Влияние стимуляторов роста на основе полимерных композиций по укоренению побегов сливы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Влияние стимуляторов роста на основе полимерных композиций по укоренению побегов сливы

Введение

Актуальной проблемой плодоводства является создание новых биотехнологий, обеспечивающих оптимизацию состава ризосферной микрофлоры и стимуляцию роста растений плодово-ягодных культур. Перспективный подход к решению этой проблемы заключается в использовании пленкообразующих полимерных композиций с включением в них регуляторов роста растений и микроэлементов.

Ранее в Институте биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси разработаны составы для укоренения черенков с использованием пленкообразующего полимера Na-карбоксиметилцеллюлозы [1, 2], показавшие высокую эффективность при укоренении черенков вишни и облепихи. В этих составах в качестве биостимуляторов использованы природные гуматсодержащие соединения «Гидрогумат» и «Оксигумат», разработанные в Институте проблем использования природных ресурсов и экологии НАН Беларуси [3, 4]. Совместно с ЦБС НАН Беларуси проведены исследования по укоренению черенков лимона сорта Мейера, которые перед высадкой погружали в растворы, содержащие рострегулирующие соединения в 5% водном растворе пленкообразующего полимера Na-карбоксиметилцеллюлозы. Наиболее эффективными в плане активизации ризогенеза, развития надземных побегов и повышения степени однородности посадочного материала в этих опытах оказались янтарная кислота (0,01%), квертицин (0,01%), а также ИУК (0,005%) [5].

В Институте биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси накоплен большой опыт по созданию многокомпонентных пленкообразующих составов [6] для предпосевной обработки семян, включающих пленкообразующие полимеры, регуляторы роста растений и микроэлементы. В качестве полимеров в этих составах были использованы Na-карбоксиметилцеллюлоза (NaКМЦ), поливиниловый спирт (ПВС) и препарат «Гисинар» (сополимер натриевой соли акриловой кислоты с акрилатом натрия), полученный в НИИ физико-химических проблем Белгосуниверситета. Препарат «Гисинар» является суперводоадсорбентом и способен прочно удерживать не только воду, но и другие необходимые для развития растений вещества - регуляторы роста, микроэлементы, а также антисептики. Препарат «Гисинар» промышленно выпускается НПООО «Крултекс» (г. Минск) из отходов производства полиакрилонитрильных волокон Новополоцкого ПО «Полимир» марки Нитрон D или Нитрон С. Препарат включен в список разрешенных для применения в РБ (2002) и на него разработаны ТУ [7, 8]

Эффективными комплексными препаратами, содержащими полимер, являются составы типа «Сейбит», разрабатываемые научным агропромышленным предприятием «Сейбит» (г. Гомель). Препарат Сейбит П, предназначенный для предпосевной обработки семян, состоит из мочевиноформальдегидной смолы (МФС), гидрогумата, комплекса микроэлементов и ЖКУ. Эффективность препарата обусловлена его составом, включающим набор биологически активных веществ, регуляторов роста растений, микроэлементов, закрепленных сетчатой структурой полимера МФС. Все компоненты обладают усиливающим синергическим эффектом, что способствует повышению продуктивности и устойчивости растений в посевах [9].

Таким образом, полученные к настоящему времени результаты свидетельствуют о перспективности применения для укоренении черенков плодово-ягодных культур составов, содержащих регуляторы роста растений и пленкообразующие полимеры. В зависимости от сортовых особенностей плодово-ягодных культур может быть применен разнообразный комплекс биологически активных веществ, позволяющий максимально реализовать потенциал образования корневой системы и развитие побегов.

Объектом исследования являются черенки плодовой культуры сливы ВПК - 1.

Цель исследований: Изучить влияние стимуляторов роста на основе полимерных композиций на укоренение и развитие черенков сливы ВПК - 1

Задачи исследований:

1. исследовать морфометрические показатели развития черенков сливы ВПК - 1: распускание почек, рост побегов и корневой системы.

. изучить содержание фотосинтетических пигментов в листьях побегов сливы ВПК - 1.

. оценить степень укоренения черенков сливы ВПК - 1, обработанных стимуляторами роста на основе полимерных композиций.

1. Обзор литературы

.1 Характеристика современных приемов укоренения черенков плодово-ягодных и декоративных культур

черенок плодовый полимер укоренение

В настоящее время из всех методов вегетативного размножения древесно-кустарниковых растений наиболее широко используется метод черенкования (особенно зеленого), а также прививка, хотя ранее предпочтение отдавалось отводочному методу [10]. В связи с этим в науке и практике постоянно ведется активный поиск способов повышения укореняемости черенков. Вопросы, связанные с применением техники черенкования, подробно освещены в мировой и отечественной литературе. В настоящее время продолжаются исследования зависимости укореняемости посадочного материала от срока взятия черенков [11], возраста растения, степени одревеснения, способа заготовки черенков, сорта и других условий. Некоторые из этих вопросов были освещены ранее в рекомендациях Хромовой Т.В. [12] по приемам черенкования представителей 200 ботанических таксонов.

