ИНДУКЦИЯ РЕГЕНЕРАЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ ЧЕРЕНКОВ ПОДВОЯ МИКРОУДОБРЕНИЯМИ И ВЛИЯНИЕ ИХ НА ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВЫРАЩИВАНИЯ ПРИВИТЫХ САЖЕНЦЕВ ВИНОГРАДА
Реферат. Использование микроудобрений на маточных растениях винограда в качестве способа регулирования режима питания приводит к значительным изменениям в углеводном балансе, который напрямую влияет на физиологические процессы регенерации, что обусловливает в дальнейшем более энергичный рост и развитие черенкового материала и получаемых из него саженцев. В результате проведенных исследований было установлено, что наибольшее положительное влияние на биогенность органических кислот оказывают следующие элементы: на содержание хлорогеновой кислоты – Cu (0,72–0,95), янтарной – Na (0,85–0,86), яблочной – К (0,65–0,72), аскорбиновой – Zn (0,53–0,91), лимонной – Са (0,65–0,84). Применение микроудобрений, содержащих бор, увеличило адаптационные свойства виноградного растения, о чем свидетельствовал индекс палисадности, который был равен 1,14–1,15. Под влиянием микроудобрений, содержащих микроэлементы цинк и бор, произошло увеличение количества сердцевинных и радиальных лучей, сосудов проводящей системы, а также слоев твердого луба. По совокупности показателей регенерационной активности наиболее эффективным препаратом оказался вариант бор, под воздействием которого наблюдаются наибольшие средняя длина побегов и показатели развития корней. Также на этом варианте были высокие показатели выхода привитых черенков со стратификации, приживаемости и выхода саженцев из школки. Использование метода микрофокусной рентгенографии позволило установить, что в среднем 90% саженцев имеют место спайки без аномалий, что свидетельствует о высоких качественных показателях полученных саженцев. Установлено, что основными агентами, оказывающими росткорректирующие эффекты у маточных растений винограда, являются янтарная, кофейная и хлорогеновая кислоты. Наибольшее же их содержание наблюдается на варианте бор, то есть применение борсодержащих микроудобрений способствует активизации регенерационной активности у подвойных черенков винограда и увеличению выхода привитых саженцев из школки.
Ключевые слова: виноград, подвой, микроудобрения, оптимизация питания, регенерационная активность, производственные показатели, саженцы.
Виноградное питомниководство, являясь важнейшей составной частью виноградарства, определяет такие важные параметры, как урожайность, стабильность и продолжительность продуктивной эксплуатации виноградных насаждений. Поэтому основной задачей каждого питомника является производство здоровых, хорошо развитых саженцев
[1, с. 5–6].
Известно, что в основе размножения виноградного растения лежит его способность к регенерации. Она зависит от целого ряда факторов внутреннего состояния растения и условий внешней среды, в которых происходит его рост и развитие. Одним из таких внешних факторов, влияющих на регенерацию, является минеральное питание. В растительном организме наиболее активными элементами питания, способными активизировать деятельность ферментов, являются микроэлементы. Ионы металлов-микроэлементов, вступая в химические связи с активными группами белковых молекул, образуют с ними металлоорганические комплексы, которые в дальнейшем воздействуют на деятельность ферментов и активизируют обмен веществ в клетке. Кроме этого, с помощью оптимизации минерального питания достигается увеличение продуктивности насаждений и их устойчивость к неблагоприятным условиям внешней среды. Регулирование режима питания маточных растений винограда приводит к значительным изменениям в углеводном балансе, который напрямую влияет на физиологические процессы регенерации. Под влиянием элементов питания в маточных растениях происходят метаболические изменения в однолетних органах, которые в свою очередь приводят к увеличению содержания запасных питательных веществ в побегах, изменению анатомической структуры однолетних побегов и листового аппарата, что обусловливает в дальнейшем более энергичный рост и развитие черенкового материала и получаемых из него саженцев [2, с. 81–99; 3, с. 45–48].
Нами ставилась задача выяснить, какое влияние оказывает применение препаратов, содержащих микроэлементы, на регенерационную активность подвоя и производственные показатели выращивания привитого посадочного материала винограда.
