Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы:
1.1 Актуальность производства сертифицированного посадочного материала 9
1.2 Оздоровление от вирусной инфекции - основа производства сертифицированного посадочного материала 12
1.3 Адаптация растений in vitro к нестерильным условиям среды 18
1.4 Адаптация оздоровленных in vitro растений винограда к условиям открытого грунта 27
1.5 Размножение оздоровленного посадочного материала 34
1.6 Диагностика вирусных заболеваний 40
1.7 Резюме анализа литературных данных 45
2 Условия, материалы и методика проведения исследований:
2.1 Почвенно-климатические условия района проведения исследований 47
2.2 Метеорологические условия в годы наблюдений 49
2.3 Объекты, предметы и методы исследования 55
3. Результаты исследований:
3.1 Усовершенствование этапа адаптации растений винограда in vitro к нестерильным условиям 62
3.1.1 Применение глауконита в составе субстрата для адаптации 62
3.1.2 Изучение препаратов нового поколения на этапе адаптации растений in vitro к нестерильным условиям среды 64
3.1.3 Совместное применение препаратов циркон и экстрасол 70
3.1.4 Совместное применение препаратов лигногумат калийный и экстрасол 73
3.2 Доращивание растений винограда после адаптации к нестерильным условиям среды 75
3.2.1 Изучение эффективности лигногумата калийного 75
3.2.2 Совместное применение препаратов цитовит и лигногумат калийный 79
3.3 Регенерация оздоровленных растений из укороченных одноглазковых черенков 83
3.3.1 Применение глауконита в качестве субстрата для регенерации... 83
3.3.2 Изучение эффективности применения препаратов нового поколения при размножении оздоровленных растений 86
3.4 Адаптация оздоровленных in vitro растений к условиям открытого грунта 89
3.4.1 Сроки и способы высадки вегетирующих саженцев на базисном маточнике 90
3.4.2 Припосадочное внесение удобрений 93
3.4.3 Внекорневая подкормка растений 102
3.4.5 Развитие корневой системы базовых растений на песчаной почве 104
3.4.6 Влияние удобрений на анатомические особенности виноградной лозы 113
3.5 Карантинные мероприятия и фитосанитарный контроль на базисном маточнике 117
Заключение 128
Список используемых терминов и сокращений 133
Библиографический список используемой литературы 135
Приложения 160
- Оздоровление от вирусной инфекции - основа производства сертифицированного посадочного материала
- Размножение оздоровленного посадочного материала
- Метеорологические условия в годы наблюдений
- Изучение препаратов нового поколения на этапе адаптации растений in vitro к нестерильным условиям среды
Введение к работе
Актуальность темы диссертационного исследования. Производство сертифицированного посадочного материала винограда является одной из важнейших проблем виноградарства на сегодняшний день. Проблему получения растений, свободных от вирусных, микоплазменных заболеваний и бактериального рака, можно решить различными способами, основные из которых - отбор и тестирование (ЭФА, ПНР) визуально здоровых растений, применение термо-хемо- и водной терапии, метод культуры апикальных меристем. Самым надежным из этих способов является метод культуры апикальных меристем, при котором оздоровление растений осуществляется выделением меристем 0,1-0,2 мм, так как установлено, что экспланты малых размеров являются лучшими для элиминации вирусов. Регенерация растений из меристем осуществляется снятием апикального доминирования и проведения ряда этапов микроклонального размножения при помощи регуляторов роста. Однако полученные пробирочные растения не приспособлены к условиям окружающей среды, и при высадке их в нестерильные условия необходим период адаптации. Поэтому для растений обязательно создают условия постепенного снижения влажности воздуха, что помогает им перестроить систему транспирации и адаптироваться к нестерильным условиям. Прохождению адаптации оздоровленных растений к условиям окружающей среды также способствует применение различных регуляторов роста. В последнее время появились новые препараты, влияющие не только на рост и развитие растений, но и повышающие их устойчивость к неблагоприятным условиям среды.
