Исследовательский реферат Изучение способов размножения хвойных растений в условиях защищённого грунта

Отдел образования администрации г. Дивногорска
Городская научно-практическая конференция «Молодёжь и наука»
Направление: «Экология»
Исследовательский реферат
«Изучение способов размножения хвойных растений в условиях защищённого грунта»
Выполнила:
Букель Ангелина,
7 «Б» класс МБОУ «СОШ № 5»,
ГИШ «Школа лесной экологии» МБОУДО «ДЭБС».
Руководитель: Кононова О. С.,
педагог ДО.
Дивногорск, 2016.
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Введение 3
2. Основное содержание. 4
3. Заключение. 13
4. Библиографический список. 14
5. Приложение. 15
ВВЕДЕНИЕ
Цель данного исследования – определить способ размножения хвойных растений для озеленения г. Дивногорска, оптимальный в условиях защищённого грунта (в данном случае – в условиях учебной теплицы ДЭБС). Объект исследования – способы размножения хвойных растений, предмет исследования – их пригодность для использования в условиях защищённого грунта.
Задачи данного исследования:
1) сопоставительный анализ литературных источников по теме исследования;
2) изучение условий размножения хвойных растений в учебной теплице ДЭБС;
3) определение способа размножения хвойных растений, оптимального для условий учебной теплицы ДЭБС;
4) определение видов хвойных растений, пригодных для размножения в условиях учебной теплицы ДЭБС выбранным способом;
5) планирование опыта по размножению хвойных растений в учебной теплице ДЭБС.
Во время 1 сессии ГИШ «Школы лесной экологии» мы изучили основные породы деревьев Красноярского края и узнали, что ими являются хвойные породы – лиственница сибирская, пихта сибирская, сосна обыкновенная и др. Т. о., лесоразведение и лесовосстановление в Красноярском крае заключается преимущественно в разведении и последующей посадке хвойных растений. Кроме того, все хвойные растения являются ценным материалом для озеленения городов, т. к. почти все хвойники – вечнозелёные растения, они выделяют в атмосферу летучие вещества – фитонциды, которые обеззараживают воздух. [1; 11; 12] Но размножение хвойников семенами (которое характерно для них в естественных условиях) – очень длительный процесс, не все семена хвойников всхожи, не все всходы хвойников одинаково жизнеспособны. Т. о., проблема, выявленная во время занятий в ГИШ «Школа лесной экологии», такова: хвойные растения являются ценным материалом для лесовосстановления и озеленения г. Дивногорска, но из-за трудностей их размножения в г. Дивногорске ограничен выбор разводимых хвойников.
Гипотеза исследования, выдвинутая на основании литературного обзора, такова: способом размножения хвойных растений, оптимальным для условий учебной теплицы ДЭБС, является черенкование (один из способов вегетативное размножения растений).
Выбранные методы исследования – сопоставительный анализ литературных источников, наблюдение.
Исследование является новым для г. Дивногорска.
План исследования:
Таблица 1.
№ п/ п. Мероприятие Время проведения Ожидаемый результат, форма фиксации
1. Планирование теоретической исследовательской деятельности. Сентябрь – ноябрь 2015 г. План теоретического исследования.
2. Поиск и изучение литературы по теме исследования. Ноябрь 2015 г. – январь 2016 г. Литературный обзор по теме исследования.
3. Изучение условий для размножения хвойных растений в учебной теплице ДЭБС. Декабрь 2015 г. – февраль 2016 г. Создание характеристики условий защищённого грунта в учебной теплице ДЭБС.
4. Планирование эксперимента по размножению хвойных растений в учебной теплице ДЭБС. Февраль - март 2016 г. План экспериментального исследования.
Данное исследование практически значимо для ДЭБС и г. Дивногорска, т. к. позволит приступить к разведению хвойников в защищённом грунте (в т. ч. интродуцентов) для озеленения г. Дивногорска.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ
Литературный обзор
Хвойные растения являются представителями отдела Голосеменных. Все хвойные растения имеют видоизменённые листовые пластины – игловидные (представители семейства сосновых и др.), чешуевидные (представители семейства кипарисовых и др.). Основными жизненными формами хвойных растений являются деревья (в т. ч. секвойядендрон гигантский, единственный представитель рода Секвойядендрон семейства таксодиевых, достигающий высоты 115 м. и возраста 4000 лет) и кустарники (в т. ч. единственный представитель рода Микробиота семейства кипарисовых, достигющий высоты 1 м.). Значительная часть представителей хвойных растений – вечнозелёные растения, но встречаются и листопадные (роды Лжелиственница, Лиственница семейства сосновых), и веткопадные (араукариевые, некоторые кипарисовые, таксодиевые). Среди хвойных растений России есть растения, произрастающие повсеместно (сосан обыкновенная и др. представители семейства сосновых), так и эндемичные виды, внесённые в Красную книгу России (микробиота перекрестно-парная – эндемик гор Сихотэ-Алиня). [10] По литературным данным, в России в культуре встречаются хвойные растения 4семейств, 21 рода [7; 8; 9; 10]:
Таблица 2.
