Патент на изобретение №2368130
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ УСКОРЕННОГО ВЫРАЩИВАНИЯ ДРЕВЕСНЫХ ПОКРЫТОСЕМЕННЫХ РАСТЕНИЙ ИЗ СЕМЯН
(57) Реферат:
Изобретение относится к области лесного и сельского хозяйства. Способ включает весенний посев стратифицированных семян в субстрат. Осуществляют прямой посев непротравленных семян в открытый грунт, непосредственно в обезвоженные стабилизированные осадки городских сточных вод, срок хранения которых не превышает одного года. Всходы прореживают, оставляя расстояние между растениями от 20 до 50 см. Способ позволяет ускорить цветение и плодоношение древесных покрытосеменных растений при их семенном размножении, оптимизировать селекционный процесс, а также сократить сроки выращивания крупномерного посадочного материала. 11 табл.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к питомниководству, и может быть использовано в технологии семенного размножения древесных покрытосеменных растений. Известны способы ускоренного выращивания сеянцев древесных покрытосеменных растений в грунте после стратификации и проращивания в искусственных субстратах с последующей весенней пикировкой всходов в грунт или искусственный субстрат в условиях защищенного грунта (теплицы, парники) (Гладкий Н.П. Питомник декоративных деревьев и кустарников. Л.: Изд-во литературы по строительству, 1971, 227 с.; Соколова Т.А. Декоративное растениеводство. Древоводство / М.: Лесное хозяйство, 2004, 351 с.). По этому способу подготовленные семена высевают в парники или ящики, которые устанавливают в теплицах. Стратификацию, проращивание семян для получения всходов проводят на искусственных субстратах, содержащих компоненты растительного происхождения (торф, всевозможные компосты, мох, опилки хвойных и листопадных пород) и инертных материалов (песок, перлит, вермикулит) (Николаева М.Г., Разумова М.В., Гладкова В.Н. Справочник по проращиванию покоящихся семян. Л.: Наука, Лен. отделение, 1985, 339 с.; Соколова Т.А. Декоративное растениеводство. Древоводство / М.: Лесное хозяйство, 2004, 351 с). Протравливание стратифицированных семян 0,15% раствором формалина в течение двух часов – обязательный прием, позволяющий сохранить семена и всходы в нестерильных условиях. После появления всходов растения закаливают (приоткрывают пленку, проветривают) и в стадии семядолей пикируют под колышек в гряды. Большое значение имеет предварительная подготовка почвы. Предпочтительны оструктуренные, хорошо дренированные почвы среднего механического состава. В них не должно быть разлагающихся растительных остатков, включений в виде корней, комков, стеблей и пр. Предполагается внесение основных органических и минеральных удобрений (перепревший навоз или компост, сфагновый торф, калийные и фосфорные удобрения). При выращивании сеянцев из стратифицированных семян некоторых древесных пород необходимо предусмотреть также и дезинфекцию почвы. Для получения качественных выровненных растений в защищенном грунте необходим высокий уровень агротехники и постоянный контроль за температурой (20-28°С) и относительной влажностью воздуха (75-85%). В период вегетации теплицы проветривают, в середине августа снимают пленку для закалки растений. Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является выращивание сеянцев древесных растений в теплицах из стратифицированных протравленных семян при их весеннем посеве в гряды или ящики с искусственным субстратом и последующей пикировкой всходов в грунт (Гладкий Н.П. Питомник декоративных деревьев и кустарников. Л.: Изд-во литературы по строительству, 1971, 227 с.; Соколова Т.А. Декоративное растениеводство. Древоводство / М.: Лесное хозяйство, 2004, 351 с.). Заявляемое изобретение направлено на усиление роста и развития, ускорение цветения и плодоношения древесных покрытосеменных растений при их семенном размножении, сокращение сроков выращивания крупномерного посадочного материала для ландшафтного строительства, оптимизацию селекционного процесса за счет благоприятных физико-химических свойств и высокой гормональной активности субстрата, используемого при выращивании сеянцев. Для решения указанной задачи семена древесных и кустарниковых пород весной после стратификации высевают в искусственный субстрат – обезвоженные стабилизированные осадки городских сточных вод (ОГСВ), срок хранения которых не превышает одного года. Режимы стратификации, нормы высева и густота стояния сеянцев зависят от видовых особенностей (см. Примеры конкретного выполнения способа). При необходимости всходы, оставшиеся