Усовершенствованная технология размножения мини-клубней картофеля в условиях изоляции

Литература

1. Володина Е.В. Крыжовник. - Л.:Агропромиздат, 1986. - 61с.

2. Даньков В.В., Скрипниченко М.М., Логинова С.Ф. и др. Ягодные культуры. -СПб:Лань, 2015,-С. 69-76.

3. Зотова З.Я., Иноземцев В.В. Крыжовник в саду - Л.:Лениздат,1987. -139с.

4. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур.

- Орел : ВНИИСПК, 1999. - С. 351-373.

5. Пупкова Н.А. Итоги сортоизучения крыжовника на Северо-Западе России //Генетические ресурсы плодовых, ягодных культур и винограда: сохранение и изучение: Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции, том 161. - СПб., 2007. - С. 139-148.

Literaratura

1. Volodina E.V. Kryzhovnik. - L.:Agropromizdat, 1986. - 61s.

2. Dan'kov V.V., Skripnichenko M.M., Loginova S.F. i dr. YAgodnye kul'tury. - SPb:Lan', 2015,-S. 69-76.

3. Zotova Z.YA., Inozemcev V.V. Kryzhovnik v sadu.- L.:Lenizdat,1987. -139s.

4. Programma i metodika sortoizucheniya plodovyh, yagodnyh i orekhoplodnyh kul'tur. -

Orel:VNIISPK, 1999. - S. 351-373.

5. Pupkova N.A. Itogi sortoizucheniya kryzhovnika na Severo-Zapade Rossii //Geneticheskie resursy plodovyh, yagodnyh kul'tur i vinograda: sohranenie i izuchenie: Trudy po prikladnoj botanike, genetike i selekcii. tom 161. - SPb., 2007. - S. 139-148.

УДК 635.21:631.535.2

Доктор с.-х. наук З.П. КОТОВА

УСОВЕРШЕНСТВОВАННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ РАЗМНОЖЕНИЯ МИНИ-ЬСЛУКНЕЙ КАРТОФЕЛЯ В УСЛОВИЯХ ИЗОЛЯЦИИ

Микроклубни, мини-клубни, ростовые вещества, коэффициент размножения, продуктивность

Современные технологии оригинального семеноводства картофеля прежде всего направлены на оздоровление возделываемых сортов, их ускоренное размножение и защиту полученного материала от заражения [1]. Получение свободного от патогенов оздоровленного материала, обеспечивающего высокую энергию роста и продуктивность, является основной целью воспроизводства исходных мини-клубней в семеноводстве картофеля [2, 3]. Одним из основных методов ускоренного размножения оздоровленного картофеля является микрочеренкование растений на искусственных питательных средах и их дальнейшее размножение с применением синтетических препаратов. Эти препараты обладают фиторегуляторной, антивирусной и антибактериальной активностью, в ничтожных дозах стимулируют важнейшие физиолого-биохимические процессы, повышающие коэффициент размножения без снижения качества семенного материала, их использование возможно на разных этапах онтогенеза [4, 5]. Поэтому разработка новейших технологий по производству оригинальных семян картофеля и поддержанию их высокого качества является актуальным [6].

Цель исследования. Цель исследования состояла в усовершенствовании технологии размножения семенного картофеля в условиях изоляции, на основе оздоровленных микроклубней и меристемных пробирочных растений.

Материалы, методы и объекты исследования. Работа проведена на базе лаборатории оригинального семеноводства картофеля. Опыт заложен на 4 сортах картофеля и включал 5 вариантов (по 20 растений или микроклубней в варианте). Контролем служили растения, обработанные эпином, синтетическим аналогом природного фитогормона группы брассиностероидов. Заложен трехфакторный опыт: фактор А - сорта картофеля с разными сроками созревания; фактор В - культура картофеля: меристемные пробирочные растения (MP) и микроклубни (МК); фактор С - различные способы обработок. Объектом исследования были оздоровленные меристемные растения и микроклубни картофеля 4 сортов с различными сроками созревания: ранние (Холмогорский и Impala) и среднеранние (сорт Рябинушка и Red Skarlett). Препараты (эпин и этихол) для обработки предоставлены центром Т АХИ AT при Институте физиологически активных веществ РАН (г. Черноголовка).

