Исследовательская деятельность школьных лесничеств

Вид материала

Содержание

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Рекомендуемая литература

Верхунов П.М. Морфология лесных насаждений: учеб. пособие /П.М. Верхунов. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 1984. – 107с.
Лесоводство. Термины и определения. ОСТ 56-108-98. – М.: ВНИИЦлесресурс, 1994. – 57 с.
Общесоюзные нормативы для таксации лесов/ В.В. Загреев, В.И. Сухих, А.З. Швиденко, Н.Н. Гусев, А.Г. Мошкалев. – М.: Колос, 1992. – 495с.
Орлов М.М. Лесная таксация. – 3-е изд., пересмотр. и доп. – Л.: Изд-во журн. “Лесн. хоз-во и лесн. пром-сть”, 1929. – 532с.
Площади пробные лесоустроительные. Метод закладки. ОСТ 56-69-83. – М.: ЦБНТИлесхоз, 1984. – 60 с
Таксация леса: учебное пособие / П.М. Верхунов, В.Л. Черных. – Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет,2007. – 396 с.
Соколов П.А. Таксация леса. Часть 1. Таксация отдельных деревьев: учебное пособие / П.А. Соколов. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 1998. – 84 с.
Соколов П.А. Таксация леса. Часть 2. Таксация отдельных деревьев: учебное пособие / П.А. Соколов. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2000. – 116 с.

2.9. Методика проведения исследовательской работы на тему

«Размножение прививками сортовых (ценных, уникальных)

древесных и кустарниковых растений»

Составитель: Прохорова Е.В., Лебедева Э.П.

Цель работы: научное обоснование решения проблемы выращивания привитого селекционного материала уникальных, редких, ценных по хозяйственным, биологическим признакам древесных и кустарниковых растений в условиях школьного лесничества.

Задачи: 1. Разработка технологии выращивания подвойного материала

2. Определение оптимальных сроков выполнения прививочных работ для разных видов, форм, сортов древесных и кустарниковых растений

3. Выявление лучших способов прививок для разных видов, форм, сортов древесных и кустарниковых растений.

Общие теоретические вопросы. В процессе выполнения этой работы могут решаться следующие проблемы: определение видов, форм, сортов растений, которые целесообразно размножать прививками; выявить преимущества этого способа размножения перед семенным и другими способами вегетативного размножения.

С точки зрения лесоводственной и экологической решаются задачи размножения и сохранения генофонда ценных форм, в том числе плюсовых деревьев; создание банка генотипов редко встречаемых растений с последующим использованием их как маточников при создании лесосеменных плантаций главных лесообразующих пород в лесном хозяйстве, как исходного материала при скрещиваниях, а также массового получения клоновых растений, используемых в озеленении, в садоводстве – для создания плодовых плантаций.

Новизна всех исследований в этой области: обоснование возможности размножения прививками ранее не размножаемых этим способом в данном регионе форм и сортов; выявление лучших способов прививок, которые наиболее эффективны с точки зрения приживаемости, роста, экономичного использования прививочного материала; установление оптимальных сроков прививок для данного региона.

Практическое применение. Прививки могут быть использованы для выполнения следующих задач: вегетативного размножения ценных форм древесных и кустарниковых растений с сохранением их наследственных признаков и особенностей; ускорения роста и плодоношения; преодоления неблагоприятных факторов среды (выращивание на зимостойких подвойных растениях, предотвращение гибели от вымерзания корневых систем); разведения растений за пределами их естественного ареала; создания декоративных форм; выращивания привитого посадочного материала для закладки лесосеменных плантаций в лесном хозяйстве.

Таким образом, школьник, владея техникой прививок, умением выбирать сроки и способы прививок, в будущем может применить свои знания и умения в разных областях хозяйства – в лесном хозяйстве, в плодоводстве, садово-парковом строительстве.

Объект исследования

Объект исследования может быть выбран с учетом направления деятельности: лесное хозяйство, озеленение, плодоводство. С учетом этого школьник должен представлять, какие растения предстоит размножать - хвойные или лиственные, их биологические и экологические особенности, хозяйственную значимость.

