Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Технологии выращивания слаборослых клоповых подвоев яблони 7
1.1. Роль подвоя в интенсивном садоводстве 7
1.2. Способы размножения клоновых подвоев яблони ...10
Глава 2. Цель, объекты и методика исследований 23
2.1. Цель и задачи исследований 23
2.2. Почвенно- климатические условия проведения исследований 24
2.3. Объекты исследований 30
2.4. Новые типы маточников 31
2.5. Методика исследований 33
Глава 3. Подбор субстратов в маточниках для окоренения клоновых подвоев яблони 36
3.1. Приживаемость растений в маточниках 36
3.2. Влияние сроков закладки маточников и органических субстратов на приживаемость и активность ростовых процессов растений .38
3.3. Определение состава мульчирующего субстрата.. 43
3.4. Физико- механические свойства субстратов в зоне корнеобразования 45
Глава 4. Повышение продуктивности маточников вертикальных отводков при использовании различных субстратов .. 52
4.1. Влияние субстратов на динамику отрастания побегов 52
4.2. Влияние субстратов на корнеобразование у побегов 58
4.3. Продуктивность и качество вертикальных отводков в маточниках короткого цикла на второй год их использования 66
Глава 5. Повышение продуктивности маточников горизонтальных отводков при использовании различных субстратов 73
5.1. Ориентация растений при посадке маточников
5.2. Продуктивность горизонтально ориентированных маточников и качество отводков 75
Глава 6. Разработка приемов повышения продуктивности маточников клоновых подвоев яблони. 83
6.1. Выращивание отводков в маточнике «второго цикла» 83
6.2. Продуктивность маточников клоновых подвоев яблони при разных режимах минерального питания 91
6.3. Продление сроков эксплуатации маточных насаждений... 97
Глава 7. Экономическая эффективность выращивания клоновых подвоев яблони в отводковых маточниках 100
7.1 .Экономическая эффективность произЕюдства отводков в маточнике при внесении минеральных удобрений 100
7.2.Экономическая эффективность выращивания вертикальных отводков в маточниках короткого цикла 101
7.3. Экономическая эффективность выращивания горизонтальных отводков в маточниках короткого цикла 103
7.4. Экономическая эффективность выращивания отводков в маточнике «второго цикла» 106
Выводы 110
Рекомендации производству 113
Список использованной литературы... 114
- Способы размножения клоновых подвоев яблони
- Влияние сроков закладки маточников и органических субстратов на приживаемость и активность ростовых процессов растений
- Физико- механические свойства субстратов в зоне корнеобразования
- Продуктивность и качество вертикальных отводков в маточниках короткого цикла на второй год их использования
Введение к работе
Яблоня- наиболее известная и основная плодовая культура нашей страны. В 1981-85 гг. она занимала 73% всей площади садов, а в 1991-1994 гг.-62%. В частном секторе предпочтение также отдавалось яблоне: ее доля соответственно держалась на уровне 50-60%, составив в 1991-1994 гг. 47% (Ка-шин,1995а).И это не случайно, т. к. она является одной из самых продуктивных по фотосинтезу плодовых пород нашей зоны (Ничипорович, 1982; Кудрявей, 1983, 1987;).
Популярности яблони способствуют высокие вкусовые, диетические и целебные свойства плодов. Наряду с легкоусвояемыми сахарами в них присутствуют соли железа, натрия, марганца, калия, фосфора, кальция, лимонная, салициловая, борная и другие кислоты.
Однако сложные экономические и социально-политические условия,, сложившиеся в последние годы в народнохозяйственном комплексе страны, а также проявление негативного действия ряда стрессовых факторов, наблюдаемое в 1990,1991,1994 и других годах, привели к резкому сокращению площадей плодовых и ягодных насаждений и получению низких валовых сборов урожая.
