new 2.9. Методика проведения исследовательской ... · 2013. 3....
TRANSCRIPT
-
108
2.9. Методика проведения исследовательской работы на тему
«Размножение прививками сортовых (ценных, уникальных)
древесных и кустарниковых растений»
Составитель: Прохорова Е.В., Лебедева Э.П.
Цель работы: научное обоснование решения проблемы выращива-
ния привитого селекционного материала уникальных, редких, ценных
по хозяйственным, биологическим признакам древесных и кустарнико-
вых растений в условиях школьного лесничества.
Задачи: 1. Разработка технологии выращивания подвойного матери-
ала
2. Определение оптимальных сроков выполнения прививочных ра-
бот для разных видов, форм, сортов древесных и кустарниковых расте-
ний
3. Выявление лучших способов прививок для разных видов, форм,
сортов древесных и кустарниковых растений.
Общие теоретические вопросы. В процессе выполнения этой рабо-
ты могут решаться следующие проблемы: определение видов, форм,
сортов растений, которые целесообразно размножать прививками; вы-
явить преимущества этого способа размножения перед семенным и дру-
гими способами вегетативного размножения.
С точки зрения лесоводственной и экологической решаются задачи
размножения и сохранения генофонда ценных форм, в том числе плю-
совых деревьев; создание банка генотипов редко встречаемых растений
с последующим использованием их как маточников при создании лесо-
семенных плантаций главных лесообразующих пород в лесном хозяй-
стве, как исходного материала при скрещиваниях, а также массового
получения клоновых растений, используемых в озеленении, в садовод-
стве – для создания плодовых плантаций.
Новизна всех исследований в этой области: обоснование возможно-
сти размножения прививками ранее не размножаемых этим способом в
данном регионе форм и сортов; выявление лучших способов прививок,
которые наиболее эффективны с точки зрения приживаемости, роста,
-
109
экономичного использования прививочного материала; установление
оптимальных сроков прививок для данного региона.
Практическое применение. Прививки могут быть использованы для
выполнения следующих задач: вегетативного размножения ценных
форм древесных и кустарниковых растений с сохранением их наслед-
ственных признаков и особенностей; ускорения роста и плодоношения;
преодоления неблагоприятных факторов среды (выращивание на зимо-
стойких подвойных растениях, предотвращение гибели от вымерзания
корневых систем); разведения растений за пределами их естественного
ареала; создания декоративных форм; выращивания привитого поса-
дочного материала для закладки лесосеменных плантаций в лесном хо-
зяйстве.
Таким образом, школьник, владея техникой прививок, умением вы-
бирать сроки и способы прививок, в будущем может применить свои
знания и умения в разных областях хозяйства – в лесном хозяйстве, в
плодоводстве, садово-парковом строительстве.
Объект исследования
Объект исследования может быть выбран с учетом направления дея-
тельности: лесное хозяйство, озеленение, плодоводство. С учетом этого
школьник должен представлять, какие растения предстоит размножать -
хвойные или лиственные, их биологические и экологические особенно-
сти, хозяйственную значимость.
Для размножения прививкой можно использовать черенки с плюсо-
вых (лучших) деревьев сосны обыкновенной, ели европейской, лист-
венницы сибирской, ели колючей (формы с голубой, сизой окраски
хвои), дуба черешчатого, березы повислой, березы карельской, березы
далекарлийской; декоративных форм: клена белоокаймленного, яблони
краснолистной формы, лещины краснолистной формы, других декора-
тивных форм, имеющихся в районе исследования; сортов плодовых рас-
тений.
Оборудование, материалы. Ножи копулировочные; тонкая поли-
этиленовая пленка, разрезанная на ленточки длиной до 20-25 см и ши-
риной от 0,5 до 1,0 см (в зависимости от толщины пленки, чем толще
пленка, тем уже должны быть ленточки); садовый вар; этикетки
-
110
стандартные из полистирола, если таковых нет, то из плотного ватмана
(5х2,5 см); нитки или тонкий шпагат для привязывания этикеток; ка-
рандаш; для последующих замеров – линейка (30-40 см); тетрадь для
дневниковых записей.
Ход работы. Под прививкой понимается сращивание вегетативных
частей двух организмов. Растение, на которое прививают, называется
подвоем, а которое прививают -привоем. Обе части или компоненты,
срастаясь, образуют жизненную связь: подвой с его корневой системой
обеспечивает растение питательными веществами и укрепляет его в
почве, привой своим листовым аппаратом способствует притоку орга-
нических веществ по всем живым клеткам стебля и корней.
В зависимости от цели эксперимента ход работы может быть неоди-
наковым, но при этом должен выполняться следующий порядок работы:
выращивание подвойного материала, заготовка и хранение черенков,
прививочные работы, уход за прививками, учет и анализ полученных
данных.
1) Выращивание подвойных растений. В качестве подвойных расте-
ний могут быть использованы корнесобственные, растущие на лесо-
культурной площади растения; сеянцы или саженцы в питомниках; се-
янцы или саженцы с закрытой корневой системой, выращенные в кон-
тейнерах.
В последнее время для обеспечения лучшей приживаемости приви-
тых растений при посадке на постоянное место используются в качестве
подвоев растения с закрытой корневой системой. Для этого можно изго-
товить цилиндры из полиэтиленовой пленки высотой 18-20 см, диамет-
ром 10 см. Цилиндры должны быть заполнены субстратом. Для изуче-
ния различных видов субстрата можно поставить следующий экспери-
мент. В качестве контрольного субстрата для заполнения цилиндра ис-
пользуют смесь торф + песок в соотношении 1:1. Другие опытные вари-
анты субстрата могут быть следующие: торф+песок в разных пропорци-
ях; торф + песок + дерновая гумусированная почва в соотношении 1:1:1,
также других пропорциях; торф + песок с внесением удобрений. По
данным ЛатНИИЛХ возможен следующий вариант с внесением удобре-
ний: перед заполнением цилиндров смесь тщательно перемешивают
-
111
и вносят удобрения из расчета на 1 м3 субстрата 6 кг доломитовой муки,
2 кг фосфорной муки, 1,7 кг сульфата калия, 0,8 кг суперфосфата. При
постановке опыта возможно поставить варианты с другими видами и
дозами удобрений. В каждом варианте должно быть не менее 50 штук
заполненных цилиндров. В каждый цилиндр весной высаживается од-
нолетний сеянец.