после прореживания, пикируют в эти же гряды или контейнеры с ОГСВ. Способ ускоренного выращивания древесных покрытосеменных растений из семян в обезвоженных стабилизированных осадках городских сточных вод (ОГСВ) имеет ряд преимуществ перед прототипом: – сеянцы, выращенные на ОГСВ, по основным показателям роста и развития существенно обгоняют растения, выращенные в грунте или на известных искусственных субстратах: надземная часть и корневая система сеянцев отличаются мощным развитием (высота растений, их облиственность, диаметр основных осей, масса корней), что позволяет использовать 1-3-летние растения в качестве крупномерного посадочного материала для ландшафтного дизайна и для закладки селекционных участков; – после прямого посева семян в ОГСВ сеянцы раньше начинают активный рост и ветвление, быстрее формируют крону и переходят к репродуктивной фазе, чем при проращивании семян и последующей пикировке всходов: на 1-11 лет раньше начинается цветение сеянцев, что крайне важно при выращивании декоративных древесных растений с длительным ювенильным периодом; – ускоряется селекционный процесс: раннее цветение и быстрое вступление в плодоношение гибридного материала позволяет провести отборы по признакам декоративности и качества плодов уже на ранних этапах; – сеянцы, выращенные на ОГСВ, отличаются устойчивостью к стрессам (бесснежный период на фоне низких температур, глубокие зимние оттепели, их чередование с морозами). В контроле (прототип) после затяжных глубоких оттепелей в январе и в конце зимы 2007 г. наблюдали выпревание растений и кольцевые повреждения (отслаивание коры) в основании штамба, что привело к гибели (до 20-35%) таких декоративных древесных растений, как катальпа и сирень; – увеличивается выход хорошо развитых выровненных растений, сокращается период выращивания из семян качественного крупномерного посадочного материала, востребованного в ландшафтном строительстве, повышается эффективность использования площадей питомника; – применение способа позволяет существенно снизить себестоимость посадочного материала за счет снижения затрат ручного труда на протравливание семян, пикировку, частые поливы и материальных затрат на органические и минеральные удобрения, обеззараживание почвы, пленку и амортизацию теплиц; – исключение из технологического цикла протравливания семян и обеззараживания субстрата снижает риск загрязнения окружающей среды; – применение ОГСВ в качестве субстрата для выращивания посадочного материала древесных покрытосеменных растений – один из эффективных способов их утилизации. Существенным признаком, характеризующим изобретение, является прямой посев стратифицированных непротравленных семян древесных растений в искусственном необеззараженном субстрате, представляющем собой обезвоженные стабилизированные осадки городских сточных вод (ОГСВ), срок хранения которых не превышает одного года, с последующим прореживанием всходов. Причинно-следственные связи заключаются в том, что обезвоженные и стабилизированные осадки городских сточных вод (ОГСВ), полученные путем механической очистки и термофильного анаэробного сбраживания, в котором принимают участие более 30 систематических групп микроорганизмов, представляют собой органоминеральную суспензию, органическая часть которой состоит из углеводов, белков (бактериальная масса), липидов, лигнина, гуминовых веществ, воска и хитина. Сброженный, механически обезвоженный осадок содержит высокое количество основных макро- и микроэлементов и является ценным органическим удобрением, эквивалентным навозу и сапропелям. Осадок, полученный на Курьяновской и Люберецкой станциях аэрации, характеризуется нейтральной реакцией среды, высокой степенью насыщенности основаниями и влажностью 50-85%. Он стабилизирован, оструктурен, имеет рассыпчатую консистенцию, отличается высоким содержанием органического вещества, характеризуется богатым зольным составом, но низкой водоудерживающей способностью. Механически обезвоженный осадок по своему составу соответствует санитарным нормам (СанПиН 2.1.7.573-96), и его можно использовать в сельском хозяйстве, как это делается во многих индустриально развитых странах. Во всем мире утилизация отходов и защита окружающей среды – насущная проблема. С фильтр-прессов обезвоженные осадки сточных вод вывозят за пределы городов и складируют на полигонах. Накапливаясь в огромных количествах, они создают большую экологическую и экономическую проблему для мегаполисов. Только в Москве ежегодно это количество составляет более полумиллиона тонн.
