Биологические особенности размножения клоновых подвоев косточковых культур зелёными черенками

Полный текст

Введение

В интенсификации отрасли садоводства главную роль играют клоновые слаборослые подвои. Основным методом размножения клоновых подвоев косточковых культур является черенкование с использованием зеленых черенков. Зеленое черенкование широко изучалось во многих научно-исследовательских учреждениях страны [1–4].

Изучение вопроса повышения приживаемости черенков в НИИ «Жигулёвские сады» ведется с 1985 г. Для получения качественного подвоя с характеристиками, удовлетворяющими условиям лесостепи Среднего Поволжья: устойчивые к засухе, низким температурам, местным заболеваниям и вредителям – предлагается выращивание подвоев в местных питомниках на базе научного исследовательского института садоводства.

Одним из факторов, оказывающих существенное влияние на сохранность насаждений косточковых культур, являются низкие отрицательные температуры зимнего периода. Существенные повреждения отмечены в бесснежные «черные» зимы с промерзанием почвы до уровня корнеобитаемого слоя. Морозостойкость корневой системы является важнейшим свойством подвойного материала. На фоне нестабильных климатических условий, сопровождающихся неблагоприятным воздействием на растения ряда факторов внешней среды, отмечено нарушение роста, развития и других отклонений в онтогенезе растений косточковых культур. В результате растения находятся в состоянии абиотического стресса, важнейшими характеристиками которого являются энерго- и иммунодефицит.

Посадочный материал сортов и подвоев плодовых культур требует постоянного совершенствования сортимента с учетом постепенного изменения климата, состава почв и появления новых болезней плодовых в регионах их возделывания.

В современном садоводстве для достижения высоких результатов в производстве важную роль имеет тип подвоя, который в свою очередь должен не только соответствовать технологическим параметрам, таким как слаборослость и скороплодность, но и быть совместимым с прививаемой культурой для сохранения основных помологических признаков сорта.

В нашей стране была разработана методика зеленого черенкования, которая в ходе дальнейшей работы была усовершенствована. В настоящее время она включает отбор исходного материала, подготовку среды для укоренения черенков, методы регулирования её отдельных элементов, контроль условий внешней среды, наблюдение за процессами регенерации во время укоренения черенков, а также за их последующим ростом и развитием [5; 6; 7, с. 74–92; 8, с. 2–7].

Важная роль при выполнении технологии зеленого черенкования отводится маточникам. Маточные насаждения формируют из чистосортных оздоровленных растений. На высоком агротехническом фоне они могут давать до 500 тыс. зеленых черенков с гектара. Маточные насаждения расположены рядом с участком размножения. Растения маточника высаживают рядами с интервалом 70–90 см между рядами и 10–15 см между растениями. Первый год они свободно развиваются, а весной второго года их обрезают на высоту 8–10 см от земли. Длинные побеги используют для черенкования, оставляя «пеньки» с 2–4 почками. Слабые побеги не удаляют для поддержания растения. Маточник омолаживают каждые 5–6 лет, срок эксплуатации продолжается 10–12 лет [9, с. 54–55].

Укоренение зеленых черенков проводят в пленочных теплицах, оснащенных туманообразующей установкой. В таких сооружениях в качестве укрытия широко применяется прозрачная полиэтиленовая пленка. Однако монтаж и обслуживание туманообразующих установок в процессе эксплуатации требуют значительных материальных затрат, что является сдерживающим фактором в распространении и использовании данной технологии.

Выявлено, что существуют временные интервалы, когда процесс укоренения зеленых черенков проходит особенно успешно. Наилучшими периодами для укоренения черенков являются фаза активного роста побегов и начало их одревеснения, поскольку в эти фенологические стадии укореняемость значительно возрастает.

Успех укоренения зелёных черенков зависит от таких факторов, как освещение, влажность, температура воздуха и состав субстрата [10, с. 210–212; 11, с. 46–50; 12, с. 24–27; 13, с. 45–49; 14, с. 27–29]. Свет оказывает ключевое влияние на фотосинтетическую активность листьев и способствует формированию корней. Влияние света на корнеобразование зависит от его интенсивности, длительности и спектрального состава. Оптимальная относительная влажность воздуха для успешного укоренения черенков составляет 85–100%. Для поддержания такой влажности часто используется искусственный туман.

