CC BY
40
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
Влияние пленок разного спектрального состава на ростовые и продукционные процессы хвойных пород Козина Л.В.1, Репин Е.Н.2, Иващенко Е.А.3, Резинкина Г.А.4, Титова М.С.5, Карасев В.Е.6, Мирочник А.Г.7
1 Козина Любовь Васильевна / Kozina Ljubov Vasil'evna - лаборатория физиологии и селекции лесных растений, кандидат
биологических наук, старший научный сотрудник; 2Репин Евгений Николаевич /Repin Evgenij Nikolaevich - лаборатория физиологии и селекции лесных растений, кандидат
сельскохозяйственных наук, заведующий; 3Иващенко Елена Александровна /Ivashhenko Elena Aleksandrovna - лаборатория физиологии и селекции лесных
растений, инженер;
4Резинкина Галина Алексеевна / Rezinkina Galina Alekseevna - лаборатория физиологии и селекции лесных растений,
инженер;
5Титова Марина Сергеевна / Titova Marina Sergeevna - кандидат биологических наук, ученый секретарь
Горнотаежная станция ДВО РаАН; 6Карасев Владимир Егорович /Karasev Vladimir Egorovich - лаборатория светотрансформирующихматериалов, доктор химических наук, профессор, главный научный сотрудник; пМирочтк Анатолий Григорьевич /Mirochnik Anatolij Grigor'evich - лаборатория светотрансформирующих
материалов, доктор химических наук, заведующий Институт химии ДВО РАН
Аннотация: изложены результаты изучения влияния разных по спектральному составу и качеству полиэтиленовых пленок на рост, развитие и физиологические показатели саженцев хвойных пород. Установлено положительное влияние этих пленок на продукционные процессы саженцев хвойных пород. Выявлены межвидовые различия и характер воздействия на растения света разного спектрального состава.
Abstract: the results of studying the effect of different spectral composition and quality polyethylene films on growth, development and physiological indices of softwood seedlings. The positive impact of these films on the Production processes softwood seedlings. Identified interspecies differences and the impact on the plant light of different spectral composition.
Ключевые слова: спектральный состав, солнечный свет, полиэтиленовые пленки, рост и развитие, хвойные растения.
Keywords: spectral composition of sunlight, polyethylene films, growth and development, conifers.
Глобальные изменения климата за последние десятилетия, а так же антропогенные и техногенные нагрузки на лесные насаждения привели к тому, что одним из самых распространенных явлений в жизнедеятельности древесных растений является физиологический стресс в различных его проявлениях. Важным фактором, определяющим устойчивость растений, является способность растений адаптироваться к стрессовым условиям среды. В ранневесенний период вегетации наиболее сильному влиянию солнечной радиации подвергаются ювенильные саженцы древесных растений, особенно молодой подрост хвойных пород, хвоя которых в значительной степени повреждается «солнечными ожогами». При этом часто наблюдается массовое пожелтение и гибель хвои, повреждение верхушечных точек роста.
Свет разного спектрального состава влияет на фотосинтетические функции, рост и продуктивность растений, что объясняется присутствием в ассимиляционном аппарате растений специфических пигментов -фоторецепторов. Известно, что предоблучение красным светом защищает фотосинтетический аппарат растений от УФ-излучения солнечного света [2;3]. Авторами установлено, что формированию повышенной стресс-устойчивости фотосинтетического аппарата предшествует увеличение перекиси водорода, которое активирует антиоксидантную систему ассимиляционного аппарата. В модельном эксперименте установлено влияние разного спектрального состава света на морфогенез каллусной ткани Larix sibirica [1], при этом содержание хлорофилла изменялось в зависимости спектра света. Количество его увеличивалось при белом свете люминисцентных ламп, почти в три раза меньше при красном свете.
Полисветановые материалы обладают свойством интенсивного поглощения УФ-радиации (длинноволновая область света и его трансформация в область 590-690 нм). В исследованиях, проведенных ранее на Горнотаежной станции, установлены экранирующие свойства исследуемой пленки «Полисветан» [6]. Авторами установлено, что пленка «Полисветан» за счет введенных в ее состав соединений, интенсивно поглощающих ИК-радиацию, обладает повышенной теплоудерживающей способностью, по сравнению с ранее применяемыми пленочными материалами.