Полученные в результате оздоровления и адаптированные к условиям окружающей среды растения винограда являются пребазовым посадочным материалом класса А, предназначенным для закладки суперэлитных маточников, являющихся основой для производства сертифицированного посадочного материала. Однако вопросы адаптации оздоровленных растений, как к нестерильным условиям, так и к условиям открытого грунта песчаных почв изучены недостаточно и являются актуальными в настоящее время.
Связь исследований с научными программами и тематическими планами НИР. Исследования выполнялись в соответствии с планом научно-исследовательских работ по заданиям ВНИИВиВ им Я.И. Потапенко в период 2001-2005 (шифр № 19.06.02), а также 2006-2010 (шифр № 04.16.03.03).
Цель исследования: разработать приемы адаптации растений in vitro к нестерильным условиям и условиям открытого грунта песчаных почв, направленные на повышение приживаемости, получение полноценных маточных растений и создание базисного маточника.
Для решения этой цели были определены следующие задачи:
- усовершенствовать этап адаптации растений к нестерильным условиям среды, применяя препараты нового поколения: лигногумат калийный, «Экстра-сол-55», эмистим, циркон;
- разработать субстрат с введением в его состав природного минерала глауконит;
- усовершенствовать способы размножения оздоровленных растений од-ноглазковыми черенками;
- установить оптимальные сроки и способы посадки при адаптации растений к условиям открытого грунта;
- изучить припосадочное внесение удобрений и внекорневые подкормки при адаптации оздоровленных растений к условиям песчаных почв;
- усовершенствовать способ тестирования на травянистых индикаторах для осуществления на маточниках фитосанитарного контроля.
Объект исследования: этап адаптации пробирочных растений к нестерильным условиям среды и к условиям открытого грунта песчаных почв.
Предмет исследования: растения винограда следующих сортов Фиолетовый ранний, Каберне северный, Платовский, Цимлянский черный, Шардоне, Берландиери х Рипариа Кобер 5 ББ, Рипариа х Рупестрис 101-14, Феркаль. Информационная база исследований: публикации результатов отечественных и зарубежных исследований и непубликуемые материалы (отчёты о научно-исследовательских работах).
Научная новизна выполненных исследований заключается в следующем:
1) усовершенствован субстрат для адаптации пробирочных растений введением в его состав природного минерала глауконит;
2) выявлена возможность улучшения иммунитета растений, полученных in vitro, на этапе адаптации к нестерильным условиям среды и во время дора-щивания с помощью препаратов нового поколения: лигногумат калийный, эми-стим, циркон, микробиологический препарат «Экстрасол-55»;
3) предложен способ размножения оздоровленных растений на глауконите с добавлением в его состав лигногумата калийного;
4) для лучшего окоренения вызревших черенков предложено вымачивание базальных частей растворами препаратов лигногумат калийный и циркон, определены их оптимальные концентрации;
5) уточнены оптимальные сроки и способы высадки вегетирующих саженцев с закрытой корневой системой на песчаных почвах;
6) установлена необходимость внесения припосадочного удобрения растений, оздоровленных in vitro, при адаптации их к условиям открытого грунта песчаных почв;
7) выявлено положительное влияние «точечного» внесения элементов минерального питания (припосадочное внесение) на особенности развития корневой системы и анатомического строения виноградной лозы;
8) усовершенствован способ тестирования на травянистых индикаторах.
Теоретическая значимость исследования состоит в обосновании способов повышения адаптационного потенциала оздоровленных in vitro растений винограда при переводе их в нестерильные условия и условия открытого грунта песчаных почв.
Практическая значимость исследования заключается в том, что полученные результаты способствуют улучшению качества пребазисного посадочного материала и созданию базисных маточников суперинтенсивного типа на песчаных почвах.
Реализация результатов исследования: в процессе выполнения данной работы при личном участии автора получено 8578 адаптированных растений, заложен базисный маточник на площади около 3,0 га для перевода отрасли виноградарства на сертифицированную основу.
