Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние вопроса 8
1.1. Обзор зарубежной литературы 8
1.2. Обзор отечественной литературы 16
Глава 2. Объекты, цели, задачи, методика и место исследования...24
Глава 3. Анализ анатомического строения прививочных компонентов 29
3.1. Изучение подвоя — сеянцев Paeonia suffruticosa
3.2. Изучение подвоя — двухлетнего корня P.suffruticosa 33
3.3. Изучение привоя — побега P.suffimticosa 36
3.4. Изучение подвоя — придаточного корня P.lactiflora 42
Глава 4. Определение регенерационного потенциала у компонентов прививки - стебля P.suffruticosa и придаточного корня P. lactiflora 55
Глава 5. Экспериментальная оценка эффективности прививок 59
5.1.1. Прививка P.suffruticosa на его же сеянец 59
5.1.2.Прививка Р.suffruticosa на придаточные корни P.lactiflora 63
5.1.3. Выживаемость прививок P.suffruticosa на придаточные корни P.lactiflora 68
Глава 6 Изучение зоны срастания 70
6.1.1. Прививочная комбинация: подвой — сеянцы Р'.suffruticosa; привой — годичный побег P.suffruticosa 71
6.1.2. Прививочная комбинация: подвой — придаточные корни P. lactiflora); привой — годичный побег P. suffruticosa) 76
Заключение и выводы 105,110
Практические рекомендации 111
Использованные литературные источники 112
- Обзор зарубежной литературы
- Изучение подвоя — сеянцев Paeonia suffruticosa
- Определение регенерационного потенциала у компонентов прививки - стебля P.suffruticosa и придаточного корня P. lactiflora
- Прививка P.suffruticosa на его же сеянец
Введение к работе
Среди популярных и редких декоративных растений древовидному пиону и его сортам принадлежит особое место.
Во многих странах мира (Китай, Япония, страны Западной Европы и др.) из группы редких экзотических растений в настоящее время Paeonia suffruticosa уверенно перешел в группу экономически оправданных, перспективных промышленных культур.
В нашей стране P.suffruticosa, или полукустарниковый пион, известен меньше, особенно в средней Европейской части и Нечерноземной зоне, и практически нигде его не культивируют. Есть некоторый многолетний опыт по агротехнике выращивания и селекции в Никитском ботаническом саду (г. Ялта) и ботаническом саду МГУ им.Ломоносова (г.Москва), который убедительно показал, что они могут с успехом произрастать при наличии разного типа укрытия на зиму и со временем занять достойное место в декоративном садоводстве. На сегодняшний день в ботанических садах, в том числе и в ГБС им.Н.В.Цицина РАН, практически отсутствуют коллекции сортов P.suffruticosa . Это прежде всего связано с недостаточной изученностью культуры данного вида, а также в отсутствии надежной технологии размножения в условиях средней полосы России.
В настоящее время работа по внедрению интересных видов и сортов P.suffruticosa опережает выводы и рекомендации исследователей. Предварительное анатомическое изучение подвоя и привоя позволит не только разработать основные приемы технологии размножения этих растений с помощью прививок, но и расширит научное понимание регенерационных процессов в зоне срастания, когда в качестве компонентов прививки участвуют части растений, абсолютно различные по анатомическому и морфологическому строению, такие как годичный побег P.suffruticosa и придаточные корни P.lactiflora.
В нашей стране, в основном, распространены сорта травянистых пионов (их около тысячи), о которых написано много научных и научно-популярных работ по селекции и классификации, агротехнике выращивания и способах вегетативного размножения (Краснова, 1971; Ипполитова, 1985; Успенская, 2001, 2002 и др.).
Ранее пион относили к семейству Лютиковые (Ranunculaceae), а сейчас его выделили в отдельное семейство Пионовые {Paeoniaceae). Классификацию внутри рода неоднократно пересматривали, и до сих пор она все еще окончательно не установлена. Род пион {Paeonia L.) насчитывает, по разным источникам, от 40 до 47 видов, возникших в процессе эволюции растений.
Современные систематики считают P.suffruticosa одним из древнейших представителей цветковых, или покрытосеменных растений, о чем свидетельствует несовершенство аппарата размножения, большой эндосперм, низкая энергия прорастания семян, неопределенное число тычинок, плод - листовка и длительный цикл формирования взрослого растения - 5-7 лет.
Род пион включает в себя многолетние корневищные травы, которые обычно называют травянистыми пионами, и листопадные кустарники. Кустарниковые виды (к ним относят и P.suffruticosa) мало распространены, тем не менее некоторые авторы, характеризуя особенности индивидуального развития (онтогенеза), с оговорками его присоединяют к травянистым пионам (Кичунов, 1931).