В нашей республике в Центральном ботаническом саду НАН Беларуси на широком ассортименте декоративных древесно-кустарниковых растений проведен цикл экспериментов по отработке приемов черенкования с учетом видовой и сортовой специфики материала, использования подогрева субстрата и других факторов. В результате этих исследований были разработаны основные технологические приемы черенкования древесных растений. Однако, несмотря на очевидные успехи в разработке ряда приемов вегетативного размножения многих декоративных и плодовых культур, проблема еще далека от разрешения. В значительной мере это связано с неадекватной способностью разных видов растений к ризогенезу, среди них встречаются как трудноукореняемые (большинство хвойных, лимонник, розоцветные), так легкоукореняемые (форзиция, актинидия, спиреи) виды. Если в первом случае основные усилия исследователей должны быть сконцентрированы на поиске путей повышения эффективности самого способа вегетативного размножения, то во втором они должны быть направлены преимущественно на получение высококачественного, однородного посадочного материала, обладающего мощной корневой системой и значительным ростовым потенциалом.

Совершенствование технологии тиражирования посадочного материала может осуществляться как за счет оптимизации условий укоренения черенков (использования новых пленочных покрытий, субстратов, температурного и водно-воздушного режима и воздействия на черенки физических факторов - зеленого света, когерентного и гамма-облучения, обработки в магнитном поле [13]), так и за счет применения в качестве стимуляторов ризогенеза различных биологически активных веществ [14].

Наибольшее количество работ связано с изучением влияния на укореняемость черенков индолилмасляной (ИМК) и индолилуксусной (ИУК) кислот или препаратов на их основе, а также других рострегулирующих веществ и их смесей: ауксинов, калийной соли триазинкарбоновой кислоты, крезацина и его смесей, флоридзина, эпина, карбендазима, циркона, эпибрассинолида и других веществ [15].

В большинстве случаев обработка производилась погружением черенков в раствор и последующим замачиванием в течение нескольких часов или кратковременным погружением в раствор, в некоторых случаях применялось опыление.

Наряду с поиском биологически активных соединений особую актуальность приобретает проблема пролонгации действия стимуляторов, решение которой может быть связано с использованием полимерных материалов. В ГНУ «Институт биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси» разработаны составы для укоренения черенков с использованием пленкообразующего полимера Na-карбоксиметилцеллюлозы [1], показавшие высокую эффективность при укоренении черенков вишни и облепихи. В этих составах в качестве биостимуляторов использованы природные гуматсодержащие соединения «Гидрогумат» и «Оксигумат», разработанные в Институте проблем использования природных ресурсов и экологии НАН Беларуси. Эти соединения обладают высокой биологической активностью, низкой стоимостью, наличием сырьевой базы в республике. В ЦБС НАН Беларуси в лаборатории Рупасовой Ж.А. в 2002 г. проведены исследования по укоренению черенков лимона сорта Мейера, которые перед высадкой погружали в растворы, содержащие рострегулирующие соединения в 5% водном растворе пленкообразующего полимера Na-карбоксиметилцеллюлозы. Наиболее эффективными в плане активизации ризогенеза, развития надземных побегов и повышения степени однородности посадочного материала в этих опытах оказались янтарная кислота (0,01%), квертицин (0.01%), а также ИУК (0,005%) [5].

Роль микроэлементов в питании растений общеизвестна. Они входят в состав большого числа ферментов, участвующих в метаболизме растительной клетки. Все биохимические реакции синтеза, распада и обмена органических веществ протекают при участии ферментов. В этой связи обеспечение развивающихся растений необходимым комплексом микроэлементов позволит создать оптимальные условия для развития корневой системы, повысить эффективность укоренения посадочного материала и ускорить развитие побегов на растениях.

Таким образом, полученные к настоящему времени результаты свидетельствуют о перспективности применения для укоренении черенков плодово-ягодных культур составов, содержащих регуляторы роста растений и пленкообразующие полимеры. Наиболее перспективными стимуляторами природного происхождения в плане решения поставленных задач являются гуминовые препараты, янтарная кислота, препарат «Кремвид». В зависимости от сортовых особенностей плодово-ягодных культур может быть применен разнообразный комплекс микроэлементов, позволяющий максимально реализовать потенциал образования корневой системы и развитие побегов.

1.2 Морфометрические показатели и фотосинтетический аппарат как критерии развития плодовых растений

Морфометрические показатели развития плодовых растений

Отбор продуктивных форм плодовых культур проводят по совокупности признаков, указывающих на мощность развития стеблевой части растения. Такими признаками являются, например, средняя длина однолетнего прироста, его диаметр, общее количество побегов в кроне, характер ветвления, диаметр штамба и площадь годичного кольца, т.е. габитус дерева.

Ученые сходятся во мнении, что величина урожайности характеризуется положительной зависимостью от средней длины однолетнего прироста [16]. В основе этой закономерности лежит способность растений закладывать генеративные почки и формировать урожай в условиях достаточно высокой активности ростовых процессов. Оптимальным считается умеренный рост побегов, при котором их длина достигает 40-50 см, а количество заложившихся плодовых почек принимает наибольшие значения.

Показателем, определяющим габитус кроны наиболее ценного в хозяйственном отношении посадочного материала, является количество побегов [17]. Установлено, что однолетние окулянты должны иметь 3-5 боковых побегов на высоте 50-60 см. В опытах с однолетними и двухлетними сеянцами была обнаружена тесная положительная связь между уровнем развития габитуса и последующей урожайностью во взрослом состоянии. Высокая отрицательная корреляция наблюдалась между высотой сеянцев и скороплодностью.

