Состояние корневой системы при вегетативном размножении туи западной ( Thuia occidentalis L. ) с использованием микробов-антагонистов в условиях Омской области

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ

УДК 630.27:632.937.15 С.Е. Батурина, Г.В. Барайщук

СОСТОЯНИЕ КОРНЕВОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ВЕГЕТАТИВНОМ РАЗМНОЖЕНИИ ТУИ ЗАПАДНОЙ (THUIA OCCIDENTALIS L.) С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИКРОБОВ-АНТАГОНИСТОВ В УСЛОВИЯХ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ

Приведены результаты многолетних опытов по использованию биологических препаратов при выращивании черенковых саженцев туи западной в разных составах почвосмесей с закрытой корневой системой. Установлено их влияние на длину корней, которые увеличиваются на 15-22%. Вермикулит положительно влияет на длину корней в течение двух лет, на третий год роста саженцев корневая система одинаково развивается как в стандартной почвосмеси, так и с вермикулитом. Значения корневого коэффициента близки для саженцев одного возраста независимо от состава почвогрунта.

Ключевые слова: микроорганизмы-антагонисты, биологические препараты, корневая система, обрастающие корни, ростовые корни, корневой коэффициент, посадочный материал.

Введение

Развитие корневой системы - важнейший фактор, от которого зависит успех получения растений из укорененных черенков при вегетативном размножении. Слабое развитии корневой системы - причина плохой приживаемости при пересадке, низкой зимостойкости укорененных черенков и невысокого качества посадочного материала. Одним из важных факторов, определяющих выровненность и качество посадочного материала, являются условия, в которых находится корневая система. Это тип субстрата, его температура, светонепроницаемость, воздухопроницаемость, достаточность элементов питания для растения и наличие источников почвенной инфекции. Поэтому при размножении растений ризосфера - важнейший компонент почвенной микрофлоры [1]. Влияние почвенной микрофлоры на развитие корневой системы в большинстве случаев является определяющим как при размножении семенным, так и вегетативным способом и может сопровождаться воздействием патогенных микроорганизмов различных таксономических групп. У сеянцев подвержены заболеванию корни, стебли, хвоя [2]. У черенков в основном происходит загнивание всего черенка и образовавшихся корней [3]. Чаще всего почвенными фитопатогенами, повреждающими сеянцы и молодые корешки черенков, являются представители рода Fusarium, Pythium, Alternaria, Rhizoctonia, Erwinia, Xanthomonas и др. [4].

В решении этой проблемы перспективно направление микробного антагонизма. Использование естественных регуляторных механизмов не для полного истребления и уничтожения популяции фитофагов, а для ограничения ее развития и устранения вредоносности. В этой связи актуальны работы по поиску полезных форм микроорганизмов, способных длительное время функционировать в искусственной экосистеме, ограничивать рост популяций фитопатогенных бактерий и микромицетов, стимулировать рост и развитие растений [5].

© Батурина С.Е., Барайщук Г.В., 2015

В современных питомниках используют для укоренения различные емкости - контейнеры, ящики, горшки и кассеты, что позволяет лучше контролировать почвенные условия и параметры воздушной среды, оптимизировать рост корней у укорененных черенков [6].

Для решения данной проблемы мы поставили цель - изучить влияние биологических препаратов на основе почвенных микробов-антагонистов на рост и развитие корневой системы черенковых саженцев туи западной (Thuja occidentalis L), выращиваемых с закрытой корневой системой.

В России туя западная (Thuja occidentalis L.) широко распространена в культуре в садово-парковых насаждениях всей европейской части и в азиатской- в зоне южной и средней тайги и лесостепи, на Дальнем Востоке. Хорошо переносит копоть, дым и газы и потому -это лучшая из хвойных пород для озеленения территорий промышленных предприятий. Ароматическая хвоя делает породу ценной в санитарно-гигиеническом отношении [7].

В биологической защите растений использование микробов-антагонистов является важным направлением. В последние годы выявлены биоактивные штаммы грибов и бактерий-антагонистов, обладающих комплексной активностью - фунгицидной, бактерицидной и нематицидной. Антагонистическую активность к фитопатогенным грибам проявляют почвенные грибы из рода Trichoderma (Pers.: FR.) и бактерий рода Pseudomonas [8].