Влияние пленочных материалов флуоресцентных пленок со встроенными при их изготовлении люминофорами на продукционные процессы ряда сельскохозяйственных (овощных) культур представлены в докторской диссертации Минича А.С. [4].
Целью исследований являлось изучение влияния разных по спектральному составу и качеству пленок, изготовленных коллективом научных сотрудников Института Химии ДВО РАН, на рост, развитие и физиологические показатели саженцев хвойных пород в вегетационном опыте и в открытом грунте на территории лесного питомника Горнотаежной станции ДВО РАН.
Объекты и методы
Исследования проводили на сеянцах и двух-трех летних саженцах хвойных пород, основными из которых были - ель корейская (Picea koraiensis N.), ель колючая (форма голубая) (Picea glauca), сосна европейская (Pinus cembra L.), сосна веймутова (Pinus strobus L.). Опыт был заложен в мае 2011 г. и продолжался в течение вегетационного периода с первой декады мая месяца 2011 г. и по 15 октября 2012 гг. В вариантах опыта саженцы хвойных высаживались под пленки разного качества: №2 (прозрачная), №4 (оранжевая), №6 (розовая). Испытуемые пленки изготовлены в заводских условиях по ГОСТУ 10354-82. В качестве полимерной основы применялся гранулированный полиэтилен высокого давления. Изготовлены пленки с пигментом красного цвета и люминофорами. Оптимальная концентрация люминофора 0,1-0,5% определена эмпирическим путем. Оптимальная концентрация пигмента 0,5-1% обусловлена тем, что при этом достигается минимальная возможная прозрачность в видимой и ИК области 20%. Светопропускание оранжевой пленки № 4 на длине волны 400 нм -26%, на длине волны 600 нм - 30%.
В течение вегетации ежемесячно с мая по август проводили биометрические и морфометрические измерения хвойных саженцев, определение интенсивности ростовых процессов и продуктивности работы ассимиляционного аппарата. В первых числах августа и начале октября определяли качественный состав пигментов и их количество [5]. Кроме того, подекадно (5, 15, 25 числа каждого месяца) проводили мониторинг показателей микроклимата под пленками и на открытом пространстве, с регистрацией следующих параметров: температуры и влажности воздуха, освещенности в ФАР и интенсивности УФ-радиации солнечного света.
Результаты и обсуждения
Саженцы хвойных пород высаживали в начале вегетации в первой декаде мая под пленками разного спектра № 2, № 4, №6 и под обычной полиэтиленовой пленкой - контроль. В летний период вегетации температура воздуха по максимальным значениям на 4-6 градусов больше под пленками, чем на открытом пространстве (табл. 1). Под пленкой №2 средние значения температуры на 2,4-3,7 градуса выше, чем в контроле. Разница температур под пленками №4, №6 и в контроле незначительна - 0,4-1,5 градуса. Освещенность под пленками №2 и №6 соответствует освещенности в контрольных условиях (табл. 2). Самая низкая освещенность отмечена под пленкой №4, светопропускная способность которой составляла 57-77% по отношению к контролю. Показатели УФ-радиации на 35-63% ниже под пленкой № 4, чем в контрольных условиях и несколько меньше, чем под пленкой №6. Микроклиматическая характеристика пленок по данным таблиц 1 и 2 следующая: под пленкой № 2 - температура воздуха больше, чем в контрольных условиях на 2,4-3,7 градусов оС; освещенность (лк) соответствует данным в контроле. Флуоресцентная пленка №4 характеризуется более высокой теплоудерживаюшей способностью, в августе и сентябре по отношению к контролю и самой низкой освещенностью по сравнению с другими пленками. Под пленкой № 6 - более высокая теплоудерживаюшая способность по отношению к контролю (август, сентябрь); освещенность больше, чем под пленкой № 4 и практически соответствует контрольным условиям.
Таблица 1.
Температура и влажность воздуха в вегетационном опыте 2012 г.
