Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обзор литературы 6
1.1 Краткая биологическая и технологическая характеристика плодовых субтропических культур 6
1.2 Особенности размножения 21
1.3 Роль субстрата в зеленом черенковании плодовых субтропических культур 26
1.4 Регуляторы роста в технологии зеленого черенкования 29
1.5 Роль растений в оздоровление среды обитания человека 33
Глава II. Экспериментальная часть 35
2.1. Цель и задачи исследований 35
2.2. Методика проведения исследований 35
2.3 Объекты исследований 39
2.4. Условия проведения исследований 44
2.4.1. Природно - климатические условия г. Москвы 44
2.4.2. Условия Абхазии 45
Глава III. Результаты исследований 47
3.1. Влияние состава субстрата и регуляторов роста на укореняемость черенков субтропических плодовых культур. 47
3.1.1. Мандарин Уншиу 47
3.1.2. Мандарин Кавано — Васэ 54
3.1.3. Мандарин Миагава - Васэ 59
3.1.4. Кинкан 66
3.1.5. Фейхоа, сорт Сюперба 70
3.1.6. Фейхоа форма 20 76
3.2. Влияние зоны побега и применения ИМК 81
3.3. Влияние экологических условий на укореняемость черенков. 92
3.4. Фитонцидная активность некоторых представителей цитрусовых 103
ГЛАВА IV Организационно-экономическая оценка разработанных приемов 110
Выводы 113
Рекомендации производству 114
Список литературы 115
Приложения 126
- Роль субстрата в зеленом черенковании плодовых субтропических культур
- Роль растений в оздоровление среды обитания человека
- Природно - климатические условия г. Москвы
- Фитонцидная активность некоторых представителей цитрусовых
Введение к работе
Актуальность исследований. Для расширения распространения субтропических плодовых культур в условиях открытого и защищенного грунта, комнатной культуре, интерьерах необходимо разработать приемы интенсификации их размножения и выращивания. Зеленое черенкование является одним из наиболее эффективных способов получения посадочного материала плодовых и ягодных культур. Ряд субтропических плодовых культур характеризуются низким уровнем укореняемости зеленых черенков (М.Т.Тарасенко, 1967; Ф.Я.Поликарпова, 1991; В.В.Фаустов, 1990; Е.Г.Самощенков, 1983). Активность формирования придаточной корневой системы при укоренении зеленых черенков определяется многими факторами в том числе: освещенностью, температурой, влажностью, составом субстрата, гормональным статусом и качеством черенков (М.Т. Тарасенко, 1967; В.В. Фаустов, 1990; Е.Г. Самощенков, 1983, А.К. Раджабов, 2000; О.Н. Аладина, 1988; и др.).
Одним из новых направлений исследований является изучение влияния различных растений на качество среды обитания человека. (Цицилин А.Н.). Вместе с тем до сих пор недостаточно изучена фитонцидная активность различных плодовых растений, в том .числе и цитрусовых, используемых для украшения интерьеров, в комнатной культуре, в зимних садах.
Цель исследований:
Разработка способов повышения эффективности зеленого черенкования трудноукореняемых субтропических культур, а также установление фитонцидной активности цитрусовых растений.
Задачи исследований:
-
Изучение влияния обработок ИМК зеленых черенков субтропических плодовых культур на их укореняемость и развитие корневой системы.
-
Изучение влияния различных субстратов на выход и развитие корневой системы укорененных черенков субтропических плодовых культур.
-
Установление зависимости укореняемости черенков и развития корневой системы укорененных черенков от зоны черенкуемого побега изучаемых культур.
-
Сравнительная оценка эффективности приемов повышения укореняемости черенков субтропических плодовых культур в различных экологических условиях.
-
Изучение фитонцидной активности цитрусовых растений.
-
Оценка экономической эффективности зеленого черенкования трудноукореняемых субтропических плодовых культур.
