Содержание к диссертации
Введение
1. Использование регуляторов роста растений при выращивании сельскохозяйственных культур и при черенковании розы . 6
1.1. Классификация регуляторов роста растений . 6
1.2. Влияние регуляторов роста на физиологические процессы у растений и их использование при выращивании сельскохозяйственных культур . .13
1.3. Использование регуляторов роста растений при вегетативном размножении . .23
1.4. Влияние способов размножения и формировки кустов на продуктивность роз в защищенном грунте . .32
2. Условия и методика проведения исследований 35
2.1. Почвенно-климатические условия .35
2.2. Схема опытов и методика исследований .40
3. Результаты исследований 47
3.1. Влияние концентраций регуляторов роста при черенковании различных сортов чайно-гибридных роз . .47
3.2. Укореняемость черенков роз при использовании различных субстратов и ростовых веществ . .93
3.3 Особенности роста и развития корнесобственных и привитых чайно-гибридных роз . .110
4. Экономическая эффективность обработки черенков чайно-гибридных роз стимуляторами роста при черенковании
Выводы
Предложения производству .
Литература
Приложения
- Классификация регуляторов роста растений
- Почвенно-климатические условия
- Влияние концентраций регуляторов роста при черенковании различных сортов чайно-гибридных роз
- Экономическая эффективность обработки черенков чайно-гибридных роз стимуляторами роста при черенковании
Введение к работе
Актуальность темы. Вряд ли среди цветов найдется соперник розе достойный ее и более знаменитый, чем она сама. Множество легенд, сказаний и обычаев посвящено этому удивительному цветку у разных народов мира. Первоначально розы выращивали на Ближнем Востоке и в Восточной Азии, сейчас их культивируют почти во всех странах мира.
В защищенном грунте используют садовые сорта розы, относящиеся к группам чайно-гибридных, флорибунда и грандифлора.
Группа чайно-гибридных роз самая распространенная и популярная в цветоводстве. Она насчитывает несколько тысяч сортов. Как правило, это невысокие кустарники с крупными цветками изящного сложения и разнообразной окраски и махровости, расположенными одиночно или в небольших соцветиях. Они цветут долго и обильно, однако требовательны к условиям выращивания. Их широко применяют для озеленения, среза и выгонки.
Одной из причин, ограничивающих выращивание роз, а также введения в культуру новых сортов, является дефицит посадочного материала.
При размножении используются в основном два способа: привитые и корнесобственные розы. Положительными качествами корнесобствен-ных роз являются: относительная простота выращивания, не требующая высокой квалификации рабочих; в два-четыре раза сокращается срок выращивания стандартных саженцев по сравнению с привитыми; получение генетически однородного, целостного в физиологическом отношении посадочного материала; долговечность корнесобственных роз; отсутствие дикой поросли, что значительно упрощает уход за ними.
В этой связи разработка приемов, направленных на повышение выхода стандартных саженцев для различных по укореняемости сортов роз, является актуальной. Поэтому изучение процесса корнеобразова-
ния у черенков различных сортов роз, используя для этого ростовые вещества, оптимальных концентраций препаратов, сроков черенкования и субстратов является актуальной задачей и имеет практическое значение в повышении производства посадочного материала.
Немаловажную роль играет получение высококачественного урожая чайно-гибридных роз. Большое значение при этом имеет выбор саженцев. Единое мнение о влиянии способов получения посадочного материала розы на качество цветка до сих пор не выработано.
Цель и задача исследований. Цель настоящей работы определена актуальностью изучения и разработки приемов для интенсификации корнеобразования у черенков различных сортов роз при использовании регуляторов роста, подбора оптимальных субстратов, а также изучением влияния способа размножения на урожайность чайно-гибридных роз в закрытом грунте.
Программа исследований предусматривала решение следующих задач:
Оценка способности черенков различных сортов чайно-гибридных роз к укоренению при использовании стимуляторов роста;
Выявление лучших регуляторов роста и определение оптимальной концентрации новых препаратов Тиоауксин, СПАК и СПАД;
Изучение укореняемости черенков роз при использовании различных субстратов;
Определение продуктивности роз в зависимости способа размножения;
Разработка рекомендаций по практическому применению стимуляторов роста при черенковании различных сортов роз.
