VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

В наше время изучению флоры северных территорий посвящены многие исследования. Зачастую они связаны с ухудшающейся окружающей средой, особенно в районах арктического шельфа, где имеются богатые запасы полезных ископаемых. Это касается и Кольского полуострова, активная разработка рудных месторождений, их первичная обработка на территории региона приводят к постоянно ухудшающимся экологическим условиям.

Не так много внимания уделено проблемам произрастанию в существующих условиях севера флоры, которая, в отличии от более южных регионов, больше подвержена негативным влияниям извне и обладает наименьшей скоростью восстановления.

Тем самым встаёт проблема сохранения северной природы. Но культивирование северных растений в искусственных условиях либо не приносит должного результата, либо является крайне искаженным, поэтому необходимо проводить исследования растений севера непосредственно в естественных условиях.

Цель исследования – изучить воздействие комплекса удобрений на рост и развитие растений в естественных условиях на территории Кольского полуострова.

Объект исследования – флора Кольского полуострова. Предмет исследования – рост и развитие растений Кольского полуострова в естественных условиях.

В качестве примера в исследовании используются экземпляры багульника болотного - Ledum palustre L. [1], черники обыкновенной - Vaccinium myrtillus L. [7] и брусники - Vacciniumvitis-idaeaL. [2].

В ходе исследования анализировался темп прироста изучаемых растений с 29 мая 2013 года по 31 июля 2013 года, т.е. на протяжении 10 недель.

Для исследования влияний комплекса удобрений на северные растения использовались удобрения двух разных производителей «Удобрение на основе биогумуса Идеал» и «Органо-минеральное удобрение BIO®VITA Цветочек».

«Удобрение на основе биогумуса Идеал» [6].

Происхождение: жидкая фракция естественного продукта жизнедеятельности дождевых червей (биогумуса) с добавлением микро- и макроэлементов.

Состав (доступные для растений формы), граммов на литр, не менее:

• Азот (NH₄+NO₃) 5,0;

• Фосфор (P₂O₅) 10,0;

• Калий (K₂O) 10,0;

• Гуминовые вещества 2,0;

• pH солевой суспензии 8,0-10,0.

«Органо-минеральное удобрение BIO®VITA Цветочек» [5].

Продукт изготовлен на основе смеси торфов различной степени разложения с добавлением органических субстратов (биогумуса), макро- и микроэлементов.

Содержание основных питательных элементов, % на сухое вещество, не менее:

• Азот (NH₄+NO₃) 6,5;

• Фосфор (P₂O₅) 5,5;

• Калий (K₂O) 9,5;

• Гуминовые вещества 2,0;

• Кальций (CaO) 2,0;

• Магний (MgO) 0,5;

• Железно (Fe₂O₃) 0,1;

• pH солевой суспензии 8,0-10,0.

Из существенных различий: «Удобрение на основе биогумуса Идеал» является жидкой фракцией естественного продукта жизнедеятельности дождевых червей (биогумуса), в то время как в основе «Органо-минерального удобрения BIO®VITA Цветочек» лежит торф.

«Органо-минерального удобрения BIO®VITA Цветочек» содержит на 4,5 г/л меньше фосфора, чем «Удобрение на основе биогумуса Идеал», но указывается в составе наличие кальция, магния и железа.

Опытным полигоном было выбрано малолюдное место с точки зрения количества посещений жителями ближайших домой данного района, примерно в получасе ходьбы до ближайшего здания. Площадки расположены на возвышенности северной экспозиции, с высотой измерений около 250-300м, находящейся между оз. Карьерным, оз. Ледовым и ул. Капитана Орликовой г. Мурманска, т.е. в черте города.

Опытные площадки удобрялись раз в неделю на протяжении в течении 10 недель примерно в один и тот же временной промежуток между 16 и 18 часами.

Схема использования удобрений соответствовала рекомендациям к применению данных удобрений: 2 колпачка удобрений на литр воды раз в неделю. 80% полученного литра распределялись для полива каждого отдельного растения, оставшиеся 20% использовались для внекорневых подкормок.

Для изучения влияний комплекса удобрений на растения Кольского полуострова было выбраны 3 площадки со схожими условиями площадью 1 м².

