"Исследование роста и развития сеянцев двух видов кедра в Устюженском районе Вологодской области"

1. ВВЕДЕНИЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ  РАБОТЫ

Памятниками природы объявляются уникальные природные объекты, имеющие особое научное, историческое и культурно-эстетическое значение. Основной задачей объявления памятников природы является сохранение их в естественном состоянии для научных, культурно-просветительских и эстетических целей. Всего таких памятников в Вологодской области – 76. Однако, нет в этом списке урочища Соколово (по местному Сокола) Залесского лесничества, который находится в Устюженском районе Вологодской области, в двух километрах от деревни Куреваниха. Там выращивают кедры.

Уникальны по истории создания посадки кедра в Устюженском спецсемлесхозе, выполненные в 1957-1973 гг. на площади 30 га под руководством и активном личном участии заслуженного лесовода РСФСР А. А. Васильева. Эти посадки являются наиболее крупными в европейской части России и отнесены к постоянным лесосеменным участкам государственного значения. Устюженский кедровник – пока единственный на европейском Севере [2, стр. 5-6].

Слава об Устюженском эксперименте пронеслась по всей стране. О нем рассказывали и в «Клубе кинопутешествий», в цикле теле- и радиопередач «Еще раз о кедре». В общем, кедровник стал настоящей гордостью Вологодчины, украшением вологодской земли [3, стр. 15].

Кедр многими дарами радует человека. А для вологодских лесоводов нет более благородной задачи - создать на территории области десятки кедровых садов и ввести эту ценную древесную породу в состав вологодских лесов! Культура кедра сибирского в Устюженском районе выращивается не только в кедровнике, но и на территории деревень, парков и скверов.

Не случайно в 2010 году мы решили создать школьное лесничество, которое назвали «Крепкий орешек».  В этом трудном и новом для нас деле на помощь пришли социальные партнеры: жители поселения МО Лентьевское, лесопромышленный комбинат им. Желябова (руководитель - Шкакин Н.В.), Лентьевское лесничество (руководитель – Логинов А.А.), Устюженский лесхоз (руководитель – Логинов В.А.). А сама программа социального партнерства активизировалась в школе благодаря реализации мероприятий пилотного проекта «Развитие социального потенциала сельских территорий», участниками которого мы стали с 2006 года.

Мы, юные лесоводы, хотим внести свой вклад в благородное дело выращивания кедра на Устюженской земле: сначала изучить особенности произрастания кедра, а потом применить на практике свои знания, посадить в школьном питомнике сеянцы кедра. Одним из направлений деятельности школьного лесничества является благоустройство территории, а в будущем -организация сельского дендрария.

ЧЕМ СЛАВЕН КЕДР

Слово кедр греческого происхождения и означает смолистое хвойное дерево. Учёные предполагают, что имя кедр сосне сибирской дали новгородские купцы, побывавшие сначала в Средиземноморье и видевшие там настоящие кедры, а затем в XI веке проникшие в Предуралье. Красота и величавость наших «кедров» подтолкнула их к такому названию. Теперь это слово прочно укоренилось среди россиян [2, стр. 3-4].

Называют кедр и «царем сибирских лесов», и «боярином в дорогой бархатной шубе», и «северной пальмой» и даже «деревом будущего». У кедра достоинств очень много. Прежде всего, семена-«орешки», представляющие несомненную пищевую ценность. Из них можно приготовить кедровые «масло», «сливки» и «молоко». По калорийности кедровые «орешки» превосходят обычные наши продукты: хлеб, мясо, масло. В них содержится: 59,9% жира, 19,6% белка, 12,4% крахмала, 2,2% клетчатки. В ядрах есть 14 аминокислот, среди них 70% - незаменимых. Кедровый жмых содержит около 30% белка и крахмала, сахар, лимонную кислоту, минеральные соли, витамины. В частности, витамины E и F способствуют образованию молока у кормящих женщин; в тайге регулируют потомство мелких млекопитающих, которые являются кормовой базой пушных зверей. Содержат «орехи» и комплекс витаминов B и D – они нормализуют деятельность нервной системы, улучшают состав крови, укрепляют общее состояние организма. При горячем прессовании получают из ядер «орехов» техническое масло, идущее на нужды лакокрасочной промышленности, медицины и парфюмерии.

