AGRIS - 

2023

Olga I. Gavrilova | Kirill V. Gostev

Рассмотрены вопросы ускоренного выращивания качественного посадочного материала c применением способа подготовки семян намачиванием в обработанной разрядом низкотемпературной плазмы воде. Наиболее перспективным посадочным материалом являются сеянцы с закрытой корневой системой. Они выращиваются из сортового и улучшенного посевного материала в оптимальных условиях теплиц. При разных способах стимулирования прорастания зародыша семени представляет интерес воздействие на него «холодной» плазмой. С помощью специально разработанного прибора, позволяющего обрабатывать воду разрядом низкотемпературной плазмы, была получена обработанная плазмой вода для намачивания семян. Время обработки воды варьировало от 1 до 4 мин. После обработки плазмой вода имела отличные от обычной воды показатели кислотности (активация воды). Восстановление уровня кислотности обработанной плазмой воды заняло от 2 до 4 сут. Получены показатели всхожести и энергии прорастания для семян Pinus silvestrys и Picea abies, намачиваемых в воде с разной длительностью обработки плазмой. При намачивании семян в воде, обработанной плазмой в течение 1, 2 и 4 мин, энергия прорастания увеличилась для сосны на 20–31 %, для ели – на 6–18 % по сравнению с контролем (намачивание в дистиллированной воде). Техническая всхожесть семян сосны выросла на 11–21 %, ели – на 3–16 %. Результаты исследований демонстрируют изменение в структуре и составе питательного вещества семени, в строении зародыша и степени его развития. Анализ химического состава эндосперма семян через сутки после намачивания относительно сухих семян показал увеличение в нем содержания углерода на 2–3 % и уменьшение содержания кислорода на 1 %, калия – на 0,5 %. При намачивании семян в дистиллированнной воде содержание в эндосперме фосфора падает на 0,15 %, а содержание натрия - на 0,2 %. Для семян, намоченных в обработанной плазмой воде, содержание фосфора снизилось на 0,21–0,22 %, а содержание натрия не отмечено. Намачивание семян в обработанной плазмой воде стимулирует процессы их подготовки к прорастанию и дифференциацию тканей зародыша (формирование семядолей) по сравнению с семенами, намачиваемыми в дистиллированной воде. Для цитирования: Гаврилова О.И., Гостев К.В. Применение обработанной плазмой воды для подготовки семян хвойных пород к посеву // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 5. С. 204–211. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-5-204-211 | The article discusses the accelerated cultivation of quality planting material using the method of seed preparation by soaking in water treated in low-temperature plasma discharge. The most promising planting material are seedlings with closed root system. They are grown from improved seed grain in optimal conditions of greenhouses. Among various methods of stimulating germination of the seed germ, it is of interest to influence it with “cold” plasma. With the help of a specially designed device, which allows to treat water with lowtemperature plasma discharge, plasma-treated water for soaking seeds was obtained. The time of water treatment varied from 1 to 4 min. Water activated by plasma had acidity indicators other than those of ordinary water. The time of acidity level restoration was from 2 to 4 days. Germination rates and germination energy were obtained for seeds of Pinus silvestrys and Picea abies soaked in water with different duration of plasma treatment. When seeds were soaked in water treated with plasma for 1, 2 and 4 min, germination energy increased by 20–31 % for pine and by 6–18 % for spruce compared to the control (soaking in distilled water). Technical germination of pine seeds increased by 11–21 %, for spruce by 3–16 %. The results of research show changes in the structure and composition of the nutrient substance of the seed, in the structure of the germ and the degree of its development. Analysis of the chemical composition of seed endosperm a day after soaking relative to dry seeds showed an increase in its carbon content by 2–3 % and a decrease in oxygen by 1 %; potassium – by 0.5 %. When seeds were soaked in distilled water, the content of phosphorus in the endosperm decreased by 0.15 %, and the content of sodium – by 0.2 %. For seeds soaked in plasma treated water, phosphorus content decreased by 0.21–0.22 % and sodium content was not observed. Soaking seeds in plasma-treated water stimulates the processes of their preparation for germination and differentiation of germ tissues (formation of seed pods), compared to seeds soaked in water. For citation: Gavrilova O.I., Gostev K.V. Use of Plasma-treated Water to Prepare Seeds of Coniferous Species for Sowing. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 5, pp. 204–211. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-5-204-211