После выхода клубней из периода покоя (апрель месяц) с целью получения полноценных всходов при их высадке в грунт проросшие микроклубни экспонировались в растворах следующих препаратов: в растворе эпина (концентрация 0,4%) и этихола (10°%), относящегося к классу синтетических ауксинов, обладающий также антигибберилиновой (ретардантной активностью) в течение 4 часов, в растворе экстрасола (1%) - 2 часа. Часть растений подвергали воздействию кратковременных низкотемпературных обработок (DROP), в течение 5 суток их перемещали в конце ночи из оптимальных температурных условий (20-22°С) на 2 часа в холодильник (4°С). Кратковременные снижения температуры не только увеличивают устойчивость растений к действию низких температур, но и оказывают положительное влияние на их биологическую продуктивность [7]. В варианте опыта DROP+этихол растения выдерживали при DROP-воздействии, а затем 4 ч экспонировали в растворе этихола (10~5 %). Для получения укорененной, качественной рассады микрорастения также подвергали воздействию препаратами. Пробирочные растения и микроклубни после проведения обработок высаживали в торфяной грунт в микропарники во второй декаде апреля (за месяц до высадки в теплицы). Через месяц прижившиеся растения высаживали вручную в пластиковые горшки объемом 5 л в торфяную почву (рН-5,7) с внесением минеральных удобрений. Растения выращивали в оптимальных условиях, рекомендуемых для практического растениеводства: температура воздуха днем +23°С, ночью +18°С, относительная влажность воздуха 40-65%, освещенность 10-12 клк и фотопериод 16 часов [8]. Оптимальные условия, создаваемые в период развития растений, позволили получить растительный материал за 25-30 дней. Для получения мини-клубней изучалась возможность выращивания меристемных растений и микроклубней в условиях изоляции в горшках объемом 5 л. В результате исследований получена оценка влияния препаратов и кратковременных низкотемпературных обработок, а также их совместного действия на характер роста и развития растений, приживаемость и продуктивность.

Исследования проводили в соответствии с методиками по семеноводству картофеля [9]. Статистическая обработка данных лабораторных и полевых исследований, а также опытов в защищенном грунте проведена по «Методике полевого опыта» В.А. Доспехова (1973), с помощью компьютерных программ Excel и Statgraphics Plus [10].

Результаты исследования. Исследования показали, что приживаемость микрорастений независимо от способа обработки была ниже на 10,4%, чем всхожесть у микроклубней (рис. 1). Проведенные исследования В.Г. Руецкого с соавторами (2005) подтверждают выводы ряда авторов о том, что при пересадке растений из пробирок в открытый грунт они испытывают жесточайший стресс, который длится до тех пор, пока не пройдет переадаптация всего организма растения [11]. Именно применение различных обработок должно быть направлено для сглаживания негативных последствий стрессовой ситуации при пересадке. Также известно, что DROP-обработка является для растений праймингом, способствующим повышению его жизнеспособности и активации защитных

реакций [12]. Правильность этого вывода подтверждается в опыте на показателях приживаемости микрорастений, обработанных различными препаратами и кратковременным ежесуточным снижением температуры (ОКОР-обработка). Наибольшие показатели приживаемости 89,1-87,3% отмечены при обработке микрорастений препаратами этихол и экстрасол, а также низкотемпературными обработками совместно с этихолом. Наибольший стимулирующий эффект на всходы микроклубней 94,2-98,3% всхожести оказали экстрасол и низкотемпературные обработки. Наименьшее количество прижившихся растений наблюдали в контрольном варианте с обработкой эпином (82,9 и 91,7% соответственно). Наибольший стимулирующий эффект при доращивании рассады и прорастанию микроклубней получен от применения препарата экстрасол, что позволило получить хорошо укорененную и сформированную рассаду, наиболее адаптированную к естественным условиям роста. Этот препарат, по мнению В.К. Чеботаря (2007), обладает ростостимулирующим действием, способствует интенсивному ризогенезу и увеличению поглотительной способности корневых волосков [13].