Семейство Род
Кипарисовые Биота.
Кипарис.
Кипарисовик.
Микробиота.
Можжевельник.
Туевик.
Туя.
Сосновые Ель.
Кедр.
Лжелиственница.
Лиственница.
Пихта
Сосна.
Лжетсуга (Псевдотсуга).
Тсуга
ТаксодиевыеСеквойя.
Секвойядендрон.
СциадопитисТиссовыеГоловчатый тисс.
Тисс.
Торрея.
Количество культивируемых в России видов хвойных растений – свыше 100, значительное количество видов представлено разнообразными сортами.
Среди хвойных растений, культивируемых в России, - преимущественно растения, встречающиеся на её территории и в естественной среде, но в разных климатических зонах – лиственница сибирская произрастает в лесной зоне от тундры до Алтая и Саян, а тисс ягодный встречается в Крыму, на Северном Кавказе и в Калининградской области. Происхождение хвойных растений необходимо учитывать при выборе видов, для озеленения которые целесообразно в дальнейшем выращивать в открытом грунте в тех или иных климатических условиях. О. А. Горюн считает, что в условиях средней полос России, Урала и Сибири возможно выращивание в качестве декоративных следующих видов хвойников [2]:
Таблица 3.
№ п/ п. Вид Род Семейство Размножение
1. Ель канадская Ель Сосновые Семенами [10]
2. Ель колючая Семенами и зимними черенками; при обработке зимних черенков 0, 01% раствором индолилмасляной кислоты укореняется свыше 50 % [10]
3. Ель обыкновенная (европейская) Семенами; при обработке летних черенков 0, 01% раствором индолилмасляной кислоты укореняется на 15 % [10]
4. Лиственница европейская Лиственница Семенами [10]
5. Лиственница сибирская Семенами [10]
6. Микробиота перекрестно-парная МикробиотаКипарисовые Семенами и черенками; при обработке летних черенков 0, 005% раствором индолилмасляной кислоты укореняется на 100 % [10]
7. Можжевельник виргинский Можжевельник Семенами и черенками; из зимних черенков, не обработанных стимуляторами роста, укореняется 50 % [10]
8. Можжевельник горизонтальный Семенами и черенками; из зимних черенков, не обработанных стимуляторами роста, укореняется 70 % [10]
9. Можжевельник казацкий Семенами и черенками; из зимних черенков, не обработанных стимуляторами роста, укореняется 65 %
10. Можжевельник китайский Семенами и черенками; зимние черенки, обработанные 0, 01 % раствором индолилмасляной кислоты, укореняются на 90 % [10]
11. Можжевельник обыкновенный Семенами и черенками; из зимних черенков, не обработанных стимуляторами роста, укореняется 44% [10]
12. Можжевельник средний (выведен путём скрещивания можжевельников казацкого и китайского) Семенами и черенками [4]
13. Можжевельник чешуйчатый Семенами и черенками; из зимних черенков, не обработанных стимуляторами роста, укореняется 76 % [7]
14. Пихта корейская Пихта Сосновые Семенами [10]
15. Пихта одноцветная Семенами; зимние черенки без обработки стимуляторами роста укореняются на 10 % [10]
16. Пихта сибирская Семенами, отводками [10]
17. Сосна ВеймутоваСосна Семенами [10]
18. Сосна горная Семенами [10]
19. Сосна обыкновенная Семенами [10]
20. Сосна сибирская Семенами; при обработке летних черенков 0, 01% раствором индолилмасляной кислоты укореняется на 5 % [10]
21. Туя западная Туя Кипарисовые Семенами, черенками, сорта – прививкой, отводками; зимние черенки без обработки стимуляторами роста укореняются на 100 % [10]
Все указанные виды хвойников относительно зимостойки, выносят снижение температуры атмосферного воздуха до - 28, 8 ◦ C [2], но дальнейшее снижение температуры выносят ели (колючая, корейская, обыкновенная), лиственницы (европейская, сибирская), микробиота перекрестно-парная, можжевельники (казацкий, обыкновенный (не все сорта)), пихта сибирская, сосна (Веймутова, горная, обыкновенная, сибирская), туя западная (не все сорта). [2] Т. о., они пригодны для выращивания в условиях Сибири и их следует разводить.