В течение вегетационного периода за растениями ухаживают: поли-
вают, рыхлят субстрат, удаляют появившиеся сорняки. При этом прово-
дят наблюдения и ведутся дневниковые записи: описывают смесь, как
она готовится, даты посадки растений, даты полива, норма полива, даты
рыхления и прополок. Осенью (сентябрь), когда растения закончат рост,
производят учет, который состоит в следующем: у каждого растения
измеряют высоту, диаметр корневой шейки и результаты заносятся в
таблицу:
Вариант
субстрата
№№
растения
Высота,
см
Диаметр корневой
шейки, см
Пригодные для прививки
(отмечают + или -)
Показателем пригодности привоев для прививки является диаметр
корневой шейки, он должен быть не менее 3-4 мм.
По результатам осеннего учета производится анализ: определяется
доля (в %) пригодных для прививки подвоев. Вычисляются статистиче-
ские показатели высоты и диаметра: (среднее значение признака, ошиб-
ки среднего, изменчивость признака, точность опыта, достоверность
различия между вариантами). Методика обработки приведена в реко-
мендуемых литературных источниках по вариационной статистике.
2) Заготовка привойного материала. В зависимости от сроков при-
вивки: весенней или летней, заготовку черенков производят в разные
сроки. Для весенних прививок черенки заготавливают с маточных рас-
тений в конце марта - начале апреля, до набухания почек. Заготавлива-
ют ветви длиной 30-40 см. Связывают в пучки с каждого маточного де-
рева отдельно. На каждый пучок привешивается две этикетки: одна
внутрь пучка, другая – сверху. На этикетке (из полистирола, фольги или
другого неразмокаемого материала) простым мягким карандашом четко
пишется номер дерева, форма, сорт. Пучки укладывают в ящики, а затем
-
112
их ставят в снежный бурт или в снег в погреб (но не в холодильник, там
идет высыхание материала).
При летней прививке черенки следует заготавливать накануне или в
день прививки. Черенки хранят во влажном мхе или завернутыми во
влажную ткань.
В дневник наблюдения записывается дата заготовки черенков, опи-
сывается способ закладки на хранение.
3) Прививочные работы. Эксперимент может быть поставлен для
определения оптимальных сроков прививки и лучшего способа при-
вивки.
В зависимости от характера постановки эксперимента можно произ-
вести прививки черенками одних и тех же маточников в разные сроки:
например, весенние прививки ели выполнить в три срока: первая декада
мая, вторая декада мая, третья декада мая, то есть через десять дней.
Для этого черенки привоя разделить на три части, последовательно из-
влекая их из-под снега в день прививки. На каждое привитое растение
привешивается этикетка с номером привитого маточника и датой при-
вивки. В летние сроки (середина – вторая декада июля) заготавливаются
черенки с этих же маточников и производится прививка в два летних
срока, например: 15-16 июля, 25-26 июля.
Когда ставится эксперимент для установления оптимальных сроков
прививки, лучше использовать черенки с одного - двух маточников, так
как в каждый срок следует привить не менее 50 растений, а следова-
тельно – всего для весенних прививок не менее 150 растений и для лет-
них – 100.
Если в результате эксперимента необходимо установить зависимость
приживаемости от индивидуальных особенностей маточников или сор-
тов растений, то черенки заготавливают с каждого маточника отдельно,
не менее 50 штук с каждого, и прививают в один срок. На каждое при-
витое растение привешивается этикетка с номером маточника и датой
прививки.
Для определения лучшего способа прививки необходимо поставить
эксперимент, выполняя прививки различными способами. Для хвойных
пород чаще всего используют способы прививки «вприклад сердцевины
-
113
на камбий», «вприклад камбием на камбий», «за кору», «в расщеп»; для
лиственных пород: копулировку, «в расщеп», «за кору», окулировку.
Каждым способом необходимо выполнить не менее 50 прививок черен-
ками, заготовленными с одного маточника; работу лучше выполнить
одному прививальщику.
4) Уход за прививками. Через 30-40 дней после прививки снимается
обвязка, обрезаются боковые ветви подвоя и его верхушка (при способе
прививки за кору и вприклад сердцевиной и камбием). При этом произ-
водится учет приживаемости прививок. Живыми считаются прививки, у
которых начинается рост привоев, хвоя остается зеленой, а у листвен-
ных признаками живых является начало роста привоев, появление из
почек листьев, а также срастание прививочных компонентов. К усох-
шим относятся прививки с несросшимися компонентами или погибши-
ми почками. Все данные фиксируются в журнале в следующую таблицу:
Дата учета:
Дата привив-
ки
(или способ
прививки)
№№ рас-
тения п/п
№№ маточ-
ного расте-
ния
Состояние прививок Длина
прироста,
см
усохшие живые
В течение лета можно сделать еще два учета приживаемости: через
месяц и в конце августа или сентябре, когда растения заканчивают рост.
Данные учета заносятся в такую же табличку.
Методы обработки и оформление результатов. Все данные обра-
батываются с использованием методов вариационной статистики. При
обработке полученного материала на ПЭВМ можно использовать пакет
анализ данных в программе Microsoft Exsel. Также можно использовать
учебные пособия по вариационной статистике, указанные в списке ли-
тературы.
В качестве примера можно привести результаты по обработке при-
живаемости прививок в зависимости от срока выполнения прививок.