Положения, выносимые на защиту:
1) Теоретическое обоснование процессов адаптации пробирочных растений при переводе их в нестерильные условия и высадке в открытый грунт:
— оптимизация процесса адаптации, оздоровленных растений винограда к условиям in vivo, введением в состав субстрата глауконита;
— повышение адаптивности оздоровленных in vitro растений с помощью препаратов нового поколения: для обработки субстрата - «Экстрасол-55» и растений - лигногумат калия, эмистим, циркон;
— совершенствование процесса доращивания адаптированных растений проведением корневых и внекорневых подкормок препаратами лигногумат калия и цитовит;
— обоснование способов повышения адаптивности растений, регенерированных из вызревших черенков маточных растений.
2) Научно-методические разработки и практические рекомендации:
— шкала оценки состояния адаптированных растений к условиям in vivo и степени развития инфекции на поверхности субстрата;
— обоснование необходимости локального внесения минеральных удобрений при закладке и ведении базисного маточника;
— особенности развития корневой системы и анатомического строения виноградной лозы как показатель адаптации растений к условиям открытого грунта;
— совершенствование метода травянистых индикаторов для диагностики вирусных заболеваний при фитосанитарном контроле с учетом анатомических особенностей тестируемых растений и индикаторов. Апробация работы: основные результаты диссертационной работы
представлены на научной конференции «Современные достижения биотехнологии в виноградарстве и других отраслях сельского хозяйства» (Новочеркасск, 2005), научно-практической конференции «Проблемы интенсификации и экологизации земледелия России» (Рассвет, 2006), научно-практической конференции, посвященной 70-летию ВНИИВиВ им Я.И. Потапенко «Новые технологии производства и переработки винограда для интенсификации отечественной виноградовинодельческой отрасли» (Новочеркасск, 2006), школе молодых ученых: «Физиология растений фундаментальная основа современной фито-биотехнологии» (Ростов-на-Дону, 2006), научно-практической конференции, посвященной 100-летию Е.И. Захаровой «Агротехнические и экологические аспекты развития виноградовинодельческой отрасли» (Новочеркасск, 2007), международной конференции «Новые технологии в экспериментальной биологии и медицине» (Ростов-на-Дону, 2007), а также доложены и обсуждены на заседаниях ученого и научно-технических советов ВНИИВиВ им Я.И. Потапенко.
Публикации: по материалам диссертации опубликовано десять статей, две статьи находится в печати одна из них в рецензируемом журнале, а также получено решение о выдаче патента на изобретение (в соавторстве) Объём и структура диссертации: работа изложена на 168 страницах машинописного текста, состоит из введения, условий, объектов и методов исследования, экспериментальной части, заключения, выводов и практических рекомендаций, словаря используемых терминов и сокращений, библиографического списка используемой литературы, включающего 248 наименований, в том числе 46 на иностранных языках, и 3 приложения, представленных на 8 машинописных страницах. Диссертация содержит 27 таблиц и 19 рисунков в основной части работы, а также 2 таблицы в приложениях.
Оздоровление от вирусной инфекции - основа производства сертифицированного посадочного материала
Сертифицированный посадочный материал получают в результате клоно-вой и фитосанитарной селекции, отбирая визуально здоровые кусты с ценными хозяйственными признаками и тестируя их на наличие болезней. Этот метод является основным при получении сертифицированного посадочного материала в странах с развитым виноградарством (Германия, Франция, Италия, Португалия, США и др.). Санитарная селекция проводиться на всех этапах технологии, это помогает сохранять санитарный статус посадочного материала. Клоновая селекция служит улучшению ценных стародавних сортов, и созданию отселек-тированного посадочного материала, свободного от вредоносной инфекции (Л.П. Трошин, 1991; В.В. Власов, М.И. Тулаева, Н.А. Мулюкина, 2004; А.И. Талаш, 2004; Н.А. Мулюкина, 2005).