Так, в 1994 г. площадь под семечковыми в товарных хозяйствах составила 294 тыс. га- 58% от площадей в 1981 г. Валовой сбор плодов за этот период также сократился с 1093 тыс. т до 565 тыс.т. В 1991 -1994гг. в расчете на душу населения произведено 17,8 кг плодов и ягод, что в 3,5 раза меньше рекомендуемого (Кашин, 1995 6).
С 1994 г. также отмечается отчетливая тенденция к сокращению площадей и производства фруктов. Производимая продукция в большинстве своем мало конкурентоспособна и не отвечает требованиям отечественных стандартов.
Сокращение площадей промышленных насаждений и валового производства плодов происходит на фоне все возрастающей потребности населения в потреблении продукции, содержащей многообразие биологически активных элементов, повышающих защитные свойства человеческого организма (Гудковский, 1997; 1998; Гудковский, Скрипников, 1998, Иванов, Верзилин, Скрипников, 2000).
Эволюционно приспособившийся к использованию большого количества различных биоактивных веществ, поступающих с разнообразной растительной пищей, современный человек часто употребляет рафинированную, переработанную или жирную пищу. Таким образом, роль овощей и плодов в современном питании резко возрастает.
Для достижения нормы потребления, равной 60 кг, требуется в год производить 8500-9000 тыс. т плодов и ягод. Для этого надо поднять их среднюю урожайность до ее возможного уровня - 70-100 ц/га и увеличить площади на 300-400 тыс. га (Кашин, 1995 б).
Если в странах западной Европы, США, Канаде и др. странах плодоводство практически переведено на слаборослые подвои (Технология ..., 1996), то площадь слаборослых садов в России в настоящее время составляет лишь 10-15% от общей площади плодовых насаждений. В средней зоне садоводства (ЦЧР, Нечерноземная зона и др.) таких садов еще меньше, за исключением Тамбовской области, где они составляют около 35% ( Технология..., 1995).
По данным В.И. Кашина (2002), для выполнения «Программы возрождения садоводства России к 2020 году» необходимо обеспечить производство саженцев семечковых более 40 Млн. шт., что возможно только при серьезном развитии питомниководства.
Недостаток плодов, появившаяся возможность у населения иметь достаточно большие приусадебные участки, а также все возрастающая популярность слаборослых садов в последнее время сформировали значительный спрос на саженцы таких деревьев. Большая часть посадочного материала реализуется в частный сектор.
Из-за ориентации промышленных питомников в основном на сорта зимнего и позднеосеннего сроков созревания проявляется некоторый недостаток на рынке сбыта летних сортов. Увеличение спроса на посадочный материал яблони и появление возможности заработать на его реализации вызвало появление на рынке большого количества фирм по сбыту, которые охватывают все больше регионов.
Используя сложившуюся обстановку, производители посадочного материала имеют возможность получать значительные доходы, ориентируясь как на местные, так и на отдаленные рынки сбыта. Важным условием успешной реализации при этом является выращивание высококачественного посадочного материала, получение которого невозможно без наличия достаточного количества высококачественных слаборослых клоновых подвоев яблони, имеющих большую устойчивость к низким температурам, засухе, болезням, вредителям и другим неблагоприятным условиям произрастания.
Для увеличения объема производства посадочного материала и сокращения сроков его выращивания необходимо развитие и использование современных интенсивных технологий.
В настоящее время разработаны высокоэффективные способы размножения клоновых подвоев яблони из зеленых и одревесневших черенков в условиях защищенного грунта, способы клонального микро размножения, которые на первых этапах требуют больших капитальных вложений.
В то же время еще далеко не полностью выработан потенциал у маточников открытого грунта. При частичном изменении технологии эти маточники позволяют при меньших затратах значительно увеличить производство подвойного материала с улучшением его качества.
Данная работа посвящена разработке одного из перспективных направлений в питомниководства увеличению продуктивности маточников слаборослых клоновых подвоев яблони.