Месяц Температура воздуха, С0 (среднее за месяц) Влажность воздуха, % (среднее за месяц)
На открытом Под пленкой На открытом Под пленкой
пространстве пространстве
Апрель 14,2 - - 41,9 - -
Май 21,1 - - 47,0 -
Июнь 26,6 К* 29,6 58,9 К 50,2
№2** 30,7 №2 50,3
№4 29,9 №4 50,1
№6 30,5 №6 49,4
Июль 37,7 К 39,9 44,9 К 48,8
№2 43,6 №2 45,1
№4 41,1 №4 41,6
№6 41,4 №6 46,3
Август 34,7 К 38,9 50,9 К 48,1
№2 35,9 №2 56,9
№4 39,0 №4 51,7
№6 39,3 №6 47,2
Сентябрь 30,5 К 30,7 51,4 К 56,3
№2 33,1 №2 49,3
№4 31,4 №4 53,9
№6 32,4 №6 47,5
Октябрь 20,1 К 22,4 49,9 К 58,1
№2 24,2 №2 60,4
№4 22,7 №4 58,5
№6 22,8 №6 59,0
* К- обычная полиэтиленовая пленка; ** № - номера пленок;
Всхожесть семян у разных пород хвойных была различна, что обусловлено особенностями генотипа этих видов. По контрольным данным максимальная грунтовая всхожесть для сеянцев ели аянской и ели корейской составляла - 80-70%, а для сосны густоцветковой - 84% (табл.3). У интродуцента - сосны сибирской период прорастания более длительный, чем у местных видов. Максимальная всхожесть семян у этого вида к концу июня всего 34%. Под пленками разного спектра средние показатели всхожести у сеянцев ели аянской находились в пределах 78-112%, ели корейской - 56-83%, у сосны густоцветковой - 90-108%, а у интродуцента сосны сибирской - 33-44% (табл. 3). У разных видов хвойных интенсивность прорастания различна. Для местных видов - ели аянской и сосны густоцветковой положительное влияние на всхожесть семян отмечено под пленками №4 и №6. Всхожесть семян большинства исследуемых пород (ели аянской, ели корейской, сосны сибирской) под пленкой № 2 ниже, чем в контроле.
Таблица 2.
Освещенность и УФ-радиация в вегетационном опыте 2012 г.
Освещенность ФАР, лк УФ, мвт/м2
Дата (среднее за месяц) (среднее за месяц)
Открытое Под Открытое Под
прост- Пленками пространс пленками
ранство тво
Апрель 523 - 908(х100) -
Май 567 - -
Июнь 618 К* 330*** 229 К 432
№2** 452 №2 65
№4 254 №4 64
№6 345 №6 351
Июль 990 К 862 376 К 291
№2 810 №2 42
№4 597 №4 166
№6 874 №6 272
Август 846 К 689 324 К 235
№2 627 №2 189
№4 510 №4 150
№6 716 №6 233
Сентябрь 837 К 614 257 К 162
№2 592 №2 153
№4 447 №4 106
№6 655 №6 176
Октябрь 483 К 645 315 К 132
№2 185 №2 68
№4 369 №4 67
№6 478 №6 132
* К - обычная полиэтиленовая пленка; ** № - номера пленок;
*** - исходные данные прибора по ФАР и УФ-радиации уменьшены в 100раз. Например: 330х(100) лк = 330 лк
По нашим данным (табл. 3) появление всходов у хвойных имеет период торможения до 10 дней и более, в основном, у сеянцев пихты белокорой и сосны сибирской, первые всходы у которых появились только в третьей декаде апреля или в начале мая. Позднее прорастание семян у этих видов хвойных отмечено, как в контроле, так и под исследуемыми пленками.
Основной ответной реакцией растений на различное качество света является интенсивность ростовых процессов. Для вегетационного опыта были взяты 3-х-5-летние саженцы двух видов елей и двух видов сосен, высота саженцев ели колючей и корейской в контроле и опыте варьировала в среднем от 14,6 до 19,7 см. Саженцы сосен этого же возраста были значительно меньше по высоте, чем видов елей. При посадке
саженцев растения сосны веймутовой по высоте практически равны саженцам ели (12,4-15,0 см). Высота саженцев сосны европейской этого же возраста при посадке была всего 5,3 - 6,3 см по средним значениям (табл. 4).