Для размножения прививкой можно использовать черенки с плюсовых (лучших) деревьев сосны обыкновенной, ели европейской, лиственницы сибирской, ели колючей (формы с голубой, сизой окраски хвои), дуба черешчатого, березы повислой, березы карельской, березы далекарлийской; декоративных форм: клена белоокаймленного, яблони краснолистной формы, лещины краснолистной формы, других декоративных форм, имеющихся в районе исследования; сортов плодовых растений.

Оборудование, материалы. Ножи копулировочные; тонкая полиэтиленовая пленка, разрезанная на ленточки длиной до 20-25 см и шириной от 0,5 до 1,0 см (в зависимости от толщины пленки, чем толще пленка, тем уже должны быть ленточки); садовый вар; этикетки стандартные из полистирола, если таковых нет, то из плотного ватмана (5х2,5 см); нитки или тонкий шпагат для привязывания этикеток; карандаш; для последующих замеров – линейка (30-40 см); тетрадь для дневниковых записей.

Ход работы. Под прививкой понимается сращивание вегетативных частей двух организмов. Растение, на которое прививают, называется подвоем, а которое прививают -привоем. Обе части или компоненты, срастаясь, образуют жизненную связь: подвой с его корневой системой обеспечивает растение питательными веществами и укрепляет его в почве, привой своим листовым аппаратом способствует притоку органических веществ по всем живым клеткам стебля и корней.

В зависимости от цели эксперимента ход работы может быть неодинаковым, но при этом должен выполняться следующий порядок работы: выращивание подвойного материала, заготовка и хранение черенков, прививочные работы, уход за прививками, учет и анализ полученных данных.

1) Выращивание подвойных растений. В качестве подвойных растений могут быть использованы корнесобственные, растущие на лесокультурной площади растения; сеянцы или саженцы в питомниках; сеянцы или саженцы с закрытой корневой системой, выращенные в контейнерах.

В последнее время для обеспечения лучшей приживаемости привитых растений при посадке на постоянное место используются в качестве подвоев растения с закрытой корневой системой. Для этого можно изготовить цилиндры из полиэтиленовой пленки высотой 18-20 см, диаметром 10 см. Цилиндры должны быть заполнены субстратом. Для изучения различных видов субстрата можно поставить следующий эксперимент. В качестве контрольного субстрата для заполнения цилиндра используют смесь торф + песок в соотношении 1:1. Другие опытные варианты субстрата могут быть следующие: торф+песок в разных пропорциях; торф + песок + дерновая гумусированная почва в соотношении 1:1:1, также других пропорциях; торф + песок с внесением удобрений. По данным ЛатНИИЛХ возможен следующий вариант с внесением удобрений: перед заполнением цилиндров смесь тщательно перемешивают и вносят удобрения из расчета на 1 м³ субстрата 6 кг доломитовой муки, 2 кг фосфорной муки, 1,7 кг сульфата калия, 0,8 кг суперфосфата. При постановке опыта возможно поставить варианты с другими видами и дозами удобрений. В каждом варианте должно быть не менее 50 штук заполненных цилиндров. В каждый цилиндр весной высаживается однолетний сеянец.

В течение вегетационного периода за растениями ухаживают: поливают, рыхлят субстрат, удаляют появившиеся сорняки. При этом проводят наблюдения и ведутся дневниковые записи: описывают смесь, как она готовится, даты посадки растений, даты полива, норма полива, даты рыхления и прополок. Осенью (сентябрь), когда растения закончат рост, производят учет, который состоит в следующем: у каждого растения измеряют высоту, диаметр корневой шейки и результаты заносятся в таблицу:

Вариант субстрата	№№ растения	Высота, см	Диаметр корневой шейки, см	Пригодные для прививки (отмечают + или -)

Показателем пригодности привоев для прививки является диаметр корневой шейки, он должен быть не менее 3-4 мм.

По результатам осеннего учета производится анализ: определяется доля (в %) пригодных для прививки подвоев. Вычисляются статистические показатели высоты и диаметра: (среднее значение признака, ошибки среднего, изменчивость признака, точность опыта, достоверность различия между вариантами). Методика обработки приведена в рекомендуемых литературных источниках по вариационной статистике.