Способы размножения клоновых подвоев яблони
Наступающий XXI век уже назван веком информационных технологий и биотехнологий, способных в короткие сроки решать разнообразные задачи науки и практики. Если до недавнего времени биотехнологические приемы размножения растений считались сугубо лабораторными, то в настоящее время они широко применяются для промышленного размножения и оздоровления отобранных форм и сортов от вредоносной инфекции ( Высоцкий, 2000,2002; Минаев, Вер-зилин, Высоцкий, 2002; Поляков, Верзилин, Расторгуев, Приходько, 2002). Широкому использованию культуры изолированных тканей и органов предшествовала длительная поисковая работа, начатая Хаберландтом (1902) в начале XX века, успешно продолженная во Франции и США (White , 1982). В средней полосе России работы по культуре изолированных тканей и органов были начаты во ВСТИСП и во ВНИИС им. И.В. Мичурина в конце 60-х годов. В это время получение растений в культуре изолированных апексов осуществлялось по схеме «одна меристема - одно растение». В 1978 году сотрудниками ВСТИСП была разработана питательная среда, содержащая 6- бензиламинопурин, что позволило от одного экспланта получать несколько микропобегов и легло в основу ускоренного клонального микроразмножения растений.
Приемы размножения растений по двухэтапной схеме ( пролиферация и ризогенез) с предварительной термотерапией и дальнейшей адаптацией к не стерильным условиям в настоящее время позволяют оздоравливать от вредо носных вирусов и ускоренно размножать многие виды и сорта растений. Так, по данным А.В. Верзилина и В.А. Минаева (2000), от одного эспланта клонового подвоя яблони за один календарный год можно получить до тысячи оздоровленных растений этого клона, чего невозможно достичь другими методами. Зеленое черенкование - один из способов вегетативного размножения растений стеблевыми черенками, которые в процессе регенерации при создании определенных условий образуют из тканей стебля придаточные корни. Высокий коэффициент размножения, плотное размещение черенков при укоренении (5-7 х 5-7 см ) позволяет ускорить процесс выращивания растений, повысить их выход с единицы площади (Поликарпова, Пилюгина, 1991). Для выращивания растений этим способом должен быть создан ряд подразделений питомника: маточно- черенковый сад, теплицы с регулируемым мелкодисперсным орошением, поля доращивайия растений после укоренения. Важное значение в технологии зеленого черенкования имеют маточные насаждения, которые должны быть чистосортными и свободными от карантинных вредителей и болезней. Схема размещения растений в маточнике подвоев 0,8 - 0,9 х 0,2 - 0,25 см, (44,5 - 62,5 тыс.шт. /га), что позволяет в год получать до 630 тыс. черенков. Укоренение зеленых черенков проводят в условиях защищенного грунта, что ставит выращивание посадочного материала в меньшую зависимость от по годных условий ( Туровская, 1986). Высадка черенков проводится в слой мате риала, который должен обладать пористостью, водоудерживающей способно стью и стерильностью.
Основные параметры микроклимата при зеленом черенковании взаимосвязаны и находятся в определенных пределах: температура воздуха 22...30 С, температура субстрата 22...24С, влажность воздуха 85...100%. По данным Ф.Я. Поликарповой и В.В. Пилюгиной (1991), укореняемость таких подвоев, как 54-118, 57-146, 57-233, 57-257, 57-490, 57-545, 62-396, в слое промытого песка, торфа или торфо- песчаной смеси составляет 80-95%. К недостаткам этого способа размножения подвоев следует отнести необходимость доращивания растений в течение года.
Влияние сроков закладки маточников и органических субстратов на приживаемость и активность ростовых процессов растений
Анализ погодных условий за последние 50 лет показал, что среднегодовая температура воздуха в последние годы увеличилась на 1,2 С при снижении относительной влажности воздуха на 3%. В зимне-весенние периоды температура воздуха повысилась на 4,4С, а влажность уменьшилась на 10-12%.