Trichoderma - гриб-антагонист из отдела Ascomycota. Различные разновидности этого гриба используются в сельскохозяйственной практике в борьбе с фитопатогенами растений. Грибок нетоксичен для человека, теплокровных животных, пчел, рыб, не накапливается в почве, растениях, не влияет на вкус и запах выращенной продукции. На основе этого гриба уже созданы различные формы препаратов под названием «Триходермин». Действующим началом препаратов являются не только споры и мицелий, но и продукты метаболизма. В процессе развития Trichoderma синтезирует широкий спектр антибиотиков (глиотоксин, ви-ридин, триходермин, сацукаллин и др.), которые разрушают клеточные стенки фитопатоген-ных грибов, а также вырабатывает ростстимулирующие для растений вещества ауксиновой природы (индолилуксусную кислоту). Trichoderma способна подавлять более 60 видов патогенов - Pythium, Botrytis, Phoma, Sclerotinia, Fusarium, Ascochyta, Alternaria [9].

Бактерии-антагонисты рода Pseudomonas относятся к семейству Pseudomonadaceae. Псевдомонады - естественные обитатели ризосферы и филосферы растений, не изменяют состав агробиоценозов, безвредны для человека, животных и растений. Могут выделять в окружающую среду вещества, стимулирующие рост растений, а также индуцировать у них системную устойчивость к возбудителям заболеваний [10]. Из бактерий рода Pseudomonas выделены новые своеобразные по структуре и спектру действия антибиотические вещества -ß-лактоны, один из них - флюорин, в т. ч. выделены аминогликозиды, монобактамы, псевдо-моновые кислоты, эффективные в отношении антибиотико-резистентных возбудителей заболеваний [11]. Также у ризосферных псевдомонад обнаружена способность к синтезу индо-лил-3-уксусной кислоты (ИУК) в незначительных количествах, которая стимулирует развитие корневой системы растений [12].

Объекты и методика исследований

Объектами исследования являются черенковые саженцы туи западной (Thuja occidentalis L.) семейства Кипарисовые (Cupressaceae Neger) и биопрепараты на основе живых культур микроорганизмов: гриба из рода Trichoderma - Триходермин и бактерий из рода Pseudomonas - Планриз.

Полевые опыты по оценке влияния биопрепаратов на основе живых культур микроорганизмов проводили в дендрарии учебной лаборатории при кафедре лесного хозяйства и защиты растений в 2010-2013 гг. Биопрепараты применяли по методике Г.В. Барайщук (2009) [8]. Изучали эффективность препарата Триходермина с культурой гриба Trihoderma viride, штамм Омский, титр 1-2 х 10 конидий в 1 мл при укоренении зеленых черенков туи запад-

ной. Проливали субстрат 0,5%-ной суспензией препарата. Обработка 2-кратная в момент посадки и через месяц. Препарат Планриз на основе бактерий Pseudomonas fluorescens, штамм АР 33, титр 2 х 109 клеток в 1 мл. Проливали субстрат 1%-ной суспензией препарата (разведение 1 : 100), обработка 3-кратная с интервалом 15 дн.

Укорененные черенки высаживали в пластиковые контейнеры объемом 0,5 л и размещали на площадке в отделе формирования. Контейнеры устанавливали на полиэтиленовую пленку, чтобы корни из них не проросли в землю; использовали контейнеры в течение одного вегетационного периода.

При выращивании укорененных черенков применяли питательные почвенные грунты легкого механического состава [13]. Состав стандартного почвогрунта: почвогрунт № 1 (СП) - земля полевая (чернозем выщелоченный маломощный среднегумусовый), навозный перегной и речной песок (1 : 1 : 1). В почвогрунт № 2 (В), кроме основных компонентов, добавили 30% вермикулита от объема почвогрунта.

Антагонистическое действие биопрепаратов на рост и развитие корневой системы черенковых саженцев в контейнерах оценивали относительно контрольного варианта, без обработки и химического фунгицида системного действия Фундазола в процентном отношении. Фундазолом обработали почвогрунт при посадке укорененных черенков в контейнеры однократно 2%-ным рабочим раствором.

Стимулирующее действие биопрепаратов на рост и развитие корней у черенковых саженцев проводили путем сравнения действия регулятора роста растений Корневин, натурального гуминового препарата из торфа Росток и без обработки (контроль). Корневин применяли однократно методом полива. Поливали 1%-ным раствором препарата под корень через 10 дн. после высадки укорененных черенков. Росток вносили методом полива 0,001%-ным рабочим раствором 3-кратно с интервалом 15 дн.

Рост и развитие корневой системы черенковых саженцев с закрытой корневой системой изучали у саженцев первого, второго и третьего года жизни в период вегетации.

В августе корневые системы были отмыты, измерены, подсчитаны и сгруппированы по длине.