У травянистых пионов зимой надземная часть полностью отмирает, и растение сохраняется в виде корневища - многолетнего подземного видоизмененного стебля, на котором образуются почки возобновления. Из почек весной следующего года вырастают новые побеги. Корневая система состоит из подземного корневища и утолщенных корней (корнеклубней), придаточных корешков. Корнеклубни бывают разнообразной формы: цилиндрические, веретеновидные, шишкообразные, коричневой и буро-коричневой окраски. Их части используют как посадочный материал (деленки). У некоторых сортов и гибридов почки возобновления развиваются на придаточных корнях, в которых откладываются запасные питательные вещества, но, как правило, почки возобновления закладываются только на корневище (Успенская, 2001).
Ботаническая характеристика древовидных пионов.
Древовидные пионы (P. suffniticosa Andr.) - полукустарники с крупными, диаметром до 30 см, душистыми цветками. Естественный ареал этих видов располагается в Восточной Азии, в основном в Китае. Они хорошо растут в культуре на солнечных, защищенных от ветра местах с дренированной глинисто-дерновой, удобренной перегноем и достаточно увлажненной почвой. Зимостойки в средней полосе и на северо-западе нашей страны, в суровые зимы нуждаются в легком укрытии. Следует отметить, что корневая система отличается меньшей холодоустойчивостью, чем стебель. P.suffruticosa в течение всего вегетационного периода и жизни сохраняют кустовую форму, типичную для лиственных древесных растений. Степень обмерзания побегов зависит как от климатических условий, так и от места произрастания. В условиях средней полосы России одревесневает и достаточно хорошо переносит низкие минусовые температуры только нижняя часть побегов, что никак не влияет на цветение растений. Тибетская же форма пиона желтого (P.lutea Delav. ex Franch.) морозоустойчива и может зимовать без укрытия (Капинос, Дубров, 2001). P.suffruticosa, выращенный из семян, к концу первого года жизни имеет один, реже два листа, которые полностью отмирают, а почки возобновления закладываются в нижней части побега. Из них на 2-й год образуется стебель 20-3 Осм высотой, а к концу вегетационного периода формируется хорошо выраженная верхушечная почка. На 3-й год у растений развивается еще два-три побега, к концу лета достигающие высоты первичного побега, и таким образом образуется полноценный куст. На 4-5-й год растение зацветает, что не препятствует первичному побегу расти в длину из верхушечной почки. С окончанием цветения происходит отмирание генеративного побега до верхних пазушных почек, т.е. идет замена главной оси боковыми.
Цветки на каждом побеге одиночные, крупные, верхушечные, обоеполые. Околоцветник двойной. Чашечка зеленая, неопадающая, чашелистиков -5. Цветки немахровые, полумахровые, махровые, очень крупные. Лепестков от 5 до 10, реже до 13, крупные. В отличие от других видов основания лепестков P.suffruticosa имеют фуксиновое пятно. Окраска цветков - красная, розовая, белая или желтая. Тычинок много (от 200 до 300-500), они срослись основаниями. В центре цветка размещаются плодолистики, заканчивающиеся рыльцами. Плодолистиков обычно бывает два-пять, иногда до 13. Плод - многолистовка (Жуковский, 1940).
Стебли от 0,5 до 2,0 м высотой, цилиндрические или слегка сплюснутые, голые или слабоопушенные, гладкие или ребристые, зеленые, сизые или с антациановым оттенком.
Листья разнообразные по форме и рассеченности, сложные, степень рассеченности листовой пластинки может варьировать. У растений некоторых видов листья дважды-тройчаторассеченные с цельными сегментами, у других - дважды- и триждытройчатые, расположение очередное, цвет листьев варьирует от зеленого до сизоватого. Листья с нижней стороны опушенные или голые. Все эти особенности придают растениям P.suffruticosa дополнительную неповторимую декоративность.
История культивирования травянистых и древовидных пионов.
История культивирования травянистых пионов уходит в далекое прошлое в Китай и Японию, где они введены в культуру не позднее I века н.э. не только как съедобное и лекарственное, но и как декоративное растение. Древовидные же пионы в Китае культивировали с VII века, где их глубоко почитали и считали царским цветком, так как в основном выращивали возле дворцов. Китайские садовники первыми начали селекционную работу с этой культурой. Предположительно в начале XVIII века китайские монахи-буддисты завезли древовидные и травянистые пионы в Японию, где были созданы сорта, отличающиеся особой изысканностью и изяществом форм простых, немахровых цветков. Китайская же селекционная линия характеризуется крупными махровыми цветками. Эти два направления в селекции, по форме цветка, сохранились и до наших дней. В начале XIX века древовидные пионы попали во Францию и другие страны Западной Европы, откуда впоследствии - в Америку и Австралию (Wister, 1955).