2) Заготовка привойного материала. В зависимости от сроков прививки: весенней или летней, заготовку черенков производят в разные сроки. Для весенних прививок черенки заготавливают с маточных растений в конце марта - начале апреля, до набухания почек. Заготавливают ветви длиной 30-40 см. Связывают в пучки с каждого маточного дерева отдельно. На каждый пучок привешивается две этикетки: одна внутрь пучка, другая – сверху. На этикетке (из полистирола, фольги или другого неразмокаемого материала) простым мягким карандашом четко пишется номер дерева, форма, сорт. Пучки укладывают в ящики, а затем их ставят в снежный бурт или в снег в погреб (но не в холодильник, там идет высыхание материала).

При летней прививке черенки следует заготавливать накануне или в день прививки. Черенки хранят во влажном мхе или завернутыми во влажную ткань.

В дневник наблюдения записывается дата заготовки черенков, описывается способ закладки на хранение.

3) Прививочные работы. Эксперимент может быть поставлен для определения оптимальных сроков прививки и лучшего способа прививки.

В зависимости от характера постановки эксперимента можно произвести прививки черенками одних и тех же маточников в разные сроки: например, весенние прививки ели выполнить в три срока: первая декада мая, вторая декада мая, третья декада мая, то есть через десять дней. Для этого черенки привоя разделить на три части, последовательно извлекая их из-под снега в день прививки. На каждое привитое растение привешивается этикетка с номером привитого маточника и датой прививки. В летние сроки (середина – вторая декада июля) заготавливаются черенки с этих же маточников и производится прививка в два летних срока, например: 15-16 июля, 25-26 июля.

Когда ставится эксперимент для установления оптимальных сроков прививки, лучше использовать черенки с одного - двух маточников, так как в каждый срок следует привить не менее 50 растений, а следовательно – всего для весенних прививок не менее 150 растений и для летних – 100.

Если в результате эксперимента необходимо установить зависимость приживаемости от индивидуальных особенностей маточников или сортов растений, то черенки заготавливают с каждого маточника отдельно, не менее 50 штук с каждого, и прививают в один срок. На каждое привитое растение привешивается этикетка с номером маточника и датой прививки.

Для определения лучшего способа прививки необходимо поставить эксперимент, выполняя прививки различными способами. Для хвойных пород чаще всего используют способы прививки «вприклад сердцевины на камбий», «вприклад камбием на камбий», «за кору», «в расщеп»; для лиственных пород: копулировку, «в расщеп», «за кору», окулировку. Каждым способом необходимо выполнить не менее 50 прививок черенками, заготовленными с одного маточника; работу лучше выполнить одному прививальщику.

4) Уход за прививками. Через 30-40 дней после прививки снимается обвязка, обрезаются боковые ветви подвоя и его верхушка (при способе прививки за кору и вприклад сердцевиной и камбием). При этом производится учет приживаемости прививок. Живыми считаются прививки, у которых начинается рост привоев, хвоя остается зеленой, а у лиственных признаками живых является начало роста привоев, появление из почек листьев, а также срастание прививочных компонентов. К усохшим относятся прививки с несросшимися компонентами или погибшими почками. Все данные фиксируются в журнале в следующую таблицу:

Дата учета:

Дата прививки (или способ прививки)	№№ растения п/п	№№ маточного растения	Состояние прививок	Длина прироста, см
усохшие	живые

В течение лета можно сделать еще два учета приживаемости: через месяц и в конце августа или сентябре, когда растения заканчивают рост. Данные учета заносятся в такую же табличку.

Методы обработки и оформление результатов. Все данные обрабатываются с использованием методов вариационной статистики. При обработке полученного материала на ПЭВМ можно использовать пакет анализ данных в программе Microsoft Exsel. Также можно использовать учебные пособия по вариационной статистике, указанные в списке литературы.

