Новые технологии, перспективные отрасли, опыт → Применение лазера при выращивании лесных культур в питомниках

При размножении древесно-кустарниковых пород семенами и укорененными черенками возникают проблемы увеличения грунтовой всхожести семян и укореняемости черенков для получения необходимого количества сеянцев и саженцев, требуемого для нужд лесовосстановления, создания лесозащитных полос и других насаждений. Эта проблема легко решается путем использования экологически чистого приема лазерной активации лесного материала.

Лазерное облучение усиливает имунные процессы, обеспечивая более полное использование адаптивного потенциала растения. Причем, наши многолетние испытания этого способа позволили с полной уверенностью утверждать, что грунтовая всхожесть семян лесных пород повышается на 15-30%, а укореняемость сеянцев– на 10-30%. Это позволяет увеличивать выход необходимого для лесовосстановления количества высококачественного посадочного материала.

Серию наших многолетних опытов (1995-2005 годы) с  использованием лазерных технологий при выращивании лесных культур мы проводили в лесных питомниках Краснодарского опытного лесхоза, используя семена около 100 различных пород древесных и кустарниковых растений. При этом не было ни одной породы, которая в той или иной степени не отреагировала бы на лазерное облучение. Перед лазерной обработкой семена тщательно перемешивали для однородности исходного материала. После лазерной обработки семена не протравливали ядохимикатами. 

При лазерной активации семян и черенков режим облучения задавался автоматически через пульт управления по регламенту. Время облучения 4-6 суток в зависимости от физиологического состояния семян, находящихся в состоянии покоя. Для семян, требующих интенсивной и длительной  стратификации (выдерживание семян во влажном песке, торфе, мхе…при температуре + 1-5 градусов или под снегом для ускорения их проращивания), режим обработки лазером длиной волны 630-650 нм и выходной мощности излучения 25 мВт составлял шесть  суток. После обработки семена и черенки находились в состоянии ''отлежки'' (в течение 1-2 недель). 

Контрольные (необработанные лазером) семена и черенки хранились отдельно от активированных лазером, чтобы не было энергообмена между этими образцами.
Черенки в течение всего периода лазерной обработки должны быть погружены на 1/3 в воду, чтобы исключить их высыхание. Режим облучения черенков был такой же, как и семян, и обрабатывался совмещенно по одному регламенту (рис.1).  После лазерной обработки черенки и семена выдерживались в общей массе в течение 1-2 недель для энергообмена - выравнивания энергетических и физиологических параметров.  Известно, что лазерная обработка семян  вызывает биоэнергетическое взаимодействие между семенами и энергообмен между ними, зависящий от массы семян (чем она больше, тем больше эффект лазерной активации и длительность его сохранения).

Рис 1.Лазерая обработка семян и черенков лесных культур

Облученные и необлученные образцы семян и черенков высевали и высаживали в питомнике на грядках (делянках) 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.

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

В табл. 1 и 2 приведены некоторые примеры лазерного облучения семян и черенков древесно-кустарниковых пород, имеющих различную исходную всхожесть и укореняемость. 

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

Примечание: О – данные по облученным черенкам,  К – по необлученным.

Как видно из таблицы 1, контрольные (необлученные) семена имели всхожесть в среднем на 30% меньше, чем опытные. Высота сеянцев при выкопке и длина главного корня были больше контрольных на 50% в среднем. Причем, опытные сеянцы имели у всех пород стандартные размеры, готовые к высадке в культуры.

Обработка черенков лесных древесно-кустарниковых пород лучами лазера увеличивает их укореняемость в 1,3 раза (табл. 2).

Размножение лесных культур черенками, облученными лазером, дает возможность получать крупномерный материал в первый год, что также снижает трудозатраты на доращивание.

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

Из таблицы 2 видно, что прирост надземной части и длина главного корня саженцев в среднем в 1,4 раза больше, чем у контрольных. Нами также найдено, что совмещение процессов скарификации и лазерного облучения дают возможность облегчить процедуру скарификации. Так, например, при облучении находящихся в воде в чашках Петри семян робинии они набухали на третьи сутки, всходы появились на седьмые сутки, а на одиннадцатые сутки у облученных высота надземной части была 4-6 см, всхожесть – 80%, а у необлученных – 5%, при этом эти 5% были едва наклюнутыми. Эти цифры очень наглядно подтверждают пользу облучения лазером. 

Обработка лазером  вегетирующих растений Робинии в возрасте 6 листьев, позволила обеззаразить корневые шейки их от гнили и тем самым предотвратить распространение этой болезни на весь посев (3 га), не применяя при этом химических препаратов.

Среди методов интенсификации лесовыращивания важное место должен занимать экологически чистый, экономически выгодный физический метод лазерного облучения посевного и посадочного материала. Главная его цель – сокращать сроки выращивания стандартного посевного и посадочного материала и значительно повышать выход сеянцев с единицы площади. Несомненно, лазерная технология позволит наиболее полно использовать почвенный потенциал лесокультурной площади.

П.Журба, Т.Журба, к.б.н., НПФ «Биолазер», Краснодар