Но визуальный метод отбора неприемлем для латентных инфекций (В.Г. Маринеску, О.И. Косаровская, 1977; Маринеску, В.В. Бондарчук, 1980). В латентный период развития хронических заболеваний растения несут возбудителей без внешних симптомов проявления болезни. Также известно, что внешние симптомы вирусных заболеваний крайне изменчивы. Как сообщает Т.Д. Вердеевская (1977): ...«Различная агрессивность вирусных изолятов, степень восприимчивости поражаемых пород, стадия в развитии болезни, наконец, просто влияние климатических и погодных условий - и внешняя картина неузнаваемо меняется».
В условиях высокой зараженности, когда ценные сорта или клоны поражены на 100% одним или несколькими вирусами, необходимо проводить оздоровление растений (П.Н. Недов, 1994). В настоящее время оздоровление растений от вирусной инфекции осуществляют при помощи методов: - термотерапии (суховоздушной или водной); - хемотерапии; - апикальных меристем. Одним из самых распространенных методов борьбы с вирусными заболеваниями в нашей стране до 80-х годов прошлого столетия был метод термотерапии. Достоинством этого метода является возможность оздоровления растений от вирусной, микоплазменной, бактериальной инфекции, а также от насекомых вредителей (клещей, нематод). Однако его эффективность резко снижается при оздоровлении от термотолерантных вирусов. При этом некоторые исследователи добивались положительных результатов: на яблоне И.Г. Цуркан, Т.Ф. Бивол, (1983); на косточковых породах - Л.Ю. Бугош, A.M. Чернец, (1983). В данном случае они рекомендуют для полного освобождения растений от термотолерантных вирусов многократное проведение термотерапии, а тестирование полученных растений осуществлять на сортах индикаторах в течение четырехлетнего периода. По данным Ю.Н. Приходько, Д.Н. Редина, В.И. Кашина (2000) оздоровление растений, от термотолерантных вирусов методом су-ховоздушной термотерапии является весьма энерго- и трудоемким, а также малоэффективным.
Метод хемотерапии в борьбе с вирусными заболеваниями широко известен и активно разрабатывается во всем мире. При этом большинство исследователей считают, что на многолетних плодовых культурах ингибиторы вирусов целесообразно использовать лишь для обработки отдельных экземпляров растений в процессе получения безвирусных клонов в сочетании с культурой изолированных апексов (Л.Ю. Богуш, Г.М. Оларь, 1983).
На сегодняшний день наиболее перспективным и надежным методом оздоровления является метод выделения апикальных меристем, регенерации из них растений и дальнейшего их клонального микроразмножения в условиях стерильной культуры. Метод основан на получении в условиях in vitro неполовым путем растений, генетически идентичных исходному экземпляру. В основе метода лежит уникальная способность растительной клетки реализовывать присущую ей тотипотентность, то есть под влиянием экзогенных воздействий давать начало целому растительному организму (Р.Г. Бутенко, 1964).
Предположение о возможности отсутствия вирусов в меристемных тканях впервые высказано в 1938 году Чунгом, а затем и в 1943 году Ф.Р. Уайтом (B.C. Шевелуха, Е.В. Калашникова и др., 1998). G. Morel, и С. Martin (1952) предприняли первые успешные опыты по получению свободных от вирусов растений георгина из точки роста. Авторы полагали, что в больном растении вирус распространяется с отставанием от быстро растущих молодых органов, что объясняется их физиологическими особенностями, в частности, высокой концентрацией ауксинов, отсутствием необходимых для размножения вирусов субстратов, высокой способностью клеток меристемы к размножению. Перечисленные факторы стимулируют синтез нормальных нуклеотидов, что способствует успешной конкуренции с вирусными болезнями и даже подавлению репродукции вируса.
Теоретические концепции, положенные в основу этого метода, стали проясняться в последнее время. Структурной основой используемого на практике явления служит специфика строения точки роста растений: дистальная ее часть, представленная апикальной меристемой, у разных растений имеет средний диаметр до 200 мкм и в высоту от 20 до 150 мкм. В более нижних слоях дифференцирующиеся клетки образуют прокамбий, дающий начало пучкам проводящей системы. Особенность строения апикальной меристемы (отсутствие проводящей системы) исключает проникновение в нее вируса путем быстрого транспортирования по проводящей системе, но допускает возможность медленного распространения через плазмодезмы, соединяющие меристематические клетки (B.C. Шевелуха, 1989).