В качестве примера можно привести результаты по обработке приживаемости прививок в зависимости от срока выполнения прививок. Прививки ели выполнены 15 июля и 25 июля. В каждый срок привито по 150 растений (N). Живых прививок, выполненных 15 июля, оказалось 60 штук (n₁); выполненных 25 июля – 80 штук (n₂). Средняя приживаемость (

) вычисляется по формуле:

,

где N – общее число привитых растений в варианте, штук;

n₁ , n₂ – число прижившихся растений по вариантам, штук;

Ошибка среднего (

)

вычисляется по формуле:

;

Если имеется хотя бы минимальная разница между двумя средними, то рассчитывается показатель достоверности их различия по формуле:

В научных исследованиях принимается минимальная вероятность правильного суждения 0,95. Вероятность 0,95 достигается при значении t_d≥2,0.

Обсуждение, анализ, выводы. Таким образом, следует считать оптимальным сроком прививки ели 25 июля, так как приживаемость в этот срок составила 53,3% против 40,0% при прививке 15июля. Приживаемость прививок, выполненных 25 июля достоверно больше приживаемости прививок, сделанных 15 июля, так как коэффициент достоверности различия равен 2,33 при уровне значимости 0,95.

Контрольные вопросы

1. Какие способы размножения древесных и кустарниковых растений известны?

2. Какие древесные и кустарниковые растения можно размножать прививками?

3. С какой целью производятся прививки?

4. Как вырастить подвои с закрытой корневой системой?

5. От чего зависит успешность приживаемости прививок?

Рекомендуемая литература

Котов М.М. Основы генетики соматических клеток и способы вегетативного размножения древесных пород: учебное пособие / М.М. Котов, Э.П. Лебедева. – Горький: Изд-во ГГУ, 1979. - 94 с.
Мак-Миллан Броуз Ф. Размножение растений: пер.с англ. – М.: Мир, 1992. – 192 с.
Котов М.М. Применение биометрических методов в лесной селекции: учебное пособие. / М.М. Котов, Э.П. Лебедева. – Горький: Изд-во ГГУ, 1977. - 120с.
Соколов П.А., Черных В.Л. Вариационная статистика: учебное пособие. / П.А. Соколов, В.Л. Черных. – Йошкар-Ола: МарПИ, 1990. – 104с.

2.10. Методика проведения исследовательской работы на тему

«Размножение древесных растений зеленым черенкованием»

Составитель: Тимургалиева Л.А.

Цель работы: изучение основных принципов вегетативного размножения древесных растений; освоение технологии размножения зелеными черенками культур, применяемых в лесном хозяйстве.

Задачи:

Изучение влияния ростового вещества на процесс корнеобразования древесных растений при размножении их зелеными черенками;
Анализ влияния возраста маточных растений на укореняемость черенков;
Определение оптимальных сроков для проведения черенкования древесных растений. Этот этап работы целесообразно сочетать с проведением фенологических наблюдений за теми растениями, которые планируют размножать вегетативно (см методику по фенонаблюдению);
Определение площади парникового хозяйства для выращивания посадочного материала с целью создания лесных культур на лесохозяйственном предприятии.

Общие теоретические вопросы. Воспроизводство многолетних насаждений требует большого количества посадочного материала. Наследственные свойства посадочного материала, его качество во многом предопределяют продуктивность насаждений, устойчивость их к неблагоприятным условиям среды, вредителям и болезням, возможности механизации и рациональной организации труда. Сохранение у растений хозяйственно ценных сортовых признаков возможно в процессе выращивания посадочного материала только через вегетативное размножение. Зеленое черенкование – один из способов вегетативного размножения растений черенками. Зеленые черенки в процессе регенерации образуют из ткани стебля придаточные корни, а за счет развития имеющихся почек осуществляется рост побегов. С помощью метода зеленого черенкования растений возможно получение генетически однородного посадочного материала с ценными хозяйственными свойствами. Использование вегетативного потомства с улучшенными генетическими признаками в лесном хозяйстве позволяет создавать высокопродуктивные насаждения, скороплодные сады интенсивного типа, выращивать клоновые подвои для организации лесосеменных плантаций и многое другое.

Объект исследования. В качестве объекта исследования необходимо выбрать несколько наименований древесных пород, представляющих интерес для развития предприятия лесного хозяйства. Это могут быть виды растений для закладки плодового сада, лесосеменной плантации, участка пищевых, лекарственных или технических пород, а также растения для создания лесных культур. Для проведения исследовательской работы выбирается четыре или пять видов хвойных и лиственных пород. Для заготовки черенков используются разные по возрасту маточные растения.