Таким образом, морфометрические показатели развития побегов являются наиболее информативным показателем роста и развития плодовых растений. В этой связи в наших исследованиях были проведены фенологические учеты и морфометрические измерения для оценки эффективности действия новых пленкообразующих составов.

Состав фотосинтетических пигментов

Фотосинтез - процесс преобразования энергии поглощенных квантов света в химическую энергию органических веществ, синтезируемых из СО2 и Н2О, осуществляется в зеленых пластидах листа - хлоропластах. Солнечная энергия поглощается фотосинтезирующими организмами с помощью пигментов. В хлоропластах пигменты представлены Хл а, Хл b, каротиноидами, фикобилинами.

Большую часть пигментов в тилакоидных мембранах составляет Хл а. Функциональная гетерогенность молекул Хл обусловлена синтезом различных форм Хл в «центрах биосинтеза Хл» нескольких типов. Гипотеза о локализации биосинтеза в специальных центрах была выдвинута А.А. Шлыком еще в 1975 г. и в настоящее время подтверждена работами ряда авторов [18]. Согласно ей биосинтез Хл осуществляется не диффузно во всем объеме пластиды, а в ее особых структурных центрах, обеспеченных соответствующими ферментами. Предполагается, что в этих центрах может осуществляться синтез всех предшественников Хл, вплоть до Хл а.

Пигменты пластид являются компонентами фотосинтетического аппарата, структура которого изменяется в онтогенезе растений и при воздействии внешних факторов. Поэтому при выяснении механизмов повреждающего действия неблагоприятных факторов исследователи часто обращают внимание на количественное изменение пигментов. Однако разнокачественность исследуемого материала (растения на разных стадиях развития, в условиях in vivo и in vitro) и различная степень воздействия стрессового фактора приводили к противоречивым результатам. Так, в ряде работ [19] показано резкое снижение содержания пигментов в растении в условиях повышенной температуры и засухи. В работах других авторов выявлено, наоборот, повышение содержания фотосинтетических пигментов при данных типах стрессового воздействия. Также отмечена большая устойчивость Хл b при повышении температуры [20], что связывают с повышением прочности связи пигмента в белок-пигментных комплексах и активности ферментов супероксидисмутазы и пероксидазы в условиях повышенной температуры.

Желтые пигменты, каротины и ксантофиллы, синтезируются в оболочке пластид. Каротиноиды входят в состав светособирающих комплексов фотосинтетических мембран хлоропластов и передают энергию электронного возбуждения на молекулы Хл. Эти пигменты выполняют также фотопротекторную функцию как тушители триплетного состояния Хл и синглетного кислорода [21].

Факторы, влияющие на фотосинтетический аппарат плодовых культур

Данные литературы свидетельствуют о большой лабильности процессов фотосинтеза плодовых культур в естественных условиях. Во многом это определяется сложным механизмом взаимодействия физиологически неоднородного фотосинтетического аппарата с факторами внешней среды, характеризующихся высокой степенью изменчивости [22].

Изучение функциональных особенностей листового аппарата яблони в процессе онтогенеза позволило установить, что снижение фотосинтетической активности листьев плодовых образований в связи с началом их старения ближе к середине лета сопровождается одновременной активизацией процессов фотосинтеза и транспорта ассимилятов листьями вегетативных побегов, имеющих более продолжительный период формирования листовой поверхности. Значимость функций последних особенно возрастает в связи с началом дифференциации плодовых почек, заложением цветочных зачатков и интенсивным ростом плодов в этот период вегетации. Считают, что листья вегетативных побегов больше, чем другие, участвуют в создании запасных фондов растения [23].

Известно, что продуктивность растений не всегда коррелирует с величиной площади листьев, следовательно, основное внимание исследователей должно быть направлено на изучение динамики ее формирования [24]. Согласно имеющимся в литературе сведениям, кривая, отражающая характер изменения размеров листьев яблони на протяжении всего жизненного цикла, имеет S-образный вид с максимумом в июле-сентябре. В этот период наиболее четко была видна разница между контрастными по продуктивности сортами. У малопродуктивных растений раньше заканчивался процесс листообразования и снижался прирост площади листьев. Отмеченная закономерность была характерна для разновозрастных деревьев, поэтому, по-видимому, может широко использоваться в ранней диагностике на продуктивность.

Помимо прироста листовой поверхности растений необходимо учитывать период их активной работы. Эта идея была положена А.А. Ничипоровичем [25] и D.J. Watson [26] в основу изучения фотосинтетического потенциала, характеризующего сумму ежедневных показателей площади листьев растения или насаждений за весь период вегетации и тесно коррелирующего с урожаем.

В исследованиях на плодовых культурах было показано, что более продуктивные сорто-подвойные комбинации в однолетнем и двенадцатилетнем возрасте сохраняли более высокие значения фотосинтетического потенциала по сравнению с менее продуктивными того же возраста. При этом была обнаружена тесная связь между фотосинтетическим потенциалом однолетних растений и их дальнейшей продуктивностью.