Научная новизна и теоретическая значимость результатов исследований заключается в том, что установлены особенности влияния комплекса факторов: регулятора роста, яруса побега, экологических условий, состава субстрата на укореняемость черенков группы трудноукореняемых субтропических культур. По изучаемым факторам выявлены параметры, позволяющие повысить укореняемость и качество укорененных черенков. Впервые установлены закономерности изменения фитонцидной активности в зависимости от вида цитрусовых культур.
Практическая значимость результатов исследований заключается в том, что разработаны научно обоснованные регламенты применения изучаемых факторов, позволяющие существенно повысить укореняемость черенков различных сортов мандарина, кинкана, фейхоа. Проведена сравнительная оценка четырех видов цитрусовых культур, установлено, что грейпфрут обладает самой высокой фитонцидной активностью.
Апробация результатов исследований проведена на научных конференциях сотрудников РГАУ - МСХА в 2008 - 2009 годах.
Основные результаты исследований опубликованы в 3 статьях, в том числе в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ - 2 работы.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 126
Роль субстрата в зеленом черенковании плодовых субтропических культур
Современная технология размножения плодовых и ягодных культур высших категорий качества предусматривает выращивание растений в защищенном грунте на субстрате свободном от возбудителей болезней и вредителей и семян сорняков (Павлова Н.Ю., Крылова И.И., 1996). При использовании технологии зеленого черенкования в защищенном грунте, широкое распространение получило использование субстрата на основе смеси торфа с песком в различном соотношении. Использование этого субстрата требует относительно небольших трудозатрат, для его приготовления и ежегодной замены в сооружении приспособленного для черенкования (Царькова Т.Ф., 1996). При размножении ягодных культур в работах традиционно используют смесь торфа с песком в соотношении 1:1 (Лисица Л.А., 1987; Безух Е.П., 1999). Торф состоит из частично разложившихся растительных остатков и продуктов их разложения. В соответствии с исходным растительным материалом различают низинный и верховой торф. Низинный торф более богат азотом, кальцием, фосфором в более усвояемых для растений формах, чем верховой. Отличается он от верхового и меньшей кислотностью. Высокая влажность торфа сочетается с хорошей водопроницаемостью и довольно устойчивой теплоемкостью. Повышенная кислотность торфа и чрезмерно высокая влагоемкость ограничивают возможность его применения в чистом виде, но в сочетании с другими более инертными материалами он является незаменимым компонентом субстрата. Торф содержит значительные запасы питательных веществ, что позволяет использовать его не только как среду для черенкования, но и как источник питания для укореняемых черенков. С увеличением доли торфа в смеси процесс корнеобразования улучшается (Wells J.S., 1955).
Перлит - минерал вулканического происхождения, содержащий до 70 -75 % окислов железа и небольшое количество окисей кальция и магния. При термической обработке перлит превращается в однородный пористый материал, используемый как субстрат при выращивании растений на гидропонике, при черенковании, а также для улучшения структуры тяжелых почв. Перлит отличается небольшой плотностью, он в 3 - 4 раза легче воды. Перлит сам по себе не имеет преимуществ перед другими субстратами, но в смеси с торфом благодаря пористости и крупным гранулам обеспечивает хорошую аэрацию субстрата.
Лучшее сочетание твердой, жидкой и газообразной фаз, определяющее благоприятный для укоренения черенков водно-воздушный режим, оказалось у торфа с перлитом. Эти субстраты характеризуются довольно высокой влагоемкостью и наиболее низкой плотностью. Смесь торфа с перлитом 1:1, несмотря на большое содержание твердой фазы, обладает хорошей аэрацией и достаточно хорошо удерживает воду. Это благоприятно сказывается на укоренении черенков: ускоряется корнеобразование, повышается количество укоренившихся черенков, значительно улучшается качество корневой системы, увеличивается адсорбирующее и поглощающая поверхность корневой системы черенков.
