Введение к работе
Актуальность исследований. Одним из существенных резервов повышения урожайности винограда является его защита от болезней и вредителей. Проблема сохранения продуктивности насаждений усложняется тем, что наряду с типичными болезнями винограда, против которых производство уже применяет эффективные меры борьбы, в последнее время значительно возросла вредоносность бактериального рака. Массовое проявление опухолеобразования при заготовке черенков с больных раком маточников наблюдается уже на 3-й год после посадки саженцев, а процент больных растений иногда достигает 50%. Это приводит к преждевременной гибели кустов и изреженности виноградников еще до их вступления в плодоношение. С возрастом гибель кустов увеличивается и приходится производить раскорчевку виноградников, так как на сегодняшний день меры борьбы с этим заболеванием не достаточно разработаны. Это побудило нас к проведению исследований по изучению данной проблемы.
Другим опасным заболеванием винограда является короткоузлие, которое легко передается при вегетативном размножении зараженных растений (через черенки, подвои или привои). Кроме того, если здоровые привои прививаются зараженными подвоями или наоборот, то через несколько месяцев после срастания компонентов прививки все растение оказывается зараженным вирусом. Такой зараженный материал становится разносчиком короткоузлия на виноградниках.
Снижение урожайности кустов, больных короткоузлием достигает 90%. Пораженное виноградное растение вырождается, болезнь уменьшает укоренение черенков и приживаемость саженцев. Вирус короткоузлия обнаружен в оболочке семян и пыльце винограда.
В тех случаях, когда вирус передается через семена, этот источник инфекции может играть огромную роль в распространении болезни. Обработка черенков, находящихся в стадии покоя, горячей водой (55С) в течение 5 мин не освобождает растения винограда от вируса короткоузлия. Однако вегетирующие растения реагируют на тепловую терапию. Бови (1967) первый применил в отношении лоз, зараженных короткоузлием, воздействие температурой 37—38С в течение нескольких недель. Удалить вирус ему не удалось, но симптомы были на некоторое время ослаблены. Усугубляется положение так же тем, что в настоящее время многие селекционеры передают свои сорта в производство уже больными бактериальным раком и вирусными болезнями. По данным В.А. Урсу (1983), заражение этими болезнями сортов винограда происходит на 18- 97% уже при их создании
Результаты многочисленных опытов, в которых с целью освобождения растений от бактериального рака использовались антираковые и антивирусные препараты, принесли разочарования. Имеется несколько сообщений об излечении растений с помощью таких препаратов, однако при этом выводы авторов основываются на экспериментах с очень небольшим
4 числом растений, или же сами результаты экспериментов могут быть интерпретированы иначе. Ни один из способов химической обработки растений с целью избавления их от вирусов сам по себе еще не нашел применения в практике.
Все это представляет большую угрозу современному и будущему виноградарству. Решение этой актуальной проблемы явилось основной задачей наших исследований, направленных на получение семян подвоя, свободных от бактериального рака и короткоузлия, для создания здоровых привитых насаждений.
Цель исследований. Разработка способа размножения подвоев, обеспечивающего получения свободного от бактериального рака и короткоузлия посадочного материала и экспериментальное применение химиотермотерапии для получения здоровых семян, при выведении новых сортов и создания маточников.
В задачи исследований входило:
определение устойчивости A. tumefaciens к органическим кислотам и к антибактериальным препаратам;
уточнение возможности обеззараживания семян винограда при их искусственной контаминации при помощи антибактериальных средств;
исследование возможности химиотерапии при освобождении от бактериального рака и короткоузлия для получения здоровых семян и растений;
изучение микрофлоры семян винограда, полученных со здоровых и больных виноградных кустов;
изучение влияния семенных и вегетативных подвоев на возможность передачи возбудителя бактериального рака и короткоузлия, а также приживаемости, роста и развитие растений винограда;
разработка приемов индикации и выделение A. tumefaciens из
пасоки, побегов и семян винограда.