Одним из первых в Европе, кто начал селекционную работу с древовидными пионами, был француз Л.Генри, который в результате многократных скрещиваний между P.lutea и имеющимися у него китайскими сортами древовидных пионов, вывел сорт 'Сувенир де Максима Корни' с махровыми желтыми цветками. В европейских ботанических садах широко культивировали найденный в Тибете и выращенный из семян пион желтый {P.lutea).
В.Лемуан и Э.Лемуан во Франции в 1935 году совершили удачное скрещивание P.suffruticosa и P.lutea. Профессор Саундерс успешно скрещивал японские сорта древовидных пионов с пионом желтым (Р. latea), пионом Делавея (P. delavayi) и пионом Потанина (P. potanini).
Л. Смирнов в Америке издал каталог древовидных пионов по результатам своих исследований коллекции растений в Китае,
Японии и Корее. В Японии он открыл сорта японского селекционера Т. Ито, получившего межсекционные гибриды древовидного пиона и травянистого пиона с белыми махровыми цветками. В дальнейшем работы по выведению новых сортов древовидных пионов продолжены У. Гратвиком и Н.Дафнисом.
В Россию древовидные пионы привезли из Прибалтики в Петербургский ботанический сад в 1858 году и почти 80 лет их выращивали как горшечную культуру в холодных оранжереях. Древовидные пионы долго считали неперспективными. Это было связано с тем, что большая часть растений поступала из стран Европы с более мягким климатом. Многие экземпляры в условиях средней полосы России из-за очень низких температур погибали.
В Ботаническом саду МГУ им. М.В.Ломоносова интродукцией и селекцией древовидных пионов стали заниматься с 1951 года А.А.Сосновец и В.Ф. Фомичева, а М.С.Успенская с 1967 года успешно продолжает эту работу. В коллекции МГУ имеется большое количество сортов пиона древовидного. М.С.Успенская разработала перспективную, интенсивную технологию проращивания семян древовидного пиона, что позволило сократить период выращивания селекционных сеянцев до зацветания на один-два года. Но семенное размножение, к сожалению, не позволяет полностью сохранить чистоту сортового посадочного материала. Из-за трудностей вегетативного размножения сорта древовидного пиона не получили широкого распространения. Это и определило основное направление нашей работы.
Обзор зарубежной литературы
В найденной нами литературе, как правило, даются одни и те же рекомендации - сорта P.suffruticosa следует размножать прививками в расщеп и на треугольном клине. Однако ни в одной из работ нет четких методических указаний о проведении экспериментальных исследований, обобщения полученных результатов, сделанных выводов и рекомендаций.
Большинство зарубежных авторов посвящают свои работы истории древовидного пиона, путям его распространения в Европе и Америке, селекции и популяризации сортов (Wister, 1955; Alexander 1962, 1963; Armatyc 1962, 1963, 1965, 1966, 1970), а также опыту выращивания древовидного пиона в различных климатических регионах Северной Америки (Alexander, 1962), Ямайки (Wyman, 1969), на Филиппинах (Juliano, 1941).
Некоторые исследователи (Fearnley-Whittingstoll, 1999) изучали возможность размножения древовидного пиона делением куста, так же, как и пиона травянистого. Наиболее высокий результат (50% успешного укоренения) при делении куста не дает основания автору рекомендовать этот способ из-за очень низкого коэффициента размножения. Например, из десяти полученных 5- и 6- летних кустов можно иметь от 20 до 40 деленок. При 50% укореняемости это составит от 10-20 молодых растений, что абсолютно экономически не выгодно, поэтому этот метод не нашел широкого применения. В основном деление куста можно практиковать для быстрого увеличения маточных растений при селекционной работе. При этом следует отметить, что многие сорта не поддаются делению, но возможно их размножение корневыми черенками с «пяточкой».
Наиболее подробно прививка, как метод размножения древовидного пиона, рассмотрена в работах Wolfe (1962), Realh (1975), Page (1997) и некоторых др. В них авторы приводят сравнительные данные о результатах прививки, выполненных двумя способами.
Первый способ - в расщеп. На подвое (части корня пиона травянистого) делается расщеп при помощи прививочного ножа; глубина расщепа соответствует длине клинообразного среза в нижней части привойного черенка.