Оптимизация режимов укоренения - один из основных способов увеличения регенерационной способности многих трудноразмножаемых пород и сортов (Скалий Л.П., Самощенков Е.Г., 2002). Для активного корнеобразования необходим комплекс факторов, который может одновременно обеспечить максимальное сокращение транспирации, интенсивную ассимиляционную и гормональную деятельность листьев (Тарасенко М.Т., Ермаков Б.С., 1968). К ним прежде всего относятся температура и влажность почвы и воздуха, а также режим освещенности. С появлением культивационных комплексов пленочного типа с туманообразующей установкой (ТОУ), эффективность зеленого черенкования значительно выросла. Черенки большинства садовых растений лучше укореняются при влажности субстрата 20-25 % от абсолютно сухой массы (Ермаков Б.С., 1975, 1981). По прошествии этапа массового образования корней, необходимо понизить влажность субстрата, так как некоторые культуры отрицательно реагируют на избыточное увлажнение, может начаться загнивание корней, что приведет к гибели черенков (Поликарпова Ф.Я., 1981). Для большинства плодовых и ягодных культур средней зоны садоводства наиболее благоприятный режим освещенности складывается под полиэтиленовой пленкой, которая пропускает 60-80 % дневного света. Оптимальная освещенность - 10 тыс. люкс. Применение пленки из разных полимерных материалов и установок для подачи поливной воды позволяет укоренять черенки и в холодных рассадниках. Чтобы избежать перегрева растений, с внутренней стороны каркасы притеняют. Перспективно использование для этих целей молочно-белой полиэтиленовой пленки (Тихомиров В. А., Самощенков Е.Г., 2001).
Роль растений в оздоровление среды обитания человека
Фитонциды (от греч. phyton — растение и лат. caedo — убиваю) — образуемые растениями биологически активные вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие бактерий, микроскопических грибов, простейших. Термин предложен Б. П. Токиным в 1928. Характерными представителями фитонцидов являются эфирные масла, извлекаемые из растительного сырья промышленными методами. Фитонцидами называют все секретируемые растениями фракции летучих веществ, в том числе те, которые практически невозможно собрать в заметных количествах. Эти фитонциды называют также «активными антимикробными веществами растений». Химическая природа фитонцидов не существенна для их функции, это может быть комплекс соединений — гликозидов, терпеноидов, дубящих веществ и др., т. н. вторичных метаболитов.
Обычно под фитонцидами понимают летучие вещества, выделяемые древесной растительностью, которые стерилизующе действуют на определённые микроорганизмы. Так, фитонциды пихты убивают коклюшную палочку, возбудителя дизентерии и брюшного тифа; сосновые фитонциды губительны для палочки Коха (туберкулёз) и для кишечной палочки; берёза и тополь поражают микроб золотистого стафилоккока. Фитонциды же багульника и яснеца ядовиты и для человека. Активные фитонциды играют важную роль в иммунитете растений и во взаимоотношениях организмов в биогеоценозах. Выделение ряда фитонцидов усиливается при повреждении растений. Летучие фитонциды (ЛАВ) способны оказывать своё действие на расстоянии, например фитонциды листьев дуба, эвкалипта, сосны и многих др. Фитонциды чеснока, лука, хрена убивают многие виды простейших, бактерий и низших грибов в первые минуты и даже секунды. Летучие фитонциды уничтожают простейших (инфузорий), многих насекомых за короткое время (часы или минуты). Фитонциды — один из факторов естественного иммунитета растений (растения стерилизуют себя продуктами своей жизнедеятельности). Защитная роль фитонцидов проявляется не только в уничтожении микроорганизмов, но и в подавлении их размножения, в отрицательном хемотаксисе подвижных форм микроорганизмов, в стимулировании жизнедеятельности микроорганизмов, являющихся антагонистами патогенных форм для данного растения, в отпугивании насекомых (Токин Б. П., 1951; 1957).
Разработка способов повышения эффективности зеленого черенкования трудноукореняемых субтропических культур, а также установление фитонцидной активности цитрусовых растений.