Прививки ели выполнены 15 июля и 25 июля. В каждый срок привито
по 150 растений (N). Живых прививок, выполненных 15 июля, оказа-
лось 60 штук (n1); выполненных 25 июля – 80 штук (n2). Средняя при-
живаемость ( X ) вычисляется по формуле:
-
114
,%100N
nX ,
где N – общее число привитых растений в варианте, штук;
n1 , n2 – число прижившихся растений по вариантам, штук;
%0,40100150
601X , %3,53100
150
802X
Ошибка среднего ( xS ) вычисляется по формуле:
,%)100(
N
xxS x
%0,4150
)40100(401x
S ;
%07,4150
)3,53100(3,532x
S
Если имеется хотя бы минимальная разница между двумя средними,
то рассчитывается показатель достоверности их различия по формуле:
22
21
21 xx
d
SS
xxt
В научных исследованиях принимается минимальная вероятность
правильного суждения 0,95. Вероятность 0,95 достигается при значении
td≥2,0.
33,27,5
3,13
56,1616
3,13
07,44
3,530,40
22dt
Обсуждение, анализ, выводы. Таким образом, следует считать оп-
тимальным сроком прививки ели 25 июля, так как приживаемость в этот
срок составила 53,3% против 40,0% при прививке 15июля. Приживае-
мость прививок, выполненных 25 июля достоверно больше приживае-
мости прививок, сделанных 15 июля, так как коэффициент достоверно-
сти различия равен 2,33 при уровне значимости 0,95.
-
115
Контрольные вопросы
1. Какие способы размножения древесных и кустарниковых расте-
ний известны?
2. Какие древесные и кустарниковые растения можно размножать
прививками?
3. С какой целью производятся прививки?
4. Как вырастить подвои с закрытой корневой системой?
5. От чего зависит успешность приживаемости прививок?
Рекомендуемая литература
1. Котов М.М. Основы генетики соматических клеток и способы ве-
гетативного размножения древесных пород: учебное пособие / М.М.
Котов, Э.П. Лебедева. – Горький: Изд-во ГГУ, 1979. - 94 с.
2. Мак-Миллан Броуз Ф. Размножение растений: пер.с англ. – М.:
Мир, 1992. – 192 с.
3. Котов М.М. Применение биометрических методов в лесной се-
лекции: учебное пособие. / М.М. Котов, Э.П. Лебедева. – Горький: Изд-
во ГГУ, 1977. - 120с.
4. Соколов П.А., Черных В.Л. Вариационная статистика: учебное
пособие. / П.А. Соколов, В.Л. Черных. – Йошкар-Ола: МарПИ, 1990. –
104с.
2.10. Методика проведения исследовательской работы на тему
«Размножение древесных растений зеленым черенкованием»
Составитель: Тимургалиева Л.А.
Цель работы: изучение основных принципов вегетативного раз-
множения древесных растений; освоение технологии размножения зе-
леными черенками культур, применяемых в лесном хозяйстве.
-
116
Задачи:
1. Изучение влияния ростового вещества на процесс корнеобразо-
вания древесных растений при размножении их зелеными черенками;
2. Анализ влияния возраста маточных растений на укореняемость
черенков;
3. Определение оптимальных сроков для проведения черенкова-
ния древесных растений. Этот этап работы целесообразно сочетать с
проведением фенологических наблюдений за теми растениями, которые
планируют размножать вегетативно (см методику по фенонаблюдению);
4. Определение площади парникового хозяйства для выращивания
посадочного материала с целью создания лесных культур на лесохозяй-
ственном предприятии.
Общие теоретические вопросы. Воспроизводство многолетних
насаждений требует большого количества посадочного материала.
Наследственные свойства посадочного материала, его качество во мно-
гом предопределяют продуктивность насаждений, устойчивость их к
неблагоприятным условиям среды, вредителям и болезням, возможно-
сти механизации и рациональной организации труда. Сохранение у рас-
тений хозяйственно ценных сортовых признаков возможно в процессе
выращивания посадочного материала только через вегетативное раз-
множение. Зеленое черенкование – один из способов вегетативного
размножения растений черенками. Зеленые черенки в процессе регене-
рации образуют из ткани стебля придаточные корни, а за счет развития
имеющихся почек осуществляется рост побегов. С помощью метода
зеленого черенкования растений возможно получение генетически од-
нородного посадочного материала с ценными хозяйственными свой-
ствами. Использование вегетативного потомства с улучшенными гене-
тическими признаками в лесном хозяйстве позволяет создавать высоко-
продуктивные насаждения, скороплодные сады интенсивного типа, вы-
ращивать клоновые подвои для организации лесосеменных плантаций и
многое другое.
Объект исследования. В качестве объекта исследования необходи-
мо выбрать несколько наименований древесных пород, представляю-
щих интерес для развития предприятия лесного хозяйства. Это могут
-
117
быть виды растений для закладки плодового сада, лесосеменной
плантации, участка пищевых, лекарственных или технических пород, а
также растения для создания лесных культур. Для проведения исследо-
вательской работы выбирается четыре или пять видов хвойных и лист-
венных пород. Для заготовки черенков используются разные по возрас-
ту маточные растения.
Материалы и оборудование. Для осуществления данной исследо-
вательской работы вам понадобятся: маточные растения, парник с ра-
мой или малогабаритное тоннельное укрытие, заполненное субстратом,
секатор, нож для нарезки черенков, ведро, ростовое вещество (стимуля-
тор корнеобразования «Корневин» - индолилмасляная кислота), этикет-
ки, лейка, журнал полевых исследований, карандаш, линейка.
Ход работы
Подготовка парника и субстрата. Для посадки черенков можно
использовать заглубленный в почву парник со стеклянной или пленоч-
ной рамой или более легкую конструкцию - малогабаритное тоннельное
укрытие. В закрытых парниках удается поддерживать необходимую для
черенкования температуру и влажность. В качестве субстрата для
большинства растений используется крупный песок или смесь торфа и
песка. Если парник имеет достаточную глубину, то его заполняют сле-
дующим образом: на дно кладется дренаж (шлак, керамзит или крупный
песок), на него укладывают слой свежего навоза, далее укладывается
слой торфа и в завершение – слой песка или смесь торфа с песком. В
последний слой непосредственно осуществляется посадка черенков.