Согласно методике В.А. Колесникова [14] исследования характера роста корневой системы применительно к черенковым саженцам проводили по параметрам:

- длине обрастающих и ростовых корней саженца, см;

- количеству обрастающих и ростовых корней саженца, шт;

- средней длины корня саженца, см.

Между длиной и количеством корней в корневой системе существует связь, которая может быть выражена сравнительно постоянным числом, или коэффициентом [14]. Корневой коэффициент рассчитан для каждого черенкового саженца, каждого варианта опыта и каждого почвогрунта.

Статистическую обработку данных осуществляли методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1979) с использованием приложения Excel [15].

Результаты и их обсуждение

Корневая система черенковых саженцев в течение вегетационного периода растет постепенно и закономерно, образуя обрастающие и ростовые корни. С каждым новым вегетационным периодом у корневой системы молодых растений появляются новые обрастающие корни, их количество быстро нарастает (рис. 1), увеличивается длина (рис. 2). Количество корней у черенковых саженцев, выращенных с добавлением в почвогрунт вермикулита, превышает таковое у черенковых саженцев в стандартном почвогрунте.

<и

X

о ^

о со I-

о <и

т ^

с; о

Рис. 7. Количество корней у черенковых саженцев туи западной

6000 н

5000 т

40001

2 о 3000^

го X 2000

с; 1000 0

Рис. 2. Длина корней у черенковых саженцев туи западной

Длина корней значительно увеличивается с возрастом черенкового саженца. Корневая система у саженцев, выращенных с применением вермикулита, была значительно больше.

Обрастающие корни в подавляющем большинстве короткие. Длинные корни - ростовые. При подсчете корней каждой группы установлено: у однолетних черенковых саженцев преобладают главным образом короткие обрастающие корни (рис. 3). Больше корней образуется под влиянием 4-индол-3-илмасляной кислоты (ИМК), обладающей ростстимулирую-щим действием и являющейся действующим веществом препарата Корневин. Препарат Росток также влияет на формирование большего количества корней.

Длина корней

-♦—Контроль ——Фундазол--Корневин —К—Росток —Ж—Планриз —•—Триходермин

Рис. 3. Распределение однолетних черенковых саженцев, укорененных в стандартном почвогрунте, по длине корней

Та же тенденция отмечена и при выращивании саженцев в почвосмеси с вермикулитом, но корней в этой смеси образуется больше (рис. 4).

Длина корней

—Контроль ——Фундазол--Корневин —X—Росток —Ж—Планриз —•—Триходермин

Рис. 4. Распределение по длине корней у однолетних черенковых саженцев, укорененных в почвогрунте с вермикулитом

В ходе исследований у черенкованных саженцев второго и третьего года жизни отмечена наибольшая плотность обрастающих корней на глубине 10 см (рис. 5-8). У двухлетних саженцев развиваются ростовые корни. Больше их у саженцев, выращенных с применением Триходермина и Ростка, как в стандартном почвогрунте, так и в почвогрунте с вермикулитом (рис. 5, 6).

Длина корней

-♦— Контроль ——Фундазол--Корневин —К— Росток —ЭК— Планриз —•—Триходермин

Рис. 5. Распределение двухлетних черенковых саженцев, укорененных в стандартном почвогрунте, по длине корней

Длина корней

—♦—Контроль ——Фундазол--Корневин —х—Росток —ж—Планриз —•—Триходермин

Рис. 6. Распределение по длине корней у двухлетних черенковых саженцев, укорененных в почвогрунте с вермикулитом

Для корневой системы трехлетних саженцев характерно большое количество как обрастающих корней - до 10 см, так и ростовых - до 65 см (рис. 7). Саженцы, выращенные с применением Триходермина, Ростка и Планриза, как в стандартном почвогрунте, так и с добавлением вермикулита, превышали по количеству корней остальные варианты опыта. Отличие заключается в том, что длина ростовых корней в почвогрунте с вермикулитом была на 10 см больше и достигала 75 см (рис. 8).

сельскохозяйственные науки

>s

V I

о.