Неоднозначность полученных данных объясняется сортоспецифичностью отмеченных закономерностей, различными условиями произрастания растений [22], а также изучением фотосинтетического аппарата на разных уровнях его организации.

В настоящее время известно, что у плодовых деревьев в течение вегетации происходит постоянное увеличение содержания хлорофиллов, достигающее максимума в период дифференциации плодовых почек и начала созревания плодов [22]. К этому времени рост побегов завершается и размеры листьев достигают наибольших значений, поэтому в связи со становлением структуры хлоропластов их фотоактивная поверхность становится максимальной. Одновременно с формированием оптимального по размерам и структуре фотосинтетического аппарата наибольших значений достигает интенсивность ассимиляции углекислого газа [27].

Указанный максимум может смещаться в зависимости от сорта к концу июля или к концу августа [22]. Снижение количества зеленых пигментов в листьях было приурочено к окончанию вегетационного периода [22], что связано со снижением функциональной активности фотосинтетического аппарата, интенсивности синтеза и скорости обновления пигментов.

Сортоспецифичный характер имеет не только динамика суммы хлорофиллов, но и отдельных его форм, в частности, Хл а и Хл b [28]. В исследованиях было установлено, что привитые растения высокопродуктивного сорта имели больше Хл а, чем Хл b по сравнению с низкопродуктивным сортом [29].

Особо следует сказать о содержании в листьях каротиноидов. Как показали исследования, динамика их пигментов описывается двухвершинной кривой с максимумом в фазу цветения и завязывания плодов, и в конце вегетации, а минимум наблюдается во время закладки плодовых почек (начало июля) [22].

Таким образом, содержание фотосинтетических пигментов является важным показателем роста и развития плодовых растений. Вместе с тем, данные об изменении содержания фотосинтетических пигментов у плодовых культур в зависимости от генотипа и воздействия факторов внешней среды у плодовых культур весьма малочисленны. Анатомическая структура листа и содержание фотосинтетических пигментов были изучены у разных сортов яблони белорусской селекции в связи с разработкой критериев ранней диагностики яблони на продуктивность [30], а также при воздействии внешних факторов [31]. Имеется довольно многочисленная литература о влиянии условий минерального питания на содержание фотосинтетических пигментов у разных плодовых и ягодных культур. Однако изучение формирования фотосинтетического аппарата при укоренении черенков остается малоизученным, особенно при оценке влияния физиологически активных веществ и видоспецифичности их действия.

2. Материалы и методы исследований

.1 Проведение фенологических наблюдений и определение морфометрических параметров развития черенков

В полевых экспериментах биометрические наблюдения проводили 2 раза в месяц на выборке по 10 растений с каждой повторности (всего 40 растений). В вегетационных опытах учет проводили 1 раз в неделю после начала развития почек на всех укореняемых черенках. В процессе развития растений проводили фенологические наблюдения и отмечали время появления структурных элементов. В процессе роста и развития черенков проводили учет раскрывшихся почек, измерение длины побега, учитывали количество листьев на побеге и количество отмерших побегов. Измерения проводили согласно общепринятым методикам [32].

.2 Определение содержания фотосинтетических пигментов

Для экстракции пигментов используют высечки, либо отрезки из верхней трети листа длиной 1 см. Экстракцию пигментов осуществляют, растирая пробы в фарфоровой ступке в 99,5% или 80% ацетоне с кварцевым песком и мелом. Количество пигментов в экстрактах регистрируют спектрофотометрически. Количество пигментов рассчитывают согласно [33]. Для 99,5% ацетона используют формулы:

Са = 9.784´Е662 - 0.99´Е644,(1)

Св= 21.426´Е644 - 4.65´Е662,(2)

Сcar=4.695´Е440,5 - 0.268´(Са + Св), (3)

Содержание фотосинтетических пигментов выражают в рассчете на единицу площади, сырой или сухой биомассы листа.

.3 Условия проведения полевых и вегетационных опытов

Опыты проводили на одревесневших черенках и неукорененных отводках сливы ВПК-1 - гибридных штаммов, используемых для получения подвоев плодовых культур.

Полевые опыты были заложены на опытном поле отдела питомниководства РУП «Институт плодоводства НАН Беларуси» в апреле 2007 года. Вегетационные опыты были проведены в теплицах ГНУ «Центральный ботанический сад НАН Беларуси».

Обработка одревесневших черенков и неукорененных отводков, высаженных осенью 2006 года, пленкообразующими составами проведена непосредственно перед высадкой в почву.

Характеристика почвы.

Почва опытного участка дерново-подзолистая, развивающаяся на мощном лессовидном суглинке, подстилаемым с глубины 1,7-2,0 м мореным суглинком. Мощность пахотного горизонта - 27 см.

Ап (0-27 см). Пахотный горизонт, темно-серого цвета. Легкий пылеватый суглинок, мелко комковатой непрочной структуры, рыхлый, густо пронизан корнями растений. Переход слабо выражен.

Агрохимическая характеристика пахотного горизонта:

содержание подвижного фосфора (по Кирсанову) 204 мг/кг почвы

содержание обменного калия (по Кирсанову) 262 мг/кг почвы

содержание гумуса (по Тюрину) 1,8%

обменная кислотность pHKCl 5,5.

