Научно-исследовательская работа "Изучение фенологических фаз развития трёхлетних сеянцев сибирского кедра"

«Изучение фенологических фаз развития трёхлетних сеянцев сибирского кедра» Автор – Матвеева Анастасия, ученица 9-го класса МОУ «Лентьевская школа» Устюженского района Вологодской области, член школьного лесничества «Крепкий орешек»

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ: ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ: Изучить рост, развитие и фенологию сеянцев сибирского кедра третьего года жизни. ЗАДАЧИ: 1. Изучить состояние вопроса по литературным источникам. 2. Исследовать фенологию трёхлетних сеянцев сибирского кедра в зависимости от погодных условий вегетационного периода 2020 года. 3. Продолжить изучение степени влияния различных концентраций раствора Энергена при замачивании семян на динамику роста и развития кедра. 4. Провести обработку и анализ полученных данных. 5. Сформулировать выводы и рекомендации по результатам исследования.

Биологическая характеристика Сосна сибирская, сосна кедровая, сибирский кедр (Pinus sibirica), родом из Сибири. Живёт до 500, иногда – до 800 лет. Дерево до 40 м высотой с приподнятыми ветвями, образующими наверху широкую крону. Хвоя по 5 в пучке. Кора буро-серая. Корневая система хорошо развита; кроме стержневого корня, сильно развиваются боковые. Семеношение начинается поздно: в насаждении с 50 лет, на открытых местах - на 10-15 лет раньше. Сосна кедровая сибирская - порода резко континентального климата. Растет на самых разных почвах, но предпочитает суглинистые и супесчаные, теневынослива, растёт медленно.

Чем славен кедр Семена-«орешки» Кедр при жизни Живица (смола) Прочная древесина Хвоя кедра Роль кедра Пища человека Парфюмерия Медицина Лакокрасочная промышленность Скипидар Бумага Автошины Дома Мебель Карандаши Биогеоценоз Водоохранная и почвозащитная роль Большое количество фитонцидов Муз. инструменты Лаки, краски Хвойно-витаминная мука в корм скоту Корм животных

Актуальность работы Урочище Соколово Устюженского района Вологодской области – посадки кедра на площади 30 га. Слава об Устюженском кедровнике пронеслась по всей стране. О нём рассказали в «Клубе кинопутешествий», в цикле теле- и радиопередач «Еще раз о кедре». Сейчас Устюженский кедровник – настоящая гордость Вологодчины!

Актуальность работы Кедровый Кедры на улицах питомник Устюжны

Целесообразность исследования В последние годы резко сократился объём посадок культуры кедра сибирского в европейской части страны. Наряду с большой трудоёмкостью выращивания посадочного материала, кедр сибирский имеет ещё и низкий процент всхожести семян. Но школьники могут сделать родные леса ещё лучше и разнообразнее. Одним из направлений деятельности школьного лесничества является благоустройство территории, а в будущем - организация сельского дендрария.

Практическая значимость исследования Установление календарных сроков наступления различных фенофаз имеет практическое значение в лесохозяйственных мероприятиях: для увеличения всхожести семян; для правильной агротехники выращивания посадочного материала в питомниках; для внесения подкормок с учётом фенологических фаз; для достижения максимального эффекта независимо от погодных условий разных лет выращивания. Поэтому наш эксперимент является практически значимым для всего Нечерноземья, и конкретно – для Устюженского района Вологодской области.

Характеристика природно-климатических условий Устюженского района Средняя температура самого теплого месяца, июля, 17,4°. Средняя температура самого холодного месяца, февраля, -11,2°. Среднее количество осадков за год – 522 мм. Безморозный период продолжается в среднем 120 дней. Снежный покров лежит 165—170 дней. Средняя продолжительность вегетационного периода - 130 дней. Вологодская область Устюженский район

Соблюдение требований к постановке опыта Типичность в выборе объекта соблюдается, так как сосна кедровая способна произрастать в нашей климатической зоне. Типичность в выборе почвенных и климатических условий. Опыт проводился на территории пришкольного участка с типичными для Устюженского района почвами – супесчаными. Соблюдался и принцип единственного различия. Все варианты замачивались, закладывались на хранение и высевались в один день. Почва, предшественники, площадь делянки, уход – всё было одинаковым. Единственное различие состояло в том, что при замачивании были взяты разные концентрации стимулятора роста. Точность опыта зависит от количества повторностей (при соблюдении всех других требований). У нас взята 3-х кратная повторность, как и предусматривают требования исследовательского опыта. Учет данных и достоверность опыта зависят от правильных схем и методики опыта.

