ВЛИЯНИЕ ЦВЕТА КОНТЕЙНЕРА НА РОСТ ПОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА THUJA OCCIDENTALIS 'SMARAGD'

DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2020.2/10 УДК 631.53.033

ВЛИЯНИЕ ЦВЕТА КОНТЕЙНЕРА НА РОСТ ПОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА THUJA OCCIDENTALIS &SMARAGD&

кандидат сельскохозяйственных наук А.Н. Цепляев1 доктор сельскохозяйственных наук, доцент Э.И. Трещевская1&2 1 - ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г. Ф. Морозова»,

г. Воронеж, Российская Федерация 2 - ФБУ «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт лесного хозяйства»,

Российская Федерация

В статье приводятся результаты трехлетних исследований роста саженцев туи в пластиковых горшках трех цветов. Установлены различия между нагревом поверхности разноцветных контейнеров и субстрата. Цвет горшка оказывает влияние на рост растения в середине вегетативного периода, когда температура воздуха и уровень инсоляции достигают максимальных значений. Максимальные ростовые показатели продемонстрировали растения, выращенные в зеленых горшках, однако в ходе статистической обработки полученных данных достоверных различий не выявлено. Дисперсионный анализ в первый год выращивания выявил наличие влияния фактора «цвет контейнера» на прирост туи по диаметру на уровне 22 % от всей совокупности воздействующих факторов, в дальнейшем данное влияние нивелировалось. Корреляционный анализ продемонстрировал высокую связь между температурой поверхности горшка и субстрата с северной r = 0,95-0,98, южной r = 0,840,99, западной r = 0,96-0,99 сторон, и среднюю с восточной стороны (r = 0,29-0,81). Различий по цветам контейнера не выявлено. Анализ активности солей в субстрате контейнеров показывает, что после первого года выращивания субстрат имеет различное содержание макро- и микроэлементов в контейнерах трех цветов. По-видимому, высокая температура в черном контейнере приводит к увеличению скорости химических реакций, а также более интенсивному выщелачиванию основных элементов питания из субстрата. Сила влияния фактора «цвет контейнера» на содержание доступных макро- и микроэлементов после первого года составляет 37,5 % от всей совокупности. К концу эксперимента сила влияния данного фактора не превышала 5 %.

INFLUENCE OF THE CONTAINER COLOR ON THE GROWTH OF THUJA OCCIDENTALIS &SMARAGD& PLANTING MATERIAL

PhD (Agriculture) A.N. Tseplyaev1 DSc (Agriculture), Associate Professor E.I. Treshchevskaya1&2 FSBEI HE "Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov",

Voronezh, Russian Federation FSI "Saint Petersburg Forestry Research Institute", Russian Federation

Abstract

The article presents the results of a three-year study of the growth of thuja seedlings in plastic pots of three colors. Differences were found between heating the surface of multi-colored containers and the substrate. The color of the containers affects plant growth in the middle of the vegetative period, when air temperature and insolation level reach maximum values. The plants grown in green pots showed maximum growth indicators. However, during the statistical processing of the data obtained significant differences have not been found. Analysis of variance in the first year of

cultivation revealed the presence of a factor — the color of the container impact on the thuja growth in diameter at 22 % of the total set of influencing factors. This effect was leveled later. Correlation analysis has showed high relationship between the surface temperature of the pot and substrate with the north (r = 0.95-0.98), the south (r = 0.84-0.99), the west (r = 0.96-0.99) sides, and the average with the east side (r = 0.29-0.81). No differences in container colors were found. Analysis of the activity of salts in the substrate of containers shows that the substrate has a different content of macro- and microelements in containers of three colors after the first year of cultivation. Apparently, high temperature in the black container leads to an increase in the rate of chemical reactions, as well as a more intensive leaching of the main nutrients from the substrate. The influence of the "container color" factor on the content of available macro- and micronutrients after the first year is 37.5 % of the total population. By the end of the experiment, the strength of this factor did not exceed 5 %.

Введение

Выращивание посадочного материала дре-весно-декоративных пород в пластиковых технологических горшках является важнейшим направлением современного декоративного и лесного пи-томниководства [1, 2, 3, 4]. Данная технология успешно применяется с середины XX века и позволяет существенно расширить сроки посадочного периода [5, 6]. В настоящее время для производства посадочного материала с закрытой корневой системой (ЗКС) используются рассадные кассеты, полиэтиленовые пакеты, пластиковые контейнеры различной формы, объема и цвета. Широкая цветовая палитра контейнеров для производителей обусловлена, прежде всего, эстетической стороной вопроса.