Второй способ, называемый треугольным, или «на козьей ножке» -более сложный для выполнения (Rogers, 1995). При этом способе на одну боковую поверхность нижнего конца привойного черенка выполняют два среза таким образом, чтобы получился клин треугольной формы. Такой же вырез делается и на подвое.
Для обвязки прививок все операторы используют стандартные обвязочные ленты, выпускаемые промышленностью, а также пластиковую цветную ленту, которая оказалась менее удобной и эффективной, чем обвязка прививки простым медицинским пластырем. Однако способ обвязки и вид ленты не существенно влияют на результат прививки.
Некоторые из цитируемых выше авторов полагают, что на корнях травянистого пиона, используемых в качестве подвоев, отсутствует четко выраженный камбиальный слой, и поэтому нет необходимости совмещать внешние (периферийные) края привойного черенка и подвоя, что не соответствует общепринятому и доказанному мнению о первостепенной роли камбия при регенерации прививок. Успех прививки, по их мнению, не совсем удовлетворительный, зависит исключительно от качества срезов у привоя и подвоя, а также от плотности их контакта.
В то же время другие авторы утверждают, что успех прививочных операций возможен на уровне 75-100% (Seidl, 2000). Для этого необходимо только прививать в расщеп, в качестве привоев использовать только свежесрезанные черенки, хотя при правильном хранении даже двухнедельные черенки сохраняют свою жизнеспособность. Обвязывать место прививки бандажной прививочной лентой или медицинским пластырем, сохраняя прививки во влажной и очень теплой атмосфере 2-3 недели. Зону прививки не смачивать при поливе и не допускать попадания на них дождевой воды до следующей весны.
Прививки, выполненные в 3-ю декаду августа, для климатической зоны муссонного типа, особенно в умеренном поясе с теплыми зимами, менее эффективны, и чем позже этого срока они выполнены, тем ниже уровень их приживаемости (Seidl, 2000). По мнению автора, это связано со сравнительно продолжительным периодом протекания процессов срастания и началом перехода привоя на собственные корни и возобновления их функциональной деятельности (в совокупности около 90 дней). Этот период должен закончиться до наступления первых морозов с температурой - 1,1 С.
Обобщая свой многолетний опыт (1984 - 2000гг.), В.Seidl для успешного производства и выращивания привитых растений рекомендует в конце дня после выполнения прививки их высаживать рядками и сразу покрывать полиэтиленовой пленкой, концы которой должны перекрывать друг друга с каждой стороны. Края пленки надо заделать в землю, чтобы горячий воздух не уходил из-под пленки и прогревал почву на всю глубину посадки прививки. Пленочное укрытие снимают через 2-3 недели (в первой половине сентября). После снятия пленки междурядья и сами растения покрывают грубым растительным материалом (осотом или болотным сеном - осокой) слоем в 15 см.
Как утверждает автор, чем быстрее прививки переходят на собственные корни, тем лучше. Для стимулирования этого процесса он предлагает на нижнюю часть прививочного черенка до посадки наносить вертикальные надрезы, увлажняя и припудривая эту зону стимуляторами корнеобразования. Обработка стимуляторами не вредит и одинаково хороша для поврежденных насечками и неповрежденных прививок.
Изучение подвоя — сеянцев Paeonia suffruticosa
В нашей работе мы попытались ответить на большинство исключительно важных вопросов, анализируя анатомическое строение объектов опыта. Это позволит исключить длительные многолетние экспериментальные исследования с большим числом повторностей, что не всегда возможно, особенно когда речь идет об интродуцированных, малораспространенных растениях, таких как P. suffruticosa и его садовые формы и сорта. Такой подход был использован в работах Г.Г.Фурст, Б.Богданова (1976), Н.И.Лапина и др. (1983), М.Т.Кръстева (1993) и др.
Имея достаточно полную информацию об анатомическом строении объектов, структуре и объеме отдельных тканей, можно с большой степенью достоверности прогнозировать ожидаемые результаты по приживаемости прививок при различных способах их выполнения.
Одним из возможных подвоев могут служить трехлетние сеянцы P. suffruticosa. Изучение поперечных срезов P. suffruticosa (рис.2) показало, что снаружи трехлетний стебель покрыт многослойной перидермой, число слоев феллодермы в ней колеблется в пределах от 10 до 15. Под перидермой находится флоэма, которая сильно склерифицирована, паренхимные клетки очень малы, много склереид, особенно в первом и втором годичных слоях. Отчетливо видны камбиальная зона, годичные кольца и разделяющая их зона. Сердцевина представлена крупными паренхимными клетками.