Объектами наших исследований были маточные насаждения подвоя сорта Кобер 5ББ (питомник ОАО АФ «Южная» Темрюкского района, Краснодарского края). Испытуемыми препаратами обрабатывались маточные кусты винограда сорта Кобр 5ББ посадка 2008 г., схема 3,5 × 1, формировка – Т-образная шпалера, на каждый вариант приходился один ряд. Обработка проводилась вручную с помощью ранцевого бензинового опрыскивателя Champion PS257 три раза за вегетацию, первая по достижении зеленого прироста 15–20 см и затем через 30 дней – каждое. Расход микроудобрений на 1 га составлял 1 л, соответственно, на ряд приходилось 30 г препарата.
В качестве препаратов использовались экспериментальные микроудобрения, не имеющие торгового названия: комплексное органоминеральное удобрение (КОМУ) – калийные соли гуминовых кислот: азота общего – 0,2%; фосфора общего – 1,5%; калия общего – 2%; и микроудобрения с содержанием следующих микроэлементов: цинк – 10–15%; бор – 6–12%; железо – 8–12%; медь – 16–18%.
Анализы выполнялись на приборно-аналитической базе Центра коллективного пользования (содержание органических кислот и определение содержания микроэлементов) и в лаборатории физиологии растений ФГБНУ СКЗНИИСиВ (биометрические параметры листовой пластинки), а также в лаборатории питомниководства и контроля качества ФГБНУ Анапская ЗОСВиВ СКЗНИИСиВ (изменение анатомического строения однолетних побегов, определение регенерационной активности черенков). Полевые учеты по выходу привитых черенков со стратификации, приживаемости в школке, выходу стандартных саженцев из школки и качественных показателей срастания привитых компонентов саженца проводились непосредственно в питомниководческом комплексе ОАО АФ «Южная» [4, с. 3–4; 5, с. 11–17; 6, с. 113–125].
Как нами сообщалось ранее
[7, с. 154–158; 8, с. 88–99; 9, с. 324–329],
в результате проведенных исследований было установлено, что применение микроудобрений увеличивает содержание в листьях таких микроэлементов, как Mg, Ca и Cu, и уменьшает содержание К, Na и Zn. Это объясняется тем, что эти элементы необходимы в молодых жизнедеятельных частях и органах растений, где идут интенсивные процессы обмена веществ и деления клеток. В результате сравнительного анализа (коэффициент корреляции Пирсона) было установлено, что наиболее устойчивое влияние на биогенность органических кислот оказывают следующие элементы: хлорогеновой кислоты – Cu (0,72–0,95),
янтарной – Na (0,85–0,86), яблочной – К (0,65–0,72), аскорбиновой – Zn (0,53–0,91), лимонной –
Са (0,65–0,84).
Применение микроудобрений, содержащих бор, увеличило адаптационные свойства виноградного растения к неблагоприятным, абиотическим факторам окружающей среды. Увеличение адаптационных свойств произошло за счет глубоких изменений анатомической структуры листовой пластинки, о чем свидетельствовал индекс палисадности, который на варианте «бор» был равен 1,14–1,15; на вариантах «медь» и «цинк» составил 1,12–1,13.
Вместе с изменением анатомической структуры листовой пластинки произошло изменение анатомического строения однолетних побегов. Под влиянием микроудобрений, содержащих микроэлементы цинк и бор, произошло увеличение количества сердцевинных и радиальных лучей, количества сосудов проводящей системы, а также слоев твердого луба, являющихся запасающей и механической тканью однолетних побегов, кроме этого, изменение соотношения ксилемы, флоэмы и сердцевины к общему диаметру побега.
Изучение влияния микроудобрений на регенерационную активность у подвойных черенков проводилось нами с помощью вегетационного опыта в лабораторных условиях, где черенки в количестве 30 шт. каждого варианта помещались базальными концами в емкости со слоем воды 2–3 см и наблюдались в течение
7 недель.
В результате проведенных исследований было установлено, что максимальное распускание глазков наблюдается на 21-й день наблюдений, в дальнейшем этот показатель не менялся (табл. 1).
Наибольшая длина побегов наблюдалась на варианте бор – 20,1 см в 2014 г. В 2015 г. 13,6 см, и 14,6 см – в 2016-м. По среднему количеству корешков наибольшие показатели также наблюдались на варианте «бор» – 5 шт. в 2014 г., 6,6 шт. в 2015 г. и 5,8 шт. в 2016-м. Анализ динамики корнеобразования показал, что наиболее интенсивно этот процесс проходил на вариантах «бор» и «медь». Наибольшая средняя длина корешков наблюдалась на варианте цинк – 4,6 см в 2014 г., в 2015 г. на варианте КОМУ – 4,3 см, а в 2016 г. на варианте бор – 5,5 см.