Новый этап в технологии зеленого черенкования наступил с открытием регуляторов роста и их воздействием на растения. Особенно значимым стало открытие способности регуляторов стимулировать процесс корнеобразования у стеблевых черенков [15].

Присутствие технических средств и автоматизация всех этапов, включая подкормку минеральными удобрениями, значительно снижают трудоемкость выполнения данного процесса, что привело к промышленной основе технологии зеленого черенкования в современных условиях [16; 17; 18, с. 2–8; 19, с. 15–16; 20]. На сегодня хорошо изучены теоретические основы и усовершенствована технология зеленого черенкования. Однако, в связи с выведением новых подвойных форм и внедрением их в производство в качестве клоновых подвоев, последние следует изучить на способность к зеленому черенкованию и другие хозяйственно-полезные признаки в условиях Самарской области.

Целью данного исследования является оценка эффективности технологии зелёного черенкования клоновых подвоев косточковых культур. Исследование направлено на определение оптимальных условий укоренения черенков, включая обработку стимуляторами корнеобразования, поддержание микроклимата, использование подходящего субстрата и режимов подкормки, для повышения процента укореняемости и обеспечения роста и развития растений. Особое внимание уделяется анализу результатов укоренения различных подвойных форм и выявлению наиболее перспективных форм для практического применения.

Материал и методы исследования

Исследования проводились в ГБУ СО НИИ «Жигулёвские сады» в период с 2021 по 2023 годы. Зелёные черенки подвойных форм высаживали в теплице площадью 18 м², с покрытием из сотового поликарбоната. Микроклимат в теплице поддерживался с помощью ультразвуковой туманообразующей установки, работающей ежедневно с 07:00 до 20:00. Эффективность работы оборудования зависит от температуры и влажности воздуха, а также от объема распыленной жидкости. Средняя производительность установки 15 л/час.

Объектом исследования были выбраны 10 клоновых подвойных форм для вишни и черешни, включая ВСЛ-2 [Вишня БС-2 (P. frutikosa Pall.) × Л-2 (P. lannesiana Wils.)], ЛЦ-52 (Любская × Церападус № 1), ЦШ-32 (Церападус № 1 × Ширпотреб черная), группы подвоев Логри (Вишне-черешня Калитвянка × Китайская черешня Карликовая (P. pseudocerasus) под следующими номерами: 61–72, 61–701, 61–70, 61–12, 61–740, 61–16, 61–718; 5 подвойных форм для сливы и абрикоса – Бест, Бест-2 (Микровишня низкая × Алыча (M. besseyi × P. cerasifera), ВВА-1 (Микровишня войлочная (P. tomentosa Thunb.) × Алыча (P. cerasifera Ehrh.), ВПК-1 [(Микровишня низкая × Слива карзинская (M. besseyi × (P. nigra × P. americana)] и Эврика 99 [Вишнеслива Сапа (P. pumila L. × P. salicina Lindl) × алыча Отличница (P. cerasifera Ehrh.)].

Побеги клоновых подвоев заготавливали в период их активного роста в интенсивном маточнике, когда начиналось одревеснение нижней части. Черенки нарезали острым инструментом (ножом или секатором) длиной 10–15 см, оставляя на каждом по два-три междоузлия. Нижний срез делали под наклоном, отступая на 0,5–1 см ниже листа, и удаляли один-два нижних листа, оставляя их черешки. Для черенкования брали приросты текущего года, которые складывали в полиэтиленовые мешки и перемещали под навес в место нарезки. Хранили побеги в прохладных условиях, увлажняя их по мере необходимости. Для улучшения укоренения черенки предварительно обрабатывали стимуляторами корнеобразования, такими как Корневин (0,6 г/л) или Гетероауксин (100 мг/л), погружая их в раствор на 16–18 часов. При обработке следили, чтобы нижние срезы черенков оставались ровными, а листья не соприкасались с раствором.

В теплице укоренение зеленых черенков клоновых подвоев плодовых культур проводилось при температуре воздуха +30…+35°C и почти 100% влажности, при этом температура почвы поддерживалась на уровне +25…+30°C. Черенки высаживали в субстрат на глубину 2–3 см, с размещением по схеме 7 × 5 см, что позволяло разместить до 280 черенков на 1 м².