о

m

о m

I-

о

V у

s с

о

18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

, о* .о* о^ «о* о* о^ «о* о* о^ «о*

° * ч<э' ф ф # & # $

Длина корней

-♦— Контроль

Фундазол

Корневин —х—Росток —ж—Планриз

Триходермин —

Рис. 7. Распределение трехлетних черенковых саженцев, укорененных в стандартном почвогрунте, по длине корней

л Cr ✓ О ~ О у О ~ О у О ~ О у О ~ О у О ~ О у О ~ О у о

^ J? J> J? J> Jp ¿0* J? <£>

Ъ ф ф ф Гр П§* Г& № & Q& <&

<bVJ ^ txVJ Длина корней

-♦— Контроль

Фундазол

Корневин —к—Росток —ж—Планриз —•—Триходермин

Рис. 8. Распределение по длине корней у трехлетних черенковых саженцев, укорененных в почвогрунте с вермикулитом

Корневой коэффициент для однолетних черенковых саженцев туи западной был рассчитан для стандартной почвосмеси (СП) и почвосмеси с вермикулитом (В), составив 5,7 и 5,4 соответственно. То есть подтверждена существующая связь между длиной и количеством корней в корневой системе у однолетних черенковых саженцев. Добавление вермикулита в почвосмесь положительно влияло на длину корней, которая достоверно превышала таковую в стандартной почвосмеси (НСР05 = 14,15) (рис. 9).

Рис. 9. Суммарная длина и количество корней у 10 однолетних черенковых саженцев, корневые коэффициенты: СП = 5,7; В = 5,4

Рис. 10. Суммарная длина и количество корней у 10 двухлетних черенковых саженцев, корневые коэффициенты: СП = 10,4; В = 10,3

Рис. 11. Суммарная длина и количество корней у 10 трехлетних черенковых саженцев, корневые коэффициенты: СП = 21,5; В = 21,7

У двухлетних черенковых саженцев, выращенных в стандартной почвосмеси и с добавлением вермикулита, корневой коэффициент составил 10,4 и 10,3, а у трехлетних 21,5 и 21,7 соответственно (рис. 10, 11). Значения сходны для саженцев одного возраста, независимо от состава почвогрунта. Добавление вермикулита в почвосмесь положительно влияло на длину корней только у двухлетних черенковых саженцев (НСР05 = 203,32), у трехлетних достоверной разницы по длине корней в сравнении со стандартной почвосмесью не отмечено (НСР05 = 135,98).

Выводы

1. Изучаемые биологические препараты увеличивают длину корней в формирующейся корневой системе на 15-22%.

2. Вермикулит положительно влияет на рост и развитие корневой системы черенковых саженцев туи западной, в частности на длину корней в течение двух лет. На третий год роста саженцев корневая система одинаково развивается как в стандартной почвосмеси, так и с вермикулитом.

3. Значения корневого коэффициента близки для саженцев одного возраста, независимо от состава почвогрунта.

Список литературы

1. Размножение декоративных древесных растений при интродукции / А.Т. Нурманбетова [и др.] // Проблемы современной дендрологии: материалы Междунар. науч. конф., посвящ. 100-летию со дня рождения члена-корреспондента АН СССР П.И. Лапина (30 июня - 2 июля 2009 г., Москва). - М. : Товарищество научных изданий КМК, 2009. - С. 257-260.

2. Возбудители фузариоза в питомниках Красноярского края / Т.И. Громовых [и др.] // Лесоведение. -2002. - № 6. - С. 68-71.

3. Применение биопрепаратов при укоренении черенков туи западной с закрытой корневой системой в защищенном грунте / С.Е. Батурина [и др.] // Россия молодая: передовые технологии - в промышленность : материалы III Всерос. молодеж. науч.-техн. конф. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2010. - Кн. 2. - С. 127-129.

4. Боронин, А.М. Биопрепараты для защиты и стимуляции роста растений на основе бактерий рода Pseudomonas / А.М. Боронин, В.В. Кочетков // Защита растений в условиях реформирования агропромышленного комплекса: экономика, эффективность, экологичность : тез. докл. - СПб., 1995. - С. 292.

5. Гродницкая, И.Д. Использование микробного антагонизма в защите сеянцев от инфекционных заболеваний / И.Д. Гродницкая, А.Б. Гукасян // Лесоведение. - 2001. - № 1. - С. 38-42.

6. Выращивание черенковых саженцев с закрытой корневой системой и применением биологических препаратов в условиях южной лесостепи Омской области / С.Е. Батурина, Г.В. Барайщук // Актуальные проблемы развития лесного комплекса : материалы Междунар.. науч.-техн. конф. 7-9 декабря 2010 г. - Вологда : ВоГТУ, 2010. - С. 25-27.

7. Колесников, А.И. Декоративная дендрология / А.И. Колесников. М. : Лесная промышленность, 1974. -

704 с.