Особую ценность представляет живица (смола) кедра и продукты её переработки: скипидар, канифоль, камфара, кедровый бальзам, используемые для получения бумаги, лаков, красок, автомобильных шин, электроизоляционных материалов. С давних пор жители Сибири и Урала применяли ее для лечения гнойных ран, порезов, ожогов [7].

Из мягкой и в то же время прочной древесины строят дома, изготовляют мебель, карандаши, музыкальные инструменты. С успехом перерабатывают в ценное сырьё корни, сучья и кору кедров. Из хвои при термальной обработке получают аскорбиновую кислоту и каротин, различные отвары, настои и бальзамы, используемые в медицине и парфюмерии. Хвойно-витаминная мука полезна скоту в качестве кормовой добавки. Даже из скорлупы извлекают этиловый эфир, ацетон, уксусную и муравьиную кислоты.

Многое можно получить от кедра после его срубки. Но гораздо большую пользу людям и природе приносит кедр ещё при жизни. Ни одна порода не образует такого удивительного по пользе сообщества – биогеоценоза. Общеизвестна водоохранная и почвозащитная роль насаждений кедра. В кедровых лесах значительно больше фитонцидов, чем в сосновых [2, стр. 3-4].

ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ  ПОСТАНОВКИ  ОПЫТА

Несмотря на свои многосторонние хозяйственные и эстетические ценности, кедр корейский не имеет такого широкого распространения за пределами своего ареала, как кедр сибирский. Это объясняется его более сложной биологией, сложившейся в условиях своеобразного климата в естественном ареале [8].

В литературе о кедре корейском тоже информации немного, поэтому наше школьное лесничество решило изучить и сравнить этот вид кедра с более популярным кедром сибирским. Был поставлен опыт по исследованию всхожести семян различных видов кедра.

ТЕМА  ОПЫТА:

«Исследование роста и развития сеянцев двух видов кедра в Устюженском районе Вологодской области».

ЦЕЛЬ  ИССЛЕДОВАНИЯ:

Определить возможность выращивания двух видов кедра в условиях Устюженского района Вологодской области.

    ЗАДАЧИ:                                                                

1. Определить всхожесть семян двух видов кедра после их стратификации зимой по результатам двух лет.
2. Изучить особенности роста и развития сеянцев двух видов кедра.
3. Провести анализ результатов, сделать выводы по опыту. 
4. Разработать практические рекомендации населению по выращиванию кедра в Устюженском районе.

МЕТОДЫ: 

1. исследование,
2. наблюдение,
3. статистическая обработка данных,
4. сравнение,
5. анализ.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ – два вида кедра

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВИДОВ

Сосна сибирская, сосна кедровая, сибирский кедр (Pinus sibirica), родом из Сибири. Теневынослива, сравнительно требовательна к почве, растёт медленно.

Дерево до 30 м высотой с канделябровидными 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. [1, стр. 356].

У кедра мужские и женские репродуктивные органы находятся на одном дереве. Побеги с женскими шишечками располагаются на наиболее толстых ветвях преимущественно в верхней части кроны. Мужские колоски вишнёво-красного цвета занимают нижнюю часть побега. «Цветение» бывает в июне. Молодые мелкие шишечки год находятся в виде так называемой «озими». Окончательно шишки созревают в августе следующего года, в сентябре наблюдается их массовый опад [2, стр. 5-6].

Шишки опадают целиком с семенами, не раскрываясь. Семенные годы повторяются через 4 года. Семена крупные, без крыльев, съедобные («кедровые орешки») [5] (Приложение 1).

Размножается семенами. Осенью высевают сухие семена свежего сбора. При весеннем посеве необходима стратификация в течение зимы с выносом под снег. Применяется для верхнего яруса парковых массивов, аллей, групповых и одиночных посадок  [1, стр. 356].