Задачи исследований: 7. Изучение влияния обработок ИМК зеленых черенков субтропических плодовых культур на их укореняемость и развитие корневой системы. 8. Изучение влияния различных субстратов на выход и развитие корневой системы укорененных черенков субтропических плодовых культур. 9. Установление зависимости укореняемости черенков и развития корневой системы укорененных черенков от зоны черенкуемого побега. 10. Сравнительная оценка эффективности приемов повышения укореняемости черенков субтропических плодовых культур в различных экологических условиях. 11 .Изучение фитонцидной активности цитрусовых растений. 12.Оценка экономической эффективности зеленого черенкования трудноукореняемых субтропических плодовых культур.
Исследования проводили в лаборатории плодоводства Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К.А.Тимирязева в 2006-2008 годах в условиях защищенного грунта (летние не обогреваемые пленочные теплицы с системой автоматизированного туманообразования), а также в условиях ОПХ научно-исследовательского института сельского хозяйства АН Абхазии. Доращивание укорененных черенков проводили в зимней теплице в Ботаническом саду РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева.
Почвы участка - дерново-подзолистые, среднесуглинистые по механическому составу (подпочвенная порода - моренный суглинок).
Содержание гумуса 3,5%, средняя обеспеченность подвижным фосфором (5-10мг), высокая - обменным кальцием (15-25мг/100г воздушно сухой почвы), рН солевой вытяжки близка к нейтральной.
Анализ метеорологических условий проводили на основе данных метеостанции им. В.А. Михельсона и метеостанции г.Сухуми. Объектами исследования по разработке приемов по стимулированию укореняемости служили следующие виды, сорта и формы субтропических плодовых культур:
Мандарин - (Citrus reticulate Blanco var.unshiu (Marc.) Ни) сорта Уншиу широколистный, Кавано - Васэ, Миагава - Васэ. Кинкан- Fortunella margarita (Lour.) кинкан овальный. Фейхоа - Feijoa sellowiana, сорта Сюперба и Форма селекции НИИ селького х-ва Абхазии № 20.
Природно - климатические условия г. Москвы
Климат Москвы относится к умеренно континентальному. Годовая амплитуда температуры составляет 28 градусов. Средняя дата первого осеннего заморозка - 29 сентября, последнего весеннего — около 10 мая. Длина безморозного периода составляет 141 сутки, крайние его пределы 98 и 182 суток. Продолжительность вегетационного периода со средней суточной температурой +5 С и выше - 175 суток: от 18 апреля до 11 октября. Среднемноголетний период с устойчивыми морозами в среднем продолжается с 24 ноября до 10 марта. Часто наблюдаются оттепели: в январе и феврале - в течение 5-7 суток, в декабре - 8-9 суток, в ноябре и марте - 17-18 суток. Среднегодовое количество жарких дней с температурой 25 С составляет около 30 суток.
Московская область относится к зоне достаточного увлажнения, годовая сумма осадков в среднем 550-650мм, с колебанием в отдельные годы примерно от 270 до 900мм. Две трети осадков в году выпадает в виде дождя, одна треть - в виде снега. Устойчивый снежный покров образуется обычно в конце ноября.
Тепло и влага - основные климатические факторы, определяющие условия роста и развития сельскохозяйственных культур. Показателем теплообеспеченности вегетационного периода может служить сумма положительных температур воздуха, которая составляет от 1800 до 2200С. Влагообеспеченность достаточная.
Наибольшая облачность в Москве наблюдается с октября по январь, когда повторяемость пасмурного состояния неба составляет в среднем 75-85% по общей облачности и 65-75% по нижней.
Влажность воздуха по городу Москве меняется в зависимости от месяца года. Но в среднем она составляет более 50%.
Москва расположена в основном в южной части дерново-подзолистой зоны. Почвенная карта города характеризуется большим разнообразием, по механическому составу преобладающим типам почв являются глинистые и суглинистые.