А2 (27-50 см). Светло-серый, легкий пылеватый суглинок, непрочной комковатой структуры, слабо уплотнен. Переход резкий.

В1 (50-80 см). Красновато-бурый, легкий пылеватый суглинок, пластинчатой структуры, плотный, переход постепенный.

В2 (80-170 см). Светло-бурый с палевыми пятнами, пылеватый суглинок, пластинчатой структуры, плотный, переход заметный.

С (170-200 см). Палевый, средний суглинок с охристыми горизонтальными прожилками, уплотнен, влажный, уходит глубже.

Планирование опыта и проведение учетов согласно методике [34].

Подготовка почвы

Перед посадкой неукорененных отводков навозоразбрасывателем вносится субстрат опилки + торф (1: 1) толщиной 15 см. Для перемешивания субстрата с землей участок продисковывается тяжелыми дисками вдоль и поперек участка.

В опытах с неукорененными отводками повторность опыта 4х кратная. Учетных растений на делянке - 25 шт. Схема посадки 140х40 см.

В опытах с одревесневшими черенками повторность опыта 4-х кратная по 100 черенков в каждой. Учетных черенков - 400 шт. Схема посадки 20х5 см.

Обработка почвы общепринятая. Размеры делянок для одревесневших черенков: 19 м х 2,5 м, для неукорененных отводков 8,2х2,5 м.

Опыты проводили согласно методике [34].

Учеты и наблюдения

Неукорененные отводки

1.Ход вегетации (отмечается начало вегетации, начало и конец листопада)

2.Укоренение отводков (оценивается по пятибалльной шкале, где 5 баллов - очень хорошие, обильные мочковатые корни, 1 балл - отсутствие корней)

.Высота отводков (измерения проводятся с точностью до 10 см)

Одревесневшие черенки

1.Ход вегетации (начало вегетации, фенологические наблюдения через 5, 10 и 20 дней)

2.Динамика роста (ежемесячное определение прироста)

3.Укоренение черенков (оценивается по пятибалльной шкале, где 5 баллов - очень хорошие, обильные мочковатые корни, 1 балл - отсутствие корней)

.Однолетний прирост.

3. Результаты и обсуждение

3.1 Разработка пленкообразующих составов на основе полимеров Гисинар и мочевино-формальдегидной смолы

Первостепенное значение в технологии укоренения черенков имеют вещества, способные к образованию тонких сплошных слоев (пленок) при нанесении на твердую подложку. Чаще всего пленкообразующие вещества являются высокомолекулярными соединениями, хотя к пленкообразованию способны, например, относительно низкомолекулярные растительные масла, жидкое стекло и другие вещества неполимерной природы. Наибольшее значение при обработке черенков имеют полимерные пленки, получаемые из водорастворимых высокомоекулярных соединений, в частности из натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы и поливинилового спирта. В последнее время в качестве полимерного пленкообразователя при инкрустировании все чаще используется препарат Гисинар, зарегистрированный в Беларуси в качестве регулятора роста растений [7, 8].

Действующим веществом препарата Гисинар является сополимер натриевой соли акриловой кислоты и акриламида (САА).

Содержание акриламидных и акрилатных звеньев в макромолекуле сополимера, а также молекулярная масса продукта могут варьироваться в широких пределах.

Полимер мочевино-формальдегидная смола (МФС) входит в состав препарата «Сейбит-П». Этот препарат разработан НАВОДО «Сейбит» (г. Гомель) и предназначен для инкрустирования семян с/х культур [9]. На основе стандартного препарата «Сейбит П» был разработан состав для укоренения черенков.

Изучение эффективности разработанных составов было проведено в полевых и вегетационных опытах при укоренении черенков плодовой культуры сливы ВПК - 1.

Данные составы разработаны д. б. н., доцентом Кабашниковой А.Ф. - заведующей лабораторией биофизики и клеточной инженерии ГНУ «Институт биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси»

.2 Изучение эффективности применения пленкообразующих составов в вегетационных опытах

Изучение эффективности разработанных пленкообразующих составов в вегетационных опытах

В теплице ГНУ «Центральный ботанический сад НАН Беларуси» были заложены вегетационные опыты с целью изучения эффективности разработанных составов на укоренение и развитие черенков плодовых культур на основе полимеров «Гисинар» и МФС, включающих биостимуляторы, микроэлементы и протравитель фундазол. В ходе фенологических наблюдений за процессом вегетации исследуемых культур установлено, что развитие черенков косточковых культур сливы и вишни начинается намного раньше по сравнению с черенками яблони и груши. Так, у сливы ? на 24 день начали распускаться почки под действием составов на основе полимера Гисинар (С1) и на основе полимера МФС (С2), в то время как черенки контрольного варианта еще не проснулись (рис. 1).

Рис. 1 - Влияние пленкообразующих составов на основе полимера Гисинар (С1) и мочевино-формальдегидной смолы (С2) на распускание почек на черенках сливы ВПК - 1

В течение последующих 20 дней количество распустившихся почек постепенно увеличивалось под действием составов С1 и С2, причем у черенков сливы к концу второй декады было сопоставимо с контролем. У основной массы черенков (80-90%) образование листьев закончилось к 30 дню наблюдений и началось образование побегов.