Научная новизна результатов исследований заключается в выявлении значимости факторов, определяющих укоренение черенков различных сортов чайно-гибридных роз, определении продуктивности кустов роз в зависимости от способа размножения.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
обоснование и экспериментальное подтверждение способности к укоренению черенков различных сортов роз при использовании регуляторов роста;
выявление влияния новых регуляторов роста и их концентраций на приживаемость черенков роз;
установление различной реакции черенков на укореняемость при использовании различных субстратов;
определение влияния способа размножения на продуктивность чайно-гибридных роз.
Практическая ценность работы заключается в том, что на основании экспериментальных данных дополняются рекомендации по получению корнесобственного посадочного материала при выращивании маточных растений в условиях закрытого грунта.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на научных конференциях сотрудников агрономического и других факультетов Кубанского государственного аграрного университета в 2001-2004 гг.
Производственная проверка, осуществленная в ООО «Крокус» Ла-бинского района Краснодарского края, подтвердила результаты исследований и позволила рекомендовать новые регуляторы роста Тиоауксин и СПАК, способы укоренения в конкретных условиях и использовать в условиях закрытого грунта в качестве посадочного материала корнесоб-ственные розы.
По материалам исследований опубликовано восемь статей. В этих публикациях изложены основные положения диссертационной работы.
Классификация регуляторов роста растений
Вещества, вырабатываемые растениями и способствующие их росту, получали различные названия: ростовые вещества, гормоны роста, фитогормоны, стимуляторы роста и т.д. В 1961 году решением специального научного комитета по физиологии растений в США для этих веществ было принято единое название "регуляторы роста". При этом имелось в виду, что эти вещества стимулируют рост в одних, в других -тормозят его. И во всех случаях они рассматриваются как физиологически активные вещества, включающиеся в обмен веществ в растении и оказывающие влияние на ход этого обмена. Изучение регуляторов роста во многом зависело от возможности получении этих веществ в достаточных количествах. Необходимо было установить природу этих веществ.
Чрезвычайно малое количество регуляторов роста в проростках овса заставило искать другие источники получения этих веществ. Более перспективными с этой точки оказались некоторые грибы. И наконец, было обнаружено, что регуляторы роста в достаточном количестве имеются в человеческой моче.
В 1931 году голландским химикам Кеглю и Хаген-Смиту удалось выделить из человеческой мочи вещество, названное ими ауксином. Они полагали, что это вещество стимулирует рост посредством растяжения клеток. Близкое к этому вещество, выделенное из кукурузного масла, было названо ауксином Б, в отличии от вещества выделенного из мочи и названного ауксином А. Затем эти же ученые выделили из мочи вещество, названное ими гетероауксином, что означает "другой ауксин". Химический анализ показал, что гетероауксин тождествен индолилуксусной кислоте, синтез которой известен с 1885 года.
Для дальнейших исследований регуляторов роста открытия Кегля и Хаген-Смита имели неоценимое значение. Имея в своем распоряжении в чистом виде и в достаточных количествах регуляторы роста, физиологи растений смогли развернуть обширные экспериментальные работы для разрешения проблемы воздействия этих веществ на рост и развитие организмов [28].
После того, как физиологам растений стали доступны достаточные количества химически чистого кристаллического препарата гетероауксине, работы по изучению действия этого регулятора роста на растительный организм получили огромный размах. За короткий срок ученые разных стран опубликовали более 100 тысяч научных сообщений [29].
В настоящее время известно большое количество регуляторов роста как природного происхождения, в том числе вырабатываемых в растениях, так и синтетических.
Важнейшими представителями эндогенных регуляторов роста растений являются фитогормоны. Это - нормальные продукты жизнедеятельности самого растения, участвующие в регуляции обмена веществ и формообразовательных процессов на всех этапах онтогенеза [88, 112]. Они обладают тремя общими основными свойствами: 1. Гормоны синтезируются в одном из органов растения (молодые листья, почки, верхушки корней и побегов) и транспортируются в другие места, где активируют процессы онтогенеза и роста. 2. Гормоны синтезируются и функционируют в растениях в микро количествах. 3. Гормоны могут вызывать характерные морфологические измене ния. Следовательно, этим веществам можно дать другое, более обобщенное, определение. Фитогормоны - это вещества, действующие в ничтожных количествах, образующиеся в одних органах и оказывающие регулярное влияние на какие-либо физиологические процессы в других органах растения.
