года (вариант – открытая почва)

Рис. 4 – Динамика прироста ив за два года (вариант – укрывной материал)

Таким образом, использование укрывного материала позволяет более эффективно выращивать ивы. Также один из плюсов использования укрывного материала – отсутствие необходимости прополок в течение вегетационного периода, в то время как на участке с открытой почвой были проведены две ручные прополки в первый год выращивания и одна – на второй год. Между тем использование укрывных материалов на больших площадях экономически маловыгодно, так как потребует больших денежных вложений на начальном этапе закладки плантации, один погонный метр укрывного материала при ширине 3,2 м стоит 40 рублей. Лишь частично в последующие годы эти затраты могут компенсироваться за счёт сокращения числа прополок и поливов. Использование «Спанбонда» более выгодно на небольших и средних по величине плантациях, заложенных, например, для посадки ив для плетения или для получения саженцев для озеленения.

Анализ средних высот ив после второго года выращивания позволил выделить лидеров по этому параметру. На второй год отметку 2,5 м превысили семь образцов ив из 20: S. schwerinii, S. Sven, S. viminalis × schwerinii, S. Рекорд № 4 (в обоих вариантах – с укрытием почвы и без укрытия); S. rorida, S. × fragilis (вариант с укрытием почвы) и S. Рекорд № 2 (вариант с открытой почвой). При этом в варианте с укрывным материалом только один образец превысил отметку в 4 м (S. Sven – 4, 09 м), и два образца превысили отметку в 3 м (S. schwerinii – 3,33 м; S. viminalis × schwerinii – 3,22 м). В варианте с открытой почвой только один образец превысил отметку в 3 м – S. schwerinii – 3,2 м, а S. Sven почти достиг отметки в 3 м (2,98 м). Наименьшие результаты по средней высоте (не превысили отметки 1,5 м) показали образцы S. caspica, S. triandra, S. ledebouriana, S. eriocephala Russeliana, S. gmelinii, S. Тобольская пирамидальная.

Выводы. Двухлетнее наблюдение за ростом 20 различных образцов видовых и гибридных ив, выращиваемых на аллювиальной болотной иловато-торфяной почве с близким залеганием грунтовых вод показало, что успешное выращивание плантационных ив на подобных участках на Среднем Урале возможно.

Установлено, что застилание почвы нетканым материалом «Спанбонд» влияет положительным образом на развитие и рост саженцев в первый и во второй год выращивания. «Спанбонд», сохраняя влагу в почве и проявляя теплоизоляционные свойства, способствует усилению фотосинтеза и стабилизации водного режима в тканях ив, что приводило к усилению ростовых процессов.

За второй год выращивания по сравнению с первым у 12 образцов из 16 процент увеличения прироста был выше в варианте с использованием укрывного материала. Самыми быстрорастущими в первые два года показали себя ива Шверина S. schwerinii и её гибриды – S. Sven и S. viminalis × schwerinii. Эти образцы можно рекомендовать в качестве быстрорастущих ив для плантационного выращивания на биомассу или для закладки ветрозащитных полос.

Литература

1. Беляева И.В., Шабуров В.И. Разведение ивы в культуре – перспективный путь пополнения сырьевой базы для производства плетёных изделий // Труды IV молодёжн. конф. ботаников Санкт-Петербурга. СПб., 1992. С. 4 – 8.

2. Шабуров В.И. Коллекции ив в Ботаническом саду УНЦ АН СССР и некоторые аспекты их практического использования // Новые декоративные растения в культуре на Среднем Урале. Свердловск, 1986. С. 69 – 76.

3. Кузякова В.А., Епанчинцева О.В., Тишкина Е.А. Быстрорастущие ивы Ботанического сада УрО РАН для плантационного выращивания // Научное творчество молодёжи – лесному комплексу России: матер. XV Всерос. науч.-технич. конф. Екатеринбург, 2019. С. 413 – 416.

4. Ищук Л.П. Энергетические свойства автохтонных видов семейства Salicaceae Mirbel. на Украине // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2015. Т.17. № 4. С. 127 – 131.

5. Щепотьев Ф.Л., Павленко Ф.А. Быстрорастущие древесные породы. М.: Сельхозиздат, 1962. 373 с.

6. Шабуров В.И., Беляева И.В. Итоги работ по селекции ивовых на Урале // Леса Урала и хозяйство в них. 1995. Вып. 18. С. 119 – 126.

7. Беляева И.В., Шабуров В.И., Дьяченко А.А. Гибридные ивы в декоративном садоводстве на Среднем Урале // Бюллетень главного ботанического сада. 2000. Вып.180. С. 102 – 109.

8. Caslin B., Finnan J., Mc. Cracken A. Willow varietal identification guide. The Agri Food and Bioscience Institute in Belfast, Ireland. 2012. [Электронный ресурс]. URL: https://www.teagasc.ie/media/website/publications/2012/Willow_Identification_Guide_2012. pdf

9. Горобец А.И., Лихацкий Ю.П. Влияние почвенно-гидрологических условий на продуктивность микроротационной плантации ивы корзиночной // Труды Санкт-Петербургского научно-исследовательского института лесного хозяйства. 2016. № 4. С. 98 – 108.

10. Особенности однолетнего прироста ив в различных почвенно-климатических условиях / О.В. Епанчинцева, Е.А. Тишкина, Т.А. Лушникова [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2019. № 6 (80). С. 127 – 131.

11. Епанчинцева О.В., Тишкина Е.А. Сравнительный анализ влияния глубины посадки черенков ив на развитие надземной части саженцев в первый год выращивания // Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений: матер. XXII Междунар. науч. конф. Красноярск, 2019. С.63 – 66.

12. Колесникова Е.Н., Епанчинцева О.В., Тишкина Е.А. Влияние глубины посадки черенков на рост и развитие ив // Научное творчество молодёжи – лесному комплексу России: матер. XV Всерос. науч.-технич. конф. Екатеринбург, 2019. С. 396 – 398.

 

DOI 10.37670/2073-0853-2020-84-4-97-103

Опубликовано Известия Оренбургского Государственного Аграрного Университета 2020 № 4 (84), стр. 97-103

Аннотации

_________________

* Работа выполнена в рамках государственного задания Ботанического сада УрО РАН.

< Предыдущая		Следующая >