Особенно заметно это наблюдалось в 1989, 1990, 1991, 1994, 1995, 1997, 1999 гг. (Хаустович, Верзилин, 1997; Хаустович, 2001). Изменение погодных условий привело к увеличению испаряющего фона и повышению транспираци-онных потерь у плодовых растений в 1,5- 2,5 раза.
Кроме критических погодных условий, складывающихся в ранне - весенний период ( апрель — май), наблюдается и частое повышение температуры воздуха при недостатке влаги в летнее время (1998, 2001, 2002 гг.). Все это в значительной мере ослабляет общее состояние растений и снижает их продуктивность. Как показали исследования (Хаустович, 2001), наряду с генотипическими признаками устойчивости сорта большое значение в снижении транспирацион-ных потерь у растений играют факторы местоположения участка и уровень агротехники. Важным для приживаемости маточных растений в этих условиях может являться осенняя высадка отводков (сентябрь-октябрь), что способствует лучшей адаптации корневой системы в весенний период.
Одним из основных условий сохранения растений в ранневесенний период является ранее начало активной деятельности корневой системы отводков, обеспечить которую можно созданием более благоприятных температурных условий в зоне корнеобразования. Эффективным для создания таких условий может являться использование органических субстратов для мульчирования растений и своевременное разо-кучивание их весной для раннего прогрева почвы.
Для изучения влияния органического субстрата на приживаемость и сроки начала вегетации растений в маточниках был заложен опыт с использованием древесных опилок при осенней посадке растений подвоев 54-118. Сразу после посадки и полива (28 сентября 1999 г.) растения были замульчированы древесными опилками. Варианты опыта: 1) слой опилок 5 см; 2) слой опилок 5 см с разокучива-нием; 3) слой опилок -10см; 4) слой опилок 10 см с разокучиванием; 5) контроль - без мульчирования. Температуру почвы измеряли на глубине 20 см, помещая термометры в трубки, вкопанные в почву. Замеры температуры проводили с ноября 1999 года по апрель 2000г. Результаты замеров представлены в таблице 3.
Такие же варианты опытов были заложены одновременно и в эксплуатационных маточниках короткого цикла вертикальных отводков подвоя 54-118 1998 года посадки. Среднемесячная температура воздуха в ноябре 1999 года была близкой к среднемноголетней, однако необычность этого периода была в том, что во второй половине ноября наблюдалось резкое понижение температуры воздуха (- 17-19 С) при отсутствии снежного покрова.
И если в середине ноября температура почвы на глубине 20 см в контроле была в пределах + 4,3 + 5,1 С, то к 20 ноября она снизилась до + 2 С, а к 30 ноября составила - 5 С. Температура воздуха в декабре этого года при отсутствии снежного покрова была необычно высокой и находилась в пределах -1-5 С. В третьей декаде декабря выпало 34 мм осадков в виде снега, и температура почвы к концу декабря поднялась до - 2,5 С. В январе 2000 г-ода за месяц выпало 26 мм осадков в виде снега и дождя, температура воздуха опускалась до -25 С и поднималась до + 1,5 С. Средняя высота снежного покрова достигла к концу января 38 см. В этих условиях температура почвы в контроле находилась в пределах - 2,5 - 3С.
Весь февраль и март высота снежного покрова составляла 40-50 см, а температура воздуха не опускалась ниже - 10 С. Температура почвы в контроле постепенно к концу марта достигла -1 Снежный покров стаял 8 апреля, при этом температура почвы в контроле на глубине 20см составила + 1,5 С. Необычайно теплая и сухая погода наблюдалась в апреле, когда в течение 20 дней среднесуточная температура воздуха держалась на уровне +15...+18 С, а максимальная поднималась до +24,3 С. Количество осадков за этот период составило 17 мм. Средняя относительная влажность воздуха находилась в пределах 50-42%, а минимальная опускалась до 29-27%.