120

55 100

i 80 h

0 60 *

о х и

а 20

40

0

MP

МК

холмогорский

MP

МК

импала

MP

МК

рябинушка

MP

МК

ред скарлетт

Сорта

контроль  этихол  экстрасол QDROP iDROP+этихол

Рпс. 1. Влияние способа обработки на приживаемость микрорастений

Основным критерием оценки продуктивности укорененной рассады из микрорастений и микроклубней при их выращивании в условиях полной изоляции (культивационных сооружениях) от переносчиков вирусной инфекции является количество сформированных мини-клубней. Полученные в течение трех лет данные показали, что сортовые особенности оказывают значительное влияние на способность ранних сортов формировать мини-клубни в условиях изоляции как из пробирочных растений, так и микроклубней. Наиболее эффективный способ размножения - выращивание мини-клубней из микроклубней ранних сортов Холмогорский и Импала, позволяющий увеличить получение мини-клубней до 24% по сравнению с выращиванием среднеранних сортов. Лучшие показатели по количеству образовавшихся клубней в среднем за три года получены при обработке растений эпином и предварительной холодовой обработкой перед высадкой в грунт в условиях доращивания, 9,9 и 10,0 шт./куст мини-клубней соответственно (табл.1).

Таблица1. Влияние способа обработки на коэффициент размножения растений разных сортов картофеля, шт./куст

Фактор А способ размножения Фактор Б способ обработки Сорт Среднее по фактору А НСР,;,5 = 0,45

Импала Холмогорский Рябинуш ка Ред Скарлетт

МР Контроль 9,8 11,2 8.7 9,6 9,9

Этихол 10,1 11.4 8,2 6,9 9,1

Экстрасол 9.1 9,3 8,9 9,7 9,3

DROP 9,3 12,5 8,6 9,4 10,0

DROP+этихол 9,5 11.9 9Д 7,9 9,6

Среднее по фактору Б 9,5 11,3 8,7 8,7 9,6

МК Контроль 11,0 13,1 10,0 8.8 10,7

Этихол 12,4 9,8 9,8 8,5 10,1

Экстрасол 10,3 9,3 8,2 7,0 8,7

DROP 9,9 11.9 9,0 8,7 9,9

DROP+этихол 9,6 8.7 7,5 7,9 8,4

Среднее по фактору Б НСРп5=1Д5 10,6 10,6 8,9 8,2 9,6

Вторым не менее важным показателем продуктивности выращенных мини-клубней является их масса или размеры согласно ГОСТ Р 53136-2008 (картофель семенной, технические условия). Исследованиями установлено, что различные обработки незначительно влияют на массу и размеры полученных клубней в кусте. В среднем в зависимости от посадочного материала мини-клубни, полученные из меристемных растений, имели массу на 17,3% меньше, чем мини-клубни, выращенные из микроклубней, 234,7 г/куст и 283,8 г/куст соответственно. В разрезе сортов разница в массе куста более значительна. В среднем за три года выделился ранний сорт Холмогорский, общая масса мини-клубней с куста которого составила 313,8 г и 339,8 г соответственно (табл. 2.).