Более широкое распространение в питомниках получили технологические горшки черного, терракотового, зеленого цветов. Различный цвет поверхностей горшка влияет на интенсивность нагрева пластика солнечным излучением. Тепловая энергия, передаваясь субстрату, воздействует на корни растения [7] с максимальной интенсивностью с южной, юго-западной и западной сторон.

Температурный фактор является одним из главных при выращивании растений в контейнерах [8-11, 13, 14]. Корневая система подавляющего большинства растений, произрастающих в природе, подвержена незначительным колебаниям температуры в течение дня. В горшках же субстрат в летний период прогревается до опасных для растения значений (+40...+50 °С). Данные температурные экстремумы провоцируют нарушение физиологических функций организма: ингибируется фотосинтез, увеличивается потеря влаги за счет увеличения интенсивности транспирации, повреждаются клеточные мембраны, денатурируют важнейшие белки и т. д. [15-17].

Сведения о влиянии тепловых процессов, протекающих в субстратах контейнеров различного цвета под воздействием высоких температур, на рост посадочного материала необходимы для создания оптимальных условий выращивания сеянцев и саженцев с ЗКС.

Целью нашего эксперимента было установление влияния цвета контейнера на нагрев субстрата и, как следствие, на рост и продуктивность растений в пластиковых горшках.

Методика исследований

Исследования проводились в базисном питомнике ООО «Объединенные питомники». Для исследований была выбрана туя западная «Смарагд» (Thuja occidentalis "Smaragd ). В рамках эксперимента была заложена опытная контейнерная площадка, на которой были выставлены растения туи, высаженные в пятилитровые пластиковые контейнеры черного (контроль), терракотового, зеленого цветов. Многолетний опыт выращивания контейнерного посадочного материала в зарубежных и отечественных питомниках показывает, что оптимальный срок пребывания растений в определенном объеме горшка не должен превышать одного сезона. На практике бывают ситуации, когда растения находятся в одном и том же контейнере два года и более. С целью получения более объективной картины мы проводили эксперимент в течение трех сезонов, в период с апреля 2013 г. по ноябрь 2015 г.

Для контейнеровки были взяты укорененные черенки собственного производства в рассадных горшках р 9 и помещены в субстрат из низинного торфа с добавлением крупнозернистого песка (3:1). В каждом варианте было взято по 10 растений в трехкратной повторности. Каждому растению был присвоен порядковый номер. При размещении контейнеров на площадке использовался метод рандомизации.

Замеры температуры субстрата производились с четырех сторон в течение трех летних месяцев 2013 года электронными термометрами для твердых сред ТР 3001. Параллельно измерялась температура поверхности контейнера пирометром IR-66. Температура воздуха фиксировалась при помощи цифровой метеостанции. Замеры начинали с 1000 в связи с утренним поливом, проводимым в 800. Обеспеченность субстрата необходимыми питательными элементами проводилась прибором PNT 3000 (Германия), который позволяет определить содержание доступных для растений солей в почве с учётом влажности, плотности, температуры. Показания прибора интерпретировались с использованием таблицы, приведенной производителями.

Обработку полученных данных проводили с применением следующих компьютерных программ: Microsoft Excel, 2010, Statistica 13.0, Стадия 6.2.

Результаты и обсуждение

На графике (рис. 1) приведена среднедневная динамика температуры поверхности контейнеров разного цвета в наиболее активные дневные часы.

Закономерно, что температура субстрата напрямую зависит от степени нагрева стенки контейнера. Как и следовало ожидать, наиболее интенсивно нагреваются поверхности контейнеров и субстрат с южной стороны в 1200 - 1600 часов. Поверхность черного контейнера нагревается выше зеленого (на 3-4 °C) и терракотового (на 4,5-5,3 °C). Температура субстрата в черном контейнере с южной стороны (в 1400 часов) достигает 40-41,4 °C, что выше, чем в зеленом (на 6,3 °C) и терракотовом (на 10 °C) градусов. С западной стороны максимальный нагрев поверхности контейнера приходится на 1800, что напрямую связано с движением солнца. Разница здесь в случае с черным и терракотовым составляет 3 °С, черным и зеленым - 2 °С. Различия нагрева субстрата с западной стороны в контейнерах всех цветов варьируются в пределах 3 °С. С восточной стороны пик нагрева поверхности контейнера приходится на 1200, контейнеры всех цветов прогреваются интенсивнее воздуха на 3-5 °С. Температура субстрата в черных контейнерах выше на 4 °С по сравнению с терракотовыми и на 1 °С -по сравнению с зелеными. С северной стороны пиковые температурные нагрузки приходятся на 1600 - 1800 часов, что связано с падением солнечных лучей по касательной к поверхности горшка и общим прогревом субстрата (рис. 2).