Физико- механические свойства субстратов в зоне корнеобразования
Температурный режим в различных субстратах наблюдали в 2001 г. в течение 3-х дней каждого месяца с июня по сентябрь включительно. Данные снимали с помощью 4-х градусников, установленных в 3-х субстратах в зоне корнеобразования и одного, находившегося на поверхности почвы. Сбор данных производили 3 раза в сутки: в 8" часов, в 1200 и в 18(1" часов. Результаты наблюдений приведены в таблице 4.
Исходя из данных таблицы, следует, что температурный режим, создававшийся в различных субстратах, по-разному влиял на процесс ризогенеза у отводков. В утренние часы температура наблюдалась в пределах нормы. Исходя из того, что при температуре +24...+25С и выше происходит угнетение роста корней первичного строения и отмирание корневых волосков, можно сделать вывод о том, что в субстрате «почва» в период интенсивного ризогене за складывались неблагоприятные условия для развития и роста корней, так как в июне, июле и августе температура достигала +24...+29С, что повлияло на качество полученных отводков, а в частности, на зону их окоренения и суммарную длину корней (рис. 1,2). что субстраты в вариантах «опилки» и «опилки + почва» имели более рыхлое сложение слоев, более светлый тон субстрата, по сравнению с вариантом «почва», что создавало более благоприятные и более стабильные температурные условия.
Разница температур в этих субстратах составляла 2-6С. Лишь к сентябрю температурный режим в субстрате «почва» нормализовался, но к этому времени ткани подвоев менее предрасположены к образованию корней.
Как показывают данные таблицы 2, общее количество осадков в 2001 году составило 692,5 мм, а в период вегетации выпало 413,4 мм. Судя по средне-многолетним показателям, этого количества влаги должно быть достаточно в нашей зоне для нормального роста и окоренения растений. Однако на фоне высоких среднесуточных температур (июнь 16,8 С, июль 23,7 С, август 18,8 С) и сильных ветров в этом году , как и в 1998г., наблюдался, в основном, ливневый характер выпадения осадков, и в длительные безосадковые периоды в отдельных вариантах в зоне корнеобразования в холмиках ощущался недостаток влаги.
В критические периоды, наблюдаемые в июле и в августе, было проведено 2 полива с нормой 400м3 /га.
Как показали наблюдения, наибольшие колебания влажности по высоте холмика ( 23,8- 37,9%) отмечаются в контрольном варианте при окучивании почвой из междурядий. В варианте «опилки» в течение всего периода вегетации влажность в холмике в целом и по уровням была наименьшей, но и колебания ее в течение вегетации были наименьшими (16,9 - 6,9%). В варианте «опилки + почва» разность влажности по уровням составила 15,1 - 14,9%, однако в верхней половине холмика влага, по сравнению с другими вариантами, сохранялась в большем количестве (табл.5). Наблюдения за вариантом «опилки» показали, что, как и в 1998 году, прошедшие ливни и поливы в норме 400м /га не промочили холмик из опилок до основания, а верхние, смоченные слои быстро высыхали при высокой температуре и сильном ветре. Это задержало корнеобразование у отводков в опилках (рис.1). Промачивание холмика в этом варианте наблюдалось лишь при дополнительном формировании воронки в верхней части холмика, куда затекала влага при поливе. Изготовление такой воронки и быстрое ее заокучивание после полива возможно только вручную для сохранения верхних частей приростов, что требует дополнительной рабочей силы и средств.
Продуктивность и качество вертикальных отводков в маточниках короткого цикла на второй год их использования
Создание благоприятных условий для роста растений в маточниках спо е собствует большему накоплению биомассы кустов, а, следовательно, и остающейся после отделения отводков головки, что является предпосылкой хорошей продуктивности этих плантаций в последующие годы.
Накопленная биомасса головки куста влияет в первую очередь на количество отрастающих побегов в начале вегетации, а также и на ростовые показатели побегов в последующие сроки. Так, в варианте «опилки + почва» у подвоя 62-396 при средней массе головки 48,0 г (табл.8) весной 1999 года количество пробудившихся точек роста составило 12шт, из которых после окучивания сохранилось и отросло 6,2 побега, а количество стандартных отводков составило 5,3 шт. (85,5%) (табл. 11).