Первая площадка представляет собой группу «контроль», которая никак не удобрялась и не поливалась. Вся работа с данной площадкой заключалась в измерении отобранных объектов изучения. Вторая площадка и третья площадки представляют собой опытные площадки, на которых применялись удобрения «Удобрение на основе биогумуса Идеал» и «Органо-минерального удобрения BIO®VITA Цветочек» соответственно. Фитоценоз изучаемых площадок составляли на первом ярусе - карликовая береза, на втором багульник, на третьем – черника и вороника, на четвертом – брусника, на пятом – мхи и лишайники.

На каждой площадке случайным образом были выбраны по три представителя каждого изучаемого растения, по которым производились замеры стебля раз в неделю, на протяжении 10 недель.

Из существенных изменений в онтогенезе изучаемых растений за рассматриваемый период следует отметить:

• в первый день наблюдений 29 мая 2013 года зафиксирована бутонизация багульника;

• 19 июня – потемнение краевых листьев брусники и опад краевых лепестков у черники;

• 24 июля замечено плодоношение на кустах, расположенных рядом с изучаемыми площадками, имеющими лучшее положение (бóльшая защищенность от ветра, лучше условия освещения).

Анализ результатов по багульнику болотному - Ledum palustre L.

Все 3 отобранных объекта исследования по 1 площадке (контроль) демонстрируют стабильный рост на протяжении всего времени наблюдений. Средний прирост по площадке составляет 13,83 см, т.е. выбранные объекты выросли на 13,83 см (в среднем), а средний темп прироста на площадке за контрольную точку (1 раз в неделю) составлял 1,38 см (рис. 1).

Все 3 отобранных объекта исследования по 2 площадке демонстрируют стабильный рост, даже более ровный, чем объекты 1 площадки, на протяжении всего времени наблюдений. Средний прирост по площадке составляет 12,5 см, а средний темп прироста на площадке за контрольную точку (1 раз в неделю) составлял 1, 25 см, что является худшим результатом, чем контроль (рис. 1).

2 из 3-х отобранных объекта исследования по 3 площадке демонстрируют активный рост в первые 2 недели, особенно резкий скачок наблюдается за вторую неделю полива удобрениями, после этого рост стабилизируется. Это утверждение не относится к объекту под №3, который демонстрирует стабильно низкие темпы прироста за всё время наблюдений. Средний прирост по площадке составляет 20 см, а средний темп прироста на площадке за контрольную точку (1 раз в неделю) составлял 2 см, что является самым лучшим результатом из 3-х площадок, даже несмотря на то, что 3-й объект 3 площадки показал наихудший результат прироста по сравнению с другими объектами всех трёх площадок. Плохие показатели 3-го объекта 3 площадки могут быть связаны с возрастом данного растения. Так, 3-ий объект со 2 и 3 площадок на момент начала наблюдений имели высоту стебля больше 40 см и показали низкие темпы прироста за срок наблюдений. В то время как наиболее активно растущие объекты на момент начала наблюдений имели длину стебля 20-30см (рис. 1).

Рис.1 Средние темпы прироста багульника по каждому объекту наблюдений (1-й, 2-й и 3-й объект) 1, 2 и 3 площадок, где тёмным цветом – длинна объекта на момент начала исследования, светлым – прирост за время наблюдений.

Проанализировав полученную информацию, можно сделать вывод, что на 3 площадке, где с использовалось «Органо-минерального удобрения BIO®VITA Цветочек», наблюдались наилучшие показатели прироста у изучаемых растительных объектов.

Так, средние темпы прироста на 1 площадке составлял 69,17%, а на 2 площадке - 62,5% от результата 3 площадки (рис. 2).

Рис. 2. Средние темпы прироста багульника 1, 2 и 3 площадок.

Анализ результатов по чернике обыкновенной- Vaccinium myrtillus L.

Показатели роста объектов 1 площадки достаточно разнообразны. Так 1-ый объект демонстрирует активный рост в первую неделю, а в последующие наблюдения его рост минимален, 2-й объект имеет стабильно низкий прирост за весь срок наблюдений, 3-й объект погиб на пятую неделю наблюдений. Средний прирост по площадке составляет 6,23 см, а средний темп прироста на площадке за контрольную точку (1 раз в неделю) составлял 0,62 см (рис. 3).