Научная новизна. Получены новые данные по устойчивости А.
tumefaciens к некоторым органическим кислотам и антибактериальным
препаратам. Впервые проведено комплексное изучение способа
химотермотерапии при создании новых сортов винограда. На основе разработанного нами способа химиотермотерапии при проведении гибридизации с использованием инфекционной пыльцы получены семена и растения, свободные от бактериального рака и короткоузлия.
Практическая значимость. Практическая значимость состоит в том, что предлагаемая производству технология обеспечивает получение семян подвоя, свободных от бактериального рака и короткоузлия и создавать насаждения маточников подвоя с сильно развитой стержневой корневой системой. Это позволяет быстро создать базовые маточники.
Внедрение способа химиотермотерапии позволит селекционерам получать селекционный материал, свободный от бактериального рака и
короткоузлия и закладывать супер-элитные маточники этих сортов винограда. Технология внедрена в хозяйствах Ростовской области ООО «Виноградарь». Выращено 2 млн. сеянцев, свободных от бактериального рака и короткоузлия. Заложены маточники в ООО «Виноградарь» на площади 6,5 га и в ряде других хозяйств. Способ химиотермотерапии внедрен в ОАО «Янтарное», ОАО «Ключевое», в ГНУ Всероссийском научно- исследовательском институте виноградарства и виноделия им. Я.И. Потапенко, в Малом инновационном предприятии «Центр питомниководства» г. Анапа.
Апробация работы. Результаты проведенных исследований и основные выводы настоящей работы докладывались на совещаниях специалистов-виноградарей, г. Краснодар (2005 г), на Международной научно-производственной конференции, п. Персиановский (2006 г), на ученом совете ГНУ ВНИИВиВ им. Я. И. Потапенко г Новочеркасск (2007 г), на шестой региональной научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса», г. Краснодар (2008 г).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе 2 работы в изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ.
Структура и объем диссертации. Работа изложена на 146 страницах компьютерного текста, включает введение, обзор литературы, методику и условия проведения работы, результаты исследований, выводы и рекомендации производству; содержит 24 таблицы, 23 рисунка. Список использованной литературы включает 230 наименований, в том числе 118 иностранных авторов.
УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Условия проведения исследований. Основные исследования выполнялись в виноградарском хозяйстве ООО «Лоза» Семикаракорского района Ростовской области, где климат умеренно континентальный с недостаточным увлажнением. Территория опытного участка расположена в засушливом районе черноземной зоны.
Содержание азота в почве низкое и составляет от 18,4 до 19,2 мг/кг. Гидролизуемым азотом почвы также мало обеспечены, его содержание не превышает 110-120 мг/кг почвы. Подвижного фосфора 11-15 мг/кг почвы. Содержание обменного калия 200-300 мг/кг почвы.
Среднегодовое количество осадков по многолетним данным равно 400 мм. Среднемноголетняя сумма активных температур - 3351С. Погодные условия 2005-2007 годов существенно отличались между собой. Зима 2005-2006 гг. была холодная и суровая. Самым холодным днем было 23 января, когда минимальная температура воздуха достигла минус 28 С, среднесуточная минус 24С и на почве зафиксирована температура минус 26С.
Начиная с 21 января и до конца месяца, отмечено промерзание почвы на глубину 40 см. Сумма отрицательных среднесуточных температур за январь месяц составила минус 308,7С при средней многолетней минус 154,6С, т.е. в 2 раза больше. Летний период 2007 года характеризовался высокой суммой активных температур ( 3981С) при средне многолетней 3350,8С. С 25 мая по 5 сентября период резкого повышения температуры сопровождался отсутствием осадков. Все это позволило изучить и получить объективную информацию о приживаемости растений, их развитии и продуктивности.
Объект исследований. Подвои Рипариа * Рупестрис 101-14, Кобер 5 ББ и сорта винограда, привой Саперави северный
Предмет исследований, Антибактериальные и антивирусные препараты: лимонная, щавелевая, уксусная, молочная и муравьиная кислота фурациллин, фуразолидон, гентамицин, тетрациклин, стрептомицин, неомицин, полимиксин, хинозол, канамицин, энрофлоксацин и технологии избавления семян подвоев от вирусной и бактериальной инфекции.