В период корнеобразования температура субстрата поддерживалась на 2–3°C выше, чем температура воздуха. Для формирования каллуса и корней листья черенков постоянно увлажняли с помощью ультразвуковой туманообразующей системы, а по мере развития корневой системы влажность воздуха постепенно снижали. Процесс образования корней был тесно связан с уровнем освещения. В условиях теплицы для укоренения черенков оптимальной является интенсивность освещения в 70–80% дневного света. Интенсивность света регулировали путем открытия форточек и затенения теплицы с южной стороны.

Результаты исследований

Технология зеленого черенкования опирается на природную способность растений к регенерации, позволяя вырастить новые растения из стеблевых черенков с листьями благодаря формированию придаточных корней. В условиях Самарской области наилучшее время для черенкования наступает во второй-третьей декадах июня, что зависит от погодных условий и степени одревеснения побегов. В теплую весну черенкование можно начинать уже в конце мая или начале июня, что способствует почти полному укоренению черенков. При холодной и затяжной весне сроки часто сдвигаются на конец июня.

В годы проведения черенкования (2021–2023 гг.) конец весны – начало лета погодные условия отличались разнообразием. Так, в 2021 и 2023 годах погодные условия весны были примерно одинаковыми.

Весна в 2021 году была теплее среднемноголетних данных. В мае во время активного роста побегов у клоновых подвоев в маточнике стояла сухая, жаркая погода. Среднесуточная температура воздуха превысила норму на 4,4°C, а осадков выпало лишь 43,4% от нормы, что вдвое меньше обычного. В мае максимальная температура достигала +32,9°C, причём 17 дней подряд она превышала +25°C. Лето 2021 года в Самаре началось с жаркой и сухой погоды, со средней температурой в июне +21,6°C. Поэтому одревеснение нижней части побега началось раньше, что способствовало более раннему сроку процесса черенкования (8–9 июня).

Весна 2023 года в Самаре характеризовалась разнообразием погодных условий. Апрель (во время начала вегетации) был отмечен сухими первой и второй декадами и более влажной завершающей, с постепенным увеличением температур. Среднемесячная температура в апреле составила +9,6°C. Май принес умеренные осадки и значительное повышение температур, что характеризовало переход от весенней прохлады к более теплой атмосфере. Среднемесячная температура воздуха (во время активного роста побегов) составила +15,7°C. Самые низкие температуры воздуха от −2,1°C до −4,4°C в течение 5 дней наблюдались с 8 по 12 мая, которые сказались на подмерзании листьев у растущих побегов в маточнике. Июнь характеризовался умеренными осадками и приятными температурами. Средняя температура воздуха в июне составила +16,4°C и способствовала хорошему росту побегов. Черенкование растений в 2023 г. проведено примерно в те же сроки 6–9 июня.

Весна 2022 года началась при переменной погоде с дождями и прояснениями и характеризовалась в начальный период холодной дождливой погодой. Начало вегетации растений и рост побегов у клоновых подвоев затянулся по сравнению со среднемноголетними на 10–14 дней. Поэтому черенкование в 2022 году было проведено в более поздние сроки с 20 по 23 июня.

Для размножения черенками используют однолетние побеги (прирост текущего года). В зависимости от сроков черенкования используют разные части дерева, так как имеют различную способность к образованию корней. Побеги нижнего яруса кроны в большей степени подходят для ранних сроков черенкования, чем верхнего. Верхушечные части побегов лучше использовать при более поздних сроках черенкования. Благодаря высокой пластичности и большому количеству меристематических точек роста, однолетние побеги быстро формируют корневую систему, в свою очередь, листовая пластина обеспечивает питание черенка.

В качестве дренажной системы дно гряд засыпали слоем крупного щебня толщиной 20 см. В состав питательного субстрата входили перегной, песок и земля в соотношении 4:2:1. В качестве верхнего слоя использовали чистый речной песок (5–6 см), чтобы в первые недели при отсутствии корней черенки не загнивали. Такой состав обеспечивает оптимальные водно-воздушные условия, сочетая хорошую влагоёмкость с отличной аэрацией.