Процентное соотношение тканей на поперечных срезах стеблей у трехлетнего растения P. Suffruticosa, использованного в качестве подвоя, следующее: перидерма занимает 8,6 ±0,1% (CV=0,2%), флоэма - 30,6±0,2% (CV=0,49%); %, камбиальная зона - 2,2±0,1% (CV=2,0%); ксилема- 42,8±0,1% (CV=7,5%); сердцевина- 15,8±0,2% (CV=5,9) (CV — коэффициент варьирования).
P. suffruticosa относятся к растениям с достаточно развитыми периферийными тканями - перидерма и флоэма вместе занимают около 38-40% общего объема стебля. Учитывая это, можно предположить, что такие известные способы прививки как Т-образная и окулировка вприклад будут малоэффективны, так как периферийные ткани слишком сильно развиты для того, чтобы технически точно выполнить прививочную операцию.
Ксилема занимает около 42— 44 % , сердцевина 15-16 % объема стебля, но из-за плотной древесины выполнение среза для такого способа прививки как обыкновенная копулировка, широко применяемая в плодоводстве и декоративном садоводстве, будет затруднено. Из-за большого объема сердцевины малоперспективными окажутся такие способы прививки как улучшенная и обыкновенная копулировка, прививка «за кору», поскольку на срезах значительная площадь придется на сердцевину, что будет препятствовать процессу срастания, и было подтверждено нашими экспериментальными исследованиями.
Очевидно, что при выполнении дополнительного разреза для язычка в регенерационном процессе подключится дополнительная площадь из тканей сердцевины, что будет препятствовать процессу срастания.
Наличие достаточно хорошо выраженной зоны камбиального кольца (2,0% от общего объема) является положительным фактором при срастании компонентов прививки. В данном случае наиболее перспективной прививочной операцией будет улучшенная прививка вприклад (копулировка вприклад). 2 З 4
. Схема анатомического строения трехлетнего стебля сеянца Paeonia suffruticosa. : 1 - перидерма 8,6±0,1%; 2 - флоэма 30,6±0,2%; 3 - камбиальная зона 2,2±0,1%; 4 - ксилема 42,8±0Д%; 5 -сердцевина 15,8±0,2%. Итак, процентное соотношение основных тканей трехлетнего стебля P. suffruticosa позволяет выделить как неперспективные, так и перспективные способы для выполнения прививок.
Кроме того, при этом необходимо учитывать и тот факт, что участие отдельных тканей в регенерационном процессе неодинаково, и от того, какие они и в каком соотношении находятся в этом процессе, будет зависеть успех или неудача самой прививки (Кренке, 1966; Лапин и др., 1973; Кръстев, 1993).
Также известно, что из основных тканей наиболее активное участие в регенерации принимают клетки камбия, формируя снаружи камбиального кольца клетки флоэмы, а внутри — клетки ксилемы. Эта особенность дает основание большинству исследователей считать, что совмещение камбия подвоя с камбием привоя делает прививки более удачными. Однако практически добиться этого очень сложно, хотя даже частичное совпадение камбия подвоя с камбием привоя будет влиять положительно на регенерационный процесс.
Одним из возможных вариантов для использования в качестве подвоя, бесспорно, могут служить не только трехлетние сеянцы P. suffruticosa, но и их 2-Злетние корни. На поперечном срезе двухлетнего корня P. suffruticosa (рис.3) видны основные ткани и их соотношение: перидерма 23,4±0,1% (CV=3,9%); флоэма - 56,3±1,9% (CV=6,1%); камбиальная зона - 2,2±0Д% (CV=2,0%); вторичная ксилема - 18,0±0,1% (CV=1,4%); первичная ксилема - 0,1±0,0% (CV=3,4%) от общей площади.
Таким образом, площадь одних и тех же тканей у трехлетнего стебля и двухлетнего корня существенно отличаются друг от друга. Периферийные ткани (перидерма и флоэма) суммарно занимают у трехлетнего стебля в среднем около 39,0%, а у корня - 80,0%, а камбиальные зоны одинаковые (2,0%). Эти данные свидетельствуют о том, что периферийные ткани и камбиальная зона у стебля и корня существенно не отличаются друг от друга по занимаемой площади. Такая же картина наблюдается и в процентном соотношении центральных тканей. У корня первичная ксилема (сердцевина) занимает всего 0,1%, а вторичная ксилема — 18,0%, что в сумме составляет 18,1% от общей площади. На долю же ксилемы трехлетнего стебля приходится в среднем 42,8%, а сердцевина стебля занимает 15,8%.