Метеорологические показатели свидетельствуют о том, что годы проведения исследований различались по условиям влагообеспеченности и температурного режима. Метеорологические условия 2006 и 2008 годов отличались повышенным выпадением осадков, ГТК составил 2,0 и 2,1 соответственно. К слабозасушливым можно отнести условия 2007 года (ГТК 1,1).
Абхазия находится в зоне влажного субтропического климата и в умеренно теплой зоне. Селянинов Г.Т. различает в Абхазии по высоте над уровнем моря пять сельскохозяйственных зон: первая зона высотой до 200 метров над уровнем моря, вторая- от 200 до 500 метров, третья- от 500 до 1000 метров, четвертая- от 1000 до 2000 метров и пятая от 2000 метров и выше.
Близость моря и обилие рек обусловливает значительную влажность климата. По Г.Т. Селянинову (1926) многолетние суммы осадков за год здесь составляют 1443 мм.
Абсолютный минимум температур (оз. Рица на высоте 928 метров - 17 Ажара на высоте 952 метра - 14), абсолютный максимум самого теплого места составляет 39.
Дата самого первого осеннего заморозка за историю метеонаблюдений составила 2 ноября, последнего - 20 марта.
Как и климат, почвенные условия Абхазии подчинены вертикальной зональности (С.А. Захаров, 1937, 1954). Различное высотное расположение и большая изрезанность территории создают здесь пестроту почвенного покрова. Этим же объясняются и пестрота почв в вертикальном разрезе и разность почв на склонах разной экспозиций (М.Н. Сабашвили, 1936).
Однако преобладающими в республике являются перегнойно-карбонатные почвы с их разностями. Эти почвы занимают, в основном, центральную, предгорную часть Абхазии и простираются неравномерной узкой полосой (примерно в 20 км) с востока на запад, расширяясь в Гудаутском районе (до 50 км) и выходят к морю в Гагрском районе.
В предгорной части Сухумского района, уступая у моря место аллювиальным почвам, небольшой полосой развиты неоподзоленные желтоземы. Такие же почвенные условия в Гудаутском районе на полосе в 20-25 км. от реки Бзыбь, включая села Куланурхва, Дурипш, Каваклук, Калдахвара, в селах Бзыбь и Гантиади Гагрского района. В основном они тяжело суглинистые в верхнем горизонте и глинистые в нижнем, содержат много гумуса и мало усвояемой фосфорной кислоты. М. Н. Сабашвили (1936) свидетельствует, что содержание азота в таких почвах колеблется в широких пределах от 0,15 до 0,36% в зависимости от содержания гумуса достигает иногда, как в красноземах, до 0,5%. Особое положение занимают в республике красноземы. В Абхазии (по М. Н. Сабашвили, 1936) красноземы занимают незначительную территорию, встречаясь в Гальском (Ачигвара), Очамчирском (Квитоули), Гудаутском (Ахали-Сопели, Лыхны, Дурипш) районах. Для таких типов почв характерно высокое содержание гумуса -4,95%, азота содержится в них - 0,34% фосфора Р205 - 0.097%, т.е. полное отсутствие усвояемой формы фосфорной кислоты. Кислотность красноземов колеблется в пределах - 4,3-4,4 рН обменной кислотности и 5,2-5,4 рН из водных вытяжек.
Фитонцидная активность некоторых представителей цитрусовых
По данным Всемирной организации здравоохранения на 2008 г. в городах проживает более 50% населения мира (3,3 млрд. чел). Урбанизация, старение населения и глобальные изменения образа жизни в совокупности выдвигают хронические и неинфекционные болезни в число основных причин заболеваемости и смертности (Доклад ВОЗ, 2008).
Среди множества факторов, формирующих здоровье населения, огромную роль играет состояние окружающей среды. Вклад антропогенных факторов в формирование различных патологий может колебаться от 10 до 60% в зависимости от места и условий проживания. В результате процессов индустриализации и урбанизации нередко происходит ухудшение качества жилой среды в городах (Онищенко Г.Г., 2007).
