Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 6
1.1 Роль и место сирени в растениеводстве России 6
1.2 Качество саженцев сирени в зависимости от способа размножения 8
1.3 Значение экологически чистых ФАВ в питомниководстве 26
Глава 2. Цель, задачи, методика и условия проведения исследований 36
Глава 3. Результаты экспериментов и их обсуждение 53
3.1 Оценка ризогенной активности стеблевых черенков перспективных сортов 53
3.2 Подбор экологически чистых ФАВ и поиск их оптимальных концентраций при размножении сирени стеблевыми черенками 56
3.2.1 Влияние экологически чистых ФАВ на ризогенную активность стеблевых черенков 59
3.2.2 Влияние элементорганических соединений на рост и развитие стеблевых черенков 70
3.2.3 Эффект последействия экологически чистых препаратов на качество саженцев сирени 88
3.2.4 Влияние биопрепарата Рибав-Экстра на ризогенез, рост и развитие стеблевых черенков 107
3.3 Оценка качества привитых растений сирени перспективных сортов в питомнике и насаждениях 119
3.4 Экономическая эффективность от применения экологически чистых ФАВ в процессе размножения 141
3.5 Обсуждение результатов 144
Выводы 148
Рекомендации производству 150
Список использованной литературы 151
Приложения 175
- Качество саженцев сирени в зависимости от способа размножения
- Подбор экологически чистых ФАВ и поиск их оптимальных концентраций при размножении сирени стеблевыми черенками
- Влияние элементорганических соединений на рост и развитие стеблевых черенков
- Оценка качества привитых растений сирени перспективных сортов в питомнике и насаждениях
Введение к работе
В настоящее время спрос на саженцы декоративных культур в мире неуклонно растет. Поэтому, такие страны Западной Европы, как Англия, Германия, Венгрия, Польша производят большое количество посадочного материала красиво цветущих растений, основная масса которого предназначена для экспорта. Например, Германия - самый крупный на сегодня производитель саженцев, плодовых культур выпускает более 29 миллионов штук, а декоративных на порядок больше - 242 миллионов штук.
Успехи декоративного садоводства таких стран, как Англия, Нидерланды, Италия и других объясняются, прежде всего, наличием современного защищенного грунта и научным обеспечением в области разработки прецизионных технологий. Крупнейший питомник мира "Занзи" (Италия) оснащен современным защищенным грунтом и поставляет высококачественные саженцы плодовых, ягодных и декоративных культур практически во все страны мира, а Германия для этих целей имеет более 100 гектар современного защищенного грунта.
Все крупные питомники мира размножают не только плодовые и ягодные культуры, но обязательно и декоративные, поскольку это удобно не только потребителям их продукции, но и технологам, так как фундаментальные научные разработки в области питомниководства классифицируются следующим образом: 1) размножение древесных растений, 2) размножение травянистых растений.
В России декоративное садоводство, как в научном, так и в правовом плане, в целом, к сожалению, отстает от крупнейших стран мира, несмотря на отдельные успехи селекционеров и неугасающую любовь населения. Сегодня практически все магазины крупнейших
российских городов буквально переполнены импортными саженцами различных сортов роз, рододендронов, гибискусов, древовидных пионов и других экзотических растений. При этом зачастую их качество и адаптивность к нашему климату не учитываются. В то же время отечественные сорта, отличающиеся не только высокой декоративностью, но и устойчивостью к неблагоприятным условиям, в продаже отсутствуют.
Всё вышесказанное свидетельствует о необходимости разработки научно-обоснованной системы ведения питомниководства декоративных культур, основным звеном которой будет являться создание прецизионных технологий получения посадочного материала. В первую очередь, это относится к одной из ценнейших декоративных культур, насчитывающей более 2000 сортов - сирени.
