Экологические аспекты совершенствования выращивания сеянцев ели с закрытой корневой системой

Введение
Основываясь на данных центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН, института космических исследований РАН, в 2004 году была разработана карта лесов на территории России. Данная карта имеет существенные отличия от общепринятой, официальной карты. На основе имеющейся информации третья часть лесного фонда России состоят из лиственных и вторично деградированных лесов низкого класса бонитета. Они заняли место коренных высокопродуктивных лесов, которые были уничтожены в ходе жестких, интенсивных рубок. Данные леса являются малопригодными для функционирования лесной промышленности. Большие территории, которые были покрыты лесными массивами, на сегодняшний день выглядят как обезлесенные территории. Примерно 64,3 % (1100 млн.га) земель России расположены в зоне вечной мерзлоты, в связи с этим наши леса самые северные в мире. Вследствие суровых природно-климатических условий они менее продуктивны, чем леса в Европе и Северной Америки, не говоря уже о тропических и субтропических лесах. В Российской Федерации высокопродуктивные и доступные к эксплуатации леса занимают небольшие площади. Главным является понимание факта, что лесные богатства страны не огромны и не безграничны. Они остро нуждаются в защите, эффективном и комплексном использовании, в своевременном уходе и лесовосстановлении с учетом районов лесопользования. Учитывая это, в настоящее время практически все скандинавские и западноевропейские страны, США и Канада практически полностью переходят к выращиванию лесов сеянцами, выращенными с закрытой корневой системой.
Для лесохозяйственной практики очень важно повысить приживаемость сеянцев и саженцев на лесных площадях. Считается, что посадка сеянцев с закрытой корневой системой (ЗКС) существенно повышает их приживаемость и дальнейшие рост и развитие

1. Особенности питательного субстрата
Выращивание сеянцев и саженцев с закрытыми корнями предполагает использование особых емкостей, которые заполнены различным субстратом. В мире существует различная практика по использованию емкостей для выращивания. Они могут быть следующими: торфоперегнойные горшочки, плотные горшочки из глины, полиэтиленовые мешочки перфорированного типа, стаканчики из бумаги, картона, целлюлозы, тюбики и тд.
Применение технологии выращивания сеянцев с закрытой корневой системой способствует получению качественного посадочного материала в течение одного года. Если использовать технологию открытого грунта, то для этого потребуется около 4 лет на выращивание сеянцев ели. Еще характерной особенностью является высокая приживаемость саженцев с закрытой корневой системой. Для применения технологии выращивания сеянцев с закрытой корневой системой нужно обеспечить производство качественного контейнерного субстрата, который сочетал бы в себе оптимальные физико-химические характеристики, с гарантированным полноценным питанием корней. Общепринятым считалось, что наиболее благоприятный субстрат для выращивания саженцев ели это субстрат из верхового сфагнового торфа. Однако, в последнее время определены более благоприятные субстраты для сеянцев, которые созданы на основе различных компостов из биотходов, коры, древесно-волокнистые материалы, кокосовые отходы. При этом они все равно используют верховой торф фрезерной переработки. Торф применяется по той причине, что представляет собой органическое вещество, которое образуется после отмирания и частичного распада болотных растений в условиях повышенной влаги и нехватки кислорода воздуха. Природная почва является не лучшей средой для семян и всходов ели. А верховой торф имеет хороший для растений водно-воздушный режим, является отличным антисептиком. Торф содержит большое количество фенольных соединений и органических веществ (гуминовые и фульвокислоты, которые выступают как стимуляторы роста и развития растений) [1].