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2023

Denis Yu. Sirman

Данное исследование освещает вопросы возможного применения отходов лесного производства при проращивании семян хвойных растений в условиях засушливого климата Центрального Казахстана. Использование такого типа отходов является более доступным и экономически выгодным при выращивании сеянцев хвойных по сравнению с другими методами. Однако хвоя, имея сложный химический состав, при добавлении ее в почвенный субстрат оказывает многофакторное и неоднозначное действие на энергию прорастания, всхожесть и энергию покоя семян. Индивидуальный характер влияния хвойного опада на всхожесть cемян особенно проявляется на примере Picea purpurea Mast., P. asperata Mast., Pinus banksianaи Lamb., P. densiflora Siebold et Zucc., так как у них отмечена наибольшая всхожесть семян в 2 вариантах опыта – как с внесением хвои, так и без него – по сравнению с данным показателем в вариации с весенней стратификацией без внесения хвои. Кроме этого в статье рассматривается вопрос использования длительной естественной стратификации семян как альтернативного способа их посадки в условиях лесных питомников. Показано, что естественная стратификация значительнее влияет на энергию покоя семян и энергию прорастания по сравнению с искусственной. При этом данные параметры по большей части коррелируют с родовой принадлежностью объектов. Так, представители родов Picea A.Dietr. и Abies Mill. имеют более высокие показатели прорастания при весенней стратификации, тогда как представители родов Pinus L. и Pseudotsuga Carr. – при естественной. Это может являться результатом эколого-биологической адаптации последних двух видов. В то же время, несмотря на достаточно убедительные данные по осенней стратификации, наилучшие показатели всхожести семян у большинства видов отмечены при весенней стратификации, включая вариацию с использованием хвойного опада. Однако вводить использование данного метода, основываясь только на показателях всхожести семян, в условиях Центрального Казахстана является не совсем целесообразным, так как благоприятный период для прорастания семян в этой местности из года в год нестабильный. Таким образом, по результатам исследования сделаны выводы, что наиболее подходящим методом для проращивания семян хвойных видов, за некоторым исключением, является естественная стратификация. Применение хвойного опада незначительно влияет на показатели прорастания семян, при этом может значительно увеличивать период прорастания семян, а в отдельных случаях даже подавлять данный процесс. Для цитирования: Сирман Д.Ю. Всхожесть семян хвойных интродуцентов в условиях Центрального Казахстана при различной стратификации и внесении в субстрат хвойного опада // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 1. С. 100–115. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-1-100-115 | This study observes the issues of the possible usage of wastes from timber industry in the sprouting of seeds of coniferous plants in the arid climate of Central Kazakhstan. Such treatment of coniferous seeds is easily implementable and cost-effective, compared to the other methods. However, the complex chemical composition of needle litter in the soil substrate has the multifactorial and controversial effects on such indicators as germination energy, seed germination capacity and rest energy. In addition, the article discusses the use of long-term natural seed stratification as an alternative method of planting seeds in forest nurseries. The other studies have shown that natural stratification has a more significant effect on the indicators of seed rest energy and germination energy. However, it should be said that these parameters mostly correlate with the generic assignment of the objects. Thus, representatives of the genera Picea and Abies have more significant rates of germination during spring stratification. Whereas, representatives of the genera Pinus and Pseudotsuga – with natural stratification. This may be the result of their ecological and biological adaptation. The conditions of Central Kazakhstan are characterized by a sharply continental climate, which includes not only a sharp climate change, but also a rather low snow cover and low temperatures. Under these conditions, the seeds of the genera Pinus and Pseudotsuga may have higher adaptive abilities, which may become a further subject of research. At the same time, it was determined that despite the rather convincing data obtained during autumn stratification, the highest results of seed germination in most experimental species were noted during spring stratification, including variation with the use of needle litter. Again, it is not entirely advisable to introduce the use of this method based only on the indicators of seed germination in arid conditions of Central Kazakhstan, since the favorable period for seed germination in this area is unstable from year to year. Thus, based on the results of the study, it was concluded that the most suitable method for germinating seeds of conifers, with some exceptions, is natural stratification. The use of needle litter affects insignificantly the rates of seed germination, and in some cases even suppresses this process. For citation: Sirman D.Yu. Seed Germination of Coniferous Introduced Species in the Environment of Central Kazakhstan with Various Stratification and Inclusion of Needle Litter into Substrate. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 1, pp. 100–115. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-1-100-115