Современные технологии очистки городских сточных вод устраняют также и эпидемиологическую опасность.
ОГСВ отличаются слабощелочной реакцией среды (7,6-7,8), высоким содержанием общего азота (5-7,6% на сухое вещество), фосфора (7-8%), гумифицированного органического вещества (50-75%), при зольности 30-52%, что обеспечивает высокие почвообразующие свойства субстрата. Содержание калия среднее (до 0,5%). Благодаря деятельности термофильных бактерий, которые активны при температуре более +60°С, свежие ОГСВ практически свободны от патогенной микрофлоры (Strauch D. Gesetzliche hygienische Anfordeungen an Komposte aus Abfallstoffen /VDLUFA-Schriftenreihe – Verbandt Dt. Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten, Darmstadt, 1988; T.23, – S.983-1002). Кроме того, как показали наши исследования (табл.2), положительное действие осадков на рост и развитие древесных растений, формирование мощной надземной части и корневой системы связано с наличием гормональной активности субстрата благодаря наличию продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, которые накапливаются в осадке при термофильном сбраживании.
Свежие осадки после фильтр-прессов отличаются самым высоким содержанием ауксинов (ИУК) и цитокининов (ЦК), пары гормонов, отвечающих за морфогенез. Цитокинины снимают апикальное доминирование, что приводит к хорошему ветвлению и быстрому формированию кроны на ранних этапах развития сеянцев. В осадках годичной давности снижается содержание ЦК в 1,5, ИУК – в 3 раза. Однако отношение суммы ЦК+ИУК к АБК почти в 5 раз выше, чем в свежих осадках, что также положительно сказывается на формировании надземной части и корневой системы у сеянцев. В свежих осадках и в осадках после года хранения отмечена заметная гиббереллиновая активность, которая реализуется в усилении деления клеток и роста побегов, а также мощном развитии листового аппарата. Высокая питательная ценность осадков, наличие в среде гормонов, синтезированных микроорганизмами на этапе термофильного сбраживания, обеспечивают высокую ценность ОГСВ для выращивания древесных растений при их семенном размножении. После длительного выдерживания на иловых площадках (до 7-ми лет) в образцах ОГСВ не обнаружено гиббереллинов, почти в 3 раза сокращается содержание цитокининов, ухудшается структура субстратов, укореняемость черенков падает, снижается их качество. Субстрат заселяется патогенной микрофлорой, угнетающей рост растений. Примеры конкретного выполнения способа I. Влияние ОГСВ на рост и развитие древесных растений при семенном размножении Древесные растения Пример Весной стратифицированные семена Катальпы бигнониевидной (обыкновенной) Catalpa bignonioides высевают в открытом грунте в ОГСВ. Семена проращивают после короткой холодной стратификации на свету при температуре +20°С в течение 4-х месяцев. Междурядья 40 см, глубина посева 3-6 см, норма высева – 3-8 г/1п.м., выход сеянцев с 1 п.м. – 30-40 шт. Сеянцы прореживают, оставляя расстояние между растениями в ряду 40 см. Высвободившиеся после прореживания сеянцы пикируют в гряды открытого грунта или в контейнеры с ОГСВ.