Торф имеет кислотность на уровне 3-4,5 и степень разложения не более 20 %. Он отличается высоким уровнем поглощения влаги, препятствует вымыванию питательных веществ в период полива и сохраняет их для растения. Со временем торф разлагается и происходит повышение его способности к поглощению растворов, при этом происходит снижение кислотности. Перед применением массу торфа дезинфицируют паром. Данный прием способствует уничтожению болезней, препятствует прорастанию сорной растительности и приводит к уничтожению вредных насекомых. Верховой торф содержит небольшое количество азота, фосфора и калия и микроэлементов. Микроэлементы играют важную роль в развитии растений. В процессе приготовления субстрата обязательно используют такие микроэлементы как железо, медь, цинк, бор, молибден. Для устранения избыточной кислотности применяют доломитовую муку и мел. Средняя доза внесения известкового материала в зависимости от уровня кислотности торфа находится на отметки 4-12 кг. на 1 м3 питательной смеси (субстрата). В питательном субстрате должно быть оптимальное соотношение влаги и воздуха, для этого в смесь добавляют специальную добавку агроперлит из расчета 0,17 м3 на 1 м3 питательного субстрата. Процесс приготовления питательного субстрата должен осуществляться на проверенном, специальном оборудовании. Основное требование к субстрату равномерное перемешивание всех компонентов смеси. Изначально торф просеивают и удаляют средние и крупные примеси, затем засыпают его в емкость. Далее тщательно его перемешивают и одновременно увлажняют. Увлажняют до тех пор, пока влага обильно насытит субстрат, но при сжимании в руках готового субстрата вода не выделяется. Недостаточно увлажненный торф плохо утрамбовывается в контейнерах. Далее постепенно добавляют известковый материал, удобрения (комплексное минеральное), агроперлит и биопрепарат триходермин-БЛ. Триходермин-БЛ – это биологический препарат с широким спектром действия, обладающий стимулирующим эффектом и защитным действием на сеянцы хвойных пород [5].
При повышении дозировки смешанного известкового материала закономерно увеличивается нейтрализация субстрата (в большей степени при увеличении дозировки смешанного известкового удобрения (5 и 6 кг/м3)). Уравниваниенейтрализующейспособностисмешанногоизвестковогоматериаланаступаетпримернона 7-йдень. Увеличение концентрации мела в ней трализующем материалеот 30% до 70% приводит к более быстрому раскислению субстрата, приготовленного на основе сепарированного верхового торфа фрезерной заготовки с pH в KCl, равной 2,63 до начала нейтрализации. Связано это с тем, что реакция среды в торфяном субстрате устанавливается после 10-суточного взаимодействия с доломитовой мукой и 7-суточного взаимодействия смелом.

2. Применение специализированных кассет
Ель в сравнении с сосной обладает рядом свойств, которые позволя¬ют снизить затраты на создание и выращивание лесных культур и при этом добиться высокой продуктивности искусственных насаждений. Теневы¬носливость ели обеспечивает сохранность культур под пологом других древесных пород. Культуры ели значительно лучше противостоят заглу¬шению травянистой растительностью, не требуют интенсивных агротех¬нических уходов. Более того, окружающий травостой предохраняет на от¬крытых местах молодые растения ели от повреждения поздними весенни¬ми заморозками. Важным лесокультурным свойством ели является высо¬кая приживаемость саженцев; рост культур в этом случае обеспечивается при минимальном числе агротехнических уходов или без них. Ель пригод¬на для создания смешанных, подпологовых и предварительных культур. Посадочный материал ели в меньшей степени повреждается грибковыми заболеваниями, а культуры — животными и грызунами. С целью выращивания однолетних сеянцев хвойных пород используют особые контейнеры, соответствующие следующим требованиям: высота не менее 8-13 см, объем ячейки – 110-250 см3. Контейнеры многоразовые, поэтому перед каждым использованием их хорошо промывают и дезинфицируют. Применяют кассеты различных фирм: например можно использовать контейнеры многоразового использования из жесткой пластмассы Plantek 64F и 35F.
Кассеты имеют вертикальные щели, направляющие ребра, которые способствуют естественному и правильному формированию корневой системы. Внутри контейнера корни хвойных сильно разветвляются о достигнув отверстий подвергаются воздушной обработке. Это является положительным моментом, так как происходит активное образование корневых кончиков. Боковые щели контейнера предотвращают скопления чрезмерной влаги и недостатка кислорода. Кассеты Plantek 35F предназначены для выращивания посадочного материала с закрытой корневой системой в течении двух лет, таких как ели европейской.