Все 3 отобранных объекта исследования на 2 площадке демонстрируют стабильный рост, на протяжении всего времени наблюдений. Особенно выделяется 1-й объект, который демонстрирует активный рост на протяжении первых трёх недель наблюдений. Это может быть объяснено тем, что данный объект является самым молодым (16 см у 1-го объекта, против 19,5 см и 19 см у 2-го и 3-го соответственно) из всех трёх объектов второй площадки, и лучше отзывается на удобрения. Средний прирост на площадке составляет 9,67 см, а средний темп прироста на площадке за контрольную точку (1 раз в неделю) составлял 0,97 см (рис. 3).

Два из 3-х отобранных объектов исследования на 3 площадке демонстрируют стабильный рост. Причем наибольший рост наблюдается в первую неделю наблюдений, а потом наблюдалось выравнивание в показателях прироста. Следует отметить, что 3-ий объект на 3 площадке погиб к восьмой неделе наблюдений, не имея до этого значительных темпов прироста. Кроме того, занимателен тот факт, что 1-й и 2-й объект имеют точно такие же показатели прироста за срок наблюдений, как 2-й и 3-й объекты второй площадки. Объяснение данного факта аналогично объяснению активного роста 1-го объекта 2 площадки, т.к. 1-й и 2-й объект на 3 площадке на момент начала наблюдений имели длину стебля 12 и 13,5 см соответственно. В то время как 3-й объект, аналогичный 2-му и 3-му объекту на 2 площадке, имел на момент начала наблюдений длину 18 см и погиб. Средний прирост составляет 5,67 см, а средний темп прироста на площадке за контрольную точку (1 раз в неделю) составлял 0,57 см, что ниже показателей на 1 площадке (рис. 3).

Рис. 3. Средние темпы прироста черники по каждому объекту наблюдений (1-й, 2-й и 3-й объект) 1, 2 и 3 площадок, где тёмным цветом – длинна объекта на момент начала исследования, светлым – прирост за время наблюдений.

Проанализировав полученную информацию, можно сделать вывод, что на 2 площадке, где использовалось «Удобрение на основе биогумуса Идеал», отмечены наилучшие показатели прироста у растений.

Так, средние темпы прироста на 1 площадке составлял всего 64,48%, а на 3 площадке всего 58,62% от результата 2 площадки (рис. 4).

Рис. 4. Средние темпы прироста черники 1, 2 и 3 площадок.

Анализ результатов по бруснике - Vacciniumvitis-idaeaL.

Два из 3-х отобранных объектов исследования на 1 площадке демонстрировали стабильный рост на протяжении всего времени наблюдений. 2-й объект погиб к пятой недели наблюдений, не имея значительных темпов прироста. Кроме того, следует отметить, что к 8-9-ой недели наблюдений 1-ый растительный объект демонстрировал значительные темпы прироста схожие с первыми неделями удобряемых площадок. Средний прирост на площадке составляет 2,6 см, а средний темп прироста на площадке за контрольную точку (1 раз в неделю) составлял 0,26 см (рис. 5).

Два из 3-х отобранных объектов исследования на 2 площадке демонстрировали высокий стабильный рост на протяжении всего времени наблюдений. 3-й объект погиб к пятой недели наблюдений, имея такие же высокие темпы прироста, как 1-й и 2-й объекты. 2-й и 3-ий объекты имели наибольшие темпы прироста в первую неделю наблюдений, в то время как у 1-го объекта высокие темпы прироста сохранились вплоть до второй недели. Кроме того, скачок темпа роста зафиксирован к концу наблюдений у выживших объектов. Средний прирост на площадке составляет 4,77 см, а средний темп прироста на площадке за контрольную точку (1 раз в неделю) составлял 0,48 см (рис. 5).

Показатели объектов 3 площадки наиболее разнообразны из этой группы. Так 1-й объект демонстрировал высочайшие показатели прироста на протяжении первых трёх недель наблюдений. 2-ой объект характеризовался стабильным ростом на протяжении первых двух недель, и резким скачком роста во время наблюдений на протяжении третьей и четвертой недели наблюдений. 3-ий объект демонстрировал высокий рост в первую неделю наблюдений, но затем темпы его роста резко упали вплоть до минимальных значений. Наиболее занимателен на этой площадке среди растительных объектов – 3-ий, т.к. к седьмой недели наблюдений этот объект фактически погиб, но наблюдалась регенерация побегов – появился росток, который к десятой недели наблюдений имел размерные показатели, превышающие первоначальное растение, тем самым демонстрируя феноменальные темпы прироста – 3,1 см в неделю! Но данный показатель не учитывался в нашем исследовании, т.к. это уже другой стебель. Средний прирост по площадке составляет 4,93 см, а средний темп прироста на площадке за контрольную точку (1 раз в неделю) составлял 0, 49 см (рис. 5).