Катальпа бигнониевидная (табл.3) – редкое в средней полосе, очень декоративное, но требовательное к условиям выращивания и плодородию почвы растение, в питомнике растет медленно и страдает от перепадов зимних температур. При семенном размножении зацветает лишь на 10-14 год. При выращивании на ОГСВ существенно обгоняет контрольные растения по всем биометрическим показателям роста надземной части и корневой системы и переходит к цветению через 3 года после появления всходов (табл.11). Пример Весной стратифицированные семена Каштана конского (обыкновенного) Aesculus hippocastanum высевают в открытом грунте в ОГСВ. Семена проращивают после длительной холодной стратификации (4,5-5 месяцев). Междурядья 50 см, глубина посева 6-10 см, норма высева – 200-250 г/1 п.м., выход сеянцев с 1 п.м. – 12-18 шт. Сеянцы прореживают, оставляя расстояние между растениями в ряду 50 см. Высвободившиеся после прореживания сеянцы пикируют в гряды открытого грунта или в контейнеры с ОГСВ.
Дефицит крупномерного посадочного материала Каштана конского объясняется замедленным ростом сеянцев в питомнике, недостаточным ветвлением молодых растений, медленным формированием кроны дерева и поздним цветением. Выращивание каштана на ОГСВ (табл.4) позволяет за короткий срок получить посадочный материал с более мощным, чем в контроле, развитием кроны и корневой системы. Опытные сеянцы Каштана переходят к цветению на 5-6 год, Ореха маньчжурского – на 3 год (табл.11); в контроле оба вида зацветают только через 8-13 лет после посева семян. Пример Весной стратифицированные семена Черемухи виргинской Padus virginiana высевают в открытом грунте в ОГСВ. Семена проходят двуступенчатую стратификацию: 1-1,5 месяца – при температуре +20°С и 3-4 месяца – при температуре +3-5°С. Междурядья 50 см, глубина посева 3-6 см, норма высева – 6-10 г/1 п.м., выход сеянцев с 1 п.м. – 28-30 шт. Сеянцы прореживают, оставляя расстояние между растениями 40-50 см. Высвободившиеся после прореживания сеянцы пикируют в гряды открытого грунта или в контейнеры с ОГСВ.
Черемуха виргинская востребована в озеленении. При выращивании из семян в обычных условиях достигает необходимых размеров и зацветает на несколько лет позже, чем при выращивании на ОГСВ (табл.5, 11). Пример Весной стратифицированные семена Яблони сибирской Malus boccata высевают в открытом грунте в ОГСВ. Семена стратифицируют при 3-5°С в течение 3-х месяцев. Междурядья 30 см, глубина посева 2-3 см, норма высева -1 г/1 п.м., выход сеянцев с 1 п.м. борозды – 25-30 шт. Сеянцы прореживают, оставляя расстояние между растениями 20-30 см. Высвободившиеся после прореживания сеянцы пикируют в гряды открытого грунта или в контейнеры с ОГСВ.
Большой интерес для современного ландшафтного дизайна представляет Яблоня сибирская (ягодная) Malus boccata. Вид отличается низкой компактной кроной, высокой зимостойкостью и декоративностью как во время цветения, так и при созревании плодов. Мелкие, ярко окрашенные плоды украшают деревья до глубокой осени. Семена всходят дружно, но сеянцы отличаются тугорослостью и невыровненностью, в питомнике растут очень медленно, зацветают только на 5-8 год. Прямой посев сеян в ОГСВ позволяет избежать перечисленных недостатков (табл.6, 11). Пример Весной стратифицированные семена Клена зеленокорого Acer tegmentosum высевают в открытом грунте в ОГСВ. Семена стратифицируют при 0-3°С в течение восьми месяцев. Междурядья 30 см, глубина посева 3-6 см, норма высева – 6-8 г/1 п.м., выход сеянцев с 1 п.м. борозды – 28-30 шт. Сеянцы прореживают, оставляя расстояние между растениями 30 см. Высвободившиеся после прореживания сеянцы пикируют в эти же гряды или в контейнеры с ОГСВ.