Таблица 3.
Всхожесть семян хвойных под пленками разного качества
Растения Вариант Количество всходов по дням наблюдений, % *
опыта 18.04 22.04 26.04 04.05 18.05 25.05 28.06 Отпад, %
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Контр. 30 68 80** 60 48 42 36 44
Ель № 2 24 46 68 56 36 32 26 42
Аянская № 4 0 0 0 76 84 84 76 8
№ 6 34 78 86 72 52 34 26 60
Контр. 56 62 68 70 70 70 66 4
Ель № 2 46 52 52 54 54 52 50 4
Корейская № 4 6 34 38 34 30 30 30 8
№ 6 12 54 66 56 54 52 52 14
Пихта Контр. 0 0 0 2 4 10 8 2
бело- № 2 0 0 0 0 4 10 6 4
корая № 4 0 0 2 8 18 20 16 4
№ 6 0 0 0 0 4 12 2 10
Сосна Контр. 24 66 84 54 78 76 68 16
густо- № 2 20 70 80 76 56 54 54 26
цветковая № 4 40 72 80 34 8 8 8 72
№ 6 28 68 82 72 62 64 64 18
Сосна Контр. 0 0 2 16 18 20 34 Нет
Сибирская № 2 0 0 2 6 4 4 18 Нет
№ 4 0 0 6 4 4 4 8 Нет
№ 6 0 0 0 4 4 4 14 Нет
* - процент от количества высеянных семян (50 шт.); ** - максимальная всхожесть семян хвойных выделено жирным шрифтом.
За период вегетации, с момента закладки опыта в мае до завершения ростовых процессов прирост по высоте у саженцев ели оказался значительно меньше, чем у саженцев сосен (табл.). Прирост верхушечных побегов саженцев всех видов хвойных в июне 2011 года и в июне месяце 2012 года под исследуемыми пленками №2, №4 и №6 был больше, чем в контроле - под обычной полиэтиленовой пленкой (см. табл. 4). Анализ данных за 2011 год показал, что значения прироста верхушечных побегов всех саженцев ели и сосен под пленками №4 и №6 были близки. В период летней вегетации 2012 года наблюдалось снижение ростовых процессов у саженцев ели колючей сосен - веймутовой и европейской под пленкой №4. При этом, прирост побегов под пленкой №4 меньше был, чем под пленками №2 и №6 почти в 1,2-2,0 раза, только у саженцев ели корейской показатели роста побегов под пленками №2 и №4 имели одинаковые значения. Самое большое число ростовых верхушечных побегов отмечено у сосны веймутовой. За вегетационный период 2011 года интенсивность ростовых процессов была самой высокой у интродуцента - сосны веймутовой (табл. 4). По данным прироста верхушечных побегов энергия роста у саженцев сосны веймутовой в 1,6-3,0 раза выше, чем у ели колючей; в 1,2-2,9 раза больше, чем у саженцев ели корейской и сосны европейской.
Пленки разного качества оказывали значительное влияние на ростовые процессы саженцев хвойных пород (табл. 4). За вегетационный период высота саженцев ели увеличилась в среднем на 4,3-4,6 см в контроле, а под пленками на 4,4-8,1 см. Наиболее интенсивным был рост саженцев сосны веймутовой (интродуцент), у которых он соответствовал 10,3-15,4 см и в контроле, и под пленками. Прирост по высоте саженцев сосны европейской за период вегетации значительно меньше, чем сосны веймутовой - всего 6,2-7,2 см. Рост ювенильных саженцев видов ели корейской и сосны веймутовой больше в опытном варианте под пленками №2 и №6, по сравнению с контролем. Исследуемые пленки разного спектра оказывали неоднозначное влияние на прирост побегов верхушечных мутовок (табл. 5). У саженцев ели корейкой он был больше под пленками, чем в контроле на 13 -68%, а прирост верхушечных побегов растений ели колючей больше, чем в контроле только под пленкой № 2. Верхушечный прирост саженцев сосны европейской и веймутовой под пленкой № 2 и №4 ниже, чем в контроле в 2,0-2,9 и в 1,4-1,5 раза соответственно.