Материалы и оборудование. Для осуществления данной исследовательской работы вам понадобятся: маточные растения, парник с рамой или малогабаритное тоннельное укрытие, заполненное субстратом, секатор, нож для нарезки черенков, ведро, ростовое вещество (стимулятор корнеобразования «Корневин» - индолилмасляная кислота), этикетки, лейка, журнал полевых исследований, карандаш, линейка.

Ход работы

Подготовка парника и субстрата. Для посадки черенков можно использовать заглубленный в почву парник со стеклянной или пленочной рамой или более легкую конструкцию - малогабаритное тоннельное укрытие. В закрытых парниках удается поддерживать необходимую для черенкования температуру и влажность. В качестве субстрата для большинства растений используется крупный песок или смесь торфа и песка. Если парник имеет достаточную глубину, то его заполняют следующим образом: на дно кладется дренаж (шлак, керамзит или крупный песок), на него укладывают слой свежего навоза, далее укладывается слой торфа и в завершение – слой песка или смесь торфа с песком. В последний слой непосредственно осуществляется посадка черенков. Каждый слой тщательно трамбуется. После заполнения парника субстрат проливается концентрированным раствором перманганата калия для обеззараживания.

Подготовка зеленых черенков. Из побегов, заготовленных с маточных растений, осуществляется нарезка черенков. Обычно черенки нарезаются с одним или двумя междоузлиями (расстояние между почками на побеге). При резке черенков нижний срез делают несколько скошенным, на 0,5 -1- см ниже почки, верхний срез непосредственно над почкой. Для снижения транспирации листовые пластинки наполовину обрезают.

Для выявления зависимости степени укореняемости черенков от возраста маточного растения необходимо заготовить черенки с растений одного вида, но разных по возрасту. Устанавливаются этикетки рядом с каждым вариантом опыта.

Для определения оптимального срока черенкования заготавливаем черенки для нескольких вариантов опыта с недельным интервалом. Оптимальный срок черенкования обеспечивает высокий процесс укоренения и быстрый рост корней. Одним из показателей готовности побегов к черенкованию является их зрелость, которую определяют визуально по эластичности побегов (при сгибании они не ломаются, а пружинят).

Посадка черенков. Для проведения эксперимента у половины заготовленных черенков применим стимулятор корнеобразования «Корневин», которым необходимо опудрить нижнюю часть каждого черенка. Затем обработанные черенки высаживаются в парник рядами, и устанавливается этикетка с названием стимулятора. Другая часть черенков (контроль) высаживается в парник без применения «корневина» и также этикетируется. Для более объемного и детального исследования в работе можно применить не один, а несколько стимуляторов роста и корнеобразования (например, гетероауксин, «эпин», «циркон» и т.д.). Для удобства проведения учета количество черенков каждого опыта должно составлять 50 или 100 штук.

Уход за черенками. На протяжении всего периода укоренения за черенками должен осуществляться уход. Если в парнике не предусмотрена туманообразующая установка, то необходимо ежедневно (1-2 раза) опрыскивать черенки из пульверизатора или лейки. Также нужно помнить об удалении сорной растительности из парника и своевременной притенки от прямых солнечных лучей. Для этой цели используют деревянные щиты или замазывают рамы гашеной известью.

Обработка результатов. В сентябре, когда укоренившиеся растения закончат рост, необходимо подсчитать количество черенков, образовавших корневую систему и вычислить показатель укореняемости по каждому наименованию растения и варианту опыта. Все данные нужно занести в табл. 2.25-2.27.

Таблица 2.25. Влияние обработки стимулятором корнеобразования на укореняемость зеленых черенков

№ п\п	Наименование растения	С обработкой «корневином»	Контроль (без обработки «Корневином»)
Общее количество черенков, шт.	Укоренившихся черенков, шт.	Укореняемость, %	Общее количество черенков, шт.	Укоренившихся черенков, шт.	Укореняемость, %
1.	Актинидия коломикта	50	43	86	50	30	60
2.	Туя западная	50	30	60	50	5	10
3.	И т.д.
4.