Каждый слой тщательно трамбуется. После заполнения парника суб-
страт проливается концентрированным раствором перманганата калия
для обеззараживания.
Подготовка зеленых черенков. Из побегов, заготовленных с ма-
точных растений, осуществляется нарезка черенков. Обычно черенки
нарезаются с одним или двумя междоузлиями (расстояние между поч-
ками на побеге). При резке черенков нижний срез делают несколько
скошенным, на 0,5 -1- см ниже почки, верхний срез непосредственно
над почкой. Для снижения транспирации листовые пластинки наполо-
вину обрезают.
-
118
Для выявления зависимости степени укореняемости черенков от
возраста маточного растения необходимо заготовить черенки с растений
одного вида, но разных по возрасту. Устанавливаются этикетки рядом с
каждым вариантом опыта.
Для определения оптимального срока черенкования заготавливаем
черенки для нескольких вариантов опыта с недельным интервалом. Оп-
тимальный срок черенкования обеспечивает высокий процесс укорене-
ния и быстрый рост корней. Одним из показателей готовности побегов к
черенкованию является их зрелость, которую определяют визуально по
эластичности побегов (при сгибании они не ломаются, а пружинят).
Посадка черенков. Для проведения эксперимента у половины заго-
товленных черенков применим стимулятор корнеобразования «Кор-
невин», которым необходимо опудрить нижнюю часть каждого черенка.
Затем обработанные черенки высаживаются в парник рядами, и уста-
навливается этикетка с названием стимулятора. Другая часть черенков
(контроль) высаживается в парник без применения «корневина» и также
этикетируется. Для более объемного и детального исследования в рабо-
те можно применить не один, а несколько стимуляторов роста и корне-
образования (например, гетероауксин, «эпин», «циркон» и т.д.). Для
удобства проведения учета количество черенков каждого опыта должно
составлять 50 или 100 штук.
Уход за черенками. На протяжении всего периода укоренения за
черенками должен осуществляться уход. Если в парнике не предусмот-
рена туманообразующая установка, то необходимо ежедневно (1-2 раза)
опрыскивать черенки из пульверизатора или лейки. Также нужно пом-
нить об удалении сорной растительности из парника и своевременной
притенки от прямых солнечных лучей. Для этой цели используют дере-
вянные щиты или замазывают рамы гашеной известью.
Обработка результатов. В сентябре, когда укоренившиеся растения
закончат рост, необходимо подсчитать количество черенков, образо-
вавших корневую систему и вычислить показатель укореняемости по
каждому наименованию растения и варианту опыта. Все данные нужно
занести в табл. 2.25-2.27.
-
119
Таблица 2.25. Влияние обработки стимулятором корнеобразования на укореняе-
мость зеленых черенков
№
п\п
Наименование
растения
С обработкой «корне-
вином»
Контроль
(без обработки «Корневином»)
Об
щее
ко
ли
чес
тво
чер
енко
в, ш
т.
Укор
ени
вш
их
ся
чер
енко
в, ш
т.
Укор
еняем
ост
ь, %
Об
щее
ко
ли
чес
тво
чер
енко
в, ш
т.
Укор
ени
вш
их
ся
чер
енко
в, ш
т.
Укор
еняем
ост
ь, %
1. Актинидия
коломикта 50 43 86 50 30 60
2. Туя западная 50 30 60 50 5 10
3. И т.д.
4.
Так как черенкование растений проводилось в разные сроки, необ-
ходимо провести учет количества укоренившихся черенков по каждому
варианту опыта с указанием даты черенкования. Результаты учета зано-
сятся в табл. 2.26.
Таблица 2.26. Влияние сроков черенкования на укореняемость зеленых чренков
№
п\п
Наименование
растения
I декада июня II декада июня III декада июня
Об
щее
ко
ли
чес
тво ч
ерен
-
ков, ш
т.
Укор
ени
вш
их
ся ч
ерен
ко
в,
шт.
Укор
еняем
ост
ь, %
Об
щее
ко
ли
чес
тво ч
ерен
-
ков, ш
т.
Укор
ени
вш
их
ся ч
ерен
ко
в,
шт.
Укор
еняем
ост
ь, %
Об
щее
ко
ли
чес
тво ч
ерен
-
ков, ш
т.
Укор
ени
вш
их
ся ч
ерен
ко
в,
шт.
Укор
еняем
ост
ь, %
1. Актинидия
коломикта
2. Туя западная
3. И т.д.
4.
Для проведения анализа влияния возраста маточного растения на
укореняемость черенков заполняется табл. 2.27
-
120
Таблица 2.27. Влияние возраста маточного растения на укореняемость зеленых
черенков
№ Наименование
растения
Заготовка черенков с молодого
растения
Заготовка черенков со ста-
рого растения
Об
щее
ко
ли
чес
тво
чер
енко
в, ш
т.
Укор
ени
вш
их
ся
чер
енко
в, ш
т.
Укор
еняем
ост
ь, %
Об
щее
ко
ли
чес
тво
чер
енко
в, ш
т.
Укор
ени
вш
их
ся
чер
енко
в, ш
т.
Укор
еняем
ост
ь, %
1. Актинидия
коломикта
2. Туя западная
3. И т.д.
4.
Далее у выкопанных из парника укоренившихся растений измеряет-
ся длина корневой системы и прирост надземной части. Целесообразно
провести эту работу при определении влияния ростовых веществ на
укореняемость зеленых черенков. На основании этого исследования
выявляется зависимость скорости роста и развития корневой системы и
побегов молодых растений от применения стимуляторов роста и корне-
образования. Результаты вычислений заносятся в табл. 2.28.