Таблица 2. Влияние способа обработки на продуктивность мини-клубней, выращенных при разных способах размножения, г/куст

Фактор А способ размножения Фактор Б способ обработки Сорт Среднее по фактору А НСР„5 = Ю.9

Импала Холмогорск ий Рябинушк а Ред Скарлет

МР Контроль 249,0 312,3 201,3 174,0 234,1

Этихол 221,6 258,3 219,7 142,8 210,6

Экстрасол 259,6 326,5 181,7 207,5 243,8

DROP 211,3 354,6 195,5 221,8 245,8

DROP+этихо л 235,2 317,1 207,4 196,7 239,1

Среднее по фактору Б 235,3 313,8 201,1 188,6 234,7

МК Контроль 317,3 606,3 416,7 297,3 409,4

Этихол 189,9 262,1 269,3 220,1 235,3

Экстрасол 265,4 247,1 280,0 203,6 249,0

DROP 272,4 276,3 257,2 277,6 270,9

DROP+этихо л 287,7 307,4 182,3 240,0 254,4

Среднее по фактору Б НСР()5 =11,9 266,5 339,8 281,1 247,7 283,8

Необходимо отметить, что предварительная холодовая обработка, особенно микрорастений, положительно влияла на увеличение массы одного мини-клубня на 30,4% по сравнению с контрольным вариантом (23,6 г и 18 г), соответственно. В целом при выращивании мини-клубней из микроклубней масса одного клубня выше на 40,3% по сравнению с выращиванием из микрорастений.

Исследованиями выявлено, что выращивание микрорастений по общепринятой технологии (на грядах) менее эффективно по сравнению с выращиванием их в горшечной культуре. Показано, что урожайность и коэффициент размножения при выращивании в горшках выше на 26% и 56,8% соответственно по сравнению с выращиванием на грядах. Проведенная нами оценка экономической эффективности в зависимости от способа посадки показала, что выращивание мини-клубней в горшечной культуре менее затратно. Экономический эффект при этом способе выращивания составил 1366 руб./м2. Себестоимость мини-клубней при применении усовершенствованной и общепринятой технологий выращивания ниже на 29,9% и составила 4,87 и 3,75 руб./шт. соответственно.

В процессе производства мини-клубней картофеля в условиях изоляции необходимо: выращивать микроклубни в осенне-зимний период; за месяц до высадки в теплицы проводить доращивание микроклубней и микрорастений с предварительным выдерживанием в растворе эпина (концентрация 0,4%) - в течение 4 час. или подвергать воздействию кратковременных низкотемпературных обработок (DROP) в течение 5 суток в конце ночи на 2 часа в холодильнике (4°С). В условиях изоляции выращивать укорененные растения в весенне-летний период в горшечной культуре объемом 5 л в торфяном субстрате (табл.3).

ТаблпцаЗ. Схема выращивания мини-клубней из оздоровленных растений в условиях изоляции

Этапы размножения Сроки проведения Мероприятия Результат

I этап Весенне-летний период Размножение микрорастений in vitro Необходимое количество микрорастений

II этап Сентябрь-декабрь 1. Индуцирование микроклубней из микрорастений; 2. Размножение микрорастений in vitro 1. Заданное количество микроклубней; 2. Необходимое количество микрорастений

III этап Апрель (за месяц до высадки рассады в теплицу) Доращивание рассады с применением фиторегуляторов или холодовой обработки Хорошо укорененная, подращенная рассада растений ex vivo

IV этап Май Укорененную рассаду высаживаем в горшки 100% приживаемость микрорастений; получение мини-клубней

Выводы. Проведенная оценка влияния полифункциональных препаратов и кратковременных низкотемпературных обработок, а также их совместного действия на характер роста и развития растений, приживаемость, продуктивность в условиях защищенного грунта показала, что при размножении растений с применением обработок получены более высокие показатели продуктивности, чем при размножении растений стандартными общепринятыми способами. Разработанная нами усовершенствованная технология производства мини-клубней позволит увеличить выход мини-клубней с одного куста до 24% (12,5-13,1 шт./куст), их массу на 30,4-40,3%, а также снизить себестоимость одного мини-клубня на 30%.

Литература

1. Ковалев А.И. Совершенствование приемов оздоровления и возделывания сезонного картофеля в условиях Нечерноземной зоны России: Автореф. дис... канд.с.-х. наук. -М., 2015,- 17 с.

2. Трофимец Л.Н., Бойко В.В., Анисимов Б.В. и [др.] Безвирусное семеноводство картофеля. -М., 1990. - 33 с.