Так как черенкование растений проводилось в разные сроки, необходимо провести учет количества укоренившихся черенков по каждому варианту опыта с указанием даты черенкования. Результаты учета заносятся в табл. 2.26.

Таблица 2.26. Влияние сроков черенкования на укореняемость зеленых чренков

№ п\п	Наименование растения	I декада июня	II декада июня	III декада июня
Общее количество черенков, шт.	Укоренившихся черенков, шт.	Укореняемость, %	Общее количество черенков, шт.	Укоренившихся черенков, шт.	Укореняемость, %	Общее количество черенков, шт.	Укоренившихся черенков, шт.	Укореняемость, %
1.	Актинидия коломикта
2.	Туя западная
3.	И т.д.
4.

Для проведения анализа влияния возраста маточного растения на укореняемость черенков заполняется табл. 2.27

Таблица 2.27. Влияние возраста маточного растения на укореняемость зеленых черенков

№	Наименование растения	Заготовка черенков с молодого растения	Заготовка черенков со старого растения
Общее количество черенков, шт.	Укоренившихся черенков, шт.	Укореняемость, %	Общее количество черенков, шт.	Укоренившихся черенков, шт.	Укореняемость, %
1.	Актинидия коломикта
2.	Туя западная
3.	И т.д.
4.

Далее у выкопанных из парника укоренившихся растений измеряется длина корневой системы и прирост надземной части. Целесообразно провести эту работу при определении влияния ростовых веществ на укореняемость зеленых черенков. На основании этого исследования выявляется зависимость скорости роста и развития корневой системы и побегов молодых растений от применения стимуляторов роста и корнеобразования. Результаты вычислений заносятся в табл. 2.28.

Таблица 2.28 - Биометрические показатели роста и развития укоренившихся черенков

№ п\п	Наименование растения	Длина корневой системы, см	Прирост надземной части, см
min	max	Средняя	min	max	Средний
1.	Актинидия коломикта
2.	Туя западная
3.	И т.д.
4.

Данные, полученные в результате измерения биометрических показателей молодых растений, можно обработать методами вариационной статистики.

Обсуждение и анализ результатов. Стимулирующее влияние регуляторов роста на корнеобразование у зеленых черенков является настолько значительным, что некоторые породы и сорта древесных растений под их воздействием легко размножаются вегетативно.

Различные виды и сорта при черенковании по-разному реагируют на обработку регуляторами роста. У одних существенно стимулируется процесс корнеобразования, у других это проявляется в меньшей степени. Регуляторы роста не только ускоряют процесс укоренения, но и способствуют существенному увеличению числа корней и улучшению общего развития укоренившихся растений. Поэтому необходимо проанализировать, как реагируют исследуемые породы на те или иные виды ростовых веществ.

Зеленые черенки многих пород, заготовленные с молодых маточных растений, хорошо укореняются. С увеличением возраста корнеобразовательная способность черенков ослабевает. Эта особенность четко выражена у трудноукореняемых видов растений. Проанализируйте, повлиял ли возраст ваших маточных растений на укореняемость исследуемых растений.

Осуществляя фенологические наблюдения исследователь фиксирует степень развития побегов растения. Для одних пород следует заготавливать черенки, у которых побеги еще не закончили свой рост, для других побеги должны закончить рост, но не успели одревеснеть, а для некоторых видов необходимо использовать полуодревесневшие черенки. Заложив несколько вариантов опыта с различным сроком заготовки черенков можно выяснить оптимальное время черенкования для каждого вида растения.

На основании полученных результатов исследователь может определить количество жизнеспособного посадочного материала каждого вида растений, которое возможно получить с 1 м² парникового хозяйства. Этот показатель необходим для планирования площади парников на лесохозяйственных питомниках. Определяют площадь парникового хозяйства исходя из объема лесокультурных работ на данном предприятии.

№ п\п	Наименование растений	Планируемая лесокультурная площадь, га	Количество саженцев на 1 га, шт.	Выход саженцев с 1 м², шт.	Необходимая площадь парникового хозяйства, м²
1.
2.
3.
4.
Общая площадь, га

Blog

Исследовательская деятельность школьных лесничеств

Содержание