После заполнения субстратом кассеты переносятся в теплицу и размещаются на металлических подставках, чтобы обеспечить оптимальные условия для развития саженцев с развитой корневой системой. Ель является северной породой, поэтому ее высев начинаю с более благоприятного периода, которое характеризуется благоприятным температурным и водным режимами. В теплице ночная температура должна быть положительной, а в дневное время на отметки +8…+12 °С. В более позднее время когда температура в теплице достигает +30 °С, высеянные семена ели запариваются и всхожесть может снизиться до 40%. Сеянцы выращиваются в теплице от 6 месяцев [3].
Субстрат торфа должен иметь влажность 170–190 г/л, если влажность меньше, торф необходимо полить. Субстрат должен быть однородным, стерильным от сорняков. На 1 поддон «Ekopot» уходит 18–19 литров субстрата, «Plantek» – 8–9 литров (масса 3–4 кг). К заполнению кассет можно приступить зимой, при условии, что торф не заморожен. До начала работы не должно быть старого слежавшегося торфа.
Линия по заполнению кассет и посеву семян. Технологическая цепочка по заполнению кассет и посеву семян включает в себя:
– линию по заполнению;
– устройство для образования лунок;
– посевное устройство;
– устройство для дополнительной засыпки (мульчирователь);
– центр управления.
Линия по заполнению. Линия по заполнению состоит из следующих устройств: транспортер для заполнения кассет; резервуар для субстрата; вибратор; уплотняющий вал; щетки для очистки поверхности сот; центр управления. Кассеты, вручную или автоматически, поочередно подаются натранспортер, который передвигает их к месту заполнения. С транспортера с субстратом равномерный слой питательной смеси в два приема наполняет ячейки. Вибратор под кассетами обеспечивает равномерное заполнение дна ячеек. Уплотняющий вал со щетками уплотняет питательную смесь в ячейках.
Количество поступающего субстрата можно регулировать, меняя скорость транспортера. Также регулируется скорость движения транспортера с кассетами. Поверхность заполненных кассет очищается вращающейся щеткой. На линии можно заполнять кассеты разных размеров, необходимые изменения возможны без использования специальных инструментов [5].
Устройство для образования лунок. После заполнения субстратом, перед посевом семян, в ячейках с торфом вдавливаются лунки, которые обеспечивают попадание семян в надлежащее место.
Посевное устройство. Посевное устройство расположено на одном транспортере с устройством для образования лунок, что позволяет одновременно с заполнением кассет производить посев семян, и состоит из следующих составляющих: всасывающий насос; барабан; емкость для семян; камера для отделения лишних семян; устройство для управления барабаном; центр управления. Для посева используется сеялка барабанного типа «Sator» с пневматическим посевом семян, что затрудняет использование семян, обработанных сухими фунгицидами (засоряются посевные отверстия). Во вращающемся барабане создается пониженное давление, семена всасываются в отверстия барабана. Камера для отделения лишних семян обеспечивает, чтоб в каждое отверстие попало лишь одно семя. Меняя барабанчик с размером отверстий и мощность всасывания, можно сеять семена различных размеров и конфигурации. Диаметр наименьшего отверстия 0,1 мм. Над ячейками семена осторожно отделяются из отверстий барабана и попадают в лунки ячеек. Барабан легко заменяется на другой без использования инструментов. использовать качественные семена, высокой степени очистки, с всхожестью > 85 % (95–97 %). Если таких семян нет, то используют семена с более низкой всхожестью, но не менее 70 %. В ячейку как правило высевается по 1–2 семени (при хорошей всхожести семян и нормальной работе механизмов можно высевать по одному семечку, что значительно уменьшает расход семян и затраты труда на прореживание и дополнение ячеек) [6].
Требования к семенам начинаются со сбора шишек. Шишки собирают, как с растущих, так и со срубленных деревьев. С растущих деревьев шишки собирают на постоянных лесосеменных участках (ПЛСУ), временных лесосеменных участках (ВЛСУ) и лесосеменных плантациях (ЛСП). На молодых ЛСП шишки собирают с использованием