Для определения уровней связи между нагревом поверхности стенки и субстрата с различных сторон был проведен корреляционный анализ. Коэффициенты корреляции, рассчитанные для контейнеров различных цветов, приведены в табл. 1.

Установлена высокая связь между нагревом стенок горшка и субстрата с северной (г = 0,950,98), южной (г = 0,84-0,99), западной (г = 0,96-0,99) сторон. Несколько ниже значение коэффициента корреляции с восточной стороны (г = 0,29-0,81). Это связано, прежде всего, с отсутствием прямого воздействия солнечных лучей на эту часть контейнера во второй половине дня. Уровень связи в контейнерах разных цветов достоверно не отличается.

Анализ результатов замеров биометрических показателей в первом сезоне (2013 г.) выявил наличие незначительных различий прироста в высоту у растений в контейнерах различных цветов.

Растения, выращиваемые в зеленых контейнерах, опережают по приросту остальные варианты (рис. 3, а), но различия недостоверны при 5 % уровне значимости, что подтверждается результатами дисперсионного анализа (Бф (з-ч) = 0,55 < Fst = 0,58, Fф(з-т) = 0,52 < = 0,59). Расчет критериев Стью-дента и Фишера также не выявил достоверных различий. К концу сезона различия прироста практически нивелировались.

Диаметральный прирост является надежным показателем интенсивности роста туи западной. В нашем опыте при более высоких стартовых параметрах растения в черных контейнерах к началу августа начали отставать от двух других вариантов

по данному признаку (рис. 4, а). Прирост в черных горшках на 11,6 % меньше, чем у зеленых, и на 9,3 % - чем у терракотовых. Расчет критерия Стьюдента 0) показал наличие достоверных различий между выборочными средними значениями

диаметра корневой шейки у туй из зеленого и черного контейнеров (Ц = 2,42 > ^ = 2,10). Прирост по диаметру у терракотовых и черных (Ц = 2,61 > > ^ = 2,10). Различия диаметра у туй в терракотовых и зеленых контейнерах не достоверны.

—♦—центр —■—почвенныйС ♦ почвенный Ю —х- почвенный 3 —ж—почвенныйв —•—Твозд

Рис. 1. Среднедневная динамика температуры поверхности посадочных контейнеров трех цветов в солнечные дни

летнего периода 2013 г. (результаты получены авторами)

—■— инфракрасный С —*— инфракрасный Ю —И— инфракрасный 3 —Ж— инфракрасный В —Т еозд

Рис. 2. Среднедневная динамика температуры субстрата посадочного контейнера трех цветов в солнечные дни летнего периода 2013 г. (результаты получены авторами)

Таблица 1

Коэффициенты парной корреляции между температурой стенки контейнера и прилегающего субстрата

Корреляционная связь между показателями Северная сторона (г) Южная сторона (г) Западная сторона (г) Восточная сторона (г)

Черный контейнер

Температура стенки контейнера и прилегающего субстрата 0,96 0,99 0,99 0,68

Температура стенки контейнера и субстрата в центре контейнера 0,98 0,93 0,99 0,29

Терракотовый контейнер

Температура стенки контейнера и прилегающего субстрата 0,97 0,93 0,97 0,78

Температура стенки контейнера и субстрата в центре контейнера 0,98 0,93 0,96 0,76

Зеленый контейнер

Температура стенки контейнера и прилегающего субстрата 0,95 0,94 0,99 0,81

Температура стенки контейнера и субстрата в центре контейнера 0,96 0,84 0,96 0,49

* Результаты получены авторами Дисперсионный анализ показывает наличие влияния фактора (цвет контейнера) на диаметральный прирост туи на уровне 22 % от всей совокупности факторов. Фактическая достоверность Бф = 3,843 > = 3,71 соответствует первому порогу безошибочного суждения (95 %). Во втором сезоне (2014 г.) ситуация повторилась. В июле, августе и сентябре прирост по высоте растений в зеленых контейнерах был более интенсивным.

Однако данные различия также сгладились к концу вегетативного периода, что, возможно, связано со снижением среднесуточной температуры и, соответственно, с исключением воздействия высоких температур на растения во всех цветовых вариантах. Результаты дисперсионного анализа не выявили достоверных различий при 5 % уровне значимости (Бф = 0,55 < = 3,2, Бф з-т = 0,51 < Бй = 3,2).

Самый большой диаметральный прирост зафиксирован у туй из зеленых горшков. В летние месяцы различия у растений из черного и терракотового контейнеров незначительные. При статистической обработке данных 2015 года расчет критериев Стьюдента и Фишера не выявил достоверных

различий средних значений диаметрального прироста туи в контейнерах различного цвета, между зеленым и черным контейнером (Ъф = 5,2 > ^ = 2,10), (Бф = 1,35 > Бас = 3,2), а также терракотовым и черным (^ = 2,7 > Сас = 2,10), (Бф = 1,32 > = 3,2). Различия между зеленым и терракотовым несущественны, (Ъф = 0,5 < С* = 2,10), (Бф = 0,9 < = 3,2). Высота растений к концу эксперимента была практически одинаковой во всех вариантах, достоверных различий по данному признаку не установлено.