Работы многих других ученых [113, 150] показали, что система гормональной регуляции во многом определяет характер протекания таких важнейших физиологических процессов, как рост, формирование новых органов, переход растений к цветению и формированию пола цветков, старение листьев, переход в состояние покоя и выход из него почек, клубней, луковиц и т.д.
Процессы роста и морфогенеза тоже являются физиологическими программами, только медленно протекающими. Учитывая выше сказанное, можно дать еще одно определение фитогормонам. Фитогормоны -соединения, с помощью которых осуществляется взаимодействие клеток, тканей и органов и которые необходимы в малых количествах для запуска и регуляции физиологических и морфогенетических программ.
В настоящее время известно четыре группы фитогормонов: ауксины, гиббереллины, цитокинины и ингибиторы роста. Все они могут активизировать, но могут и тормозить функциональную активность клеток. Общим условием для действия любого фитогормона является наличие в клетках специфичных рецепторов. Все фитогормоны вызывают у компетентных клеток сравнительно быстрые физиологические реакции, связанные, очевидно, с мембранами и более медленные изменения, зависящие от синтеза белков и нуклеиновых кислот [112].
Обнаруженные впервые как метаболиты гриба, в дальнейшем выделенные из большого числа высших растений, гиббереллины - многочисленная группа тетрациклических кислот, относящихся к классу ди-терпенов [88]. Они обозначаются символом А. Гиббереллины образуют ся в листьях и корнях растений. Свойства гиббереллинов удалось охарактеризовать к середине XX века [172, 177]. Из высших растений выделено 60 гиббереллинов [121]. Для гиббереллинов характерно ускоренное деление клеток меристем. Основная особенность гиббереллинов -способность усиливать вытягивание побегов растений и индуцировать рост стеблей у розеточных и карликовых форм, регулировать процессы цветения, плодоношение и другие [179]. Из них наиболее изученным является гиббереллин Аз - гиббереллиновая кислота (ГК3), которая в основном применяется в экспериментах и практике. Она также наиболее распространена и активна как эндогенный регулятор роста (фитогормон) среди высших растений. Физиологическое действие гиббереллинов проявляется главным образом в стимуляции ростовых процессов за счет усиления растяжения клеток и повышения митотической активности ме-ристематических тканей. Стимулирование растяжения клеток под действием гиббереллина обусловлено усилением синтеза материала клеточной стенки.
Почвенно-климатические условия
Опыты по влиянию регуляторов роста и субстратов на укореняе-мость черенков различных сортов чайно-гибридных роз, а также опыты по сравнению продуктивности цветения и качества срезки привитых и корнесобственных роз в защищенном грунте проводили в ООО «Крокус» Лабинского района, расположенном в южно-предгорной зоне Краснодарского края.
Почвенный покров опытного участка представлен черноземом выщелоченным, малогумусным, глинистым мощным, а также черноземом обыкновенным средне- и малогумусным мощным и среднемощным.
По мере продвижения с севера края на юг увеличиваются количество осадков и продолжительность вегетационного периода, мощность гумусового горизонта черноземов и глубина залегания углесолей. Наименьшую мощность гумусового горизонта имеют обыкновенные черноземы (130-150 см), максимальную - выщелоченные (170-200 см). Объясняется это главным образом большим количеством обильных осадков [116, 130].
По механическому составу, почти все черноземные почвы края отличаются от черноземов других районов страны тяжелым механическим составом. Они содержат физической глины 60-70 %, а фракции ила - до 5% [134].