Таблица 2.28 - Биометрические показатели роста и развития укоренившихся че-
ренков
№
п\п
Наименование расте-
ния
Длина корневой системы, см Прирост надземной части,
см
min max Средняя min max Средний
1. Актинидия коломик-
та
2. Туя западная
3. И т.д.
4.
Данные, полученные в результате измерения биометрических пока-
зателей молодых растений, можно обработать методами вариационной
статистики.
-
121
Обсуждение и анализ результатов. Стимулирующее влияние регу-
ляторов роста на корнеобразование у зеленых черенков является
настолько значительным, что некоторые породы и сорта древесных рас-
тений под их воздействием легко размножаются вегетативно.
Различные виды и сорта при черенковании по-разному реагируют на
обработку регуляторами роста. У одних существенно стимулируется
процесс корнеобразования, у других это проявляется в меньшей степе-
ни. Регуляторы роста не только ускоряют процесс укоренения, но и спо-
собствуют существенному увеличению числа корней и улучшению об-
щего развития укоренившихся растений. Поэтому необходимо проана-
лизировать, как реагируют исследуемые породы на те или иные виды
ростовых веществ.
Зеленые черенки многих пород, заготовленные с молодых маточных
растений, хорошо укореняются. С увеличением возраста корнеобразова-
тельная способность черенков ослабевает. Эта особенность четко выра-
жена у трудноукореняемых видов растений. Проанализируйте, повлиял
ли возраст ваших маточных растений на укореняемость исследуемых
растений.
Осуществляя фенологические наблюдения исследователь фиксирует
степень развития побегов растения. Для одних пород следует заготавли-
вать черенки, у которых побеги еще не закончили свой рост, для других
побеги должны закончить рост, но не успели одревеснеть, а для некото-
рых видов необходимо использовать полуодревесневшие черенки. За-
ложив несколько вариантов опыта с различным сроком заготовки че-
ренков можно выяснить оптимальное время черенкования для каждого
вида растения.
На основании полученных результатов исследователь может опреде-
лить количество жизнеспособного посадочного материала каждого вида
растений, которое возможно получить с 1 мІ парникового хозяйства.
Этот показатель необходим для планирования площади парников на
лесохозяйственных питомниках. Определяют площадь парникового хо-
зяйства исходя из объема лесокультурных работ на данном предприя-
тии.
-
122
№
п\п
Наименова-
ние растений
Планируемая
лесокуль-
турная пло-
щадь, га
Количе-
ство са-
женцев на
1 га, шт.
Выход
сажен-
цев с 1
мІ, шт.
Необходимая
площадь парни-
кового хозяй-
ства, мІ
1.
2.
3.
4.
Общая площадь, га
Выводы и рекомендации. Проанализировав полученные данные,
исследователь формулирует следующие выводы и рекомендации:
1) Какие древесные растения следует размножать методом зелено-
го черенкования.
2) Какие ростовые вещества следует применять при черенковании
тех или иных древесных пород.
3) В какие сроки лучше всего заготавливать черенки. Эти реко-
мендации должны основываться также на данных фенологических
наблюдений.
4) Делается вывод о необходимости использования для заготовки
черенков молодых маточных растений.
5) Какая площадь парникового хозяйства необходима для удовле-
творения потребностей в посадочном материале на данном лесохозяй-
ственном предприятии.
Контрольные вопросы
Изучая теоретические аспекты технологии черенкования древесных
растений, обратите внимание на следующие вопросы:
1) Какие цели преследуют растениеводы при осуществлении вегета-
тивного размножения растений?
2) Как заготавливаются черенки?
3) Какие ростовые вещества применяют для стимулирования корне-
образования?
4) Какие сооружения используют для обеспечения необходимого
микроклимата укореняющихся растений?
-
123
5) Каким образом влияет возраст маточных растений на корнеобра-
зование черенков?
6) Где в лесном хозяйстве может быть использован корнесобствен-
ный посадочный материал древесных растений?
Рекомендуемая литература
1. Поликарпова Ф. Я. Выращивание посадочного материала зеле-
ным черенкованием. / Ф.Я. Поликарпова, В.В. Пилюгина – М.: Росагро-
промиздат, 1991. – 96с.
2. Соколова Т. А. Декоративное растениеводство. Древоводство:
учебник для студ. высш. учеб. заведений. – М.: Издательский центр
«Академия», 2004. – 352 с.
3. Тарасенко М. Т. Зеленое черенкование садовых и лесных куль-
тур. – М.: Изд-во МСХА, 1991. – 272 с.
2.11. Методика проведения исследовательской работы на тему
«Изучение искусственных насаждений основных лесообразующих
пород»
Составитель: Краснов В.Г.
Цель работы: оценка успешности создания лесных культур, их каче-
ства, состояния и роста на территории школьного лесничества.
Задачи исследования:
1. Оценить успешность культур в фазе приживания (1-3 лет);
2. Оценить состояние культур в фазе индивидуального роста (3-10
лет);
3. Оценить успешность культур в фазе формирования древостоя
(10-20 лет).
Общие теоретические вопросы. Исследование лесных культур
проводится с целью выявления состояния, анализа причин, обусловли-
вающих то или иное состояние культур в целом и отдельных пород,
входящих в их состав, учета опыта проведения лесокультурных работ
-
124
в различных типах лесорастительных условий, подбора и сочетания по-
род, применения различных способов обработки почвы, способов и тех-
нологии посевов и посадок и уходов за ними, выявление оптимальной
густоты посевов и посадок, хода и интенсивности роста в культурах
отдельных пород и т.д.
Необходимость обследования и исследования лесных культур может
возникать в связи с введением интродуцентов в состав культур, для
сравнения роста разных лесообразующих пород в определенных типах
лесорастительных условий (для своевременного проведения лесовод-
ственных уходов) и т. д., решение данных проблем может принести ре-
альную пользу для лесного хозяйства определенного региона.