Человек в условиях современного города большую часть времени (до 90% всей своей жизни) проводит в закрытых помещениях. Все здания имеют постоянный воздухообмен с внешней средой и, как показали многочисленные исследования, не защищают своих обитателей от загрязненного атмосферного воздуха даже в зданиях, имеющих систему кондиционирования воздуха.
Общий уровень загрязнения воздуха внутри зданий превосходит уровень загрязнения атмосферного воздуха в 1,5-4 раза в зависимости от степени загрязнения последнего, района размещения и интенсивности внутренних источников загрязнения. К тому же, для замкнутых помещений характерно отсутствие или ограниченность действия естественных факторов подавления патогенной, воздушной микрофлоры, а присутствие большого количества людей в школах, детских садах, поликлиниках и т.п., ускоряет рост численности микроорганизмов в воздухе.
Для улучшения воздушной среды помещений (поглощения токсических газообразных соединений, снижения количества болезнетворных микроорганизмов, положительного воздействия на организм человека и др.) можно использовать не только технические средства, но и растения (Гродзинский A.M., 1981).
Комнатная культура цитрусовых в России получила широкое распространение с начала XIX века в г.Павлово на Оке, вблизи г.Нижний Новгород (Киселев, 1964). В то время, так же как и сейчас, цитрусовые в помещениях, в основном, выращивают ради плодов.
В 40-е годы 20 века обнаружена фитонцидная активность к Protozoa кашицы листьев апельсина, мандарина, лимона (Карелина В.И., Токин Б.П., 1944).
Токиным Б.П. (1952) установлено, что поверхностный слой оболочки плодов лимона, апельсина и мандарина продуцирует летучие фитонциды, под действием которых гибнут простейшие в течение первых минут и даже секунд. Кроме того, 30 минутное воздействие летучих фракций фитонцидов мякоти плода лимона уменьшает на 72% количество выросших колоний дизентерийной палочки Флекснера по сравнению с контролем. Также бактерицидным действием обладают летучие вещества мякоти плода мандарина на палочку Флекснера, золотистый стафилококк, палочку Григорьева-Шига, Ps.citriputeale. Плоды цитрусовых разного возраста обладают различной протистоцидной силой: менее зрелые- более протистоцидны.
Ткаченко К.Г. с соавторами было испытано в клиниках, служебных помещениях, ряде детских учебных учреждений более 40 видов растений - в том числе цитрусов, фортунеллы, понцируса и других, которые снизили общее число микроорганизмов в воздухе в 20-250 (300) раз по сравнению с контролем (помещением такого же типа, но без размещения там растений) (Ткаченко К.Г., Казаринова Н.В., 1997).
Гейхманом Л.З. (1981) обнаружен гипотензивный эффект от вдыхания летучих органические вещества (ЛФОВ) лимона с концентрацией летучих фитонцидов от 0,1 до 2 г/м (уменьшалось на 7-9 мм рт.ст - систолическое и 3-5 -диастолическое давление). Также им установлено спазмолитическое действие фитонцидов лимона, у 75-80% больных нормализуется сон, уменьшается раздражительность, улучшается настроение и др.
Грейпфрут обладает стимулирующим действием, повышает амплитуду биотоков мозга (Макарчук И.М. и др., 1990).
Актуальность наших исследований обусловлена тем, что использование растений, в том числе и цитрусовых, для улучшения воздушной среды становится все более популярным, а данных по фитонцидной активности активных растений рода Citrus L. нет.
Для эксперимента взяли растения одинакового 4-летнего возраста: апельсин (Citrus sinensis (L.) Osbeck) сорт «Вашингтон навэл», грейпфрут (Citrus х paradise Macfady) сорт «Юбилейный», мандарин (Citrus reticulate Blanco var.unshiu (Marc.) Hu ) сорт «Миагава Васе» и лимон Мейера. Повторность опыта 3-х кратная.