3. Усков А.И. Воспроизводство оздоровленного исходного материала для семеноводства картофеля: обоснование стратегии // Достижения науки и техники АПК. - 2009. - № 6. -

с.зо-зз.

4. Платонова Т.А. Ладыженская, A.C. Евсюнина и [др.] Действие мелафена на ростовые процессы в клубнях картофеля // Сельскохозяйственная биология. - 2010. - №1. - С. 86-89.

5. Черемисин А.И., Якимова И.А. Влияние стимуляторов роста и биофунгицидов на продуктивность микрорастений картофеля // Достижения науки и техники АПК. - 2011. - №3. -С.26-38.

6. Симаков Е.А. Генетические и методологические основы повышения эффективности селекционного процесса картофеля: Автореф. дис... доктора с.-х. наук. - М., 2010. - 40 с.

7. Марковская Е.Ф., Сысоева М.И. Роль суточного температурного градиента в онтогенезе растений. - М.: Наука, 2004. - 119 с.

8. Ващенко С.Ф. Овощеводство защищенного грунта. - М.: Колос, 1974. - С. 352.

9. Методика исследований по культуре картофеля. - М.: Колос, 1967. - 263 с.

10. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта: (С основами статистической обработки результатов исследований). - М.: Колос, 1979. - С.294-303.

11. Руецкий В.Г. Банадысев С.А., Радионов П.А., Коновалова Г.И. Жизнеспособность пробирочных микроклонов картофеля и перспективы повышения их качества // Актуальные проблемы защиты картофеля, плодовых и овощных культур от болезней, вредителей и сорняков: Мат-лы межд. науч-практ. конф-ции. - (Самохваловичи, 9-12 августа, 2005 г.). - Минск, 2005. - С.27-32.

12. Лаврова В.В. Реакция растений картофеля на кратковременные низкотемпературные обработки при заражении нематодой: физиолого-биохимический аспект: Автореф. дис... канд.биол.наук. - СПб., 2012. - 22 с.

13. Чеботарь В.К., Завалин A.A., Кипринушкина E.H. Эффективность применения биопрепарата экстрасол. - М.: Изд.ВНИИА, 2007. - 216 с.

Literatura

1. Kovalev A.I. Sovershenstvovanie priyomov ozdorovlenia I vozdelibania sezonnogo kartofelia V usloviah Ntchernozemnoi zoni Rossii: Avtoreferat dis... kand.s-h.nauk. M., 2015. -17 s.

2. Trofimets L.N., Boyko V.V., Anisimov B.V. Bezvirusnoe semenovodstvo kartofelia. - M., 1990.-33 s.

3. Uskov, A.I., Vosproizvodstvo ozdorovlennogo ishodnogo materiala dlia semenovodstva kartofelia: obocnovanie strategii// Dostizenia nauki I tehniki APK. - 2009. -N 6. -S.30-33.

4. Platonova T.A. Ladyzhenskaya, A.S. Evsyunin Deistvie melafena na rostovie processi v klubniah kartofelia// Selskohoziaistvennaiabiologia. - 2010.-N l.-S. 86-89.

5. Cheremisin A.I., Yakimova LA.Vlianie stimuliatorov rosta I biofungicidov na productivnost microrastenii kartofelia// Dostizenia nauki I tehniki APK. -2011.-N3.- s. 26-38.

6. Simakov E.A.Geneticheskie metodologicheskie osnovi gjvishenia effektivnosti selekcionnogo processa kartofelia: Avtoref. Dis... doktora s.-h.nauk. - M., 2010. - 40 s.

7. Markovskaya E.F., Sysoeva, M. I. Rol sutochnogo temperaturnogo gradient v ontogeneze rastenyi. -M.: Nauka, 2004. - 119 s.