Актуальность проведения данных исследований можно привести на
примере культур дуба черешчатого в Среднем Поволжье. В результате
часто проявляющихся аномальных погодных явлений, несоблюдения
агротехники выращивания и пастьбы скота, более 50% созданных на
вырубках культур дуба после перевода их в покрытые лесной расти-
тельностью земли утрачивают свою ценность или полностью погибают.
Другой более значимой причиной ослабления и гибели культур явля-
ется отсутствие или несвоевременность проведения лесоводственных
уходов в период их интенсивного формирования, т.е. с 7-10 до 18-25
лет. По данным ВНИИЛМ [1] за период 1986-1996 годов основными
причинами неудовлетворительного состояния и гибели культур дуба в
лесном фонде Российской Федерации явились следующие факторы:
несвоевременные лесоводственные уходы или их отсутствие – 30%,
нарушение агротехники – 20%, потравы скотом – 27%, неблагоприятные
климатические условия – 23%. Однако в разрезе экономических райо-
нов соотношения причин, обусловивших гибель культур, оказались не-
сколько другими и различия в этих показателях весьма существенными.
Этим объяснятся актуальность освоения методики исследования и об-
следования лесных культур.
Объект исследования. При выборе объекта исследования необхо-
димо знать, какую задачу планируется раскрыть при выполнении науч-
ной работы. Если планируется изучить успешность культур в фазе при-
живания, то необходимо выбрать несколько выделов лесных культур
-
125
в возрасте 1 - 3 лет. При решении второй задачи – площади лесных
культур в возрасте от 3 до 10 лет, при решении 3 задачи – лесные куль-
туры в возрасте от 10 до 20 лет. Если планируется сравнивать лесные
культуры, отличающиеся способом посадки, агротехникой и т.д., то ис-
следуемые участки должны отличаться только по одному признаку, а в
остальном они должны быть идентичными. Например, если планируется
изучить влияние размера посадочного материала на рост культур, то все
исследуемые участки должны отличаться только размерами посадочно-
го материала, а почвенные условия, рельеф, способы посадки, агротех-
ника создания и выращивания (способ и кратность агроуходов) одина-
ковыми. Для получения более достоверных данных количество повтор-
ностей можно увеличить. В качестве контроля в данном случае будут
использоваться культуры, созданные обычными стандартными сеянца-
ми (без сортировки).
Перед началом работы учащиеся должны ознакомиться с основами
лесокультурного дела. Они должны знать, какое целевое назначение
данных культур (плантационные, рекреационные и т.д.), когда и как
был подготовлен лесокультурный участок (способы расчистки, корчев-
ки, количество пней на 1 га), когда и как была обработана почва (ис-
пользуемые орудия, глубина обработки), когда и каким способом (руч-
ной или механизированный) была произведена посадка (посев), сколько
раз и чем был произведен агроуход (в ручную или с помощью меха-
низмов), дополняли ли данные культуры (если да, то сколько процентов
от густоты), проводился ли лесоводственный уход.
Оборудование, материалы, реактивы. Для решения первой задачи
необходимо иметь следующие инструменты: рулетка (10-20 м) (для из-
мерения параметров пробной площади или длины учетных отрезков),
рулетка 5 м (для измерения высоты и прироста деревьев), штангенцир-
куль (для измерения диаметра растений у корневой шейки), журнал для
записи (желательно в клетку), карандаши (для записей в сырую погоду),
ручки и линейки.
Для решения второй задачи, кроме вышеназванных инструментов и
материалов, необходимо иметь мерную рейку (2-3 метровую, с указа-
нием делений через 1 см).
-
126
Для решения третьей задачи, дополнительно, для измерения диа-
метров дерева можно приобрести мерную вилку.
Ход работы. До начала работ учащиеся предварительно делают не-
обходимые выписки и выкопировки участков культур, обследование
которых намечается. Отбор участков производится так, чтобы в резуль-
тате проведенного обследования стало возможным получить информа-
цию об общем предварительном, состоянии культур, а также провести
отбор участков для последующего детального их изучения (исследова-
ния).
Перед началом полевых работ нужно изучить имеющийся в лесни-
честве материал по интересующим культурам, дать общее описание их,
где должны быть приведены следующие сведения:
1) главная порода, год и сезон производства культур, площадь
участка;
2) тип лесорастительных условий, бывший тип леса;
3) категория лесокультурной площади, на которой производились
лесные культуры, состояние лесокультурой площади во время произ-
водства культур; для вырубок – год рубки и тип вырубки;
4) наличие естественного возобновления, характер размещения,
формула состава, средний возраст, высоты (раздельно по породам),
хозяйственная ценность культур;
5) почвы и их характеристика;
6) характеристика прилежащих участков (кратко);
7) способ, время подготовки почвы и производства культур, схемы
размещения и смешения, применявшиеся уходы;
8) приживаемость или сохранность культур, раздельно по породам
(процент мест, имеющих сеянцы или саженцы; при посевах или груп-
повых посадках - среднее число растений в каждом месте (из «Книги
учета лесных культур лесничества»).
После того, как пришли на выбранный участок, до начала детально-
го исследования нужно провести рекогносцировочное обследование
выбранного участка, применяя метод глазомерной таксации. При этом
учащиеся пересекают каждый исследуемый участок не менее чем по
трем визирным ходам, перпендикулярным длинной стороне участка
-
127
и проводят глазомерное описание культур, естественного возобновле-
ния и лесокультурной площади в целом, дают оценку состояния куль-
тур. Иногда участки неправильной формы удобнее пересекать по ви-
зирным ходам, проходящим по их диагоналям. Только после этого про-
изводят детальное обследование культур, путем закладки пробных
площадей или учетных рядов или учетных мест. Пробные площади
закладываются в местах, наиболее характерных для данного типа куль-
тур. На пробной площади закладывается 4 учетные площадки, общая
площадь которых зависит от площади участка лесных культур:
Площадь участка лесных культур Площадь учетных площадок в % от общей
площади участка лесных культур
до 3 га 5%
от 3 до 5 га 4%
от 5 до 10 га 3%
от 10 до 50 га 2%
от 50 до 100 га 1%
В зависимости от поставленной задачи ход работы будет отличать-
ся. При решении первой задачи (фаза приживания) оцениваются пока-
затели приживаемости в зависимости от качества посевного и посадоч-
ного материала, а также агротехники и способа производства культур,
от погодных условий и от зараженности почвы вредителями.