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2023

Т.Е. Галдина | А.И. ЧернодубовƗ | М.И. Михайлова

Географические культуры сосны обыкновенной в Центральной лесостепи, созданные М.М. Вересеным в 1959 г., стали природной лабораторией для проведения генетико-экологических исследований с целью решения практических вопросов лесосеменного районирования. Изучение внутривидового разнообразия Pinus sylvestris L. в географических культурах Центральной лесостепи позволяет проследить закономерности формирования культур разного происхождения при различном уровне экологических, генетических и климатических факторов. Представлены результаты многолетних обследований географических культур P. sylvestris L. в Центральной лесостепи. Результаты позволяют говорить о сильной степени влияния экологических и генетических факторов на особенности роста, устойчивость, стволовую продуктивность и репродуктивную способность сосны обыкновенной в новых условиях произрастания. Изучение изменчивости морфометрических показателей генеративных органов сосны обыкновенной в географических культурах свидетельствует о воздействии экологических, географических и генетических факторов на способность к семеношению, размеры, окраску шишек, окраску и массу 1000 шт. семян, выход семян, полнозернистость, энергию прорастания, абсолютную всхожесть. Генетические факторы, которые запрограммированы происхождением, определяют константу различия между размерами и цветом шишек и семян, а также на фоне погодных условий – репродуктивную способность в новом месте произрастания в зависимости от происхождения. Так, нами отмечено, что сосна обыкновенная разного географического происхождения вступает в фазу «цветения» в различные сроки: северные климатипы на 5–7 дней раньше, южные – на 5 дней позднее, чем местный (воронежский климатип). Изменчивость параметров генеративных органов сосны также зависит от ее географического происхождения, размер и масса шишки находятся в прямой зависимости от географической широты. При продвижении с севера на юг длина и масса шишки увеличиваются. Выход семян при свободном опылении к фактору географического происхождения строго не приурочен, так как климатипы окружены различными опылителями. Масса 1000 шт. семян изменяется с той же закономерностью, что и в естественных древостоях ареала сосны: с увеличением географической широты происхождения климатипа возрастает и масса. При перемещении сосны обыкновенной в новые условия произрастания прослеживается существенное влияние генетических факторов, которые и определяют устойчивость, стволовую продуктивность и репродуктивную способность вида. Для цитирования: Галдина Т.Е., Чернодубов А.И., Михайлова М.И. Внутривидовое разнообразие Pinus sylvestris L. в географических культурах Центральной лесостепи // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 3. С. 84–98. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-84-98 | The provenance trials of Scots pine (Pinus sylvestris L.) in the Central Russian forest-steppe area were established by M.M. Veresen in 1959. They have become a natural laboratory for genetic and environmental research in order to solve the practical issues of forest seed zoning. The study of the intraspecific diversity of the provenance trials makes it possible to distinguish patterns in the formation of species with various origins under the influence of different ecological, genetic, and climatic conditions. This article presents the results of a multi-year research project. This allows us to state with full responsibility the strong influence of environmental and genetic factors on the characteristics of growth, resistance, trunk productivity, and reproductive capacity of Scots pine in new growing conditions. The generative parts of the study objects were also examined by morphometric indicators. The changes were revealed in seed production, size, cone coloring, color and weight of 1000 pieces of seeds, seed release, seed fullness, germinative energy, and absolute germination. Genetic factors, which are programmed by ancestry, define the constancy of the difference in size and color of cones and seeds. In addition, genetic factors, along with the weather conditions of a new location, regulate reproductive ability. It was noted that Scots pine with different geographical origins enters the flowering phase at different times. The northern trees are 5–7 days earlier than locals; the southern trees are 5 days later. They were studied in the climate of the Voronezh region. The variability in the characteristics of the generative organs of Scots pine is also affected by its place of birth. The size and weight of the cone are directly related to the geographic latitude. The length and weight of the cone increase with movement from north to south. There is no strict relationship between the release of the seeds during free pollination and the place of origin since the study objects were surrounded by various pollinators. The weight of 1000 seeds changes with the same regularity as in natural stands of pine: it increases with the geographical latitude of the origin. Consequently, under the influence of new growing conditions, Scots pine is strongly affected by its genetic factors that determine the stability, trunk productivity, and reproductive capacity of the species. For citation: Galdina T.E., Chernodubov A.I., Mikhailova M.I. Intraspecific Diversity of Pinus sylvestris L. in Provenance Trials of the Central Russian Forest-Steppe Area. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 3, pp. 84–98. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-3-84-98