На рис. 2 показано влияние состава на основе полимера Гисинар (С1) на развитие побегов у черенков плодово-ягодный культуры. Из рисунка 2, видно, что препарат С1 ускорял рост побегов у черенков, причем если в начальный период развития черенков эффект усиления был незначительный, то на последних стадиях вегетации стимуляция роста побегов составляла 65% по отношению к контролю.

Рис. 2 - Влияние пленкообразующего состава (С1) на рост и развитие побегов у черенков плодовой культуры сливы ВПК - 1

На рис. 3 представлены результаты определения параметров развития побегов на черенках плодово-ягодной культуры на протяжении вегетационного периода при обработке их составом на основе полимера МФС (С2).

Рис. 3 - Влияние защитно-стимулирующих составов (С2) на рост и развитие побегов у черенков плодовой культуры сливы ВПК - 1

Установлено, что на ранних этапах вегетации (01-17.06.11 г.) длина побегов у черенков сливы, обработанных С2, не отличалась от контроля, а на отдельных этапах развития (13.08.2011 г.) наблюдалось даже торможение роста побегов. Однако к концу периода развития состав С2 вызвал значительную стимуляцию роста побегов (рис. 3).

Таким образом, у черенков сливы наблюдалось отсутствие реакции в начале вегетации, ингибирование в середине и стимуляция роста побегов на позднем этапе развития.

В вегетационных опытах на заключительных этапах вегетации было изучено влияние пленкообразующих составов на содержание фотосинтетических пигментов ? хлорофилла (Хл) и каротиноидов в листьях у черенков яблони в условиях вегетационного опыта. Результаты исследования представлены в таблице 1.

Таблица 1. Влияние пленкообразующих составов на содержание фотосинтетических пигментов в листьях черенков сливы ВПК - 1

ВариантХл а мкг/cм2Хл b мкг/cм2Хл (а+b) мкг/cм2Кароти-ноиды, мкг/cм2Хл а/bХл (а+b)/ КаротиноидыКонтроль23,46±0,528,71±0,4532,1714,74±0,232,692,18С123,59±0,467,24±0,5130,8412,16±0,153,252,54С1 + фундазол24,41±0,557,72±0,3332,1210,83±0,433,162,97

В результате проведенных исследований установлено, что обработка составами С1 отдельно и в сочетании с фундазолом не вызывала изменения содержания Хл а, в то время как содержание Хл b более сильно изменялось при этих воздействиях. Из таблицы видно, что препарат С1 снижает содержание Хл b в пересчете на единицу площади листа на 17%, а состав, содержащий фундазол - на 11%. Уменьшение количества Хл b в опытных образцах повлекло за собой изменение отношения Хл а/b, снизив его в обоих вариантах обработки. Количество каротиноидов снижалось под действием обоих изученных составов, причем особенно сильно при обработке составом, содержащим протравитель фундазол. Так, препарат С1 уменьшал количество каротиноидов на 18%, а после обработки черенков составом С1 в сочетании с фундазолом уровень желтых пигментов снижался на 27% по сравнению с контрольным вариантом.

На основе полученных результатов можно сделать заключение, что обработка черенков сливы ВПК - 1 не приводит к увеличению содержания фотосинтетических пигментов в пересчете на единицу площади листа. Принимая во внимание увеличение длины побегов и их количества на черенках, можно предположить, что некоторое снижение удельного содержания пигментов связано со стимуляцией ростовых процессов и развитием фотосинтетического аппарата по экстенсивному типу, что способствует повышению валового содержания фотосинтетических пигментов в расчете на растение без существенной активации системы биосинтеза фотосинтетических пигментов.

Изучение эффективности разработанных пленкообразующих составов в полевых опытах

В полевых условиях на экспериментальной базе отдела питомниководства РУП «Институт плодоводства НАН Беларуси» в апреле 2011 года были заложены полевые опыты с целью изучения эффективности разработанных составов в производственных условиях. На рис. 4 представлены данные о влиянии пленкообразующих составов на длину побегов и формирование корневой системы черенков плодово-ягодных культур на протяжении вегетационного периода. В условиях полевого опыта обнаружена стимуляция роста побегов у черенков сливы после обработки препаратами С1 и С2. Однако более сильный прирост побегов наблюдался под влиянием состава С1 (рис. 4, Г).

В конце вегетации была проведена оценка влияния пленкообразующих составов на развитие корневой системы у черенков сливы. Показано, что оба состава увеличивали длину и массу корней, а также объем корневой системы, причем препарат С2 показал более сильный стимулирующий эффект на эти показатели у черенков сливы (рис. 4, А, Б, В).

На рисунке 5 представлены результаты оценки параметров развития побегов и корневой системы у отводков сливы в полевых опытах.

Из рисунка видно, что состав С2 оказывал ярко выраженное стимулирующее влияние на длину побегов и формирование корней у отводков сливы. Состав С1 оказался в этом случае малоэффективным, он заметно ингибировал длину побегов отводков сливы (рис. 5, А) и практически не влиял на массу и объем корневой системы (рис. 5, Б, В).