В течение 1–1,5 месяцев после посадки зеленых черенков для их укоренения поливали с помощью автоматической туманообразующей установки, настроенной так, чтобы листовая пластинка растений постоянно находилась под водной пленкой. Производительность установки составляла 15 л/ч.

Показатель укоренения зеленых черенков варьировал от 46,4% до 90,0% у подвоев вишни и от 31,6 до 82,9% у подвоев сливы (табл. 1).

 

Таблица 1 – Укореняемость зеленых черенков различных подвойных форм косточковых культур

Название подвоя	Высажено, шт.	Укоренилось, шт.	Укоренилось, %
Подвои для вишни и черешни
ВСЛ-2	4104	2907	70,8
61–72	282	239	85,0
61–701	110	84	77,0
61–70	33	22	68,0
61–12	36	26	74,0
61–740	39	35	89,7
61–16	30	27	90,0
61–718	114	99	87,0
ЛЦ-52	550	412	75,0
ЦШ-32	135	62	46,4
Среднее по вишне	5433	3913	72,0
Подвои для сливы и абрикоса
ВВА-1	70	56	80,0
Бест	827	532	64,3
Бест-2	368	305	82,9
ВПК-1	38	12	31,6
Эврика 99	300	171	57,1
Среднее по сливе	1603	1076	67,1

 

Лучший результат по укоренению зеленых черенков показали клоновые подвои вишни из семьи Логри – 61–72, 61–718, 61–740, 61–16 (соответственно 85,0%, 87,0%, 89,7%, и 90,0%). Неплохие показатели по укоренению черенков имели подвойные формы вишни Логри – 61–12,61–701, ЛЦ-52 и ВСЛ-2; сливы – ВВА-1 (80,0% и Бест-2 82,9%). Наименьший процент выхода укорененных растений был получен у подвоев вишни ЦШ-32 (46,4%), подвоев сливы Эврика 99 и ВПК-1 (соответственно 57,1% и 31,6%).

В период активного корнеобразования и роста надземной части проводили трехкратную микролистовую подкормку. Обработку проводили препаратом «Фертикс марка Б» в концентрации 5 г/л (3 июля, 15 июля). Третью подкормку провели 21 июля препаратом «Лигногумат А» в концентрации 0,25 г/л.

Микроклимат внутри теплицы меняли в зависимости от потребности растений. После того, как черенки в большей степени образовали корни, количество поливов уменьшали, время работы туманообразующей установки стали снижать, а также ввели в режим проветривание для постепенного закаливания. Таким образом, к началу сентября двери и форточки теплицы открывали на весь день.

Для широкого производственного размножения опыты по зеленому черенкованию были заложены с подвоями ВСЛ-2 и Бест. При таком способе размножения в производственных условиях получают до 60–80% укорененных растений (табл. 2).

 

Таблица 2 – Укореняемость зеленых черенков подвоев вишни и сливы в 2021–2023 гг.

Название подвоя	Укореняемость черенков по годам, %
	2021 г.	2022 г.	2023 г.
ВСЛ-2	83,3	70,8	64,2
Бест	74,8	64,3	59,3
Высажено черенков, шт.	2135	5409	3899
Сроки черенкования	8–9 июня	20–23 июня	6–9 июня

 

После посадки зеленых черенков в 2023 году провели учеты начала и массового корнеобразования, роста надземной части и развития корневой системы. С интервалом в 15–16 дней прослеживали динамику начала корнеобразования и роста у подвоев ВСЛ-2 и Бест, наиболее широко используемых нами для производственного размножения сортов косточковых культур. Так, у ВСЛ-2 на 15 день после посадки черенков наблюдались хорошо развитый каллюс и вздутия коры (зачатки придаточных корней) в нижней части черенка, а на 17–18-й день появление первых придаточных корней. На 20–25-й день шло массовое корнеобразование у черенков ВСЛ-2 и Бест (табл. 3, 4).