 Сосна корейская, корейский кедр (Pinus Koraiensis), родом с Дальнего Востока. Живет до 500-700 лет.

Дерево высотой 35-45 м и диаметром ствола более 1,5 м с раскидистой, низкоопущенной кроной. Кора гладкая, толстая, темно-серая, молодые побеги с довольно рыхлым охвоением, густо опушены рыжими волосками. Хвоя в пучках по 5 шт., длиной 9-20 см, ярко-зеленая, с сизым оттенком. Шишки длиной 10-17 см и толщиной 5-8 см, бурые (светлее, чем у сосны сибирской), с толстыми чешуями, с щитками сильно отогнутыми наружу в виде треугольных отростков. Первоначально шишки серо-желтые, затем буроватые, созревают осенью второго года и опадают вместе с семенами. Семена больше и светлее, чем у сосны кедровой сибирской, длиной 15-17 мм, с толстой деревянистой оболочкой, бескрылые, съедобные [6] (Приложение 2).

По биологическим свойствам корейский кедр близок к кедру сибирскому [1, стр. 357].

      ХАРАКТЕРИСТИКА УЧАСТКА

Опыт был проведен на пришкольном участке в деревне Лентьево Устюженского района Вологодской области с 25.10.2009 г. по 25.10.2011 г. Рельеф участка выровненный, почва по механическому составу супесчаная. Засоренность средняя. Предшествующая культура – капуста.

      ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНО_КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

Устюженский район Вологодской области находится в южной зоне тайги. Для умеренно-континентального климата района характерно прохладное лето и умеренно морозная зима. Средняя температура самого теплого месяца, июля, 17,4°, самого холодного, февраля, -11,2°. Среднегодовая температура воздуха 3,3°.

За год здесь выпадает в среднем 522 мм осадков, преимущественно в теплое время года. Часто повторяются дождливые годы, но нередко в летние месяцы случаются засухи в течение двух-трех недель.

Безморозный период продолжается в среднем 120 дней. Устойчивый снежный покров лежит с ноября по март, средняя высота его на открытых местах - 35 см, в лесу - 50 см, а в многоснежные зимы достигает соответственно 70 и 100 см [9].

Снежный покров лежит 165—170 дней. Продолжительность вегетационного периода составляет около 130 дней [10].

      СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВЕГЕТАЦИОННЫХ ПЕРИОДОВ  2010  и  2011  г. г.

По данным ГУ "Вологодский ЦГМС", лето 2011 года было более жарким и более влажным по сравнению с предыдущим 2010 годом.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ

Впервые на территории Устюженского района Вологодской области проводился посев семян корейского кедра и изучалась возможность его выращивания в сравнении с кедром сибирским.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ

Результаты исследования могут быть использованы при разработке системы лесоводственных мероприятий, при благоустройстве и озеленении территории района и конкретно нашей деревни Лентьево.

2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

При проведении исследования использовался эмпирический метод организации опыта – полевой  эксперимент. Были  учтены  все  требования  к  постановке  опытов.

                1. Типичность в выборе объекта соблюдается, так как исследуемые виды кедра оба способны произрастать в нашей климатической зоне и по биологическим свойствам корейский кедр близок к сибирскому.

                Типичность в выборе почвенных и климатических условий также соблюдалась. Опыт проводился на территории пришкольного участка с типичными для Устюженского района почвами – супесчаными.

                2. Соблюдался и принцип единственного различия. Все варианты высевались в один день. Почва, предшественники, площадь делянки, уход – всё было одинаковым. Единственное различие состояло в том, что были взяты разные виды кедра.

                3. Точность опыта зависит от количества повторностей (при соблюдении всех других требований). У нас взята 3-х кратная повторность, как и предусматривают требования исследовательского  опыта.

        4. Учет данных и достоверность опыта зависят от правильных  схем и методики опыта [4, стр. 6].