Рис. 4 - Влияние пленкообразующих составов (препарат 1 - состав на основе полимера Гисинар; препарат 2 - состав на основе полимера МФС) на формирование побегов и корневой системы у черенков сливы ВПК - 1: А - длина корней, Б - масса корней, В-объем корневой системы, Г - длина побегов

Рис. 5 - Влияние пленкообразующих составов (препарат 1 - состав на основе полимера Гисинар; препарат 2 - состав на основе полимера МФС) на формирование побегов и корневой системы у отводков сливы ВПК - 1: А - длина побега, Б - масса корней, В-объем корневой системы

Таким образом, на основе предварительных результатов, полученных при изучении физиологического действия разработанных пленкообразующих составов, можно сделать заключение о физиологической активности пленкообразующих составов, содержащих регуляторы роста растений на рост черенков и развитие корневой системы в полевых условиях.

Результаты анализа количества укорененных черенков и отводков плодовых культур по данным 2011 года приведены в таблице 2. Как следует из полученных данных, количество укорененных черенков изученных плодовых культур по отношению к общему числу высаженных (200 штук) у всех изученных культур в контроле не превышало 7%. В целом, полученные данные показывают определенный эффект разработанных составов по сравнению с контролем, однако он пока не достигает высокого уровня. Количество укорененных отводков оказалось более значительным. Укоренение отводков сливы повысилось на 30-40% по сравнению с необработанным контролем.

Таблица 2. Влияние пленкообразующих составов на количество укоренных черенков и отводков у плодово-ягодной культуры сливы ВПК - 1

Количество укорененных черенковКонтрольС1С2КультураШт.в% от общего количества высаженныхШт.в% от общего количества высаженныхШт.в% от общего количества высаженныхСлива147,02512,52010,0Количество укорененных отводковКонтрольС1С2КультураШт.в% от общего количества высаженныхШт.в% от общего количества высаженныхШт.в% от общего количества высаженныхСлива8140,511256,010854,0

На основе полученных данных можно сделать общее заключение о проявлении физиологической активности разработанных полимерных композиций, содержащих полимеры (Гисинар и МФС), регуляторы роста и элементы минерального питания. Эффект данных пленкообразующих составов зависит от вида и проявляется по-разному на показатели роста и развития изученных плодовых культур.

Заключение

В результате проведенных полевых и вегетационных опытов показана возможность использования пленкообразующих составов на основе полимеров Гисинар и МФС для укоренения побегов сливы. На основе полученных результатов установлены следующие закономерности:

. Включение в пленкообразующие составы регуляторов роста растений (БИРР, гидрогумин), микро- и макроэлементов стимулирует развитие черенков плодовых культур в результате комплексного действия на их метаболические процессы.

. Многокомпонентные защитно-стимулирующие составы на основе полимеров Гисинар и МФС способствуют формированию более мощного аппарата фотосинтеза за счет стимуляции ростовых процессов, но не активируют интенсивность работы единицы листовой поверхности.

. Характер действия комплексных пленкообразующих составов на развитие листьев и побегов у черенков плодовых культур различается в зависимости от вида плодовых культур, что свидетельствует о видоспецифичности проявления их физиологической активности.

. Многокомпонентные защитно-стимулирующие составы способствуют развитию более мощной корневой системы за счет увеличения длины, веса и объема корней у черенков плодово-ягодных культур.