В результате анализа соотношения тканей установлено и впоследствии подтверждено, что по процентному соотношению тканей корень менее подходит для использования в качестве подвоя, чем стебель. Минимальный процент сердцевины у корня позволяет выполнять такие прививочные операции, как в расщеп и на треугольном клине. Кроме того, на корнях можно применять такие же способы прививки, что и на стеблях трехлетних сеянцев P. suffruticosa.
Фрагмент поперечного среза двухлетнего корня P.suffruticosa: 1 - перидерма 23,4±0,1%; 2 - флоэма 56,3±1,9%; 3 -камбиальная зона 2,2±0,1%; 4 -вторичная ксилема18,0±0,1%; 5 -первичная ксилема 0,1±0,0%. 3.3. Изучение привоя - побега P.suffruticosa
Наши исследования показали, что соотношение тканей годичного побега P.suffruticosa существенно отличается от строения его трехлетнего стебля (рис.4).
Доля основных тканей от общей площади среза составляет: перидерма - 9,8±0,1% (CV=3,4%); флоэма - 18±0,1% (CV=3,4%); камбиальная зона - 8,2±1,5% (CV=1,5%)%; ксилема - 39,0±0,1% (CV=3,5%); сердцевина-25,0±0,1% (CV=4,4%).
Установлено, что доля меристематически активных тканей, определяющих ход и динамику регенерационного процесса, в среднем 47,3% (камбиальная зона - 8,2% и ксилема - 39,0%). Это меньше, чем совокупность тканей, не принимающих участие в регенерации, чья доля составляет 53,0%. Исходя из этого, только 47,0% меристематически активных тканей будут в разной степени участвовать в процессе образования послепрививочного каллуса, а почти 53,0% - практически не будут. Наиболее перспективными способами в данной прививочной комбинации можно считать: - копулировку вприклад и улучшенную прививку вприклад, когда прививочную операцию выполняют на стеблях (в данном случае .., срезы выполняются таким образом, что меристематически неактивная сердцевина практически не затрагивается и в дальнейшем не будет влиять на процесс срастания); - прививка в расщеп и на треугольном клине, которые выполняют на часть корня P. sujfruticosa .
Определение регенерационного потенциала у компонентов прививки - стебля P.suffruticosa и придаточного корня P. lactiflora
При размножении растений прививкой очень важным моментом является определение регенерационного потенциала у каждого из компонентов прививки, а также, в каком фенологическом периоде или календарном сроке выполняются прививочные операции. По степени биологической и физиологической готовности участников прививочного процесса к регенерации можно более объективно оценивать и анализировать приживаемость прививок. Кроме того, знание регенерационного потенциала покажет долю участия каждого из компонентов прививки в процессе срастания и при помощи агротехнических и других приемов (способ прививки, ее сроки, температурные режимы и т. д.) позволит влиять на регенерационные процессы.
В результате проведенного исследования по выявлению регенерационного потенциала (методика, разработанной М.Т.Кръстевым, И.А.Бондориной,1999) получены экспериментальные данные, показавшие, что оба протестированных объекта в среднем обладают различным регенерационным потенциалом (табл. 1).
Придаточные корни P.lactiflora, использованные в качестве подвоя, отличаются хорошей регенерационной способностью, так как вычисленное значение регенерационного потенциала S для первого срока (конец апреля-начало мая) составил 4,4, а для второго срока (конец июля-начало августа) соответственно 3,2, что меньше величины 5,0.
Надо отметить, что чем ниже полученное число, тем выше регенерационный потенциал. Один и тот же изучаемый объект в одних сроках может иметь очень хорошую способность к регенерации, а в другом - хорошую или низкую. Так, например, придаточный корень P.lactiflora в конце июля - начале августа обладает очень хорошей регенерационной способностью (S = 3,2), а в конце апреля - начале мая - хорошей (S=4,4). Исходя из этого, можно предположить, что благоприятным сроком для выполнения прививочных операций в наших условиях является вторая половина июля, так как придаточные корни P.lactiflora в это время проявляют наиболее высокую регенерационную активность. У годичных побегов P.suffruticosa (табл. 1) более низкая регенерационная способность, о чем свидетельствует значение регенерационного потенциала (S=6,5 -весной; S= 4,8 - летом).
Сравнивая полученные результаты, можно отметить, что роль придаточных корней P.lactiflora при прививке в процессе срастания значительнее, чем привоя {P.suffruticosa), как при весенних, так и при летних сроках прививки. В весенний период привойные черенки P.suffruticosa выходят из зимнего покоя с более низким регенерационным потенциалом (S=6,5), чем придаточные корни P.lactiflora (S=4,4), и разница между ними достаточно существенна (2Д).