СХЕМА ОПЫТА:

1. КОНТРОЛЬ – сосна кедровая (кедр сибирский) – семена получены с плантации Устюженского кедровника

2. ВАРИАНТ 1 – сосна корейская (кедр корейский) – семена предоставлены факультетом лесного хозяйства ВГМХА им. Верещагина.  

Повторность в опыте трехкратная.  Учетная площадь 6 кв. метров (6 повторностей, каждая площадью 1 кв. метр). В каждом повторении варианты распределяются по делянкам в случайном порядке, то есть в последовательности, определенной жребием.

После составления схемы опыта был разработан конкретный план всех работ с указанием сроков и техники их выполнения, спланированы необходимые наблюдения и учет. Все записи по опыту заносились в полевой журнал.

КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН РАБОТЫ

2009 год

25 октября. По 300 семян кедра каждого вида (Приложение 3) заложили в чуть влажные опилки и убрали до весны в кессон, где температура была +1…+5 градусов.

25 декабря. Проверка состояния семян в кессоне (Приложение 4).

      2010 год

25 мая. Подготовка участка в посевном отделении питомника и посев семян на глубину 2 см (Приложение 5). В каждом варианте - 3 повторности, по 100 штук в каждой.

25 июня. Появление первых всходов в контрольной делянке, т. е. у кедра сибирского (Приложение 6). Всего на это число взошло 3 проростка.

01 июля. Появление первого проростка в варианте 1-ом у кедра корейского (Приложение 7).

В течение лета. Полив и прополка опытнического участка по мере необходимости.

25 сентября. Окончательный подсчёт всходов. (Таблица 1).

Также были зафиксированы следующие характеристики проростков: высота каждого растения, длина хвоинок и их число. (Таблица 2).

25 октября. Для точности проводимого опыта повторно 300 семян двух видов кедра заложили в чуть влажные опилки и убрали до весны в кессон, где температура была +1…+5 градусов.

25 декабря. Проверка состояния семян в кессоне.

      2011 год

3. РЕЗУЛЬТАТЫ  ИССЛЕДОВАНИЯ

2010 год

В первый год исследования после выполнения замеров был проведён окончательный подсчёт всходов.

                                                                                                                         Таблица 1

Из таблицы видно, что в первый год нашего опыта всхожесть семян у сибирского кедра (Контроль) на 3,3 % выше, чем у корейского (Вариант 1).

Также 25 сентября 2010 г. были зафиксированы следующие характеристики сеянцев: высота каждого растения, длина и число хвоинок, высчитаны средние значения.

                                                                                                                Таблица 2

Из таблицы видно, что значения всех характеристик больше в варианте 1-ом     у кедра корейского.

Наше внимание привлекло число хвоинок и расположение их на стебле. Мы знаем, что у взрослых деревьев и корейского, и сибирского кедра хвоя сидит по 5 иголок в пучке. Проростки корейского кедра (Вариант 1), как и взрослые растения, имеют пучки по 5 хвоинок. У сибирского кедра (Контроль) хвоя, как лучи, расходится во все стороны от центра; число хвоинок здесь намного меньше по сравнению с корейским кедром (Приложение 12).

2011 год

Результаты, полученные за сезон 2011 года, занесены в сводную таблицу.

                                                                                                Таблица 3

Из таблицы видно, что двухлетние сеянцы корейского кедра по высоте стволика превосходят сибирский кедр в среднем более чем на 1 см, как и в прошлом году. Оба вида имеют практически одинаковый прирост за 2011 год – примерно 3 см. А вот длина хвоинок увеличивалась разными темпами. У корейского кедра хвоя по-прежнему остаётся длиннее (примерно на 0,7 см), но темпы её прироста снизились. В этот год средняя длина хвоинок у сибирского кедра увеличилась на 2 см, а у корейского – только на 1 см.

В 2011 году мы ожидали дополнительное прорастание семян, но больше надеялись на кедр корейский, который в первый год исследования показал меньшую всхожесть. Однако, из таблицы видно, что в этом варианте не появилось в 2011 году ни одного нового проростка. В итоге, по результатам двух лет, всхожесть кедра корейского так и осталась на достаточно низком уровне – 9,7 %. Но надо отметить, что и гибели растений здесь не наблюдалось. По пятибалльной шкале, оценивающей перезимовку сеянцев (Приложение 13), кедр корейский заслуживает 5 баллов. Все сеянцы на внешний вид выглядят достаточно ровно.