Размножение оздоровленного посадочного материала
Дополнительным резервом получения оздоровленного посадочного материала винограда может стать вегетативное размножение безвирусных растений, адаптированных к нестерильным условиям среды. Для увеличения коэффициента размножения можно использовать методы зеленого черенкования и размножение одревесневшими укороченными черенками. При этом содержание адаптированных растений в специальных помещениях (теплицах депозитариях, оранжереях и т.п.) с контролируемыми условиями среды, с одной стороны позволяет содержать их в условиях исключающих вторичное заражение, с другой лучше контролировать их рост и развитие (В.В. Бондарчук, Н.С. Попеску, 1980). Размножение винограда укороченными черенками, по мнению многих ученых (А.Г. Мишуренко,1977; В.А. Урсу,1989), позволяет повысить коэффициент размножения в 3-4 раза по сравнению с размножением черенками нормальной длины. Однако, из-за низкого резерва питательных веществ в таких черенках, для их успешного размножения требуется создание оптимальных условий внешней среды, а также строгое выполнение мероприятий по уходу за ними (Е.И. Захарова, В.И. Моногаров, 1977).
Основными факторами внешней среды, определяющими укореняемость черенков, являются температура, влажность, свет и субстрат. Понижение температуры до 15С или повышение свыше 35С угнетает процесс корнеобразования и приводит к гибели черенков. На начальных этапах укоренения черенков желательно чтобы температура субстрата была выше температуры воздуха. Одновременно необходимо создавать условия повышенной влажности воздуха на уровне 85-100% и влажности субстрата в пределах 70-80% ПВ. Применение искусственного регулируемого туманообразования и пленочных укрытий создает близкие к оптимальным условия светового и воздушного режимов.
В начальной фазе, когда формируются зачатки и проходит рост придаточных корней в тканях стебля, важно максимально увлажнять воздушную среду и субстрат. В начале корнеобразования увлажнение субстрата должно быть снижено до 70% ПВ. За 3-4 недели до выкопки укорененных черенков начинают снижение влажности воздуха: пленочное покрытие снимается, туманообра-зующая установка включается лишь при необходимости увлажнения субстрата. В этих условиях формируются адаптивные свойства, и гибель растений после пересадки является минимальной (В.И. Кашинин, Ф.Я. Поликарпова, 2001). Выбор субстрата для успешной регенерации растений из укороченных черенков, имеет большое значение. Он должен быть легким, обеспечивать достаточный воздухообмен и сохранять хорошую, но не излишнюю влажность в зоне корнеобразования. Использование при этом субстратов органоминераль 36 ного происхождения нежелательно, так как в процессе укоренения черенков наблюдается ухудшение физических и агрофизических свойств, в них происходит развитие и накопление инфекций, что отрицательно влияет на выход качественного посадочного материала (В.А. Урсу,1989).
Одним из субстратов, который не нуждается длительное время в замене, является - цеолит. Т.Ф. Царькова (1996) успешно применяла цеолит для жимолости; Н.Ю. Павлова, и Н.И. Крылова (1996) для контейнерной культуры крыжовника. О высокой эффективности применения цеолита также свидетельствуют исследования В.И. Кашина и Ф.Я. Поликарповой (2001), проведенные для различных плодовых и ягодных культур. Они отмечают возможность регенерации этого субстрата после длительной эксплуатации (8-Ю лет), что по их мнению обуславливает его практически бессменное использование.