Какие результаты можно ожидать при таком соотношении регенерационных потенциалов у компонентов? Судя по прививкам у растений других видов, в случае, когда у одного из участников высокая способность к образованию послепрививочного каллуса, он выталкивает другого, обладающего более низкой способностью. В результате такого взаимодействия может произойти не только вытеснение одного из компонентов, но и самоизоляция активного участника в регенерационном процессе в более тяжелых случаях. Это происходит только при условии, что разница в регенерационных потенциалах достаточно высока. Например, у подвоя активно начинает образовываться каллусная ткань на 5-10-й день после прививки, а у привоя - на 20-25-й день. В таком случае за данный период подвой формирует достаточного объема каллусную ткань и из стадии образования каллусных клеток переходит в стадию, когда начинается дифференциация или специализация клеток каллуса (Лапин, Фурст, 1983; Кръстев, 1993; и др.).
Как уже мы отмечали, в весенние сроки прививки P.suffruticosa обладает гораздо меньшей способностью к образованию каллуса. Таким образом, окончание образования каллуса и начало его дифференциации у подвоя {P.lactiflora) наступает через 35-40 суток, а у привоя лишь через 52-58 суток (табл.1), т.е. разница в среднем на 17 суток.
Прививки, выполненные в конеце апреля - начале мая, как правило, в первые 2-3 месяца проявляют признаки хорошей жизнеспособности. Впоследствии из-за отсутствия возможности образования единой проводящей системы наблюдается массовая, почти 100%-я гибель привитых растений.
У тех же самых компонентов прививки в конце июля - начале августа регенерационный потенциал достаточно высокий (у подвоя S=3,2, у привоя S=4,8), и в процессе срастания они будут участвовать в регенерации хотя и не равноценно, но совместно, так как разница в их потенциалах составляет в среднем всего 1,6.
Прививка P.suffruticosa на его же сеянец
Исследования прививки P.suffruticosa на его 2-3летние сеянцы весной (10-15 мая) подтвердили правильность выдвинутого нами предположения о возможности прогнозировать конечные результаты прививки на основе анализа внутреннего строения стебля или других частей растений - участников прививок и их биологическую готовность к регенерации.
Сравнительная оценка экспериментальных данных показывает, что приживаемость прививки существенно варьирует в зависимости от способа их выполнения (табл.2). Самый высокий (46,7%) результат наблюдался при прививке сама на себя (контроль), которую выполняют только способом обыкновенной копулировки. Полученный результат можно считать максимально возможным для данной прививочной комбинации, выполненной в конкретный срок и в конкретных климатических условиях.
Прививки, выполненные способом улучшенной копулировки вприклад с двумя язычками, можно отнести к успешным, так как их приживаемость составила 40%. Это связано, по-видимому, с незначительным по сравнению с другими способами присутствием сердцевины на прививочных срезах у привойного черенка .
Остаточное 733,34 6 122,22 - - 50,0 Полученные данные приживаемости прививок в контрольной прививке сама на себя (46,7%) подтвердили выдвинутое нами предположения, что прививка побегов P.suffruticosa после перезимовки на подвои - 2-3летние растения P.suffruticosa способами «за кору» и улучшенной копулировки будет недостаточно эффективной.
Для выявления степени достоверности выдвинутых предположений полученные экспериментальные результаты были подвергнуты сравнительной математической обработке методом однофакторного дисперсионного анализа (Зайцев, 1984). Видно, что вычисленное значение критерия Фишера (табл.3) по градации опыта F = 1,82 меньше, чем его табличное значение (F = 4, 76 при 95% уровне значимости). Это свидетельствует о том, что имеющиеся различия в числе успешных прививок не являются результатом только особенностей различных способов выполнения прививочных операций.
Однако надо отметить, что в процентном отношении доля влияния способа прививки составляет 45,5%, и это косвенно указывает на то, что в данном эксперименте на конечные результаты более существенное влияние оказала совокупность других факторов, которые являются определяющими. Доля их влияния составляет 50%. К таким факторам относятся внешние — климатические (температура и влажность воздуха, свет и др.), технические - качество выполнения прививочной операции, подготовка инструментов, выбор обвязочно-обмазочных материалов и др., и, бесспорно, биологические особенности компонентов прививки - физиологическое состояние, возраст, тканевые особенности, регенерационные потенциалы и др.
Эта прививочная комбинация P. suffruticosa на P. lactiflora является межвидовой прививкой. Прививка между видами, принадлежащими к одному роду, в одних случаях бывает успешной, а в других - нет.