Схема опыта, заложенного в октябре 2017 г. (использована методика Хамитова Р.С. – ВГМХА им. Верещагина) 1. КОНТРОЛЬ – замачивание семян в воде. 2. ВАРИАНТ 1 – замачивание семян в 0,001% растворе Энергена. 3. ВАРИАНТ 2 – замачивание семян в 0,005% растворе Энергена. 4. ВАРИАНТ 3 – замачивание семян в 0,01% растворе Энергена. 5. ВАРИАНТ 4 – замачивание семян в 0,05% растворе Энергена. 6. ВАРИАНТ 5 – замачивание семян в 0,1% растворе Энергена. Повторность в опыте трехкратная. В каждой повторности по 100 семян кедра, то есть, в каждом варианте – по 300. Всего в эксперименте было использовано 1800 семян.

2018 г. Итоги первого года: Лучше высевать не осенью без предварительной подготовки, а весной после стратификации во влажных опилках под снегом. Слой снега на поверхности земли над закопанным ящиком должен быть не менее двух метров. Раствор Энергена с концентрацией 0,001% обеспечил лучшую всхожесть семян 43%.

2019 г.

2019 г. Итоги второго года Варианты Число высеянных семян, шт. Живые сеянцы на сентябрь 2019 года, шт. % Контроль 300 55 18,3 Вариант 1 300 90 30,0 Вариант 2 300 48 16,0 Вариант 3 300 64 21,3 Вариант 4 300 75 25,0 Вариант 5 300 70 23,3 Итого по опыту: 1800 402 22,3

2019 г. Итоги второго года (учёт количественных характеристик) Варианты Данные измерений в сентябре 2019 г. Средняя высота стволика, мм Средняя длина хвоинок, мм Средние размеры августовского побега, мм Контроль (вода) 39,8 35,2 11,4 Вариант 1 (Эн. 0,001%) 41,9 41,4 14,7 Вариант 2 (Эн. 0,005%) 45,1 36,5 10,5 Вариант 3 (Эн. 0,01%) 46,6 40,1 13,8 Вариант 4 (Эн. 0,05%) 47,2 37,9 12,6 Вариант 5 (Эн. 0,1%) 48,7 39,0 10,5

2020 г. Наступление фенологических фаз развития сеянцев кедра Номер фенофазы Дата наступления Название фенологической фазы Признаки для выделения фенологической фазы 1 До 28.04.20 Зимнего покоя Все органы растения в состоянии зимнего покоя 2 29.04.20 Роста побега Начало роста побега в результате растяжения междоузлий 3 13.05.20 Обособления хвоинок в чехлики Видны пучки хвои заключенные в пленочные чешуи 4 20.05.20 Прерывания хвоинками чехликов Разрывание пленочного колпачка, покрывающего хвоинки 5 24.06.20 Окончания роста побега Начало фазы формирования апикальной почки 6 01.07.20 Формирования апикальной почки На вершине побега формируется острая почка имеющая вид конуса 7 08.07.20 Формирования боковых почек Рядом с апикальной почкой обособляются боковые почки. 8 22.07.20 Роста Иванова побега Появление Иванова побега из апикальной почки 9 30.09.20 Окончания роста Остановка роста всех надземных органов, почки принимают зимнюю форму

Фаза зимнего покоя 15.04.20

Фаза роста побега 29.04.20

Фаза обособления хвоинок в чехлики 13.05.20

Фаза прерывания хвоинками чехликов 20.05.20 Начало 20.05.20 Окончание 02.06.20

Фаза окончания роста побега 24.06.20

Фаза формирования апикальной почки 01.07.20

Фаза формирования боковых почек 08.07.20

Фаза роста Иванова побега 22.07.20

Фаза окончания роста 30.09.20

2020 г. Количественные характеристики Варианты Данные измерений в сентябре 2020 г. Средняя высота стволика (без Иванова побега), мм Средний диаметр стволика, мм Средние размеры августовского побега, мм Контроль 68,85 3,31 9,84 Вариант 1 65,98 3,59 10,50 Вариант 2 63,19 3,62 11,36 Вариант 3 80,23 3,84 12,63 Вариант 4 75,58 3,62 10,62 Вариант 5 72,48 3,63 8,07

2020 г. Итоги третьего года Варианты Число растений в сентябре 2019 г., шт. Живые сеянцы 02.09.20 г., шт. Процент гибели за сезон, % Контроль 55 50 9,1 Вариант 1 90 80 11,1 Вариант 2 48 41 14,6 Вариант 3 64 61 4,7 Вариант 4 75 68 9,3 Вариант 5 70 58 17,1 Итого по опыту: 402 358 10,9

Выводы и рекомендации Семена сибирского кедра перед посевом целесообразно стратифицировать до весны во влажных опилках под снегом. Наш опыт подтвердил, что действие препарата Энергена значительно усиливает рост сеянцев сибирского кедра, особенно в первые годы жизни. Наступление фенологических фаз не зависит от влияния стимуляторов роста, но напрямую связано с температурными условиями произрастания. По результатам первого и второго года исследования лучшие количественные характеристики были видны в варианте 1. А в третий год исследования самые лучшие показатели и по высоте растения, и по диаметру стволика, и по жизнестойкости сеянцев были получены в Варианте 3, где семена перед посевом замачивались в растворе Энергена с концентрацией 0,01%.