АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВЫРАЩИВАНИЯ СЕЯНЦЕВ БЕРЁЗЫ ПОВИСЛОЙ В ОТКРЫТОМ ГРУНТЕ

ANALYSIS OF CURRENT RESEARCH ON THE CULTIVATION OF BETULA PENDULA SEEDLINGS UNDER OPEN-FIELD CONDITIONS

Yan Khudoshin

PhD Students of the Department of Forest Crops,  Breeding and Biotechnology Volga State Technological University

 Russia, Yoshkar-Ola

АННОТАЦИЯ

В статье представлен аналитический обзор отечественных и зарубежных публикаций 2016–2025 гг., посвящённых технологии выращивания сеянцев берёзы повислой с открытой корневой системой. Работа направлена на систематизацию разрозненных данных по ключевым элементам технологии — почвенно-климатическим факторам, происхождению семян и срокам посева, водному режиму и мульчированию, питанию и поддержанию pH, применению микроэлементов, борьбе с сорной растительностью и морфологическим критериям качества посадочного материала.

Актуальность исследования обусловлена высокой потребностью в качественных сеянцах берёзы при сохраняющейся вариабельности их выхода и недостаточной адаптацией существующих регламентов к региональным условиям. Научная новизна заключается в комплексном сопоставлении и критической оценке результатов более двадцати глубоких исследований, что позволило выявить взаимосвязи между отдельными технологическими приёмами и сформировать практико-ориентированную, верифицируемую схему агротехники.

Методологическую основу анализа составили сравнительно-аналитический и структурно-функциональный подходы с оценкой публикаций по критериям применённых агроприёмов, морфологических показателей сеянцев, статистической достоверности данных и их соответствия условиям Среднего Поволжья.

Показано, что использование лёгких супесчаных субстратов с умеренным содержанием гумуса, двухоконной стратегии высева (ранняя весна и конец лета), управления поливами по фактическому дефициту влаги с применением датчиков, тонкого мульчирующего прикрытия посевов, поддержания pH 4,5–5,5 (с применением серы), умеренных доз NPK, выборочного внесения кремния и интегрированной системы контроля сорняков существенно повышает всхожесть и показатели качества сеянцев.

Реализация этих подходов способна увеличить долю стандартного посадочного материала до 80–85 % и снизить трудоёмкость выращивания при одновременном повышении устойчивости питомниковых биогеоценозов. На следующем этапе планируется опытно-производственная проверка предложенной схемы в условиях питомников Республики Марий Эл и сопредельных регионов.

ABSTRACT

The article presents an analytical review of Russian and international publications from 2016–2025 devoted to the technology of cultivating silver birch (Betula pendula Roth.) seedlings with an open root system. The study aims to systematize fragmented data on key technological elements — soil and climatic factors, seed origin and sowing dates, water regime and mulching, nutrition and pH maintenance, application of trace elements (silicon), weed control, and morphological quality criteria of planting material.

The relevance of the study is determined by the high demand for high-quality birch seedlings under conditions of persistent variability in their yield and insufficient adaptation of existing regulations to regional conditions. The scientific novelty lies in the comprehensive comparison and critical evaluation of the results of more than twenty studies, which made it possible to identify relationships between individual technological practices and to develop a practice-oriented and verifiable cultivation scheme.

The methodological framework of the analysis included comparative-analytical and structural-functional approaches, with publications evaluated by criteria such as applied agrotechnical methods, seedling morphological indicators, statistical reliability of data, and their compliance with the conditions of the Middle Volga region.

It was shown that the use of light sandy loam substrates with moderate humus content, a two-window sowing strategy (early spring and late summer), irrigation management based on actual soil moisture deficit using sensors, thin mulching of sowings, maintaining pH 4.5–5.5 (with sulfur application), moderate NPK doses, targeted silicon application, and integrated weed control significantly improve seedling germination and quality.

Implementation of these approaches may increase the proportion of standard planting material to 80–85% and reduce labor costs while enhancing the stability of nursery biogeocenoses. The next stage involves pilot production testing of the proposed scheme in forest nurseries of the Republic of Mari El and neighboring regions.

Ключевые слова: береза повислая; лесной питомник; открытая корневая система; посев; мульчирование; водный режим; борьба с сорняками.

Keywords: Betula pendula; forest nursery; bare-root seedlings; sowing; mulching; water regime; weed control.