В.А. Шерер и Г.М. Кучер (1997) установили, что при выращивании саженцев винограда на цеолите увеличивается по сравнению с почвой: объем корневой системы в 1,5-2 раза, возрастает общая длина корней на 27-36%, масса корней второго порядка на 27-43%, а третьего в 2 раза. Однако исследователи Э.И. Хреновсков и С.А. Петренко (2006) не рекомендуют использовать цеолит в чистом виде. По их данным лучшие результаты получаются при использовании смеси торфа (низинного или верхового) + цеолит (3:1). Л.И. Ананьева (1996) получала хорошие результаты, используя в качестве субстрата гравилен, что по ее данным, увеличивает выход саженцев на 50% в сравнении с традиционным субстратом песок + опилки. А.И. Жуков (1996; 2002) рекомендует использовать комбинированный субстрат, состоящий из вспученного гранулированного перлита с диаметром гранул 4-6 мм и кварцевого песка с диаметром частиц 2-3 мм. А. Синицын (1997) для укоренения черенков винограда советует использовать в качестве субстрата вермикулит. Этот субстрат хорошо удерживает влагу, обладает пористостью и механической прочностью, свободен от возбудителей инфекции. Ю.Я. Канцельсон (1971), И.А. Шамрай, Ю.Я. Канцельсон, А.А. Павлин (1972), Л.В. Кравченко (2006) рекомендуют для укоренения черенков и получения качественного посадочного материала природный минерал глауконит. Положительное действие глауконита на растения и использование его в качестве субстрата для укоренения виноградных черенков объясняется, по их мнению, его уникальным химическим составом и физическими свойствами.
С целью ускорения инициации и стимуляции ризогенной активности зелёных и вызревших черенков применяют различные регуляторы роста, традиционно это фитогормоны с ауксиновой активностью (РГУК, НУК или ИМК) или препараты на их основе. В виноградарстве Н.Д. Магомедов (1996) для повышения регенерационных свойств черенков верхних ярусов и трудноукореняемых сортов рекомендует 0,2%-ный раствор гетероауксина. Л.Н. Валентиновна (1997) рекомендует для этих целей обработку черенков 0,05% раствором гетероауксина. М.Н. Фисун, А.А. Фиапшев, А. Алексеев, X. Тарчоков (2000) для укоренения успешно использовали гормональные препараты ИУК и гетероауксин (аналог ИУК). Л.М. Малтабар и др. (2002), Л.М. Малтабар, Н.И. Мельник (2004) в ходе исследований установили, что препарат экзуберон (содержит 4 г/л Р-ИМК), обладает более высокой регенеративной активностью для трудноукореняемых сортов и подвоев, чем гетероауксин. A.M. Никольский, М.И. Панкин, В.Н. Пучков, А.А. Лукьянов (2006) в ходе апробирования различных препаратов, испытания различных концентраций растворов, установили, что постоянный стимулирующий эффект на всех сортах наблюдается при применении ИМК -0,0015%.
Метеорологические условия в годы наблюдений
Метеорологические условия, складывавшиеся при проведении исследований в 2003-2006 годах, можно охарактеризовать как типичные для данного района, однако имелись и некоторые расхождения. Осенью 2003 года температура воздуха находилась в пределах среднемноголетних значений, сентябрь месяц при этом можно охарактеризовать как засушливый - осадков выпало в 2 раза меньше обычного, да и влажность воздуха была значительно ниже нормы (рисунок 1, приложения А-Б). Зима в 2004 году была теплой для данного района, среднесуточная температура в январе и феврале была в 2-3 раза выше обычного, осадков в январе и в феврале выпало гораздо больше нормы.
Весной в марте - апреле было также теплее обычного, осадков при этом выпадало мало, особенно, в апреле - в два раза меньше нормы. В мае температура была уже в пределах многолетних наблюдений, осадков выпало больше, да и влажность воздуха была заметно выше нормы.
Летом в июне - июле температура даже немного понизилась (относительно многолетних данных) осадков в эти месяцы выпадало достаточно, а в августе их даже было заметно больше обычного.
В 2004 и 2005 годах погода была более непредсказуемой, чем в предыдущем сезоне 2003-2004 года (рисунок 2, приложение А-Б), она отличалась от среднемноголетних наблюдений по выпадению осадков. Так осенью выпало меньше осадков, особенно в ноябре - более чем в 2 раза меньше нормы. Влажность воздуха при этом была ниже, а температура выше (особенно в ноябре) нормы.