8. Vaschenko S.F. Ovochevodstvo zaschischennogo grunta. - M.:Kolos, 1974. - S. 352.

9. Metodika issledovanyi po culture kartofelia. - M.: Kolos, 1967. - 263 s.

10. БоврекЬоу В.А. МеШсНка рокус^о орйа. - М.: Кок«, 1979. - 8. 294-303.

11. Ыиеску1 У.С., Banadysev 8.А., ЯасПопоу Р.А., Копоуа1оуа СЛ. ¿¡гпсзрозоЬпоз! ргоЫгсЬшЬ гшкгок1опо\ kartofelia I рсгэрскг!ро\ Ы1сша ¡Ь касЬсз1\ а// "Акйла1ше ргоЫегт газсЬ1г1 kartofelia, plooodovih I оуосЬшЬ кикиг о! Ьо1егпе1, \rcditclci I зогшакоу." Ма1-П mezd.konf. (8ато1гуа1оуюЫ, 9-11 avg.,2005 g.). - Мтэк, 2005. - е. 27-32.

12. Ьаугоу У.У. Ясакаа гаэШпу! kartofelia па кга1тоугстспшс шгкоШпрсгайдгшс оЬгаЬо!к1 рп гагагепп петак^ог flziologo-bioЫmicheskyi аэрсс!: А\Югск Diss...kand.biol.nauk. -8РЬ.,2012. - 22 э.

13. СЬеЬо1аг У.К., гауаНп А.А., ЮргупшЫста Е.Ы. Е1¥екИупо81 рйтепеша Ыоргерага1а екз^аво!. - М.: У1ЧПА, 2007. - 216 э. '

УДК 633.4

Доктор с.-х. наук Ф.Ф. ГАНУСЕВИЧ Канд с.-х. наук Е.А. СТРУЖКОВА

ПРОГНОЗ ОЖИДАЕМОЙ УРОЖАЙНОСТИ КОРМОВЫХ КОРНЕПЛОДОВ И ВРЕМЕНИ ЕЁ ФОРМИРОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

Кормовые корнеплоды, прогнозирование, программирование, модель, моделирование, урожайность

Успешное развитие животноводства возможно лишь при создании прочной кормовой базы, удовлетворяющей потребности скота в разнообразных высокопитательных кормах [6]. Жвачные животные с большой охотой поедают корнеплоды. Преимущества корнеплодов в кормлении жвачных состоит, прежде всего, в положительном влиянии их на ферментацию в рубце и на перевариваемость кормовых средств, богатых клетчаткой. При кормлении кормовыми корнеплодами можно повысить поедание животными сухой массы [5].

Важнейшим условием увеличения производства кормов является повышение урожайности кормовых культур, а также выращивание таких растений, которые в конкретных почвенно-климатических условиях обеспечивают наибольший выход продукции с единицы посевной площади. Этим требованиям в полной мере отвечают кормовые корнеплоды.

Кормовые корнеплоды отличаются высокой потенциальной продуктивностью до 75 т/га, однако в условиях Северо-Запада России средняя урожайность, например, кормовой свёклы составляет 35 т/га, что на 53% меньше потенциальных возможностей [2].

С научной точки зрения проведение исследований на кормовых корнеплодах является трудоёмкой задачей, опытные делянки занимают большие площади, исследования должны проводиться несколько лет подряд, а погодные условия изменяются каждый год, что затрудняет анализ полученных результатов.

Поэтому для облегчения работы и более быстрого получения результата, а также для обучения студентов на кафедре растениеводства им. И.А. Стебута разработана модель продукционного процесса кормовых корнеплодов, основанная на эмпирических данных.

Цель исследований. Цель нашей работы - с помощью модели сделать прогноз ожидаемой урожайности кормовых корнеплодов и времени её формирования по обобщенным климатическим показателям с различной вероятностью их обеспеченности в условиях Ленинградской области.

Используя одну из функций моделей, а именно получение новых знаний, мы установим, как будут меняться уровень урожайности и значения отдельных элементов технологии (норма высева семян, доза удобрений) новых сортов кормовых корнеплодов при различной вероятности обеспеченности климатических показателей.