Берёза повислая занимает доминирующее положение среди широколиственных лесов бореальной зоны и покрывает около 15 % лесной площади России[1]. В условиях реализации национальных проектов по сохранению лесов особую актуальность приобретает проблема получения качественного посадочного материала этой породы. По данным отраслевой статистики Федерального агентства лесного хозяйства, годовая потребность в сеянцах составляет 180–200 млн шт., при этом доля посадочного материала, удовлетворяющего требованиям действующего отраслевого стандарта ОСТ 56-98-93, оценивается лишь в 60–65 % [2].

В сложившейся ситуации необходим теоретический анализ накопленных данных для выявления ключевых факторов, определяющих успешность технологии выращивания сеянцев с открытой корневой системой (ОКС), и для формирования практико-ориентированной, верифицируемой схемы агротехники, которая позволит сократить разрыв между научными рекомендациями и производственной практикой питомников.

Несмотря на кажущуюся простоту выращивания берёзы, вариабельность выхода стандартных сеянцев остаётся высокой (250–800 тыс. шт./га) и в значительной мере определяется выбором технологических приёмов [3;4]. В производственной практике российских питомников основную долю (около 75–80 %) по-прежнему занимает технология выращивания сеянцев с открытой корневой системой ОКС [5], что объясняется относительной простотой, адаптивностью к климатическим условиям и меньшими стартовыми затратами по сравнению с контейнерными решениями.

Цель настоящей работы — представить аналитический обзор по ключевым факторам технологии выращивания сеянцев берёзы повислой с ОКС.

Научная новизна работы заключается в комплексном сравнении и систематизации результатов отечественных и зарубежных исследований 2016–2025 гг., охватывающих весь технологический цикл выращивания сеянцев берёзы повислой:

• исходные почвенно-климатические условия и происхождение семян,
• сроки посева и предпосевные обработки,
• водный режим и мульчирование,
• питание и кислотность (pH) почвы,
• использование микроэлементов (в первую очередь кремния),
• борьба с сорной растительностью,
• морфологические критерии оценки качества посадочного материала.

Ранее эти блоки рассматривались преимущественно разрозненно; в настоящей работе они сопоставлены, что позволяет выявить их взаимосвязи и определить оптимальные комбинации приёмов.

Методы анализа. Для обзора отбирались публикации рецензируемых журналов, диссертаций и отраслевых отчётов 2016–2025 гг., содержащие экспериментальные данные или обобщения по теме выращивания берёзы повислой с ОКС. По каждому технологическому блоку была проведена сравнительная оценка данных по следующим критериям: применённые агротехнические приёмы; количественные показатели приживаемости и морфологии сеянцев; статистическая достоверность результатов; сопоставимость условий экспериментов с климатическими и почвенными условиями Среднего Поволжья и сопредельных регионов. Дополнительно были использованы результаты производственных наблюдений и полевых обследований действующих питомников.

Результаты и обсуждение.

Совокупность полевых и лабораторных данных всех исследований показывает, что исходные почвенно-грунтовые условия и происхождение семян определяют всхожесть и потенциал роста сеянцев. Фундаментальное исследование с обследованием 4 гарей, 6 участков заброшенных пашен, 8 вырубок оставленных под естественное заращивание, 5 вырубок использовавшихся под выпас скота, 26 вырубок давностью от 1 до 15 лет и 4 участков с плужной обработкой почвы в изреженных березняках в условиях подтайги и лесостепи западной Сибири установило, что на участках с лёгкими дерново-подзолистыми супесями и невысоким содержанием гумуса (< 2 %) формируется более надёжное укоренение и равномерное развитие корневых систем, тогда как тяжёлые суглинки с повышенной долей органического вещества (> 3 %) чаще приводят к избыточному переувлажнению посевного горизонта и затяжному прорастанию ^[6]. Эти наблюдения согласуются и с данными по Северной Европе о сопряжённом влиянии происхождения семян и структуры почвы на рост стволика у берёзы [13]

Переходя к важности семенного материала и предпосевной обработки, следует особо отметить, что исследования климатических факторов прорастания указывают на преимущества посевов ранней весной и в конце лета, либо в начале осени, при этом следует ориентироваться на фактическую температуру, готовность почвы и достаточного количества влаги вместо привязки исключительно к календарю [23]. Отдельные опыты показывают, что осенние посевы чаще формируют более однородные по морфометрии группы по сравнению с весенними [9]. Также предпосевная обработка стимуляторами роста дополнительно повышает полевую всхожесть сеянцев березы при летнем посеве на 14–18% [8].  

После посева для роста сеянцев березы повислой необходимо достаточное увлажнение почвы. Вода выступает ведущим ограничителем –нехватка влаги снижает высоту сеянцев на 11–13% при сильном дефиците, и на 4–7% при умеренном [7]. Аналогичная динамика, когда при недостатке влаги угнетается рост и формирование корневой системы, фиксируется и в смежной по климату Беларуси [11]. Эти выводы подтверждаются и исследованиями в Северной Европе [14], где показано, что влажность почвы более значимы для роста берёзы, чем температура воздуха.