Число проростков сибирского кедра осенью 2010 года составляло 39 штук. Из таблицы мы видим, что 3 сеянца из них не смогли перезимовать, и на начало нового сезона их осталось 36 штук. По шкале перезимовки сеянцев кедр сибирский заслуживает оценку в 4 балла.

Мы считали, что в контрольном варианте новых всходов в этот год не будет, но опыт показал обратное. Уже к концу мая их число увеличилось на 12 штук, а к июлю – возросло в 2,6 раза. Надо отметить, что в контрольном варианте в течение лета наблюдалась гибель растений. Всего за 2 года погибло 7 штук. Это не противоречит оценке в 4 балла, но по внешнему виду сеянцы резко отличаются друг от друга. Некоторые к концу сентября имеют высоту около шести см и хорошо одревесневший стволик (Приложение 14), а те, которые взошли в 2011-ом году, – низкие, их стволик, конечно, не одревеснел (Приложение 15). Есть такие (примерно 6 %), которые  выглядят плохо (Приложение 16), но поражения вредителями не зарегистрировано.

Также следует сказать несколько слов о размерах августовского побега. У сеянцев корейского кедра он мало заметен – всего 0,5 см. (Приложение 17). У сеянцев сибирского кедра прирост хорошо выражен на всех растениях. Его средняя высота равна 1,5 см, то есть в 3 раза больше, чем у корейского (Приложение 18). Именно благодаря хорошему августовскому побегу сеянцы сибирского кедра увеличили среднюю длину стволика по сравнению с прошлым годом в 3 раза, в то время как корейский кедр – в 2 раза.

Также 25 сентября был проведён окончательный подсчёт всходов по опыту, заложенному в октябре 2010 года. Получены следующие результаты.

                                                                                                                         Таблица 4

Из таблицы видно, что при повторной закладке опыта сибирский кедр (Контроль) вновь показал лучшую всхожесть, чем корейский кедр (Вариант 1) - на 5 % выше. При этом оба показателя всхожести в 2011 году больше, чем в 2010-ом.

Это можно объяснить климатическими условиями. По сумме активных температур годы исследования не имеют значительных отличий, но влажность в эти вегетационные периоды была разная. В 2011 году лето было более влажным (на 11% по сравнению с 2010-ым годом). Мы считаем, что это и способствовало лучшей всхожести семян в 2011 году.

Высота сеянцев, длина хвоинок и их число занесены в следующую таблицу.

    Таблица 5

Из таблицы видно, что средние значения всех характеристик, как и в прошлом году, больше в варианте 1-ом у кедра корейского.

Сводные результаты, полученные в исследовании 2011 года, занесены в таблицу.

                                                                                                Таблица 6

Из таблицы видно, что результаты второго года исследования не идут вразрез с результатами первого года. Это доказывает точность проведённого опыта.

В среднем за два года всхожесть семян сибирского кедра более, чем на 4 % превышает всхожесть кедра корейского.

1. ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

        Мы считаем, что цель нашей работы достигнута, так как была определена возможность выращивания двух видов кедра в условиях Устюженского района, один из которых вообще не выращивается в Вологодской области, но очень интересен для изучения.

Для достижения цели в первую очередь мы изучили всхожесть семян кедра после их стратификации зимой по результатам двух лет. Исследование показывает, что в год посева всхожесть семян сибирского кедра в среднем на 4 % выше, чем кедра корейского. При этом сибирский кедр и во второй год после посева также даёт всходы, увеличивая разницу в свою пользу до 21%.

Отсюда можно сделать вывод, что в нашем Устюженском районе более целесообразно выращивать кедр сибирский, так как он имеет лучшую всхожесть семян (именно с этим видом и работают районные лесничества Вологодской области). Настораживает лишь недружное прорастание и то, что имеется 2,3 % погибших растений.

Затем  мы изучили особенности роста и развития сеянцев двух видов кедра и провели анализ полученных результатов. Выяснили, что сеянцы сибирского кедра имеют хороший прирост, благодаря которому они  увеличили среднюю длину стволика по сравнению с прошлым годом в 3 раза, в то время как корейский кедр – в 2 раза.

В пользу корейского кедра можно отметить то, что его всходы были дружными, гибели растений не наблюдалось. Также, все знают, что этот вид кедра является очень редким в нашей области, а значит интересным если не для производственных масштабов, то для индивидуального выращивания.

Мы разработали следующие практические рекомендации населению по выращиванию кедра в Устюженском районе:

1. всем производственникам Устюженского района Вологодской области мы рекомендуем выращивать кедр сибирский, так как именно он имеет более высокую всхожесть и хорошие приросты стволика и хвои;
2. всем кедролюбам нашего района мы советуем попробовать вырастить у себя на участке стратифицированные семена не только сибирского, но и корейского кедра, используя результаты нашей работы, а потом наслаждаться их величавым внешним видом и просто получать удовольствие;
3. жителям поселения для организации сельского дендрария мы готовы предоставить и помочь вырастить сеянцы кедра сибирского и кедра корейского, полученные в результате проведения данного опыта.

 Необходимо поблагодарить тех людей, которые оказали большую помощь в проведении нашего исследования: Ослопова Алексея Анатольевича – кандидата сельскохозяйственных наук, Торопову Надежду Владимировну - работника Устюженского кедровника, Шкакина Николая Васильевича - руководителя ЛПК им. Желябова, Логинова Владимира Анатольевича - руководителя Устюженского лесхоза, Горохову Татьяну Егоровну - мастера леса Лентьевского лесничества.

Очень важным, на наш взгляд, итогом работы является и то, что данное исследование помогло приобретению новых социальных партнеров, упрочению имеющихся партнерских связей школы.

2. ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ

Мы считаем, что получили интересные результаты - попробовали вырастить из стратифицированных семян два вида кедра, один из которых вообще не выращивается в нашей области, но очень интересен для изучения его роста и развития. Сделав анализ всхожести по результатам двух лет, мы ответили на поставленную цель и сформулировали свои рекомендации.

Кедр – очень интересное для изучения растение. Нам понравилось с ним работать. Радует, что результаты, полученные в ходе исследования, востребованы населением и могут принести практическую пользу конкретно нашей деревне и району в целом.

В качестве перспективы на будущее возможна постановка различных опытов:

1. по выращиванию семян кедра не после стратификации, а после снегования, что по литературным данным считается более эффективным;
2. по изучению роста сеянцев в зависимости от формы шишек;
3. по применению стимуляторов роста (данное исследование в школьном лесничестве начато проводиться с  октября 2011 года).

Также на следующий год предстоит работа по высадке саженцев на постоянное место и уход за ними. Планируется начать работу по организации сельского дендрария.

6. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ижевский С. А. Декоративное садоводство. - М.: Главполиграфмздат, 1949.
2. Ипатов Л. Ф. Кедр на Вологодской земле // Научно-популярное издание. – Архангельск, 2007.
3. Ипатов Л. Ф. Кедр у дома и за околицей // Научно-популярное издание. – Архангельск, 2006.
4. Евдокимов И. В., Дружинин Ф. Н. Основы лесоводственных исследований // Методические указания для работы в школьных лесничествах. – Вологда, 2010.
5. http://ru.wikipedia.org/wiki/Сибирский_кедр
6. http://ru.wikipedia.org/wiki/Корейский_кедр
7. http://flower.onego.ru/conifer/pinus_s.html
8. http://www.treeland.ru/article/garden/kedr/ksosna.htm
9. http://trasa.ru/region/vologodskaya_clim.html
10. http://ru.wikipedia.org/wiki/Вологодская_область#.D0.9A.D0.BB.D0.B8.D0.BC.D0.B0.D1.82