Зима была заметно мягче обычного. В январе температура не опускалась ниже -8С, в феврале она находилась на уровне своих среднемноголетних значений. Основные осадки зимой пришлись на январь, в этом месяце их выпало две нормы, тогда как в феврале их было в четыре раза меньше среднегодовых значений.
Весной в марте температура и влажность воздуха соответствовала норме,
осадков выпало на 11 мм больше обычного. Апрель был засушливым, осадков выпало в два раза меньше, влажность воздуха заметно понизилась, а температура возросла. В мае температура продолжала расти, осадки, и влажность воздуха были в пределах среднемноголетних данных.
Летом температура была близка к среднемноголетним значениям. В июне выпала двойная норма осадков, в июле осадков было немного больше нормы, а в августе их выпадение заметно снизилось вместе с влажностью воздуха.
Температура сентября сезона 2005-2006 годов (рисунок 3) была незначительно выше нормы, осадков выпало значительно меньше, соответственно снизилась относительная влажность воздуха. В октябре и ноябре температура была на уровне среднемноголетних значений. Выпадение осадков в октябре было на 12 мм больше нормы, а в ноябре примерно на столько же меньше, при этом возросла влажность воздуха. Зима была суровой, декабрь был немного теплее обычного, а вот в январе и феврале температура была намного ниже среднемноголетнего минимума. Низкие температуры зимой усугублялись заметной нехваткой осадков особенно в феврале. Весна не отличалась по температуре от среднемноголетних значений, а по осадкам различия были заметны, так в марте и, особенно, в апреле осадков не хватало, а в мае их выпало почти в три раза больше обычного. При этом влажность воздуха была все время ниже нормы. Июнь и июль, как и весенние месяцы, также не отличались по температуре от среднемноголетних значений, при этом в июне осадков выпало более чем в два раза больше нормы, а в июле их было на 15 мм меньше. При этом в эти месяцы незначительно повысилась влажность воздуха. В августе температура заметно увеличилась, при том, что выпадение осадков и влажность воздуха были выше среднемноголетних наблюдений.
Таким образом, проведённый анализ метеорологических условий показывает, что в целом, они отличалась друг от друга в отдельные годы исследования и от среднемноголетних данных.
Объектом исследования является процесс адаптации оздоровленных растений винограда к нестерильным условиям среды и к условиям открытого грунта песчаных почв. Предметы исследования - пробирочные и адаптированные к нестерильным условиям растения и черенки винограда технических, универсальных и подвойных сортов: Каберне северный, Фиолетовый ранний, Цветочный, Цимлянский черный, Шардоне, Берландиери X Рипариа Кобер 5 ББ, Рипариа X Ру-пестрис 101-14, Феркаль. Краткое описание сортов приведено в приложении В.
Изучение препаратов нового поколения на этапе адаптации растений in vitro к нестерильным условиям среды
Лигногумат калийный. Изучение на данном этапе лигногумата калийного связано, прежде всего, с рядом его положительных свойств, особый интерес из которых представляет способность повышать устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды.
В связи с этим нами изучалась возможность повышения жизнеспособности растений винограда с помощью лигногумата калийного, во время адаптации их к нестерильным условиям среды. Водным раствором препарата обрабатывали корни, а также поливали им субстрат сразу после высадки растений. С целью установления оптимального эффекта изучали различные концентрации препарата. Контролем служила дистиллированная вода. Полученные данные отражены в таблице 3.
Как видно из приведенных данных, лигногумат при всех концентрациях оказывал положительное действие на растения. Особенно необходимо отметить положительное влияние лигногумата на увеличение площади листьев. Достоверно можно утверждать также об увеличении высоты растений на 30 день адаптации, при концентрации препарата 1,0 г/л.