Для более объективной оценки корнеобразования нами проводились учеты по определению соотношения количества черенков с корешками и без них. Наибольшее процентное соотношение черенков с корешками за все годы наблюдений было зафиксировано на варианте «бор»: 86,6% в 2014 г., 96,7% – в 2015 г. и 77,0% – в 2016-м.
По завершении вегетативного опыта нами было проведено определение объема корней и массовых показателей побегов и корней после высушивания. В результате проведенных исследований установлено, что вариант «бор» по количественным показателям превосходит все остальные, за исключением варианта железо в 2014 г. на показателе «масса побегов» (табл. 2).
Как видно из данных представленных в таблицах 1 и 2, по совокупности показателей регенерационной активности наиболее эффективным препаратом для индуцирования регенерационной активности является вариант «бор», под воздействием которого наблюдаются наибольшая средняя длина побегов и показатели развития корней, что подтверждается тремя годами наблюдений.
Производство привитого посадочного материала является одним из самых сложных производственных процессов в виноградарстве. Это объясняется сложной технологической цепочкой, в которой на каждом технологическом этапе необходимо осуществлять строгий производственный контроль показателей. Одним из ключевых элементов производства является процесс стратификации, когда необходимо создать оптимальные условия для успешного протекания процессов срастания растений трансплантантов, которые вместе образуют единый организм.
Успешность протекания этих процессов зависит от многих факторов биотического и абиотического характера, а регулирование условий необходимого оптимума традиционно осуществляется посредством контроля ключевых показателей, характеризующих процесс производства привитого посадочного материала винограда. Данные по контролю производственных показателей представлены в таблице 3.
Из представленных в таблице 3 данных видно, что во всех вариантах выход привитых черенков со стратификации очень высок и превышает показатель 98%. Наибольший выход по результатам трехлетних наблюдений наблюдается на варианте «бор».
Наибольшая приживаемость привитых черенков в школке в 2014 г. наблюдалась на вариантах «бор» и «КОМУ» – 74,9 и 73,6% соответственно. В 2015 г. этот показатель был наибольшим на вариантах «бор» – 80,1%, «железо» – 79,8% и «КОМУ» – 79,1%. В 2016 г. наибольшая приживаемость была отмечена на вариантах бор – 79,5%, КОМУ – 77,8% и железо – 77,6%. Эти значения имеют математически значимые различия с данными контроля.
Наибольший выход привитых саженцев в 2014–2016 гг. наблюдался на варианте «бор». Следует отметить, что по результатам 2015 и 2016 гг., приживаемость и выход привитых саженцев превышают показатели
2014-го, что объясняется тем, что в эти годы, по сравнению с 2014 г. в послепосадочный период и до начала засушливого периода (июль-август) выпало значительно больше осадков.
Использование метода микрофокусной рентгенографии позволило установить, что в среднем по всем вариантам 90% саженцев имеют место спайки без аномалий, что свидетельствует о высоких качественных показателях полученных привитых саженцев. Проведенные исследования показали, что вариантом с минимальным количеством дефектов спайки в 2014 г. является «железо» – 90,7%, в 2015 и 2016 гг. – «бор» – 94,0 и 92,7%.
Исследования корреляционных зависимостей (коэффициент корреляции Пирсона) между содержанием органических кислот и технологическими показателями производства привитых саженцев показали, что на выход привитых черенков со стратификации оказывает влияние содержание кофейной (0,52) и янтарной
(0,56–0,74) кислот, а на приживаемость привитых черенков в школке оказывает влияние количество янтарной (0,51–0,57) и хлорогеновой (0,55–0,86) кислот. На выход саженцев из школки воздействует содержание янтарной (0,65) и хлорогеновой
(0,61–0,83) кислот. Таким образом, можно сделать заключение, что основными агентами, оказывающим росткорректирующие эффекты у маточных растений винограда, являются янтарная, кофейная и хлорогеновая кислоты. Наибольшее же содержание этих кислот наблюдается на варианте «бор», то есть можно заключить, что применение борсодержащих удобрений способно активизировать регенерационную активность у подвойных черенков винограда и, как следствие, увеличить выход привитых саженцев из школки.