Анализ активности солей в субстрате контейнеров показывает, что торфяной субстрат, помещенный в контейнеры в начале эксперимента, имел одинаковую по значению активность солей (й = 0,38-0,42), что свидетельствует о достаточной и высокой доступности таких макроэлементов, как N Р, С1, S, К, №, Са, Mg и микроэлементов В, Мо, Бе, Мп, 2п, Си, А1. В. В течение вегетативного периода наметилась тенденция снижения жизненно важных элементов, причем наиболее значительное снижения уровня указанных минеральных элементов установлено в субстрате, помещенном в черные контейнеры.

— • — зеленый И черный —-—терракот

Рис. 3. Ход роста растений туи западной «Смарагд» по высоте в горшках различных цветов: а - 2013 г., б - 2014 г., в - 2015 г. (результаты получены авторами)

■ зеленыи

■черный

■терракот.

Рис. 4. Интенсивность прироста по диаметру у растений туи в контейнерах трех цветов: а - 2013 г., б - 2014 г., в - 2015 г. (результаты получены авторами)

Низкое значение коэффициента (й) микроэлементов указывает на медленное усвоение таких микроэлементов, как Бе, Мп, 2п,Си, А1. Недостаток данных элементов приводит к инги-бированию фотосинтеза, азотного и фосфорного обмена, окислительно-восстановительных реакций, синтеза и окисления ауксинов, что, в свою очередь, приводит к уменьшению прироста в высоту. В конце вегетативного периода наиболее высокие показатели активности солей отмечены в субстрате в контейнере зеленого цвета в периферийной, корнеобитаемой, зоне (й = 0,26). В центре контейнера значения существенно ниже и почти не зависят от цвета контейнера. Так, в контейнере терракотового цвета в периферийной зоне (й = 0,23), в черном (й = 0,17), зеленом (й = = 0,24).

Расчет критерия Стьюдента и Фишера при обычной (5 %) точности исследования для средних значений активности солей в контейнерах различного цвета выявил различия между зеленым и черным контейнером (Ъф = 5,2 > ^ = 2,10), (Бф = 5,1 > = 3,2), а также терракотовым и черным (Ъф = 2,7 > ^ = 2,10), (Бф = 10,2 > = 3,2). Различия между зеленым и терракотовым несущественны (Ъф = 0,5 < ^ = 2,10), (Бф = 0,9 < = 3,2). Однофакторный дисперсионный анализ показывает, что нулевая гипотеза отвергается Бф = 8,01 > > Бтеор = 3,2 и подтверждается наличие влияния фактора на отклик. Сила влияния фактора «цвет контейнера» составляет 37,5 %.

Исследования, проведенные в течение последующих двух вегетационных периодов, свидетельствуют о том, что по мере истощения субстрата активность солей в контейнерах всех цветов снижается к концу 2014 года в периферийной зоне до й = 0,13-0,14 и не имеет достоверных различий в зависимости от цвета контейнера. Внесение минеральных удобрений в начале сезона позволяет увеличить содержание активных ионов до нормальной обеспеченности й> = 0,4-0,34, но уже в середине лета данный показатель снижается до 0,12-0,15.

Сила влияния фактора «цвет контейнера» к концу 2015 года не превышала 5 %.

Выводы

Библиографический список

D. L. Ingram // HortScience. - 1984. - No. 19. - P. 524-525.

References

Сведения об авторах

Трещевская Элла Игоревна - доктор сельскохозяйственных наук, доцент, профессор кафедры лесных культур, селекции и лесомелиорации ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет», г. Воронеж, Российская Федерация; e-mail: lesomel@yandex.ru.

Цепляев Алексей Николаевич - кандидат сельскохозяйственных наук, докторант кафедры лесных культур, селекции и лесомелиорации ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», г. Воронеж, Российская Федерация; e-mail: abies@mail.ru.

Information about authors

Treshchevskaya Ella Igorevna - PhD (Agriculture), Associate Professor, Professor of the Department of Forest Crops, Selection and Forest Reclamation, FSBEI HE "Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov", Voronezh, Russian Federation; e-mail: lesomel@yandex.ru.

Tseplyaev Aleksey Nikolaevich - PhD (Agriculture), doctoral candidate of the Department of Forest Crops, Selection and Forest Reclamation, FSBEI HE "Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov", Voronezh, Russian Federation; e-mail: abies@mail.ru.