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2023

В.Ю. Острошенко | Л.Ю. Острошенко

Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) является перспективным интродуцентом, который может быть использован для восстановления лесных насаждений в южной части Приморского края. Данная древесная порода имеет водорегулирующее и горноукрепительное значение. Широко применяется в народном хозяйстве. Однако рубка леса приводит к сокращению площади ее произрастания. Один из способов ускоренного восстановления сосны обыкновенной – использование стимуляторов роста. Цель настоящей работы – исследование воздействия препаратов натурального (Циркон, Экопин, Рибав-Экстра), а также синтетического (Крезацин, Эпин-Экстра) происхождения на грунтовую всхожесть семян и биометрические показатели 1–2-летних сеянцев сосны обыкновенной: высоту, диаметр корневой шейки, длину мочки корня и биомассу. Перед посевом семена в течение 1 ч. замачивали в растворе KMnO4 (0,5 %), а затем в растворах стимуляторов роста, концентрация которых составляла 1·4·10–3 мл/л, в течение 20 ч. В качестве контроля служили семена, не обработанные стимуляторами. На 15-й день определяли грунтовую всхожесть. В рамках того же опыта выявляли эффективность стимуляторов при корневой подкормке 1–2-летних сеянцев. Концентрации растворов – 0,2 и 0,1 мл/л воды. Для сравнения использовали сеянцы, подкормка которых не осуществлялась. Установлено, что значительный эффект на грунтовую всхожесть семян оказали препараты Крезацин, Рибав-Экстра и Экопин – всхожесть 92,7–94,0 %. Превышение по отношению к контролю – 5,7–7,2 %. При выращивании сеянцев сосны обыкновенной наиболее эффективны стимуляторы роста Крезацин, Рибав-Экстра, Циркон и Экопин. В 1-й год роста отмечено увеличение показателей высоты сеянцев на 20,3–43,5 %, диаметра у корневой шейки – на 22,2–38,9 %, длины мочки корня – на 23,5–52,9 %. Во 2-й год роста эти показатели превышали контроль на 18,4–75,5; 2,9–11,8 и 15,0–36,1 % соответственно. Биомасса 2-летних сеянцев в случае применения указанных стимуляторов увеличилась в сравнении с контрольной группой на 63,7–185,2 %. Концентрация раствора 0,1 мл/л более эффективна. Двулетние сеянцы сосны обыкновенной, выращенные с применением корневой подкормки растворами с указанными выше препаратами, по биометрическим показателям соответствуют требованиям Правил лесовосстановления 2020 г., существенно превышая обозначенные там значения. Данные сеянцы можно использовать для закладки лесных массивов и в озеленении районов населенных пунктов. Для цитирования: Острошенко В.Ю., Острошенко Л.Ю. Влияние стимуляторов на всхожесть семян и рост сеянцев сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 4. С. 93–104. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-4-93-104 | Scots pine (Pinus sylvestris L.) is a potential introduced plant that can be used for reforestation in the southern part of Primorsky Krai. This plant is valuable for water regulation and mountain strengthening. It is widely used in the national economy. However, the growing area of the stands reduces with logging. It is possible to speed up the regeneration process by applying growth stimulants. The purpose of this study is to investigate the impact of natural (Zircon, Ekopin, Ribav-Extra) and synthetic (Krezatzin, Epin-Extra) growth stimulants on seed germination and biometric parameters of annual and biennial Scots pine seedlings (height, root collar diameter, length of root lobes, and biomass). Before cultivation, the seeds were soaked for 1 hour in a solution of KMnO4 (0.5 %) followed by 20 hours in growth stimulant solutions with concentrations 1.4·10–3 ml/l. The control group was presented with seeds without stimulant treatment. The soil germination was controlled on day 15. It was also determined the effectiveness of the stimulants as root top dressing for annual and biennial seedlings. The concentrations of the solutions were 0.2 and 0.1 ml/l with water as a solvent. The referentce group was seedlings without fertilization. Krezatzin, Ribav-Extra, and Ecopin had a significant impact on seed germination (92.7–94.0 %), exceeding the control group by 5.7–7.2 %. Krezatzin, Ribav-Extra, Zircon and Ecopin were most effective for Scots pine seedlings. In the first year of growth, seedling height increased by 20.3–43.5 %, root collar diameter by 22.2–38.9 %, root lobe length by 23.5–52.9 %. In the second year, these indicators exceeded the control group by 18.4–75.5, 2.9–11.8 and 15.0–36.1 %, respectively. The biomass of biennial seedlings increased by 63.7–185.2 % compared to the control group with the use of these stimulants. The solution concentration of 0.1 ml/l was more effective. The biennial seedlings grown using the stimulants as root top dressing according to biometric indicators meet the requirements of the Reforestation Regulations 2020, significantly exceeding the values specified in them. These seedlings can be used for planting woodlands and landscaping in populated areas. For citation: Ostroshenko V.Yu., Ostroshenko L.Yu. Influence of Growth Stimulants on Seed Germination and Seedlings Growth of Scots Pine (Pinus sylvestris L.). Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 4, pp. 93–104. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-4-93-104

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation