Статья: Применение лазера в декоративном садоводстве

2

Научный журнал КубГАУ, №162(08), 2020 год

http://ej.kubagro.ru/2020/08/pdf/20.pdf

1

Научный журнал КубГАУ, №162(08), 2020 год

Кубанский государственный аграрный университет

Применение лазера в декоративном садоводстве

Максименко Анатолий Петрович д.с.х.н, профессор

Горбунов Игорь Валерьевич к.с.-х.н., доцент

Дзябко Евгений Петрович к.с.-х.н., доцент

Россия, 350044, Краснодар

В статье приведены результаты обработки семян и черенков около ста видов древесно-кустарниковых растений с помощью лазера. Определено, что наибольшей чувствительностью обладали семена в весенние месяцы (март-апрель), нежели в зимние (февраль). Показано, что при использовании лазерного облучения можно увеличить грунтовую всхожесть семян лесных культур на 15-30%. В тоже время оно эффективно также для семян с идущими метаболическими процессами, т.е. в стадии наклевывания. В этом случае луч лазера стимулирует активность ферментов, участвующих в реакциях, ответственных за прорастание, дальнейший рост и развитие проростков. Использование этого приема в лесном хозяйстве позволяет также отказаться от экологически вредных химических реагентов, что увеличивает экономический эффект от применения лазерной технологии

Ключевые слова: лазер, обработка, семена, черенки, деревья, кустарники

LASER APPLICATION IN ORNAMENTAL GARDEN

Maksimenko Anatoly Petrovich Dr.Sci.Agr., Professor

Gorbunov Igor Valerievich Cand.Agr.Sci., assistant professor

Dzyabko Evgeny Petrovich Cand.Agr.Sci., assistant professor

RSCI SPIN-code 4333-1802

Kuban State Agrarian University, Krasnodar

The article presents the results of processing seeds and cuttings of about a hundred species of woody and shrub plants using a laser. It was determined that the seeds were most sensitive in the spring months (March-April) than in the winter months (February). It is shown that the use of laser irradiation can increase the soil germination of forest seeds by 15-30%. At the same time, it is also effective for seeds with metabolic processes, i.e. in the pecking stage. In this case, the laser beam stimulates the activity of enzymes involved in the reactions responsible for germination, further growth and development of seedlings. The use of this technique in forestry also makes it possible to abandon environmentally harmful chemical reagents, which increases the economic effect of the use of laser technology

Keywords: laser, processing, seeds, cuttings, trees, shrubs

Введение

Увеличение выхода стандартного посадочного материала с единицы площади в лесном хозяйстве возможно лишь на основе совершенствования агротехники и внедрения новых технологий, в том числе при подготовке посевного и посадочного материала. В настоящее время предпочтение отдается комплексным технологиям, стимулирующим развитие растений, с защитным эффектом, включающим стимулирующее, фунгицидное воздействие, поддерживающее иммунную систему и формирующее устойчивость к неблагоприятным условиям среды.

Химический метод защиты лесных культур от грибных болезней постепенно вытесняется новыми альтернативными методами биологической и физической защиты. В частности, луч лазера, по мнению некоторых исследователей [1, 2], является мощным средством повышения иммунитета сельскохозяйственных и древесно-кустарниковых пород ко всякого рода неблагоприятным факторам, будь то выживание растений в условиях стрессовых ситуаций либо защита их от фитопатогенов.

Материал и объект исследований

Мы в своей практике активно пользуемся лазерной технологией как наиболее простой и дешевой с 1995 года [3-9]. В результате многолетних испытаний совместно с сотрудниками ООО НПФ «Биолазер» тщательно изучено воздействие лазерного излучения на семена и черенки около 100 пород лесных культур. Среди изученных не было ни одной породы, которая в той или иной степени не отреагировала бы на лазерное облучение.

Методы исследований

Перед лазерной обработкой семена тщательно перемешивали для однородности исходного материала и после обработки не протравливали ядохимикатами. При лазерной активации семян и черенков режим облучения задавали автоматически через пульт управления. Луч лазера -- скользящий (сканирующий). Время облучения -- 4-6 суток в зависимости от физиологического состояния семян, находящихся в состоянии покоя. Так, для семян, требующих интенсивной и длительной стратификации, -- 6 суток (длина волны - 630-670 нм, выходная мощность излучения 25 мВт). После обработки семена и черенки в течение 1-3 недель находились в состоянии «отлежки».

Контрольные (необработанные) семена и черенки хранились отдельно от активированных независимо от способов упаковки (необходимо было исключить прямой оптический контакт!) на расстоянии не менее 5 м и отделялись от обработанных брезентом или перегородкой.

При использовании семян, имеющих большую исходную всхожесть и энергию прорастания, стимулирующий эффект мало зависел от режима обработки. Было установлено, что в связи с сезонным изменением физиологического состояния семян лесных пород чувствительность их к лазерному облучению разная. Наибольшей чувствительностью обладали семена в весенние месяцы (март-апрель), нежели в зимние (февраль). Поэтому в зимнее время для получения равнозначного с весенним стимулирующего эффекта увеличивали время обработки.

Черенки в течение всего периода облучения и дальнейшей «отлежки» погружали на 1/3 в воду, чтобы исключить их высыхание. Режим облучения черенков был такой же, как и семян, но одревесневшие черенки облучали 6 суток, а зеленые -- 4 суток. После обработки черенки в массе находились в состоянии «отлежки» в течение 1--2 недель в зависимости от того, одревесневший это черенок или зеленый.

Облученные и необлученные образцы высевали и высаживали в питомнике на грядках шириной 1 м и протяженностью 15 м. Для анализа ответных реакций растений на болезни их выращивали при интенсивном поливе, прикрывая пленкой, чтобы спровоцировать корневые гнили и ржавчину. При выкопке измеряли высоту растений, длину главного корня и диаметр корневой шейки.

Результаты исследований

Многообразие ответных реакций различных древесно-кустарниковых пород на облучение вполне объяснимо, и в каждом конкретном случае требуется соответствующий анализ.

В табл. 1.8.1 и 1.8.2 приведены результаты исследований влияния лазерного облучения на характеристики семян и черенков древеснокустарниковых пород, имеющих различную исходную всхожесть и укореняемость.

Показано, что при использовании лазерного облучения можно увеличить грунтовую всхожесть семян лесных культур на 15-30% (см. табл. 1). Отмечается также дружность прорастания семян, что имеет немаловажное значение для получения однородного материала. Высота опытных сеянцев увеличивается в среднем в 1,5 раза, с варьированием от 1,1 до 2,0 раз, диаметр корневой шейки -- в 1,1 -1,5 раза больше, чем у необлученных. У облученных растений длина главного корня составляет 30,0± 1,5 см, а у необлученных -- 16,00,8 см в среднем.

Облученные черенковые саженцы существенно отличаются от необлученных по всем параметрам. Так, укореняемость у опытных в 1,2 раза выше в среднем, чем у контрольных (табл. 2), высота стебля -- в 1,3-1,4 раза, диаметр корневой шейки и длина главного корня -- в 1,3 - 1,5 раза больше, чем у контрольных (необлученных).

Лазерное облучение семян, направленное на улучшение роста и развития лесных пород, способствует устойчивости их к болезням, о чем косвенно можно судить по такому показателю, как отпад всходов или выход посадочного материала. Как видно из таблицы 3, у хвойных пород выход посадочного материала в среднем на 10-12%, а у тополя -- на 7% выше, чем на контроле.

Таблица 1 - Влияние лазерного облучения на грунтовую всхожесть семян и характеристику сеянцев

Примечание: здесь и далее О - данные по облученным черенкам, К - по необлученным.

Различие показателей в пользу облученных сеянцев и черенковых саженцев явно свидетельствует о повышении их жизнеспособности, что позволило нам рекомендовать этот способ при подготовке сеянцев и саженцев лесных культур для высадки в неблагоприятных условиях произрастания, таких как загрязнение почв нефтепродуктами [10], в стрессовых условиях Восточного Приазовья либо в жестких температурных (засуха, жара) условиях [8]. Предпосевная обработка лазером семян лесных культур решает проблему получения в питомниках сеянцев, имеющих большие линейные размеры, что позволяет не перешколивать их. Это экономит дополнительные трудозатраты в 1,5-2 раза.

Таблица 2 - Влияние лазерного облучения черенков лесных пород на их укореняемость и характеристику саженцев

Таблица 3 - Влияние лазерного облучения семян на качество посадочного материала

Обработка лучами лазера вегетирующих растений робинии в возрасте 6 листьев с навешенным на машине УАЗ гелий-неоновым лазером позволила обеззаразить их корневые шейки от гнили и тем самым предотвратить распространение этой болезни на весь посев (3 га), не применяя при этом химических препаратов [9]. Наш опыт позволяет сделать вывод, что на лесных культурах, так же как и на сельскохозяйственных (злаковых, бобовых, технических), где этот метод ранее себя зарекомендовал, можно использовать лучи лазера для обеззараживания вегетирующих лесных растений от грибковых болезней. лазерный сеянец черенок

Таким образом, результаты исследований, проводимых на опытных участках Краснодарского опытного лесхоза с 1995 года, подтвердили целесообразность и перспективность применения лучей лазера при выращивании посадочного материала лесных культур. Его эффективность не вызывает сомнения, особенно для семян с пониженной всхожестью. Расчеты показывают, что экономический эффект от внедрения лазерной технологии составляет 1700 руб./га за счет увеличения всхожести семян и большего выхода посадочного материала с единицы площади. Облучение лазером эффективно также для семян с идущими метаболическими процессами, т.е. в стадии наклевывания. В этом случае луч лазера стимулирует активность ферментов, участвующих в реакциях, ответственных за прорастание, дальнейший рост и развитие проростков. Использование этого приема в лесном хозяйстве позволяет также отказаться от экологически вредных химических реагентов, что увеличивает экономический эффект от применения лазерной технологии.