Какие способы размножения хвойных растений существуют? Из таблицы 3 видно, что основным способом размножения хвойников является семенное размножение, которое. Но многие хвойники размножаются и вегетативно – черенками, отводками, прививкой. Для прививки и получения отводков в течение процесса размножения необходимы взрослые растения, которые не всегда выдерживают условия защищённого грунта. Поэтому мы сравнили семенное размножение хвойников и самый распространённый способ вегетативного размножения – черенкование. Среди рекомендаций, высказанных авторами изученных литературных источников [4; 5; 6; 10], нет значительных противоречий в вопросах применения обоих способов. При размножении хвойников в защищённом грунте используется парник тоннельного типа, при выращивании в теплице возможно использование дополнительного микропарника, где необходимо создать следующие условия.
Таблица 4.
Условия Семенное размножение Черенкование
Время Осень, весна Черенкование возможно в течение всего года, но оптимальным является весеннее черенкование, когда растение – маточник находится в фазе набухания почек и зимнее черенкование с хранением черенков в холодильнике после нарезки до посадки в субстрат весной. Чаще всего заготавливают черенки с прошлогодних побегов (зимой и весной).
Существует и способ укоренения зимних черенков без предварительного хранения, он заключается в обработке черенков стимуляторами роста замачивание и обваливанием в сухом порошке препарата – стимулятора, укрытии срезов субстратом и укоренении в прохладном месте при рассеянном освещении (у окна и др.) [3]
Подготовка материала При весеннем посеве требуется предварительная стратификация семян с твёрдой кожурой (семена смешиваются с промытым песком, прокалённым песком в соотношении 1: 3, увлажняются и хранятся при температуре 0◦ - + 5◦ C до посева, а в начале прорастания выносятся под снег); так проращивают семена всех видов можжевельников. Колебания температуры во время стратификации и проращивания семян приводят к их гибели и снижению всхожести Требуется обработка черенков некоторых видов (семейства сосновых) стимуляторами роста – индолилмасляной кислотой, индолилуксусной кислотой или янтарной кислотой. Значительной части видов хвойников такая обработка не требуется
Субстрат Рыхлая суглинистая или супесчаная почва. Любой субстрат требует обеззараживания (прокаливанием и т. д.) Опасно высокое содержание в субстрате органических веществ животного происхождения, т. к. их избыток приводит к развитию гнилостных процессов в почве и гибели семян и всходов Крупный промытый песок с добавление перлита (1: 1, 2:1), верхового кислого торфа (3: 1), вермикулита, измельчённой и просеянной хвойной коры. Любой субстрат требует обеззараживания (прокаливанием и т. д.)
Влажность субстрата Умеренная Умеренная. Высокая влажность субстрата при приводит к развитию гнилостных процессов, грибковым заболеваниям черенков и их гибели
Температура воздуха Умеренное тепло + 15◦ - 25◦ C (повышается по мере укоренения черенков)
Влажность воздуха Умеренная Высокая (95 – 100 %, постоянное присутствие водяной пыли)
Освещённость Рассеянный свет. Прямые солнечные лучи приводят к появлению ожогов у сеянцев Притенение, рассеянный свет
Высадка в открытый грунт на постоянное место Через 1 – 2 года - в контейнер, выставляемый в открытый грунт, через 5 – 6 лет растения достигнут ожидаемой декоративности [4] Через 1 – 2 года
Итак, достоинствами семенного размножения хвойных растений являются:
1) высокая всхожесть при соблюдении условий проращивания семян, выносливость сеянцев;
2) возможность размножения всех видов и сортов хвойников.
Недостатками семенного размножения хвойников являются быстрая потеря всхожести семенами при несоблюдении условий хранения и проращивания, ограниченные периоды посева, невозможность полного повторения признаков сорта хвойника.
К достоинствам вегетативного размножения хвойников черенкованием относятся:
1) круглогодичный период размножения;
2) высокая степень укоренения черенков определённых видов;
3) возможность полного повторения признаков сорта маточного растения.
Недостаток черенкования хвойников – подверженность грибковым заболеваниям и частая гибель черенков при несоблюдении условий укоренения.
Содержание исследования
Изучение условий защищённого грунт учебной теплицы ДЭБС, показало, что для размножения хвойных растений здесь необходимы микропарники, т. к. учебная теплица оснащена открытыми стеллажами с нижним нерегулируемым подогревом (от системы центрального отопления); при такой конструкции стеллажей и подогреве поддержание постоянной влажности воздуха возможно только в микропарнике с помощью пульверизатора; микропарники следует устанавливать на стеллажи, где в марте – мае поддерживается температура воздуха + 18 - + 25 ◦C и низкий уровень освещённости (рассеянный свет); т. о., температурный режим и уровень естественной и искусственной освещённости учебной теплицы ДЭБС вполне пригодны для черенкования хвойников; отсутствие специального помещения или оборудования (холодильника) для подготовки семян к весеннему посеву также определяют выбор оптимального для учебной теплицы ДЭБС способа размножения хвойников – черенкования.