8. Барайщук, Г.В. Биологические основы использования безопасной защиты древесных насаждений Омского Прииртышья : монография / Г.В. Барайщук. - Омск : Изд-во ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2009. - 240 с.

9. Хоменко Г. Триходерма [Электронный ресурс] / Г. Хоменко // Полезные микроорганизмы. URL: http://journizisk.livejournal.com/tag/ (дата обращения: 25.12.2013).

10. Феклистова, И.Н. Синтез антибиотиков ароматической природы у бактерий Pseudomonas аигапйаса B-162 : автореф. дис. ... канд. биол. наук : 03.00.07 / Феклистова Ирина Николаевна. - Минск, 2006. - 38 с.

11. Перспективы использования бактерий-антагонистов против наиболее фитопатогенных видов нематод, вирусов и грибов / Н.Д. Романенко [и др.] // Агро XXI. - 2008. - № 1-3. - С. 23-27.

12. Боронин, А.М. Ризосферные бактерии рода Pseudomonas, способствующие росту и развитию растений / А.М. Боронин // Соросовский образовательный журнал. - 1998. - № 10. - С. 25-31.

13. ГОСТ Р 53581-2009. Почвы и грунты. Грунты питательные. Технические условия. - Введ. 2009-20-08. - М. : Стандартинформ, 2009. - 15 с.

14. Колесников, В.А. Корневая система плодовых и ягодных растений / В.А. Колесников. - М. : Колос, 1974. - 509 с.

15. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта: (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б.А. Доспехов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М. : Колос, 1979. - 416 с.

SUMMARY

S.E. Bathurina, G. V. Barayshchuk

State of rootage after cloning thuja western (Thuja occidentalis L.) with application microbes-antagonistes at conditions of Omsk region

The application of biological preparations during growing of stick young plants Thuja occidentalis L. into different composition of soil has been described. Experiments have been realized in 2009-2013 years. Increase of length of roots on 15-22% by influence of preparations have been shown. Vermiculite influence positively on length of roots during two years. The roots equally developes into standart soil and into soil with vermiculite in theirs third year. Independently from composition of soil, value of root's coefficientes equally for young plant on the same age.

Keywords: microbes-antagonistes, biological preparations, root's sistem, become surrouded by roots, growth roots, root's coefficient, planting stock.

УДК 633.853.494"321":631.5:665.334.94

С.В. Гольцман, Т.В. Горбачева, Н.А. Рендов, Н.И. Строкам, Е.А. Черкасова

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯРОВОГО РАПСА

НА МАСЛОСЕМЕНА

Представлены данные двух лет двухфакторного полевого опыта по изучению эффективности средств химизации на посевах ярового рапса в условиях южной лесостепи Омской области.

Ключевые слова: яровой рапс, сорт Хайлайт, протравитель, гербициды, инсектицид, десикант, удобрение.

Введение

В условиях Омской области в последние годы основное место среди масличных культур стал занимать яровой рапс. Главные его площади располагаются в районах южной лесостепи. Концентрация производства ярового рапса в отдельных хозяйствах вынуждает производителей размещать его по непаровым предшественникам [1].

В засушливых условиях южной лесостепи Западной Сибири все чаще делают акцент на почвозащитные приемы обработки почвы, вплоть до технологий No till [2-5].

Высокая потребность рапса в элементах питания требует внесения минеральных удобрений. Для засушливых регионов нормы внесений азотных удобрений обычно не превышают 30-45 кг д. в./га, а фосфорных - 20-40 кг д. в./ га [2; 3; 6].

Рекомендации по применению тех или иных приемов в технологии возделывания ярового рапса на маслосемена требуют проверки в конкретных почвенно-климатических зонах Западной Сибири.

Объекты и методы

Полевые опыты по изучению элементов интенсификации технологии ярового рапса заложены в 2013-2014 гг. на полях ИП «Гольцман С.В.», расположенных на территории Азовского района Омской области. Почва опытных участков - чернозем обыкновенный средне-мощный малогумусовый тяжелосуглинистый. Сорт ярового рапса - Хайлайт от компании «Bayer CropScience». Из средств химизации использовали протравитель семян «Модесто» -20 г/т, инсектицид «Биская» - 0,25 л/га, гербициды - баковая смесь «Галера 334» - 0,325 л/га + «Фуроре Ультра» - 0,625 л/га, десикант - «Баста» - 2 л/га. Сроки обработки - рекомендуемые фирмами-изготовителями.

© Гольцман С.В., Горбачева Т.В., Рендов Н.А., Строкач Н.И., Черкасова Е.А., 2015