Качество саженцев сирени в зависимости от способа размножения
Самым простым и дешевым является генеративный способ размножения растений, но культурные формы сирени размножают только вегетативно, так как все они являются сложными гибридами и при посеве семян расщепляются, давая неоднородное потомство (чаще всего малодекоративное) (Колесников, 1952; Вехов, 1953; Громов, 1963; Былов и др., 1974; Пенкина, 1982; Рубаник и др., 1977; Fiala Fr., 1988; Горб, 1989; Лунева и др., 1989; Тарасенко, 1991).
В 1938 году Л.Ф. Правдин на основании работы Н.П. Кренке «Хирургия растений» (1928) предложил достаточно полную, простую и удобную классификацию способов вегетативного размножения. В соответствии с этой классификацией все способы вегетативного размножения разделяют на три большие группы: 1) размножение растений специализированными органами (корневищами, клубнями, луковицами, усами); 2) размножение растений частями стебля, корня и листа; 3) трансплантация растений или размножение прививками. Так как у сирени нет специализированных органов, то первый способ размножения не является актуальным для Syringa vulgaris.
На способности побегов сирени к репаративной регенерации корневой системы основано размножение отводками и стеблевыми черенками (Вехов, 1954; Лунева, 1963; Pereire, 1988), а с образованием адвентивных побегов на корнях связано тиражирование порослью и корневыми черенками (Лунева, Лукина, 1963; Катц, 1966; Жолобова, 1974). Однако не все сорта способны развивать большое количество адвентивных побегов на корневой системе. Многочисленную поросль дают Мадам Казимир Перье, Реомюр, а также замечательная двухцветная сирень сорта Сенсация (Legendre, 1973).
Первые обстоятельные исследования по регенерации придаточных почек у различных видов высших растений провели Бейеринк, Пристли и Сиунчль. Они отметили, что адвентивные почки возникают, как правило, в перициклической зоне корня, а в отдельных редких случаях могут формироваться эндогенно или экзогенно и в каллюсной ткани поврежденного корня (Вехов, 1954).
Однако следует отметить, что не все сорта, группы и виды сирени могут формировать достаточное количество придаточных побегов, что делает способ размножения отводками экономически невыгодным. Кроме того, он ограничивается отсутствием оздоровленных корнесобственных маточников (Агафонова, 2000), несмотря на то, что на возможность размножения сирени отводками указывают многие исследователи (Render., 1949, Вехов, 1954; Лунева, 1963; Dykemann, 1976; Hendrix, 1985; Горб, 1989; Вакуленко и др., 2001). Принципиально он прост и не отличается от тиражирования этим способом других растений (Мисник, 1966). Однако следует отметить, что такая технология не нашла широкого производственного распространения для данной породы не только из-за низкого коэффициента размножения многих сортов, но и трудоёмкости и необходимости доращивания укоренённых побегов, которые слабо развиваются при пересадках и медленно растут.
Одним из самых распространенных способов размножения сирени неспециализированными органами является деление куста (Правдин, 1938; Шалыт, 1960), однако он применим только к корнесобственным растениям, и используется, как правило, в любительском садоводстве (Колесников, 1952).
Все названные выше способы размножения не представляют в настоящее время научного и производственного интереса, так как являются нетехнологичными, трудоемкими, требуют большого количества исходных растений, поскольку коэффициент размножения крайне низок.
Необходимы более эффективные способы размножения. Одним из них можно считать зеленое черенкование с применением физиологически активных веществ (Вехов, 1934; Набоков, 1951; Прохорова, 1972; Плотникова, Хромова, 1981; Кольцова, Пузанкова, 1987; Лебедева, Уманская, 1990; Билык, 1993; Кръстев, Michael, Dirr, 1986; Spellerberg, 1986; Hubert, 1988; Nickerson, 1996; Окунева, 1998; Price, 2000; Prokai, 2005).
Преимущества зеленого черенкования заключаются в следующем: 1) не требуется выращивания подвоев, 2) снимается проблема несовместимости между подвоем и привоем, 3) исключается нежелательное влияние подвоя на привой, 4) не требуется больших площадей и большого количества исходных растений для создания специальных плантаций и трудоемких процессов, сопутствующих размножению отводками, 5) растения, полученные в результате этого способа размножения, генетически однородны и физиологически целостны, а также полностью воспроизводят признаки и свойства исходных растений (Шкутко, Антонюк, 1988).