У растений, во время адаптации к пониженной влажности воздуха, часто отмечается небольшое увядание, а затем и усыхание краев листовых пластинок. В основном, это наблюдается у нижних листьев, вероятно, потому, что им труднее перестроить систему транспирации, чем верхним, более молодым. В вариантах с применением лигногумата усыхание части листовых пластинок отмечалось реже, и проявлялось в меньшей степени. Особенно хорошо это заметно при применении 1,0 и 2,0 г/л лигногумата. Растения в этих вариантах не только лучше адаптировались к понижению влажности воздуха, но и выглядели более сильными, имели более зеленую окраску. Все это способствовало лучшей приживаемости растений (рисунок 5). В целом результаты данного опыта свидетельствуют о положительном влиянии лигногумата калийного в концентрации 1,0-2,0 г/л на повышение жизнеспособности адаптируемых растений винограда сорта Фиолетовый ранний.
Экстрасол. В последнее время в качестве резерва повышения обеспеченности растений минеральным питанием, защиты от вредителей и болезней, повышения адаптивности к неблагоприятным факторам среды, некоторые ученые рекомендуют использовать микробиологические препараты (Li Zhengao, Zhang Huayong, 2000; Fortman Manfred, 2000). В нашем опыте мы изучали микробиологический препарат нового поколения «Экстрасол-55». Препарат подавляет развитие болезнетворных микроорганизмов, обладает способностью фиксировать атмосферный азот, синтезировать гормоны роста и витамины, переводить в доступные формы соединения фосфора и микроэлементы, что оказывает положительное влияние на рост и развитие растений, способствует выздоровлению больных и ослабленных растений. Результаты изучения экстрасола представлены в таблице 4 и на рисунке 6.
Как видно из приведенных данных (таблица 4), применение экстрасола на этапе адаптации оказало положительное влияние на развитие растений. Наилучший результат в нашем опыте получен в вариантах, где применялся препарат в концентрации 5,0 и 10,0 мл/л. При этом наблюдалось увеличение прижи ваемости, высоты растений, числа листьев, а также возрастала средняя и общая площадь листьев. Необходимо отметить снижение развития плесени на субстрате и улучшение состояния (внешнего вида) растений (рисунок 7). Эти показатели оценивались визуально по пятибалльной шкале разработанной нами: 1 балл соответствовал начальному развитию плесени, которая занимала на субстрате примерно 1-15% площади. 2 балла-развитие плесени на 16-25 % площади субстрата; 3 балла-развитие плесени на 26-50 % площади субстрата; 4 балла - развитие плесени на 51-75 % площади субстрата; 5 баллов - развитие плесени на 76-100% площади субстрата. Визуальную оценку развития растений мы осуществляли следующим об разом: 1 балл - пониженный тургор, поникание стебля растений, усыхание листьев (состояние растения близкое к гибели); 2 балла - растения сильно ослаблены, пониженный тургор - такие растения, как правило, выживали, но долго отставали в своем развитии; 3 балла - растения без снижения тургора листьев, однако имеющие другие недостатки: желтоватая окраска листьев, усыхание части листовых пластинок, как правило, 3-х нижних листьев. Большинство таких растений после прохождения адаптации развивается нормально; 4 балла - хорошо развитые растения, имеющие небольшие недостатки: светло-зеленая окраска некоторых листьев или небольшое усыхание листовой пластинки нижнего листа. 5 баллов - хорошо развитые растения с темно-зеленой окраской, не имеющие усыхания листовой пластинки.
Растения в вариантах с применением экстрасола отличались от растений в контроле более интенсивной окраской листьев и побегов, лучше сохраняли тур-гор после снижения влажности воздуха. Субстрат в этих вариантах меньше нуждался в обработках от плесени, так как на нем грибная инфекция развивалась слабее. Эмистим - биопрепарат, содержащий комплекс ростовых веществ, витаминов, аминокислот, полисахаридов и других физиологически активных веществ в водно-спиртовом растворе, продуцент Acremonium lichenicola. Положительное действие эмистима проявляется в очень малых концентрациях от 10 до 10 %. Эмистим увеличивает активность пероксидазной системы растительной клетки, усиливая тем самым пероксидазозависимыи иммунитет растений, повышая устойчивость растений к бактериям, вирусам, грибам и другим патогенам, а также к неблагоприятным условиям среды.