В варианте «опилки» и в контроле при близкой массе головок 42,3 и 41,6г в начале вегетации 1999г. при меньшем количестве пробудившихся точек роста 10 и 9, соответственно, интенсивность отрастания побегов также была ниже по отношению к варианту «опилки + почва». Из 6,0 побегов в опилках к концу вегетации получено 4, 7 стандартных отводка (80,2%), а в контроле эти показатели составили 5,2 и 4,1шт. (78,8%), соответственно (табл. 11).
При массе головки куста 59,2г (табл.4), полученной в маточнике после первого года его эксплуатации в варианте «опилки + почва», весной 2000 года количество пробудившихся точек роста составило 21 шт., а из 9 сохранившихся после окучивания растений получено 6,3 стандартных отводков(табл.11 ).
В условиях вегетации 2000 года от головок кустов в вариантах «опилки» и «почва» при массе головок 48,6 и 45,4 граммов пробуждалось, в среднем, одинаковое количество почек - 16шт. К концу вегетации 2000 года в варианте «опилки» из 7,6 общего количества отводков 5,5 шт. (72,3%) достигли стандартных размеров. В варианте окучивания почвой эти показатели составили 7,6 и 5,1(67,2%), соответственно (табл. 11).
Анализируя данные, полученные в двух маточниках (1997 и 1998гг. закладки) за второй год их использования, можно сказать, что наиболее продуктивным вариантом выращивания вертикальных отводков в загущенных маточниках короткого цикла является окучивание побегов смесью опилок и почвы в сочетании 1:1 (табл. 12). За 2 года в среднем в этом варианте выход стандартных отводков подвоя 62-396 составил 322 тыс./га, а у 54-1 18 - 305 тыс/га. В других вариантах эти показатели значительно ниже. Эта смесь благоприятно повлияла на наращивание биомассы куста уже в первый год эксплуатации маточников, способствовала большему выходу отводков и повышению их качества за весь период их использования.
Так, за всю ротацию маточника 1997 г. посадки (2года) в варианте «опилки + почва» у подвоя 62-396 получено 8,1 отводка с куста (449,5 тыс. /га.), в том числе 7,2 шт./куст (399,6 тыс/га) стандартных (табл.11). В маточнике 1998 г. посадки за 2 года в этом варианте получено всего 12,6 шт./куст (699,3 тыс. /га), в том числе стандартных - 9,5шт./куст (527,3 тыс/га) (табл.11). При этом зона корнеобразования составила 8,5- 10,2 см, в границах которой формировалось от 82 до 96 корней вторичного строения, сгруппированных в большей массе в 9-Ю пучков и имеющих суммарную длину 6,5- 7,2м.
В варианте «опилки» в маточнике 1997г. посадки за 2 года получено в среднем по 6,6 стандартных отводков с куста (366,3 тыс/га). Высота зоны корнеобразования у отводков находилась в пределах 8,1 - 7,1 см. Количество корней вторичного строения составляет от 16,8 до 47,0 шт. и в большой мере зависит от складывающихся погодных условий. Продуктивность маточника и качество отводков при использовании для окучивания побегов почвы из междурядий также в большей мере, чем использование смеси «опилки + почва», зависит от погодных условий и составляет за ротационный период от 6,0 ( 333,0 тыс/га) (маточник1997г. посадки) до 5,1 (283 тыс/га)- маточник 1998г посадки (табл.7).Высота зоны корнеобразования в этом варианте за годы наблюдений была часто наименьшей и составляла 5,8-6,2 см, в границах которой формировалось от 28,5 до 46,6 корней вторичного строения с суммарной длиной от 2,5 до 3,4м. Таким образом, изучение влияния субстратов на продуктивность и качество отводков в загущенном маточнике вертикальных отводков показало, что наиболее целесообразно использование для окучивания смеси «опилки + почва» в сочетании 1:1.