Подбор экологически чистых ФАВ и поиск их оптимальных концентраций при размножении сирени стеблевыми черенками
Первые рекогносцировочные опыты на сирени с применением элементорганических соединений в качестве стимуляторов процесса ризогенеза были проведены в 2004 году. Авторами этих препаратов нам была предложена одна концентрация ФАВ (оптимальная на их взгляд). Процент укоренившихся черенков сорта Бюффон не превышал 40%. При этом существенного эффекта от применения препаратов не было обнаружено (табл. 2).
Препарат ЧК усиливал процесс ризогенеза стеблевых черенков и в результате варианты с его применением отличались самым высоким процентом укоренившихся черенков (32%). Черказ же в свою очередь, имеющий сходную структуру с ЧК, на 4% уступал ему по этому показателю. Препараты ТКР и Т-1 в процессе корнеобразования имели незначительный эффект и окореняемость черенков превысила контрольный вариант всего на 4%.
После хранения укорененных черенков в хранилище, перед тем как их высадить в контейнеры, была проведена ревизия, в процессе которой нами было отмечено влияние препаратов на сохранность черенков при хранении. Из 32% укоренившихся черенков в варианте с применением ЧК количество их уменьшилось до 20% и осталось на уровне контроля. В свою очередь было потеряно 4% укоренившихся черенков, обработанных препаратами черказ и Т-1, но даже в этом случае черказ превышал контроль на 4%, а Т-1 находился на уровне с контрольным вариантом. И только препарат ТКР отличился самым низким процентом выживших растений, было потеряно 8%) укорененных черенков, что в конечном итоге составило 16% сохраненных растений. В начале декабря 2004 года укорененные черенки были высажены на доращивание в зимнюю обогреваемою теплицу. Необходимо отметить, что в процессе укоренения под влиянием регуляторов роста строение корневой системы изменялось, то есть она была более разветвленной по сравнению с контролем, что положительно сказалось при посадке их в контейнеры.
Последующие наблюдения, проведенные за высаженными на доращивание в обогреваемую теплицу растениями, выявили несомненное преимущество препарата ТКР, последействие которого проявлялось в увеличении биометрических показателей саженцев сорта Бюффон (рис. 4).
Обработка этим препаратом позволила увеличить на 19,3 см высоту растения, что в два раза превысило контроль. Достоверная прибавка длины приростов составила 28,3 см. В результате хорошего развития надземной части увеличилась и облиственность растений (Приложение 1, табл. 61). Отмечалось и последействие от применения препарата, в результате наметилась тенденция в увеличении числа приростов и диаметра штамба по сравнению с контролем. Другие препараты достоверной прибавки по всем вышеназванным параметрам не дали, но по некоторым данным биометрических измерений превышали контроль. Так высота растений, обработанных препаратом черказ, составила 22,7 см, а Т-1 -21,4 см, что на 4,3 и 3,0 см соответственно превышало контрольный вариант. Также необходимо отметить, что под влиянием препаратов Т-1, ЧК и черказ, хотя и несущественно, но увеличилось число листьев (Приложение 1, табл. 61).
После проведения всех учетов по биометрическим показателям надземной части, несмотря на низкий выход укорененных черенков, в 2005 - 2006 годах мы решили расширить диапазон концентраций элементорганических соединений, не выходя за пределы предложенных норм препаратов. Необходимо ещё раз отметить, что погодные условия 2005 и 2006 годов отличались, это, несомненно, сказалось при укоренении стеблевых черенков.