К концу вегетационного периода 2011 г. высота саженцев ели колючей и корейской варьировала от 17,5 до 24,4 см. Высота растений сосны европейской была меньше, чем у саженцев сосны веймутовой и составляла 11,513,5 см. Средние показатели высоты веймутовой составляли 23,4-28,5 см. У саженцев сосны веймутовой количество верхушечных ростовых побегов больше, чем у других изучаемых пород.
Таблица 4.
Прирост по высоте саженцев ели и сосны за период активной вегетации (среднее на 1 растение)
Растение Высота растений, см. 05.05.2011 Высота растений, см. 05.10.2011 Прирост по высоте, см.
К №2 №4 №6 К №2 №4 №6 К №2 №4 №6
ель 19,7 14,6 17,1 19,1 24,0 22,7 17,5 23,5 4,3 8,1 0,4 4,4
колючая
ель 17,4 16,5 15,6 16,7 22,0 24,4 19,8 24,1 4,6 7,9 4,2 7,4
корейская
сосна 13,1 14,5 15,0 12,4 23,4 28,5 26,8 27,8 10,3 14,0 11,8 15,4
Веймутова
сосна 6,3 5,3 5,7 5,6 13,5 11,5 12,6 11,8 7,2 6,2 6,9 6,2
европейская
Динамика ростовых процессов саженцев хвойных пород за вегетационный период 2012 г. приведена в таблице 7. Рост саженцев ели колючей и корейской в августе был завершен. Верхушечный прирост ели колючей и корейской варьировал от 2,4 до 4,9см., соответственно. У сосен верхушечные побеги росли еще и в августе месяце. Прирост побегов саженцев сосен был больше, чем у саженцев елей корейской и колючей. Под разными пленками прирост сосны европейской соответствовал 3,8-5,8 см. в опыте и 10,7 см. в контроле. Наибольшей интенсивность прироста была у сосны веймутовой - 8,8-19,7 см. под пленками и 10,8 в контроле. В вегетационном опыте 2012 года наибольшая интенсивность ростовых процессов была отмечена у саженцев ели корейской и колючей под пленкой №2, а у сосен европейской и веймутовой под пленками №4 и №6, но верхушечный прирост значительно меньше, чем в контроле под обычной полиэтиленовой пленкой (табл.4).
Таблица 5.
Верхушечный прирост саженцев хвойных пород в вегетационных опытах 2011-2012 гг.
Растение Вариант опыта Прирост, см. 2011 год Прирост, см. 2012 год
июнь июль % от контроля июнь июль % от контроля
Ель колючая Контр. 3,44 8,36 100 3,1 3,2 100
№ 2 3,38 7,62 98 3,8 4,6 123
№ 4 4,30 9,68 125 1,2 2,5 37
№ 6 4,30 10,28 125 2,5 3,0 81
Ель корейская Контр. 6,22 12,66 100 3,1 3,2 100
№ 2 6,54 13,04 105 5,2 4,6 168
№ 4 6,14 12,96 98 5,2 4,9 168
№ 6 5,94 13,90 95 3,5 2,4 113
Сосна Веймутова Контр. 6,32 14,07 100 5,7 9,8 100
№ 2 8,41 21,91 133 4,8 7,0 84
№ 4 6,79 17,16 107 4,6 8,0 81
№ 6 6,84 17,02 108 12,5 16,2 219
Сосна европейская Контр. 3,90 9,68 100 10,0 10,6 100
№ 2 5,48 12,02 140 4,3 3,8 43
№ 4 4,54 9,24 116 3,2 5,7 32
№ 6 4,56 9,70 117 6,2 5,3 62
Уровень фотосинтетических пигментов в листе (хвое) в значительной мере определяет интенсивность метаболических и продукционных процессов в растении. Определение содержания пигментов в хвое саженцев изучаемых пород проводили в августе по завершению ростовых процессов и в октябре месяце, в период подготовки ассимиляционного аппарата к зиме. В первой декаде августа сумма пигментов (Хл (^ + каротиноиды) в хвое разных пород находилась в пределах 2,12-2,69 мг/г сыр. вещества - у ели корейской; 1,86-