Итак, выбрав черенкование для размножения хвойников в защищённом грунте, мы определили виды зимостойких хвойников, которые успешно размножаются черенкованием - микробиоту перекрестно-парную, можжевельник казацкий и тую западную, т. е. хвойники семейства кипарисвых. План опыта по их размножению:
Таблица 5.
№ п/ п. Мероприятие Сроки Ожидаемый результат
1. Приготовление субстратов для черенкования хвойных растений Февраль – март 2016 г. Получение готовых субстратов – смесей крупного речного песка с различными компонентами – вермикулитом, верховым торфом, корой хвойных деревьев
2. Заготовка весенних черенков хвойных растений Апрель – май 2016 г. Готовность черенков хвойных растений выбранных видов
3. Помещение черенков хвойных растений в опытные образцы субстратов, уход за черенками Май – июль 2016 г. Укоренение черенков хвойных растений
4. Анализ результатов опыта Июль – сентябрь 2016 г. Определение лучшего субстрата и лучшего вида хвойного растения для черенкования в защищённом грунте.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Итак, мы:
1) изучили 12 литературных источников по теме исследования и заключили, что в условиях защищённого грунта возможны семенное размножение хвойников и вегетативное размножение хвойников черенкованием; хвойные растения семейства сосновых предпочтительнее размножать семенами, растения семейства кипарисовых - черенками;
2) изучили условия защищённого грунта в учебной теплице ДЭБС и пришли к выводу о том, что при отсутствии специальных помещений и оборудования для хранения и подготовки семян оптимальным способом размножения хвойников является черенкование;
3) определили ассортимент декоративных хвойников, пригодных для выращивания в Сибири, и выявили виды хвойных растений, пригодных для размножения черенкованием в учебной теплице ДЭБС, - микробиота перекрестно-парная, можжевельник казацкий, туя западная, т. к. они имеют лучшую укореняемость черенков и зимостойкость;
4) определили оптимальное время закладки опыта по размножению хвойников черенкованием – апрель – май.
Т. о., и семенное, и вегетативное (черенкование) размножение хвойников являются продуктивными: первый способ – для растений семейства сосновых, второй – для растений семейства кипарисовых; но выдвинутая для условий учебной теплицы ДЭБС гипотеза подтвердилась – здесь оптимально размножение хвойников черенкованием.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Васильев М., Лысиков А. Садовые деревья и кустарники/ М. Васильев, А. Лысиков. – М.: Эксмо, 2013. 0 224 с.
Горюн О. А. Каталог декоративных древесных растений для Урала, Сибири и средней полосы России/ О. А. Горюн. – Екатеринбург, 2013. – 192 с.
Зимнее черенкование хвойных:http: //www.supersadovnik.ru.
Кузнецова Н. В. Миллион хвойных/ Н. В. Кузнецова. – М.: Олма-медиа-групп, 2011. – 224 с.
Марковский Ю. Б. Размножение хвойных: http: //www.oldtax.us.
Марковский Ю. Б. 10 правил агротехники хвойных в защищённом грунте: http: //www.oldtax.us.
Матюхин Д. Л., Манина О. С., Королёва Н. С. Виды и формы хвойных, культивируемые в России. Ч. 1/ Д. Л. Матюхин, О. С. Манина, Н. С. Королёва. – М.: Товарищество научных изданий КМК, 2009. – 259 с.
Матюхин Д. Л., Манина О. С., Королёва Н. С. Виды и формы хвойных, культивируемые в России. Ч. 2/ Д. Л. Матюхин, О. С. Манина, Н. С. Королёва. – М.: Товарищество научных изданий КМК, 2009. – 288 с.
Мовсесян Л. И. Выращиваем хвойные растения/ Л. И. Мовсесян. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2013. – 158 с.
Плотникова А. С. Хвойные растения/ А. С. Плотникова. – М.: Астрель, 2012. – 96 с.
Хвойные растения. – М.: Комсомольская правда, 2012. – 72 с.
Хессайон Д. Г. Всё о декоративных деревьях и кустарниках/ Д. Г. Хессайон. – М.: Кладезь-букс, 2008. – 128 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Хвойные растения, пригодные для размножения в учебной теплице ДЭБС и последующей высадки в открытый грунт

Рис. 1. Микробиота перекрестно-парная.

Рис. 2. Можжевельник казацкий.

Рис. 3. Туя западная.