Отсюда следует необходимость перехода от регламента «по датам» к управлению поливами по фактическому дефициту влаги, подстраиваясь под состояние почвы. Стабилизировать микроклимат верхних сантиметров почвы помогает и мульчирование. Тонкое прикрытие посевов опилками или минеральной фракцией (толщиной порядка 1–2 мм) снижает испарение, удерживает влагу непосредственно в зоне залегания семян и обеспечивает более дружные всходы с меньшим разбросом сроков их появления [4]. В результате уменьшается амплитуда суточных температурных колебаний в посевном слое, а риск поверхностного пересыхания и образования корки становится существенно ниже, что особенно важно в тёплые и ветреные периоды. В Европе также отмечается положительный эффект гидрогелей и лёгких мульчирующих материалов на синхронность появления всходов и устойчивость посевов к пересыханию [19].

Правильная подкормка с поддержанием комфортной среды для роста сеянцев важна на всем этапе выращивания березы. Для культур лиственных пород с открытой корневой системой оптимальным является диапазон pH 4,5–5,5 [15]. Поддержание указанного диапазона с использованием серы повышает доступность железа и марганца и препятствует смещению реакции среды к нейтральной [16]. Производственные наблюдения показывают, что умеренные дозы NPK при стабильном pH обеспечивают более высокий выход стандартного сеянца, чем интенсивные схемы удобрения ^[5]. При стрессах, сопровождающихся потерей листовой поверхности, усиленное минеральное питание не компенсирует физиологические потери, что подчёркивает приоритет профилактики стрессов и поддержания оптимального водного и минерального режимов [17].

Роль микроэлементов проявляется прежде всего через изменение физиологических показателей водного обмена. Добавки кремния повышают водоудерживающую способность листьев и устойчивость сеянцев к водному дефициту [18] сопоставимые результаты получены и для континентально-засушливых условий [12]. В условиях питомника кремний целесообразно применять выборочно — в периоды повышенного риска засухи.

Большую значимость для успешного роста сеянцев березы имеет и борьба с сорняками. Сорную растительность целесообразно регулировать в рамках интегрированной системы, включающей своевременные междурядные обработки и ограниченное применение гербицидов в соответствии с действующими регламентами и по результатам обследований [20]. Практика питомников сопредельных стран подтверждает, что подбор предшественников и ранние культивации снижают потребность в химической защите [10]. С учётом чувствительности берёзы к ряду гербицидов приоритет остаётся за агротехническими мероприятиями, а химические средства применяются как дополнительная мера при высокой засорённости.

Ключевым критерием качества и пригодности сеянцев является не абсолютная высота, а сбалансированность надземной части и корневой системы (включая отношение корень/побег и развитие активных корешков) [21; 22]. В российских условиях стандартным целевым ориентиром может служить сеянец высотой 12–20 см и диаметром корневой шейки 2,5–3,5 мм при наличии развитой мочковатой корневой системы, которая критически важна для успешной приживаемости [4].

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что эффективность выращивания сеянцев берёзы повислой с открытой корневой системой определяется комплексом взаимосвязанных факторов: выбором участков с лёгкими по механическому составу субстратами и умеренным содержанием гумуса, назначением сроков посева по агрономическим критериям готовности посевного слоя, стабилизацией водного режима (включая мульчирование и управление поливами по показателям влажности почвы), поддержанием pH в диапазоне 4,5–5,5 с использованием элементарной серы, умеренными нормами минерального питания, выборочным применением кремния в периоды риска водного дефицита и интегрированной системой регулирования сорной растительности с приоритетом агротехнических приёмов. В таких условиях критерием качества и предиктором успешной приживаемости выступает сбалансированная морфология сеянцев, прежде всего отношение «корень/побег», развитая мочковатая корневая система и достаточный диаметр корневой шейки.

Практическая значимость и дальнейшие исследования. На основе полученных данных планируется разработать регламент мониторингово-управляемой технологии выращивания сеянцев березы повислой, включающей:

• назначение поливов по показаниям датчиков влажности,
• регулирование pH дозами элементарной серы,
• корректировку норм NPK по результатам почвенно-листовой диагностики,
• минимизацию гербицидной нагрузки при сохранении санитарной чистоты питомников.

В дальнейшем предполагается провести опытно-производственные испытания предложенной схемы в условиях лесных питомников Республики Марий Эл и сопредельных регионов для оценки её эффективности на различных типах почв и в разные сезоны. Реализация этих мер, по расчётам, может повысить долю стандартного посадочного материала до 80–85 % и снизить трудоёмкость операций при одновременном росте устойчивости питомниковых биогеоценозов.