2,56 мг/г в хвое ели колючей и 1,49-1,93 мг/г в хвое сосны веймутовой (табл.6). Количество желтых пигментов каротиноидов варьировало в хвое разных пород хвойных в пределах от 0,24 до 0,34 мг/г сырого веса ткани. Сумма Хл(а+ь) была больше, чем каротиноидов, и составляла в среднем 1,22-2,47 мг/г сырого веса. Содержание хлорофиллов больше, чем других пигментов, что обусловлено, в основном, накоплением Хла, количество которого, например, в хвое сосны Веймутова в 2 раза больше, чем Хль. Отношение Хла/Хль в хвое изучаемых пород хвойных в контроле стабильно и находится в пределах 1,92-2,05 мг/ г сыр. веса хвои. Следует отметить, что в период активной вегетации, августе месяце, у всех изучаемых пород хвойных наибольшее количество пигментов было под пленкой №2 (белая) и пленкой №4 (оранжевая), под которыми сумма Хл(а+Ь) и сумма всех пигментов были больше, чем под пленкой №6 и больше, чем в контроле, под обычной полиэтиленовой пленой (см. табл.5).
Отличительной особенностью вечнозеленых хвойных растений от листопадных растений является их более длительный период вегетации. Фотосинтетические процессы в хвое осуществляются еще и в сентябре и в октябре месяцах. По контрольным данным суммарное содержание пигментов в октябре месяце в хвое двух видов ели и в хвое сосны веймутовой имеют близкие значения и находятся в пределах 2,38-2,48 мг/г сырой навески (табл. 7). Наибольшее количество пигментов отмечено в хвое ели корейской под пленкой №2 (3,03 мг) и в хвое ели колючей под пленкой №6 (2,71 мг). В хвое сосны Веймутова сумма пигментов незначительно больше под пленками №4 и №6 - 2,54-2,56мг по отношению к контролю - 2,43 мг. В этот период вегетации (в октябре месяце) уровень пигментов в хвое разных видов хвойных, как в опыте, так и в контроле имеет стабильную количественную характеристику, что в значительной степени обусловлено сезонной перестройкой пигментного комплекса в хвое.
Количество фотосинтетических пигментов у разных видов хвойных под исследуемыми пленками и в контроле представлено в таблице 7. Установлено, что у сосны веймутовой и ели колючей наибольшее суммарное количество пигментов определено под пленкой №6 (розовая) - 2,56 мг/г и 2,71 мг/г сырого веса соответственно. В хвое ели корейской максимальное значение пигментов содержится под пленкой №2 (белая) - 3,03 мг/г. Содержание каротиноидов у разных пород варьировало от 0,10 у ели корейской под пленкой №2 до 0,30 у сосны веймутовой под пленкой №2. Установлено, что сумма хлорофиллов и каротиноидов в октябре была выше, чем в августе месяце.
Различие в количественной характеристике пигментов в октябре, по сравнению с июлем, обусловлено сезонными особенностями их синтеза, разным уровнем микроклимата, в том числе, инсоляцией (по показаниям освещенности в ФАР и УФ-радиации).
Таблица 6.
Динамика накопления фотосинтетических пигментов у саженцев хвойных пород под пленками (01.08.2012)
Номер пленки Содержание пигментов, мг/1г сырой навески Отношение
Аа АЬ Аа+b д Акар А•а+b+кар а/b S а+Ь /2 кар.