Сравнивая результаты применения препарата Т-1 в течение двух лет, можно отметить его эффективность практически во всех концентрациях. В 2005 году в контрольном варианте число черенков, имеющих более 50 корней, менее 50 корней на черенок, а также черенков с каллусом, было практически одинаковым. При обработке препаратом Т-1 процент укоренившихся черенков сильно варьировал. Так, при обработке черенков препаратом с самой минимальной концентрацией увеличилось число укорененных черенков до 70%, из них 60% имели более 50 корней на черенок, при этом все остальные растения не погибли, а образовали каллус. В 2006 году процент укоренения стеблевых черенков по всем вариантам снизился, но даже в этом случае препарат Т-1 превосходил варианты с водой и корневином. В этом же году при использовании самой минимальной концентрации погибших черенков не наблюдалось, а 50% черенков образовали каллус. При повышении концентрации данного препарата (табл. 3, 4) стало увеличиваться число погибших черенков, при использовании самой максимальной оно достигло в первый год - 30%, а во второй год - 25%, и только лишь 46,7% (2005 г.) и 50% (2006 г.) черенков образовали корни. При средней концентрации препарата Т-1 процент погибших черенков и черенков с каллусом составил 60%» (2005 г.) и 40% (2006 г.).
Влияние элементорганических соединений на рост и развитие стеблевых черенков
Анализируя и сравнивая полученные данные о развитии укорененных черенков сирени в конце вегетации, можно отметить положительное воздействие препаратов на все представленные данные учетов.
Наиболее эффективным из всех испытывавшихся препаратов, влияющих на линейный рост, на первых этапах развития стеблевых черенков в 2005 году оказался ТКР в концентрации 1,4 мл/л, в результате его применения увеличение высоты растений составило 4,5 см по сравнению с контролем (рис. 6) (Приложение 5, табл. 64).
В остальных вариантах с применением ТКР различия были не существенными, но все же превышали контроль на 0,04 - 4,1 см в зависимости от концентрации. В 2006 году произошло снижение линейного роста черенков от воздействия данного препарата, только при применении концентрации 3,9 мл/л черенки оказались выше контрольных на 1,4 см, а по корневину на 2,5 см. Однако разница оказалась не существенной (рис. 7) (Приложение 6, табл. 66).
Остальные варианты с ТКР уступали контролю и корневину по данному показателю, разница между ними была существенной и находилась в пределах 4,2-5,6 см (вода) и 3,1-4,5 см (корневин). В 2006 году при использовании максимальной концентрации ТКР высота укорененных черенков оказалась минимальной, тогда как в 2005 году в этом варианте она превышала укорененные черенки в концентрациях ТКР 1,9 и 3,9 мл/л (рис. 7). Препарат Т-1 в период исследований не оказывал существенного влияния на высоту черенков. Наибольшая высота наблюдалась при использовании концентрации 1,9 мл/л, что составило в первый год - 23,0 см, а во второй год - 20,9 см. Снижение высоты укорененных черенков наблюдалось при применении в 2005 году Т-1 в максимальной концентрации (18,8 см), а в 2006 году - в минимальной концентрации (15,7 см). При использовании максимальной концентрации высота укорененных черенков в течение двух лет не менялась и была на уровне 18,4-18,8 см (рис. 6, 7).
Препарат ЧК незначительно, но увеличил линейный рост черенков в 2005 г. практически во всех концентрациях (рис. 6) (Приложение 7, табл. 68). Необходимо отметить, что данные по влиянию этого препарата варьировали в зависимости от погодных условий. В первый год существенных изменений по сравнению с контролем не отмечено. В 2006 году были отмечены существенные изменения при применении ЧК в концентрации 0,11 г/л по сравнению с другими вариантами. Эта концентрация в данном году повлияла на линейный рост укорененных черенков в меньшей степени и составила 15,2 см (Приложение 8, табл. 70).
В отличие от всех изучаемых регуляторов роста препарат черказ во всех концентрациях, за исключением концентраций 0,01 г/л в первый год и 0,2 г/л во второй год исследований, отличался низкими показателями по сравнению с контролем (рис. 6, 7). Изменения в сторону увеличения высоты были не существенными, но в 2006 году при применении максимальной концентрации черказа высота черенков увеличилась по сравнению с контролем на 1,0 см, и на 2,1 см по сравнению с корневином. Для сокращения концентрации указаны под номерами 1,2,3,4,5, расшифровку см. на стр. 37.