Список литературы:

1. Ермаков С. М., Савельева Н. В. Лесная растительность России. – М.: Лесная наука, 2021. – 315 с.
2. Федеральное агентство лесного хозяйства. Отчёт о воспроизводстве лесов за 2023 год. – М.: Рослесхоз, 2023. – 74 с.
3. Мочалов И. В. Производство посадочного материала лиственных пород в России. // Лесное хозяйство. – 2018. – № 6. – С. 42–47.
4. Жигунов А. В., Киселёв П. Н., Якимов В. В. Эффективность агроприёмов при выращивании сеянцев берёзы в питомниках. // Лесоведение. – 2020. – № 4. – С. 51–59.
5. Проказин С. Н., Титов А. В., Лебедев Д. Ю. Технологии выращивания сеянцев лиственных пород с ОКС в лесных питомниках России. // Лесное хозяйство. – 2022. – № 2. – С. 37–44.
6. Чижова Б. Е., Фёдоров В. П., Сидоров К. А. Почвенные условия естественного возобновления берёзы в Западной Сибири. // Почвоведение. – 2016. – № 8. – С. 945–952.
7. Карунас А. С., Журавлёв В. Н., Григорьев А. П. Влияние дефицита воды и азота на рост сеянцев берёзы. // Лесное хозяйство. – 2023. – № 4. – С. 22–29.
8. Татун Е. В., Носников В. В. Влияние предпосевной обработки семян берёзы повислой на их всхожесть. // Труды БГТУ. Серия «Лесное хозяйство». – 2025. – № 1. – С. 67–74.
9. Кабанова С. А. Сравнительная характеристика сеянцев берёзы повислой весеннего и осеннего посева. // Protective Afforestation. – 2022. – № 3. – С. 56–62.
10. Прудников А. Н. Биологические основы ухода за посевами древесных пород в питомниках Беларуси. // Вестник Белорусского государственного университета. – 2021. – № 2. – С. 44–50.
11. Ковалёв Л. А., Бондарь Е. С., Климчук И. В. Водный режим почв и рост сеянцев берёзы в условиях Беларуси. // Лесоведение и лесное хозяйство. – 2021. – № 5. – С. 29–36.
12. Жаксылыков Р. Б., Аубакиров Н. К., Тлеулин А. С. Влияние микроэлементов на рост берёзы в засушливых условиях Казахстана. // Вестник КазНУ. Серия биологическая. – 2020. – № 3. – С. 73–80.
13. Viherä-Aarnio A., Häggman H., Partanen J. Growth, wood density and bark thickness of silver birch provenances in Finland. // Silva Fennica. – 2017. – Vol. 51(3). – P. 1–15.
14. Kilpeläinen J., Domisch T., Pulkkinen P. Separating the effects of air and soil temperature on silver birch seedlings. // Tree Physiology. – 2022. – Vol. 42. – P. 1017–1030.
15. South D. B. Is the recommended pH for growing hardwood seedlings wrong? // Reforesta. – 2019. – Vol. 7. – P. 20–32.
16. South D. B. Use of sulphur in bareroot hardwood nurseries. // Reforestation Challenges. – 2023. – Vol. 9. – P. 15–27.
17. Araminiene V., Miksys V., Stakenas V. Response of artificially defoliated silver birch seedlings to fertilization. // iForest. – 2016. – Vol. 9. – P. 876–882.
18. Hassan M. K., Broadley M. R., El-Sayed S. Effects of silicon application on Betula pendula seedlings. // Canadian Journal of Forest Research. – 2024. – Vol. 54. – P. 401–410.
19. Bebre I., Jansons A., Rungis D. Growth, morphology and biomass allocation of seedlings of seven European tree species. // iForest. – 2020. – Vol. 13. – P. 367–375.
20. Karmiłowicz E. The use of herbicides to regulate weeds in forest nurseries in Poland. // Baltic Forestry. – 2019. – Vol. 25(2). – P. 302–311.
21. Pikkarainen L., Luoranen J., Rikala R. Early field performance of small-sized silver birch. // Forests. – 2021. – Vol. 12. – P. 1265.
22. Samariks V., Daugaviete M., Ruba M. Root-soil plate characteristics of silver birch under different soil conditions. // Forests. – 2021. – Vol. 12. – P. 1140.
23. Ranno V., Tamm U., Ots K. Temperature and water potential thresholds for germination of Betula pendula. // Seed Science Research. – 2020. – Vol. 30. – P. 203–211.