Список использованных источников

черенок плодовый полимер укоренение

1. Мажуль В.М., Ивашкевич Л.С., Прокопова Ж.В., Чайка М.Т., Наумова Г.В., Райцина Г.И. Авт. свид. СССР №1757525 по заявке №4859070. Состав для укоренения черенков плодовых культур // 1992. Бюл. №32.
2. Мажуль В.М., Ивашкевич Л.С., Прокопова Ж.В., Чайка М.Т., Наумова Г.В., Райцина Г.И. Патент СССР №1790340. Состав для укоренения черенков плодовых культур // 1993. Бюл. №3.
3. Наумова Г.В., Жмакова Н.А., Хрипович А.А. и др. Биологически активные препараты на основе торфа - эффективные регуляторы роста растений // Международный аграрный журнал. - 2000. - №1. - С. 16-18.
4. Наумова Г.В., Кособокова Р.В., Косоногова Л.В. Гуминовые препараты и технологические приемы их получения // Гуминовые вещества в биосфере. - Москва: Наука, 1999. - 237 с.
5. Захаров И.Ю., Гаранович И.М., Рупасова Ж.А., Мажуль В.М. Использование стимуляторов ризогенеза на основе пленкообразующего полимера при вегетативном размножении лимона // Природные ресурсы. - 2002. - №1. - С. 108-113.
6. Кабашникова Л.Ф. Способ ранней диагностики эффективности многокомпонентных капсулирующих составов для обработки семян. Методические указания // Мн.: ИООО «Право и экономика», 2003. - 31 с.
7. Каталог пестицидов и удобрений, разрешенных для применения в Республике Беларусь (справочное издание). Авторы составители Майсеенко А.В., Барыбкина Л.В., Галякевич Н.В., Гололоб Т.И., Пестерев С.А. - Мн.: ООО «Муфлон», 2002. - С. 26.
8. Круль Л.П., Матусевич Ю.И. Гидрогели полиэлектролитные «Гисинар». Технические условия ТУ РБ 100050710.084-2005. 2005.
9. Шанбанович Г.Н. Будевич Г.В., Бруй И.Г. и др. Применение фунгицидов и препаратов «Сейбит» на зерновых культурах // Земляробства i ахова раслiн. - 2004. - №1. - С. 23-24.
10. Вехов Н.К. Отводковое размножение древесных и кустарниковых пород. - М. - Л.: Изд-во Минхимхоза РСФСР, 1948. - 24 с.
11. Zhang Qin, Feng Yong-jun, Liang Hai-Yong, Wang Ai-Chun, Dong Gui-min, Li Bao-hui // Hebei nongie daxue xuebao // J. Agr. Univ. Hebei. - 2003. - V. 26, №4. - P. 71-74.
12. Хромова Т.В. Методические указания по размножению интродуцированных древесных растений черенками. - М.: Изд-во АН СССР, 1980. - 45 с.
13. Упадышев М.Т., Бешков Г.В., Донецких В.И., Упадышева Г.Ю. Использование магнитно-импульсной обработки при размножении садовых культур // Докл. Рос. акад. с-х наук. - 2005. - №3. - С. 40-44.
14. Султанова З.К., Харламова Т.А., Сотникова В.В. Использование регуляторов роста при размножении плодовых и ягодных культур // Плодоводство и ягодоводство России. Сб. научн. тр. Росс. Акад. Наук. - 2004. - Т. 11. - С. 225-229.
15. Гаранович И.М., Македонская Н.В. Влияние эпибрассинолида на ризогенез черенков древесно-кустарниковых растений // Проблемы дендрологии на рубеже XXI века: Тез. докл. межд. конф., посвящ. 90-летию со дня рождения чл-корр РАН П.И. Лапина. - Москва, 1999. - С. 74-75.
16. Яковук В.М. Биологическая и хозяйственная оценка сортов яблони пригодных для возделывания в одностебельной культуре по двухлетнему циклу роста и развития: Дис. …канд. с.-х. наук: 06.01.07. - Краснодар, 1988. - 200 с.
17. Кулеша В. Направления плодоводства в Польше // Плодоводство: науч. тр. - Минск, 1993. - Т. 8. - С. 241-260.
18. Калер В.Л. Авторегуляция образования хлорофилла в высших растениях. - Мн.: Наука и техника, 1976. - 190 с.
19. Duysens M.E., Freeman T.P. Effect of moderata water deficit (stress) on wheat seedlings growth and plastid pigment development // Physiol. Plantarum. - 1971. - Vol. 31, №4. - P. 262-266.
20. Van Loey A., Weemaes C., Van den Broeck J. et al. Thermal and pressure-temperature degradation of chlorophyll in broccoli (Brassica oleracea L. italica) juice. A kinetic study // J. Agr. and Food Chem. - 1998. - Vol. 46, №12. - P. 5289-5294.
21. Bjorkman O., Demmig B. Photon yield of O2 evolution and chlorophyll fluorescence characteristics at 77 K among vascular plants of diverse origins // Planta. - 1987. - Vol. 170, №4. - P. 489-504.
22. Шишкану Г.В. Фотосинтез яблони. - Кишинев: Штиинца, 1973. - 292 с.
23. Исаева И.С. Продуктивность яблони (процесс формирования). - М.: Изд-во МГУ, 1989. - 149 с.
24. Watson D.J. The physiological basis of variation in yield // Advances in Agronomy. - 1952. - Vol. 4, №1. - P. 105-145.
25. Ничипорович А.А. О свойствах растений как оптической системы // Физиол. раст. - 1961. - Т. 8, №5. - С. 563-546.
26. Watson D.J. Leaf growth in relation to crop yield // The grow of leaves. - London. - 1956. - P. 178-190.
27. Pandele J. Continutul in chlorofil? al frunzelor de pomi indice biochimic pentru precizarea fenofazelor. Cr?din?, vie, ?i livad?, 1958. - A. 7, №3. - P. 33-38.
28. Шевелуха В.С., Довнар В.С. Фотосинтетические аспекты модели сортов зерновых культур интенсивного типа // С.-х. биология. - 1976. - Вып. 2, №2. - С. 218-225.
29. Дорошенко Т.Н. Биологические основы ранней диагностики сорто-подвойных комбинаций плодовых культур для создания высокоурожайных промышленных садов: Дис. … д-ра с.-х. наук: 06.01.07. - Краснодар, 1991. - 345 с.
30. Деревинский А.В. Морфофизиологические критерии ранней диагностики яблони на продуктивность: Автореф. дис. … канд. с.-х. наук. - 2005. - 22 с.
31. Баханова М.В., Буинова М.Г. Особенности анатомического строения и содержания хлорофилла в листьях перспективных сортов яблони в связи с условиями обитания // Электронный журнал «Исследовано в России». - 2005. - С. 224-234.
32. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и ореховоплодовых культур. - Мичуринск: ВНИИС им. И.В. Мичурина, 1973. - 495 с.
33. Шлык А.А. Определение хлорофилла и карoтиноидов в экстрактах зеленых листьев // Биохимические методы в физиологии растений. - М.: Наука, 1971. - С. 154-170.
34. Методика изучения клоновых подвоев в Прибалтийских республиках и Белорусской ССР / ред. И. Коченова. - Елгава. - 1980. - 59 с. (препринт / Латвийская сельскохозяйственная академия; №066.)