Другим не менее важным биометрическим показателем развития черенков является диаметр штамба. В 2005 году применение препаратов ТКР и Т-1 увеличило диаметр штамба черенков во всех вариантах по сравнению с контролем (рис. 8) (Приложение 5, табл. 64, 65). Однако существенной прибавка была только в концентрации 1 мл/л, и составила 1,5 мм. При использовании препарата Т-1 в концентрации 100 мл/л радиальный рост черенков увеличился на 0,4 мм, но эта прибавка оказалась несущественной.
Применение ЧК в 2005 году не повлияло на радиальный рост ни в одной из испытанных концентрации, и диаметр черенков практически находился на уровне контроля (в пределах 3,3-3,7 мм). В отличие от ЧК препарат черказ оказывал позитивное воздействие на увеличение диаметра штамба в наименьшей концентрации (прибавка составила 0,7 мм) (рис. 8). По остальным вариантам с применением препарата увеличение диаметра было на уровне 0,4-0,5 мм, но говорить следует только о тенденции, поскольку статистически это не доказано.
В 2006 году контрольный вариант несущественно (на 0,1-0,3 мм) по величине диаметра штамба отличался от вариантов с ТКР (рис. 9). Наименьший диаметр был отмечен у укорененных черенков (3,3 мм), обработанных корневином и ТКР в концентрации 1,9 мл/л. Т-1 воздействовал на радиальный рост более эффективно в концентрации 100 мл/л, увеличивая диаметр до 4,0 мм. Это существенно превысило вариант с корневином (на 0,7 мм).
Препараты ЧК и черказ также не вызывали существенного увеличения диаметра штамба укорененных черенков. Минимальная и максимальная концентрации черказа не поднимали данный показатель даже до уровня контроля (3,0-3,4 мм; контроль: 3,6-3,7 мм).
Влияние препаратов на органогенез стеблевых черенков впоследствии сказалось не только на развитии корневой системы, но и приживаемости растений. Корневая система тесно взаимосвязана с надземной частью, и чем лучше развита первая, тем лучше интенсивнее развивается надземная часть, что, в конечном счете, отражается на качестве посадочного материала.
Элементорганические соединения неодинаково влияли на ризогенез зеленых черенков сирени, а так как сирень обыкновенная является трудноукореняемои культурой, то правильно подобранный препарат и его концентрация позволят рационально использовать исходный материал, что повысит рентабельность производства саженцев, не нарушая экологии. Число образовавшихся корней на черенок в варианте с препаратом ТКР в 2005 году колебалось в пределах 13-30 штук, что несколько меньше, чем в контрольном варианте (рис. 10) (Приложение 5, табл. 64).
В отличие от ТКР, применение препарата Т-1 в этот же год оказалось более эффективным, особенно в концентрации 1,4 мл/л, когда число корней достигло 173 штук на черенок. Изменения в сторону увеличения по отношению к контролю на 48,3 штук наблюдались и в варианте с концентрацией 3,9 мл/л. Все другие концентрации Т-1 существенных изменений не внесли, но число корней/черенок в них превышало контроль на 12,0-17,3 штук (рис. 10) (Приложение 5, табл. 65).
Оценка качества привитых растений сирени перспективных сортов в питомнике и насаждениях
Зеленые черенки сорта Мадам Казимир Перье были менее восприимчивы к препарату Рибав-Экстра. Существенное увеличение диаметра (на 0,4 мм) по отношению к контролю было получено при применении Рибав-Экстра в концентрации 1 мл/л, однако различия с вариантом, где черенки были обработаны корневином, оказались несущественными.