Сосна веймутова
Контроль 0,86±0,02 0,42±0,05 1,28±0,07 0,29±0,02 1,57±0,09 2,05 4,41
№2 1,09±0,07 0,55±0,01 1,64±0,08 0,29±0,02 1,93±0,10 1,98 5,66
№4 1,02±0,03 0,48±0,04 1,50±0,07 0,28±0,02 1,78±0,09 2,13 5,36
№6 0,80±0,05 0,42±0,02 1,22±0,07 0,27±0,01 1,49±0,08 1,90 4,52
Ель корейская
Контроль 1,17±0,03 0,61±0,07 1,78±0,10 0,34±0,01 2,12±0,11 1,92 5,24
№2 1,51±0,03 0,89±0,06 2,40±0,09 0,24±0,02 2,64±0,11 1,70 10,00
№4 1,53±0,03 0,94±0,04 2,47±0,07 0,22±0,02 2,69±0,09 1,63 11,23
№6 1,31±0,05 0,63±0,07 1,94±0,13 0,31±0,01 2,25±0,14 2,08 6,26
Ель колючая
Контроль 1,11±0,05 0,57±0,04 1,68±0,09 0,31±0,01 1,99±0,10 1,95 5,42
№2 1,36±0,03 0,72±0,04 2,08±0,07 0,29±0,02 2,37±0,09 1,89 7,18
№4 1,46±0,04 0,85±0,06 2,31±0,10 0,25±0,03 2,56±0,13 1,72 9,24
№6 1,05±0,02 0,50±0,06 1,55±0,08 0,310,01 1,86±0,09 2,10 5,00
Продуктивность хвои по накоплению сухого вещества у саженцев ели на 7,4% больше, чем саженцев сосен (табл. 8). В контрольных условиях количество сухого вещества в хвое видов ели - 75,2%, а сосен -67,8% . Продуктивность хвои саженцев ели корейской и ели колючей на 9,0-14,3% под пленками №2 и №4 меньше, чем в контроле. У саженцев сосен европейской и веймутовой продуктивность хвои на 6,7-8,8% больше под пленками №2 и №4, чем в контроле.
В результате проведенных вегетационных опытов в условиях летней теплицы и в открытом грунте, с использованием разных по качеству и спектральному составу пленок (№2, №4, №6 и контроль - обычная полиэтиленовая пленка) установлено неоднозначное их влияние на ростовые и физиологические показатели сеянцев и саженцев хвойных пород.
Таблица 7.
Динамика накопления фотосинтетических пигментов у саженцев хвойных пород под пленками (08.10.2012)
Номер пленки Содержание пигментов, мг/1г сырой навески Отношение
Аа Аь А+ь Акар Аа+Ь+кар а/Ь £ а+Ь /2 кар.
Сосна веймутова
Контроль 1,41±0,04 0,74±0,06 2,15±0,09 0,28±0,01 2,43±0,07 1,91 7,68
№2 1,36±0,05 0,81±0,06 2,17±0,11 0,30±0,04 2,47±0,15 1,68 7,24
№4 1,47±0,02 0,81±0,02 2,28±0,04 0,27±0,01 2,54±0,03 1,82 8,45
№6 1,47±0,01 0,81±0,02 2,28±0,03 0,28±0,03 2,56±0,04 1,82 8,15
Ель корейская
Контроль 1,45±0,05 0,85±0,07 2,30±0,13 0,25±0,02 2,55±0,11 1,71 9,20
№2 1,58±0,02 1,35±0,08 2,93±0,10 0,10±0,05 3,03±0,13 1,17 29,30
№4 1,42±0,02 0,67±0,01 2,09±0,01 0,29±0,01 2,38±0,02 2,12 7,21
№6 1,45±0,03 0,79±0,02 2,24±0,05 0,26±0,07 2,50±0,11 1,84 8,62
Ель колючая
Контроль 1,38±0,17 0,88±0,18 2,26±0,33 0,23±0,08 2,49±0,24 1,57 9,83
№2 1,42±0,08 0,89±0,14 2,31±0,22 0,24±0,04 2,55±0,17 1,60 9,63
№4 1,40±0,05 0,82±0,03 2,22±0,08 0,26±0,01 2,48±0,06 1,71 8,54
№6 1,55±0,02 0,97±0,11 2,52±0,13 0,19±0,03 2,71±0,14 1,60 13,27
Таблица 8.