При решении второй задачи (фаза индивидуального роста) нужно
обращать внимание на взаимовлияние отдельных пород в культурах, но
в этот период культуры еще не имеют сомкнутого полога, еще не за-
кончилось полное освоение площади системами древесных и кустарни-
ковых пород.
В фазе формирования древостоя (3 задача) проявляются взаимосвя-
зи и взаимовлияния между отдельными древесными породами, начина-
ется выявление распределения деревьев по классам роста.
Независимо от фазы роста при исследовании лесных культур могут
применяться следующие способы учета.
1. Способ учетных рядов. При этом способе для проведения учетов
и измерений берутся учетные ряды культур, например, каждый пятый,
-
128
десятый, двадцатый. В смешанных культурах каждая повторность
должна охватывать весь цикл смешения с проведением раздельного
учета по рядам и породам.
2. Способ учетных статистических пробных площадей. При данном
способе на исследуемом участке закладываются от трех до шести
пробных площадей. Площадки размещаются на территории участка,
статистически равномерно. Размер пробной площади должен обеспе-
чивать наличие на ней не менее 100 посевных или посадочных мест с
живыми сеянцами (саженцами) для каждой культивируемой породы.
При смешанных культурах необходимо, чтобы в пробную площадь
цикл смешения входил полностью.
3. Способ учетных мест. При данном способе отдельные учетные
ряды или площадки не закладываются, но в каждом из рядов берутся
учетные места – каждое пятое, десятое и т.д. Посевное или посадочное
место, с тем, чтобы в конечном результате иметь не менее 300 учетных
мест с живыми растениями основных древесных или кустарниковых
пород. На этих учетных местах и проводятся учеты и обмеры. В этом
случае описание состояния естественного возобновления, напочвенного
покрова и т.п. проводится по всей площади участка, преимущественно
глазомерно.
4. Способ пробных площадей. Данный способ наиболее часто при-
меняется при исследовании лесных культур. Пробная площадь закла-
дывается в месте, наиболее характерном для данного типа культур. На
пробной площади должно быть не менее 300 мест с живыми растения-
ми главной породы.
При всех способах все учеты и измерения должны проводиться раз-
дельно по породам.
Учет приживаемости, сохранности культур проводится в первой фа-
зе роста (фаза приживания). При рядовой посадке, по одному экземпля-
ру в каждое посадочное место, учитывается раздельно по рядам или
пробным площадям число мест, на которых имеются: 1) живые здоро-
вые сеянцы (саженцы); 2) саженцы (сеянцы) поврежденные и больные;
3) саженцы (сеянцы) мертвые или отсутствие саженца. При этом отме-
чаются повреждения, заболевания или причина гибели. Выводятся
-
129
средние показатели (в процентах) для каждой из повторностей. При
большом расхождении данных сильно отличающиеся повторности из
последующей обработки исключают.
В некоторых случаях имеет место значительное расхождение между
числом посевных или посадочных мест на единицу площади по доку-
ментальным данным лесничества и имеющихся фактически. Это также
следует выявить. Процент приживаемости определяется в этом случае
по числу фактически имеющихся мест, а не по теоретическому их ко-
личеству. Раздельно следует учитывать первоначальную густоту и до-
полнение культур.
Сохранность лесных культур определяется начиная с фазы индиви-
дуального роста культур.
Измерение высот. При средней высоте культур до 3 м высота при-
нимается за основной показатель и должна измеряться для всех учиты-
ваемых мест. При большей высоте за основной показатель принимается
диаметр, тогда высота рассматривается как сопряженный показатель,
который может измеряться для каждой ступени толщины по 3-6 экзем-
пляров, или для каждого 5-го или 10-го учетного места.
Измерение высот производится при помощи линейки или 5 м рулет-
ки (малых высот) или рейки. Высота измеряется с точностью до 1 см.
При посевах или посадках биогруппами (гнездовых) измерение высоты
проводится у одного, двух или трех лучших (максимальных по росту)
экземпляров на каждом посадочном или посевном месте.
Измерение приростов по высоте проводится у ограниченного числа
растений (как сопряженный показатель). Это может проводиться по
ступеням толщины по 3-6 экземпляров, или на каждом 5-м или 10-м
учетных местах. Определение приростов по высоте для сосны прово-
дится путем измерения длины стволика между отдельными мутовками
по календарным годам роста, или за весь период роста культур, или за
последние 3-5 лет. Для других пород прирост по годам определяют по
внешним признакам (наличию утолщений в местах начала прироста
следующего года, большей густоте размещения и мощности роста бо-
ковых веточек, образующихся ближе к основанию годичного побега),
или путем анализа ствола.
-
130
Измерение диаметра ствола производится при помощи штангенцир-
куля (при малых диаметрах) или мерной вилки, или, при отсутствии
таковых, путем измерения окружности ствола рулеткой. В каме-
ральных условиях длина окружности делится на константу π (3,14...)
и получается значение диаметра.
Диаметр измеряется с точностью до 1 мм. В тех случаях, когда де-
ревья на исследуемом участке культур имеют среднюю высоту более 3-
х метров, измерение диаметров производится на высоте 1,3 м (высота
груди). Если средняя высота менее 3 м, то измерение диаметра реко-
мендуется проводить в фазе приживания на высоте 5 см от поверхности
земли, а в фазе индивидуального роста и формирования древостоя - 20
см. Измерение диаметра ствола следует производить в двух взаимно
перпендикулярных направлениях, а затем выводить среднюю величину.