Клен зеленокорый – высокодекоративное растение и очень перспективное в озеленении. Как и все клены, плохо размножается вегетативно, а семенное размножение ограничивается плохой всхожестью семян и замедленным начальным ростом сеянцев. Сеянцы переходят к генеративной фазе на 9-14 год. Посев семян и выращивание семенного посадочного материала на ОГСВ стимулируют активный рост и ветвление растений, обеспечивают мощное развитие ассимиляционной поверхности и корневой системы, ранний переход к цветению и образованию семян (табл.7, 11). Кустарниковые растения Пример Весной стратифицированные семена Сирени обыкновенной Siringa vulgaris высевают в открытом грунте в ОГСВ. Семена стратифицируют при +1-5°С в течение 2,5-3-х месяцев. Междурядья 30 см, глубина посева 0,5-2 см, норма высева – 1,2-1,5 г/1 п.м., выход сеянцев с 1 п.м. борозды – 24-26 шт. Сеянцы прореживают, оставляя расстояние между растениями 20-30 см. Высвободившиеся после прореживания сеянцы пикируют в эти же гряды или в контейнеры с ОГСВ.
Многие высокодекоративные сорта размножают обычно вегетативными способами или прививкой сортов на сеянцы сирени обыкновенной. Сорта сирени не размножают семенами, т.к. при сменном размножении сирени в потомстве наблюдается расщепление по основным признакам. Однако в селекционной работе крайне важно оптимизировать выращивание гибридного материала, рано переходящего к цветению, что позволяет проводить отборы на ранних этапах. Посев семян и выращивание сеянцев сирени на ОГСВ дает такую возможность и обеспечивает быстрые рост и развитие растений и раннее начало цветения гибридных сеянцев. Пример Весной стратифицированные семена Шиповника обыкновенного (собачьего) Rosa canina высевают в открытом грунте в ОГСВ. Семена проходят двухступенчатую стратификацию: 3 месяца – при температуре +27°С и 3 месяца при температуре +3-5°С. Междурядья 30 см, глубина посева 2-3 см, норма высева – 2-3 г/1 п.м., выход сеянцев с 1 п.м. борозды – 30-35 шт. Сеянцы прореживают, оставляя расстояние между растениями 20-30 см. Высвободившиеся после прореживания сеянцы пикировали в гряды открытого грунта или в контейнеры с ОГСВ.
Пример Весной стратифицированные семена Вейгелы Миддендорфа Weigela middendorffiana высевают в открытом грунте в ОГСВ. Семена стратифицируют при 0
Выращивание сеянцев Шиповника и Вейгелы (табл.9, 10, 11) на ОГСВ обнаруживает те же преимущества: ранний начальный активный рост, мощное развитие кроны, корневой системы, раннее начало цветения и плодоношения, в т.ч. гибридного материала, что позволяет в первые же годы выращивания сеянцев получить крупномерные цветущие декоративные кустарники в сжатые сроки и оптимизировать селекционный процесс. II. Влияние ОГСВ на начало цветения древесных покрытосеменных растений при семенном размножении Весной стратифицированные семена древесных и кустарниковых пород высевают в открытом грунте в гряды с ОГСВ. Норма высева и глубина посева зависят от видовых особенностей, указаны в Примерах конкретного выполнения способа.
Применение ОГСВ в качестве субстрата при семенном размножении древесных покрытосеменных растений позволяет сдвинуть их цветение на более ранние сроки, что особенно важно при выращивании пород с длительным ювенильным периодом.
Формула изобретения
Способ ускоренного выращивания древесных покрытосеменных растений из семян, включающий весенний посев стратифицированных семян в субстрат, отличающийся тем, что осуществляют прямой посев непротравленных семян в открытый грунт в обезвоженные стабилизированные осадки городских сточных вод, срок хранения которых не превышает одного года с последующим прореживанием всходов.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4. – С.21-22).
+3°С в течение 2 месяцев. Междурядья 30 см, глубина посева 1-2,5 см, норма высева – 0,5-1 г/1 п.м., выход сеянцев с 1 п.м. борозды – 20-25 шт. Сеянцы прореживают, оставляя расстояние между растениями 30 см.