В 2006 году корневая система у стеблевых черенков вышеназванных сортов при применении воды и корневина отличалась слабым развитием. Использование Рибав-Экстра позволило увеличить число корней у черенков сорта Абель Шатене. Так, при применении концентрации 1 мл/л их число увеличилось до 15 штук/черенок, что существенно превысило контроль и корневин (на 13 корней). Значительная разница наблюдалась не только между контролем и всеми вариантами с обработкой препаратом Рибав-Экстра, но и по варианту с корневином (табл. 35).
Максимальный эффект на ризогенез стеблевых черенков сорта Мадам Казимир Перье препарат оказал в концентрации 0,5 мл/л (14,4 штук/черенок). Процесс ризогенеза по данному сорту ингибировали концентрации 0,1 мл и 5 мл/л. Число корней в обоих случаях не превышало 3-4 штук/черенок.
В среднем по сортам (табл. 36) число корней колебалось в пределах 7 штук/черенок, поэтому существенных различий по вариантам не было. По концентрациям максимальное количество корней сформировалось в вариантах Рибав-Экстра 1 мл (10,4 штук/черенок) и 0,5 мл (11 штук/черенок). На ризогенную активность стеблевых черенков меньше всего повлияла самая низкая концентрация препарата 0,1 мл, где число корней не превышало 3,4 штук/черенок.
Кроме того, препарат оказывал влияние и на длину корней (табл. 37). Контрольные черенки сорта Абель Шатене отличались достаточно высоким показателем длины корней (до И см). Использование Рибав-Экстра в концентрации 1 мл/л позволило увеличить её до 13 см, что существенно превысило контроль (на 2,0 см), а вариант с обработкой корневином на 6,5 см. Остальные концентрации препарата на длину корней укорененных черенков сорта Абель Шатене должного эффекта не оказали (средняя длина их составила 5-8 см).
В отличие от сорта Абель Шатене, контрольные черенки сорта Мадам Казимир Перье, наоборот, имели самую минимальную длину корней (2 см). Должного эффекта не оказал и корневин. Тогда как во всех вариантах с обработкой Рибав-Экстра длина корней увеличилась в 2-3 раза, а максимального значения увеличилась (до 9,0 см) она достигла при применении концентрации 0,5 мл/л (табл. 37). В результате изучения эффекта последействия Рибав-Экстра в 2005 году на сорте Абель Шатене невозможно было выделить какой-либо отдельный вариант, вследствие минимальных отклонений от показателей контроля (рис. 16). Растения, обработанные Рибав-Экстра в концентрации 10 мл, погибли полностью.
В 2006 году (рис. 17) укорененные черенки сорта Абель Шатене, обработанные препаратом в концентрации 0,5 мл, после высадки в контейнеры также погибли. По другим вариантам высота растений сорта Абель Шатене при применении Рибав-Экстра превышала контрольный вариант в среднем на 2-8 см. Воздействие препаратом в концентрациях 0,1 мл, 1,0 мл и 10,0 мл/л оказывало влияние и на диаметр штамба вышеназванного сорта, существенно увеличив его (в пределах 0,2-0,5 мм). При использовании Рибав-Экстра в концентрации 1 мл/л суммарная длина приростов увеличилась на 3 см по сравнению с контролем.
Формирование листового аппарата на растениях сорта Абель Шатене при использовании препарата Рибав-Экстра в концентрации 1 мл/л проходило на уровне контроля, остальные концентрации оказались менее эффективными (рис. 17). После высадки укорененных черенков сорта Мадам Казимир Перье в контейнеры, устанавливаемые в обогреваемую теплицу, растения обработанные препаратом Рибав-Экстра в концентрациях 0,1 и 0,5 мл/л погибли полностью (рис. 18).
Но был получен и максимальный эффект от применения концентрации 1,0 мл/л, который выразился не только в увеличении диаметра штамба растений сорта Мадам Казимир Перье в среднем на 0,4 мм, но и на длину приростов, существенно превысив тем самым контрольный вариант (на 5,6 см). Формирование листового аппарата под влиянием данной обработки также шло более интенсивно.