Количество валового азота в пахотном слое выщелоченных черноземов составляет 0,16-1,31 %. Количество валового фосфора - 0,07-0,18 %, минеральных активных фосфатов в горизонте 0-20 см составляет 16-29 % от валового фосфата [130]. Выщелоченные черноземы относятся к числу почв, наиболее обеспеченных подвижными фосфатами. Солянокислорастворимых фосфа тов в пахотном горизонте содержится 300-474 мг/кг почвы, или 23-27% от валовых запасов фосфора. Для сельскохозяйственных культур доступность этой группы фосфатов весьма ограничена [117]. Валовые запасы калия выщелоченных черноземов в корнеобитаемом слое составляют 1,8-2,1%. Запасы калия уменьшаются с глубины 80 см [57, 130]. Содержание обменного калия в выщелоченных черноземах составляет 21,4 т/га, в то время как содержание обменного калия - 1,4 т/га или 6% от необменного. По данным КСХИ и КНИИСХ, содержание микроэлементов в пахотном слое черноземов Кубани достаточное. Количество молибдена находится в пределах 1-2 мг/кг. Богаты им обыкновенные черноземы. Повышенное содержание молибдена отмечено лишь в черноземах с более тяжелым механическим составом (подвижных его соединений в среднем 0,15-0,19 мг/кг).
Среднее содержание валового марганца в черноземах 550-800 мг/кг. Наиболее богаты им выщелоченные черноземы (700-800 мг/кг), обыкновенные содержат его 550-650 мг/кг; подвижных форм марганца, как и молибдена в черноземах мало - 40-80 мг/кг, или 6-10% от валовых запасов. Наиболее богаты марганцем бурые горно-лесные почвы склонов Северного Кавказа.
Валовые запасы кобальта достигают 9-14 мг/кг. Наибольшее количество его встречается в слитых черноземах, наименьшее - в обыкновенных. Во всех черноземах пахотные горизонты содержат подвижных форм кобальта больше, чем нижние.
Валовые запасы меди в черноземах составляют 25-32 мг/кг. По содержанию ее черноземы почти не различаются. Подвижных форм меди в черноземах - 3,5-9 мг/кг. Их больше в слитых и меньше в обыкновенных.
В пахотном слое черноземов Краснодарского края содержание цинка 52-65 мг/кг, то есть значительно больше, чем в черноземах ЦЧО. Все черноземы Кубани в пахотном горизонте имеют очень мало подвижного цинка - 0,15-0,25 мг/кг.
При сравнительно высоком валовом содержании бора в черноземах края (до 47 мг/кг) его водорастворимой формы мало - 0,6-1,2 мг/кг [130, 140]. Верхние слои выщелоченных черноземов имеют нейтральную и реже слабокислую реакцию. РН водной вытяжки, как правило, 7, солевой - 6,5-6,8, в нижних слоях слабощелочная (рН 7,2-7,5). Физические свой ства у выщелоченных черноземов менее благоприятны, чем у обыкно венных черноземов [3]. При большом увлажнении выщелоченные чер ноземы легко теряют свойства структурной почвы. После сильных дож дей поверхность их расплывается. Образуется корка, часто губительно действующая на растения, если она своевременно не разрушается. В летнее время, при сильном иссушении верхнего слоя почвы, появляются глубокие трещины и образуются в это время чрезвычайно плотные глыбы [2].
Характерной чертой атмосферной циркуляции в холодный период являются довольно частые выносы масс теплого воздуха из районов Черного моря и сопредельных с ним южных стран. Обычно это бывает при выходах так называемых южных циклонов, вызывающих обильные осадки и резкие потепления (особенно в предгорной полосе края).
Территория Краснодарского края благодаря своему южному положению получает много тепла. Продолжительность солнечного сияния здесь составляет 2200-2400 час. в год. Количество суммарной солнечной радиации, поступающей на данную территорию, колеблется от 115 ккал/см3 на севере края до 120 ккал/см3 на юге.
Суммарная температура воздуха за период с температурами выше 10С накапливается на Черноморском побережье до 4000-4200С. На равнинной части территории она составляет 3400-3600С, в предгорьях - 3000-3400С. Продолжительность теплого периода (периода с температурами воздуха выше 0С) на большей части территории составляет 9-10 месяцев.
Влияние концентраций регуляторов роста при черенковании различных сортов чайно-гибридных роз
При размножении роз используются прививки, окулировки и черенкование. Черенкование имеет ряд существенных преимуществ перед окулировкой: нет необходимости в выращивании подвоя, не появляется поросль, возможно возобновление надземной части при вымерзании. Несмотря на это, окулировка все же имеет при производственном размножении роз приоритет. Это в большей мере связано с установившимся мнением, что корневая система корнесобственных роз более слабая, залегает неглубоко и менее устойчива против низких зимних температур по сравнению с привитыми розами.