Продуктивность хвои саженцев ели и сосны по накоплению сухого вещества (%)
Растения Продуктивность, %
Контроль* № 2** № 4** № 6**
Ель Колючая 72,8 58,5 68,5 67,3
Ель 75,2 74,3 65,3 74,3
корейская
Сосна 66,8 75,6 74,0 68,0
веймутова
Сосна 67,8 71,9 74,5 68,7
европейская
* - контроль — обычная полиэтиленовая пленка; ** - номера исследуемых пленок.
Выводы
1. Анализ динамики всходов показал, что максимальное число взошедших семян (%) был самым низким у интродуцента - сосны сибирской (33-44%). У остальных хвойных среднее значение максимального уровня всхожести под разными пленками варьирует от 78-80% до 108-178%. Наиболее низкими эти показатели были под пленкой №2.
2. Пленки разного качества оказывали неоднозначное влияние на ростовые процессы саженцев хвойных пород. Верхушечный прирост ювенильных растений елей колючей и корейской и сосен был больше под пленками №2 и №6, чем в контроле.
3. Суммарное содержание фотосинтетических пигментов в хвое саженцев елей и сосен в летний период вегетации (август) было больше под пленками №2 и №4, чем в контроле. По окончании вегетации (октябрь) сумма пигментов в хвое была больше, чем в контроле, у саженцев елей колючей и корейской и сосны густоцветковой под пленками №2 и №4, и только в хвое сосны веймутовой она была больше под другими пленками №4 и №6. Как указывалось нами выше, светопропускающая способность оранжевой пленки №4 была очень низкой, всего 20-30%. Однако количество пигментов под этой пленкой у растений ели колючей и сосны
веймутовой был на уровне контрольного и незначительно ниже, чем под пленкой №6, что можно объяснить присутствием в этой пленке (№4) пигмента красного цвета и люминофорами, введенными при ее изготовлении, что в значительной степени способствует синтезу пигментов.
4. Общая продуктивность по накоплению сухого вещества хвои была больше у елей (75%), чем у сосен (67%). Продуктивность хвои сосен на 6,7-8,5% больше под пленками №2 и №4, чем продуктивность хвои елей колючей и корейской под этими же пленками.
По комплексу физиолого-биохимических показателей (интенсивности ростовых процессов, количества пигментов в хвое и продуктивности) лучшие условия для метаболизма растений были под пленками №2 и №4 для саженцев елей, и под пленками №2 и №6 для саженцев сосен. Установлено положительное влияние этих пленок на продукционные процессы саженцев хвойных пород.
Литература
1. Иванова А.Н., Гаевский НА., Пак М.Э. Влияние спектрального состава света на морфогенетические способности каллусной ткани Larix sibirica. VII Съезд Общества физиологов России. Междунарожная научная школа. Тезисы докладов. Нижний Новгород. 2011. с.278-279.
2. Креславский В.Д., Любимов В.Ю. Красный свет низкой интенсивности и холинсодержащие ретарданты как индукторы стресс-устойчивости фотосинтетического аппарата. VII Съезд Общества физиологов растений России. Международная научная школа. Тезисы докладов. Нижний Новгогрод,2011. с.279-380.
3. Креславский В.Д., Ширшикова Г.Н., Шабнова Н.И., Любимов В.Ю., Бутанаев А.М. Предоблучение растений арабидопсиса кратковременным красным светом защищает фотосинтетический аппарат от УФ-радиации. VII Съезд Общества физиологов растений России. Международная научная школа. Тезисы докладов. Нижний Новгогрод,2011. с. 380-381.
4. Минич А.С. Экологические и морфофизиологические особенности продуктивности растений под флуоресцентными пленками // Автореф. дисс. д.б.н., Томск. ФГБОУ ВПО «Томский педагогический университет», 2011, с.43.
5. ШлыкАА. Определение хлорофиллов и каротиноидов в экстрактах зеленых листьев // Биохимические методы в физиологии растений. М.: Наука, 1971. с. 170-174.
6. Щетинин Т.В., Карасев В.Е., Толкачева Л.П., Журавлев Ю.Н. Первый опыт применения пленок «Полисветан» с целью повышения продуктивности растений в Приморье. Биологические исследования на Горнотаежной станции. Владивосток, 1989. с. 78-87.