Рис. 5. Средние темпы прироста брусники по каждому объекту наблюдений (1-й, 2-й и 3-й объект) 1, 2 и 3 площадок, где тёмным цветом – длинна объекта на момент начала исследования, светлым – прирост за время наблюдений.

Проанализировав полученную информацию, можно сделать вывод, что на двух площадках, где использовались удобрения, наблюдались высокие результаты прироста у растений. Причем на 3 площадке, где использовалось «Органо-минеральное удобрение BIO®VITA Цветочек», наблюдались наилучшие показатели прироста у растительных объектов.

Так, средние темпы прироста на 1 площадке составляют всего 52,70%, а 2 площадка 96,62% от результата 3 площадки (рис. 6).

Рис. 6. Средние темпы прироста брусники 1, 2 и 3 площадок.

Кроме того, преимущество «Органо-минерального удобрения BIO®VITA Цветочек» проявилось в морфологическом габитусе растений: объекты на 3 площадке обладали более насыщенным сочным зелёным цветом листьев и более крепкой структурой в целом.

Таким образом, анализируя результаты площадок по всем трем группам растений можно сделать вывод, что при правильном применении удобрений, можно повысить темпы роста растений в среднем на 32,65%.

Примечателен тот факт, что неэффективное для данного растения удобрение, демонстрировало худший результат, чем на контрольной площадке. Так, показатели роста у растений на 2 площадке, где применялось «Удобрение на основе биогумуса Идеал», прирост багульника составлял 62,5% от лидера (3 площадка, где использовалось «Органо-минеральное удобрение BIO®VITA Цветочек»), что на 6,67% меньше, чем на контрольной площадке. В то же время прирост черники на 3 площадке, где использовалось «Органо-минеральное удобрение BIO®VITA Цветочек», составлял 58,62% от лидера (2 площадка с применением «Удобрения на основе биогумуса Идеал»), что на 5,86% меньше, чем контрольная площадка. В итоге, можно предположить, что использование неверно выбранного удобрения приводит к снижению роста у растительных объектов в среднем на 9,5%.

Кроме того, отмечен «переломный» момент в росте черники и брусники на всех площадках – пятая неделя исследований (26 июня), характеризующаяся окончанием периода зрелости, после которой растения либо погибают, либо переходят к стадии репродукции.

Таким образом, хорошо изученное воздействие ряда удобрений на рост и развитие культивируемых растений, нельзя использовать для аборигенных видов северных регионов. Хотя и отмечалось, что северные растения хорошо реагировали на внесенные удобрения.

Полученная в ходе исследования информация является необходимой ступенькой к культивированию северных растений в промышленных масштабах, а также в индивидуальных оранжереях, теплицах и открытом грунте.

Список использованной литературы:

1. Багульник [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://flower.onego.ru/ kustar/ledum.html, свободный. – (Дата обращения : 22.01.2014).

2. Брусника [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://flower.onego.ru/ other/vaccini.html, свободный. – (Дата обращения : 22.01.2014).

3. Вальтер Г. Общая геоботаника: пер. с нем. [Текст] /Г. Вальтер, перевод с нем. и предисловие А.Г. Еленевского. – М.: Мир, 1982. – 264 с

4. Методы экологических исследований. Ботанический мониторинг [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://old.botsad.ru/p_papers22.htm , свободный. – (Дата обращения : 22.01.2014).

5. Органо-минеральное удобрение BIO®VITA Цветочек [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://www.phart.ru/catalogue/product/20/, свободный. – (Дата обращения : 22.01.2014).

6. Удобрения на основе биогумуса Идеал [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://prok.ru/node/1820, свободный. – (Дата обращения : 22.01.2014).

7. Черника [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://flower.onego.ru/kustar/vacci_ch.html, свободный. – (Дата обращения : 22.01.2014).

 

Код для цитирования: Скопировать