Схемы опытов и методика исследований.
Проводившиеся исследования включали следующие опыты.
Опыт I. Определение устойчивости A. tumefaciens к органическим кислотам и к антибактериальным препаратам
В качестве антибактериальных препаратов нами изучались кислоты -лимонная, щавелевая, уксусная, молочная, муравьиная. Антибиотики -фурациллин, фуразолидон, гентамицин, тетрациклин, стрептомицин, неомицин, полимиксин, хинозол, канамицин, энрофлоксацин.
Опыт II. Влияние химиотерапии на получение свободных от короткоузлия и бактериального рака гибридных семян и растений (табл. 1)
Таблица 1 - Схема опыта
Для испытания предложенного способа, при гибридизации подбирались кусты больные раком и короткоузлием в ампелогрофических коллекциях СКЗНИИСиВ г. Анапа и ВНИИВиВ им. ЯМ. Потапенко, ООО «Ключевое», ОАО «Янтарное», ООО «Виноградарь». Согласно предусмотренным вариантам использовалась пыльца с инфекционных растений. Кусты с
7 признаками короткоузлия, с бледной окраской листовых пластинок и зелеными полосками вдоль жилок с укороченными междоузлиями побегов отмечались бирками.
Кроме того, кусты тестировались на короткоузлие и бактериальный рак, чтобы убедиться, что они действительно больные. За две недели до цветения, кусты опыляемых сортов обрабатывали щавелевой кислотой и изолировали полиэтиленовой пленкой. За 3-4 дня до начала цветения производили кастрацию цветков и опыление соцветий.
Изучение созданного гибридного фонда семян и растений проводилось в лаборатории СКЗНИИСиВ, в ВНИИВиВ им. Я.И. Потапенко; в ООО «Лоза» Семикаракорского района.
В качестве субстрата для посева семян использовали глауконитовый песок, которым наполняли чехлики длиной 15 см и диаметром 5 см. Это экологически чистый, доступный субстрат, свободный от инфекционного начала, обладающий высокими адсорбционными, ионообменными, каталитическими и фильтровальными свойствами. Глауконитовый песок, являясь адсорбентом, не вызывает накопления токсических веществ. Увеличение численности болезнетворных микроорганизмов не происходит, а значит, не повышается инфекционный фон, что немаловажно при выращивании оздоровленного посадочного материала.
Растения выращивались в теплицах с полиэтиленовым покрытием. Каждый вариант включал три повторности по 10 кустов, тестируемых растений 30 штук в каждом варианте опыта
Опыт III. Влияние семенных и вегетативных подвоев на приживаемость, рост и развитие растений винограда
Опыт заложен в ООО «Янтарное» по следующим схемам:
I. Вариант: посадка маточников подвоев сеянцами, выращенными из
семян, заготовленных с кустов больных бактериальным раком, обработанных
химиотермотерапией.
II. Вариант: посадка маточников саженцами, выращенными из
черенков, заготовленных с кустов больных бактериальным раком,
обработанных химиотермотерапией.
III. Вариант: посадка маточников саженцами, выращенными из черенков,
заготовленных с кустов больных короткоузлием, обработанных
химиотермотерапией.
Посадка маточников саженцами, выращенными из черенков, заготовленных с внешне здоровых кустов (обработанных химиотерапией)
Посадка маточников сеянцами, выращенными из семян, заготовленных с кустов больных бактериальным .раком без обработки химиотерапией (контроль).
Схема посадки маточников в грунт 3 * 1 метр. Количество кустов на 1 га 3333 растения. Исследовались сорта подвоя Рипариа х Рупестрис 101-14 и привоя Саперави северный. Каждый вариант включал три повторности по 10 кустов. Исследования проводились согласно общепринятой в виноградарстве
методике «Агротехнические исследования по созданию интенсивных виноградных насаждений на промышленной основе», Новочеркасск (1988).