Многочисленные опыты свидетельствуют о том, что зимостойкость в большей степени зависит от сортовых особенностей и условий выращивания, а также сроков посадки. На почвах, глубоко обработанных и хорошо дренированных, глубина залегания корневой системы корнесобственных роз была почти одинаковой. При этом ни один сорт не уступал привитым ни по силе роста, ни по зимостойкости, другие были значительно слабее и плохо зимовали. Не наблюдалось разницы в развитии и зимостойкости корнесобственных и привитых плетистых роз, а также большинства сортов гибридно-полиантовых и флорибунда [148].
Сущность процессов регенерации при черенковании во многом определяется присущим клеткам, тканям и органам растений свойствам полярности. Полярность - это устойчивое свойство растительных клеток и тканей реагировать на условия внешней среды, под влиянием которых в эволюции растений шло развитие процессов жизнедеятельности, в первую очередь - процесса питания. При черенковании оно обнаруживается в способности черенков воспроизводить на морфологически нижнем конце корни, а на верхнем - элементы надземной части растений.
У растений полярность нашла свое яркое морфологическое выражение в функциях и структурах корня и листа. В физиологическом отношении свойство полярности обуславливает перераспределение в черенке веществ, приводящее к локализации на морфологически нижнем конце обмена веществ того типа, с которым непосредственно связана дифференциация корневых зачатков.
Росту корней и побегов у растения способствует повышенное количество азота в растении, но в то же время оно ограничивает дифференциацию корневых зачатков на черенках. Именно этим и можно объяснить лучшее укоренение черенков от боковых побегов, характеризующихся ослабленным ростом, в сравнении с черенками от осевых побегов, которым свойственен более сильный рост.
У боковых побегов раньше наступает и сильнее проявляется преобладание углеводов над азотом. Этим объясняется и то, что у выращиваемых при избытке азота материнских растений формируются побеги, проявляющие слабую способность к дифференциации зачатков корней, а у трудноукореняющихся видов эта способность может не проявиться вообще.
Дифференциацию корневых зачатков следует рассматривать как процесс, определяющий переход клеток меристем в структуру соответствующих тканей и включение их на органовый уровень развития, имеющий свои качественно отличные от низших уровней особенности обмена веществ.
В последнее время для усиления корнеобразования при черенковании широко стали применять ростовые вещества. С веществами синтетического происхождения, и в частности с регуляторами роста, происходит вторжение в обмен веществ растений в онтогенезе уже на другом уровне, чем тот, на котором у него в процессе питания включается энер гия и химические вещества из внешней среды. Поэтому при использовании в практике веществ регуляторного действия требуется глубокое понимание сущности процессов морфогенеза, определившихся у тех или иных видов в эволюции.
Многие неудачи с применением регуляторов роста при черенковании чаще всего связаны с несоответствующими концентрациями вещества или продолжительностью обработки черенков.
В слишком слабых концентрациях вещество может недостаточно или совсем не оказать положительного действия, завышенная концентрация может тормозить укоренение черенков, а слишком высокая - вызвать омертвление тканей, особенно тех участков черенков, которые непосредственно подвергались обработке.
Установление оптимальных условий применения синтетических регуляторов роста при черенковании осложняется сильной изменчивостью как самого растения в процессе его роста и развития, так и условий среды, в которых протекает этот процесс. Этим, по видимому, можно объяснить рекомендации некоторых авторов использовать при черенковании не одну концентрацию вещества, а несколько, рассчитывая, что хотя бы одна из них окажется оптимальной [80].