Измерение крон. Основным видом измерений для крон является из-
мерение их диаметров вдоль и поперек ряда. Дополнительным видом
является измерение приростов ветвей, определяющих диаметр кроны,
по календарным годам, что позволяет подойти к определению возраста
смыкания культур в дальнейшем. Измерение крон следует производить
у тех же деревьев, для которых проводилось измерение приростов по
высоте. В фазе приживания измерение крон можно не проводить.
Методы обработки и оформление. В фазе приживания в качестве
основной цели устанавливаются причины отпада культур в целом и от-
дельных пород, введенных в состав культур. Устанавливается состояние
культур и необходимое количество посадочного материала и объем ра-
бот для дополнения или реконструкции.
В этой фазе необходимо выявить ошибки или недостатки отдельных
агротехнических приемов, обусловивших отпад тех или других пород,
чтобы не допустить их в дальнейшем.
Приживаемость определяется как отношение суммы здоровых и со-
мнительных к общему количеству учетных экземпляров, выраженное в
процентах, т.е. как отношение живых к общему количеству.
В фазе индивидуального роста в основном определяется состояние
и ход роста культур и особенно отдельных древесных пород. Наиболь-
ший интерес представляют высота и ход роста в высоту. Устойчивость
-
131
культур в большей степени зависит от времени достижения культурами
высоты большей, чем высота травяного и кустарникового покрова и
высоты естественного возобновления нежелательных древесных пород.
Обработка материалов измерения высот и диаметров должна про-
водиться методом математической статистики.
В фазе формирования древостоя интересны ход роста в высоту и по
диаметру, а также можно изучить строение полога древесных пород.
Обработка проводится методом математической статистики.
Полученный полевой материал можно обработать в ручную, ис-
пользуя методики Б.А. Доспехова [2], М.Л. Дворецкого [3], П.А. Соко-
лова [4] и др. Наиболее удобно обработать полученные данные с помо-
щью прикладных программ Statistika 6 и Excel 2008. Для ускорения
освоения обработки полевого материала в Excel приведем пошаговое
описание хода обработки материала.
На новом рабочем листе введите данные по диаметру (Д, м), высоте
(Н, см) и приросту (Pr, мм) виде таблицы:
Пример ввода полевого материала в программе Excel
Н, см D, мм Pr, мм
10 6 2
12 4 3
11 5 3
12 7 4
13 8 3
…… ……. ……
Затем в строке меню выберите Сервис - Настройки - в появившемся
диалоговом окне отметьте: Пакет анализа - ОК, снова: Сервис - Ана-
лиз данных - Описательная статистика - ОК.
В появившемся окне диалога нажмите кнопку в поле «Входной ин-
тервал» -выделите столбцы с данными Н, D и Рr. Затем снова нажмите
на кнопку, в диалоговом окне «Описательная статистика» поставьте
«птички» Метки в первой строке и Итоговая статистика, выделите
«селекторную кнопку» Новый рабочий лист - ОК. На новом рабочем
листе появится таблица с основными статистиками для Н, D и Рr (табл.
2.29).
-
132
Таблица 2.29. Среднестатистические показатели диаметров, высот и прироста
Н D Рr
Среднее 11,6 Среднее 6 Среднее 3
Стандартная
ошибка
0,509902 Стандартная
ошибка
0,707107 Стандартная
ошибка
0,316228
Медиана 12 Медиана 6 Медиана ->
Мода 12 Мода 12 Мода 3
Стандартное
отклонение
1,140175 Стандартное
отклонение
1,581139 Стандартное
отклонение
0,707107
Дисперсия выборки
1,3 Дисперсия выборки
2,5 Дисперсия выборки
0,5
Эксцесс -0,17751 Эксцесс -1,2 Эксцесс 2
Асимметричность -0,4048 Асимметричность 0 Асимметричность 0
Интервал Интервал 4 Интервал 2
Минимум 10 Минимум 4 Минимум 2
Максимум 13 Максимум 8 Максимум 4
Сумма 58 Сумма 30 Сумма 15
Счет 5 Счет 5 Счет 5
Для получения полных статистических данных, кроме этих показа-
телей можно найти изменчивость (V,%) и точность опыт (р, %). Для
этого можно ввести формулу в Exsel и автоматически найти эти показа-
тели, или рассчитать в ручную с помощью следующих формул:
1) точность опыта определяется по формуле Р=100*mх/х;
2) изменчивость опыта определяется по формуле V=100*C/x,
где Р-точность опыта, %;
V-показатель изменчивости, %;
mх - ошибка среднего (стандартная ошибка);
х- среднеарифметическое значение (среднее);
С-стандартное отклонение.
Обсуждение и анализ результатов исследования. После получе-
ния среднестатистических данных необходимо провести анализ полу-
ченного материала и сделать вывод. Пример оформления полученного
материала приведен в табл. 2.30. и приведен вывод (на примере изуче-
ния смешанных культур).
-
133
Таблица 2.30. Показатели высот смешанных культур в дубравных условиях(пп 1)
Порода Высота, см (x±m)
Лиственница сибирская 312,62±7,25
Ель европейская 151,71±6,53
Дуб черешчатый 191,71±5,31
Пример: Исследования показали, что в дубравных условиях 7-
летние культуры лиственницы сибирской достигают в высоту 3,12 м,
ели европейской - 1,51 м, дуба черешчатого - 1,91 м. Разница по высоте
у растений дуба и лиственницы, дуба и ели существенная (t > 3), а по
приросту за 2008 год разница между дубом и лиственницей также суще-
ственна. Данные показывают, что в условиях Д2 лиственница сибирская
до 7-летнего возраста растет значительно быстрее, чем дуб, а растения
ели по высоте и приросту существенно не отличаются от дуба.
Достоверность различий (t) можно найти по формуле
2
2
2
1
21
xx mm
xxt ,
где х1 , - среднее значение 1 варианта;
х2 - среднее значение 2 варианта;
mx1 и mх2 - ошибка среднего (стандартная ошибка) первого и второго
варианта.
Если t > 3, то разница сущ