Выводы
По совокупности показателей регенерационной активности в лабораторно-вегетационном опыте наиболее эффективным препаратом для индуцирования регенерационной активности является бор, под воздействием которого наблюдаются наибольшие средняя длина побегов, количество корешков, процентное содержание образцов с корешками и в целом – количественные показатели развития корней.
По показателям выхода со стратификации установлено, что во всех вариантах выход привитых черенков со стратификации очень высок и превышает показатель 98%. Наибольший выход по результатам трехлетних наблюдений наблюдается на варианте «бор». Наибольшая приживаемость привитых черенков в школке в 2014 г. наблюдалась на вариантах «бор» и «КОМУ» – 74,9 и 73,6% соответственно. В 2015 г. этот показатель был наибольшим на вариантах «бор» – 80,1%, «железо» – 79,8% и «КОМУ» – 79,1%. В 2016 г. наибольшая приживаемость была отмечена на вариантах «бор» – 79,5%, «КОМУ» – 77,8% и «железо» – 77,6%. Эти значения имеют математически значимые различия с данными контроля. Наибольший выход привитых саженцев в 2014–2016 гг. наблюдался на варианте «бор». Следует отметить, что по результатам 2015 и 2016 гг. приживаемость и выход привитых саженцев превышают показатели 2014 г., что объясняется тем, что в эти годы, по сравнению с 2014-м в послепосадочный период и до начала засушливого периода (июль–август) выпало значительно больше осадков.
Использование метода микрофокусной рентгенографии позволило установить, что в среднем по всем вариантам 90% образцов имеют место спайки без аномалий, что свидетельствует о высоких качественных показателях полученных привитых саженцев.
Основными агентами, оказывающими росткорректирующие эффекты у маточных растений винограда, являются янтарная, кофейная и хлорогеновая кислоты. Наибольшее же их содержание наблюдается на варианте «бор», то есть можно заключить, что применение борсодержащих удобрений способно активизировать регенерационную активность у подвойных черенков винограда и, как следствие, увеличить выход привитых саженцев из школки.
ЛИТЕРАТУРА
- Малтабар Л. М., Козаченко Д. М. Виноградный питомник (теория и практика). – Краснодар, 2009. – 290 с.
- Серпуховитина К. А., Худавердов Э. Н., Красильников А. А., Руссо Д. Э. Микроудобрения в виноградарстве. – Краснодар : Изд-во СКЗНИИСиВ, 2010. – 192 с.
- Ханин Я. Д. Регенерация черенков и продуктивность виноградников в зависимости от условий питания маточных насаждений : автореф. дис. … д-ра с.-х. наук. – Кишинев, 1974. – 52 с.
- ГОСТ 31783-2012. Посадочный материал винограда (саженцы) : введ. с 01.01.2014. – М. : Стандартинформ, 2013. – 16 с.
- Никольский М. А., Панкин М. И., Грязнов А. Ю., Потрахов Н. Н. Определение качества срастания привитых компонентов саженцев винограда методом микрофокусной рентгенографии : учеб.-метод. пособие. – Краснодар : Юг, 2014. – 20 с.
- Никольский М. А. Определение строения анатомо-морфологических структур однолетних черенков винограда программно-техническими методами [Электронный ресурс] // Плодоводство и виноградарство Юга России. Тематический сетевой электронный научный журнал СКЗНИИСиВ. – 2016. – № 37(01). – Режим доступа: http://journal.kubansad.ru/pdf/16/01/09.pdf.
- Никольский М. А., Панкин М. И., Якуба Ю. Ф. Влияние биоэффективных препаратов на анатомическое строение однолетних побегов винограда при индуцировании росткорректирующих эффектов // Научные труды СКЗНИИСиВ. Т. 7. – 2015. – С. 154–158.
- Никольский М. А., Панкин М. И., Якуба Ю. Ф., Шестакова В. В. Воздействие микроудобрений на анатомическое строение и регенерационную активность однолетних побегов винограда сорта Кобер 5ББ // Научная жизнь. – 2016. – № 1. – С. 88–99.
- Никольский М. А., Панкин М. И., Якуба Ю. Ф. Воздействие микро-элементов на анатомическое строение и регенерационную активность однолетних побегов винограда Т. XXXXIII. // Плодоводство и ягодоводство России. – 2015. –
С. 324–329.