Размножение розы зелеными черенками в настоящее время, как указывалось выше, не получило достаточного широкого производственного распространения, хотя уже имеется значительное количество сортов, рекомендуемых для корнесобственнои культуры. Рекомендуемые сорта в основном входят в группы плетистых, полуплетистых, полианто-вых, флорибунда и лишь небольшое число сортов из чайно-гибридной группы [124, 177]. Учитывая некоторые преимущества корнесобственнои культуры розы, мы считали необходимым продолжить изучение укоренения различных сортов роз, особенно наиболее ценных по декоративным признакам. Эти исследования представляют не только теоретическое, но и огромное производственное значение. В первую очередь мы рассмотрели укореняемотсь различных сортов чайно-гибридных роз. По результатам опыта было установлено, что процент укоренения у различных сортов роз неодинаков (табл. 3.1). Это свидетельствует о разной биологической способности этих сортов к укоренению. Приживаемость черенков контрольных растений изменялась от 57-82 %.
Экономическая эффективность обработки черенков чайно-гибридных роз стимуляторами роста при черенковании
Повышение эффективности сельскохозяйственного производства является одной из актуальнейших проблем, успешное решение которой открывает дальнейшие возможности для ускорения темпов его развития и надежного снабжения страны сельскохозяйственной продукцией [42, 43].
Экономическая эффективность показывает конечный полезный эффект от применения средств производства и живого труда, отдачу совокупных вложений. В сельском хозяйстве - получение максимального количества и качества продукции с каждого гектара земли, от каждой головы скота при наименьших затратах живого и овеществленного труда.
Одним из важнейших средств и повышения выхода стандартных саженцев роз является обработка черенков регуляторами роста. Поэтому в последние годы все большее значение придается разработке применения регуляторов роста, обеспечивающих получение максимальной экономической эффективности [42].
Для экономической оценки эффективности сельскохозяйственного производства используются как натуральные, так и стоимостные показатели. Оценка натуральных показателей - урожайности сельскохозяйственных культур, продуктивности животных или выход саженцев - отражает лишь одну сторону достигнутой эффективности. Для выявления экономического эффекта необходимо также значение совокупных затрат труда, которые обеспечили полученные данные урожайности [43].
Для расчета экономической эффективности использования регуляторов роста при обработке черенков различных сортов чайно-гибридных роз, нами использованы следующие показатели.
Производственные затраты (ПЗ) рассчитываются по фактическим данным или нормативам на 1 м2 площади саженцев и представляет собой производственную себестоимость, которая является денежным выражением издержек при производстве саженцев путем черенкования.
Стоимость валовой продукции (СВП) определяется умножением закупочной цены (ЦЗ) на объем валовой продукции (ВП), то есть на количество саженцев роз: СВП = ЦЗ ВП. Себестоимость одного саженца определяется делением производственных затрат (ПЗ) на фактическую продуктивность (ВП): Чистый доход (ЧД) рассчитывается как разница между стоимостью валовой продукции и затратами, которые пошли на ее производство: чд=свп-пз. Уровень рентабельности (Ур) рассчитывается как процентное отношение чистого дохода к производственным затратам: ЧД У/, = Шх100% Мы рассчитали экономическую эффективность применения регуляторов роста при черенковании у трех сортов розы (по одному сорту из каждой группы укореняемости) (табл. 4.1-4.3). Использование регулято-ров роста в оптимальной концентрации повысило производственные затраты на 6,5-12,5 %, в сравнении с контролем. Наибольшие производственные затраты приходятся на регулятор роста ИМК из-за его высокой стоимости. В то же время применение регуляторов роста позволило повысить на всех сортах выход саженцев, в результате чего себестоимость одного саженца оказалась ниже, чем на варианте без регуляторов роста.
Сравнивая прибавку величины чистого дохода по сортам, которые отличаются по степени укореняемости видим, что наибольшая разница этого показателя отмечена у сортов относящихся к группе средне- и трудноукореняемых. Так, возрастание чистого дохода у среднеукоре-няемого сорта Осиана в сравнении с контролем составляет от 805 до 1712 руб. (табл. 4.2). Черенкование трудноукореняемого сорта Гран При при использовании стимуляторов роста способствует возрастанию чистого дохода в сопоставлении с контролем от 1814 до 2705 руб. (табл. 4.3.). Максимальный прирост чистого дохода в сравнении с контролем при черенковании получено в вариантах, где применяли Кубаксин и Тиоауксин. Обработка черенков другими регуляторами роста также обеспечивает высокий уровень рентабельности по сравнению с контрольным вариантом.