Сложная и запутанная ситуация наблюдается, когда некоторые сорта данного вида не приживаются с подвоем, принадлежащим к другому виду того же рода, а прививки той же комбинации, но других сортов, дают высокий процент успешных прививок. Еще более сложной и неопределенной бывает картина, когда подвоем является сорт одного вида, а привоем - сорт другого вида того же рода (Кренке, 1928, 1966; Witt, 1928).
Прививка P. suffruticosa на придаточные корни P. lactiflora относится к питающим корневым прививкам. Для того, что получить корнесобственное растение P. suffruticosa, необходимо сначала выполнить обычную корневую прививку, где привоем служит годичный побег после перезимовки или побег текущего прироста в возрасте 2-3 месяцев, а подвоем - корень или часть придаточного корня P. lactiflora (Jones, 1950; Fillmore, 1953).
В экспериментах с такой прививочной комбинацией мы применили семь различных способов прививки, выполненных в четыре срока. Надо отметить, что шесть из семи способов, а также сроки их выполнения подбирали с учетом рекомендаций зарубежных и отечественных исследователей, а способ выполнения прививочной операции «в шпунт», как уже отмечали, был разработан в ГБС им.Н.В.Цицина РАН специально для прививочной операции P.suffruticosa на придаточные корни P. lactiflora.
Прививку в расщеп считают одним из основных способов. М.С.Успенская (2002) указывает, что способ в расщеп является наиболее подходящим для размножения P. suffruticosa и его сортов, однако конкретные данные о его эффективности по сравнению с другими способами отсутствуют.
В иностранных источниках встречаются противоположные мнения. В одном случае сообщают о высоком проценте (90%) успешных прививок (Armatys, 1962; Chow, 2000), а в другом - об умеренном (45%), а порой достаточно низком результате (Harding, 1977; Reath, 1975). Такой разброс в результатах прививки в расщеп, на наш взгляд, мог произойти вследствие двух причин. Первая - на результаты прививки определенное влияние могли оказать видовые особенности подвоя. Более высокие и устойчивые результаты получены тогда, когда как подвой используют придаточные корни PJactiflora, а в случаях, когда результаты менее удовлетворительны, принадлежность подвоя не указана. Вторая причина - климатические факторы. Прививка в южных, более благоприятных во всех отношениях для регенерации условиях будет гораздо более успешна, чем в северных регионах.
Результаты приживаемости прививки в расщеп (в среднем 15%) можно рассматривать как невысокие, но почти удовлетворительные. Прививки, выполненные весной (конец апреля, привой перезимовавший однолетний побег ) и ранним летом (конец июня, привой - побег текущего прироста 2-Змесячного возраста) в открытом грунте, приживались в среднем одинаково неудовлетворительно, о чем свидетельствует небольшое число успешных прививок (всего 10%), а при летних (конец июля) и осенних ( начало сентября) сроках получен более высокий результат -20% успешных прививок.(табл.4). Все прижившиеся прививки в зимний период содержались в условиях защищенного грунта.
Низкие результаты (в среднем ниже 15%) получены при способах «за кору» — 2,5%, окулировка вприклад - 5,0% и копулировка в приклад - 12,5%. При прививке в боковой зарез приживаемость составляет в среднем 15%; а при весенних и раннелетних сроках -20%; при прививке на треугольном клине приживаемость составляет в среднем 30%, а для раннелетних сроков - 40%.
Особое внимание заслуживают результаты прививки способом «в шпунт», разработанным нами. Средняя приживаемость составила 40% при весенних сроках, при раннелетних - 50%, и летних - 60%. Самый высокий процент успешных прививок - 80%, получен при позднелетних сроках прививок в первых числах сентября. Бесспорно, это связано с качеством черенков, особенно их возрастом, используемых как привой. Таким образом, экспериментальные данные (табл.4), подтверждают выдвинутое предположение, что анализ соотношения тканей и оценка регенерационного потенциала у компонентов прививки позволяют с достаточной степенью уверенности не только выбирать более перспективный способ прививки, но, когда речь идет о малоизученных растениях, улучшать, разрабатывать и предлагать новые способы.
Полученное значение критерия Фишера для способов прививки (F=49,9), намного большее, чем его табличное значение (F -3,9), так же, как и для сроков их выполнения (F=ll,8 при F— 8,7), достоверно свидетельствует о том, что имеющиеся различия являются результатом особенностей способов прививки, биологического состояния объектов и климатических условий в сроки выполнения прививочных операций.