 

Таблица 3 – Характеристика надземной системы укорененных подвоев из зеленых черенков

Название подвоя	Общая длина подвоя, см	Длина прироста, см	Толщина штамба, мм
28.06.2023
Бест	18,1	1,7	3,8
ВСЛ-2	15,2	0,8	3,7
13.07.2023
Бест	26,4	9,4	4,2
ВСЛ-2	20,2	5,7	4,2
01.08.2023
Бест	42,2	25,9	4,7
ВСЛ-2	25,9	11,7	3,9
30.10.2023
Бест	46,3	30,9	4,7
ВСЛ-2	32,0	16,8	5,2

 

Таблица 4 – Характеристика корневой системы

Название подвоя	Количество корней, шт.	Диаметр каллюса, см	Длина большего корня, см	Длина малого корня, см	Масса корней, г
28.06.2023
Бест	7	0,7	0,9	0,2	–
ВСЛ-2	12	0,6	1,2	0,3	–
13.07.2023
Бест	10	0,8	6,3	2,4	0,9
ВСЛ-2	14	0,6	8,4	2,5	1,4
01.08.2023
Бест	10	–	10,3	2,4	0,9
ВСЛ-2	16	–	9,2	3,6	2,2
30.10.2023
Бест	15	–	16,8	4,9	–
ВСЛ-2	18	–	13,4	5,5	–

 

Одновременно с массовым образованием корней у черенков наблюдался рост побегов, а через месяц после посадки черенков (13.07) побеги достигли длины у Бест – 9,4 см, ВСЛ-2 – 5,2 см. К этому времени у Бест насчитали 10 развитых корней длиной до 6,3 см, у ВСЛ-2 – 14 корней длиной самых развитых 8,4 см. В дальнейшем у обоих подвоев увеличивалось количество корней у укорененного черенка и их длина. Соответственно увеличивалась также масса корневой системы за счет появления новых корней у черенка (рис. 1).

 

Рисунок 1 – Укорененные растения клонового подвоя ВСЛ-2 (А – 1 сорт, Б – 2 сорт)

 

Осенью в конце октября укорененные растения выкапывают, сортируют по сортам, закладывают на хранение и высаживают весной в первое поле питомника. Так, например, в 2023 году было высажено на укоренение 3899 зеленых черенков подвоев ВСЛ-2 и Бест. Из 1783 высаженных черенков Бест выкопано 970 укорененных (54,4%), из которых 520 штук первого сорта (53,6%) и 450 штук второго сорта (46,4%). По подвою ВСЛ-2 в 2023 году было высажено 2116 штук зеленых черенков. Выкопали 1359 укорененных растений (64,2%), из них 725 штук первого сорта (53,3%) и 634 растения второго сорта (46,7%). Последние измерения надземной части и корневой системы были выполнены 30 октября, во время выкопки растений. Измерения надземной и корневой системы показали, что укорененные черенки изучаемых подвойных форм вполне готовы для высадки их в первое поле питомника.

Заключение

Технология зеленого черенкования является эффективным способом размножения клоновых подвоев косточковых культур. Результат черенкования во многом зависит от наличия интенсивных приземных маточников, эффективности работы туманообразующей установки, сроков черенкования, субстратов, применения физиологически активных веществ. Использование туманообразующей установки может значительно улучшить образование корневой системы и общее состояние растений у отдельных видов плодовых культур. Было обнаружено, что оптимальными условиями окружающей среды для использования туманообразующей установки являются диапазон температур +20…+25°C и относительная влажность 80–90%.

Лучшие результаты по укоренению зеленых черенков показали клоновые подвои вишни из семьи Логри – 61–72, 61–718, 61–740, 61–16 (соответственно 85,0%, 87,0%, 89,7% и 90,0%). Лучшие результаты у подвоев форм ВСЛ и БЕСТ составили 83,3% и 74,8%.

В рамках исследования было выявлено, что более развитая корневая система и надземная часть образуется у легкоукореняемых форм подвоев. Стоит отметить, что укорененные растения на этапе выкопки не соответствуют стандартам данному типу подвоев и нуждаются в доращивании в первом поле питомника еще один год.

Об авторах

Анатолий Николаевич Минин

Научно-исследовательский институт садоводства и лекарственных растений «Жигулёвские сады»

Email: iv-minina@yandex.ru

кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник

Россия, г. Самара

Максим Сергеевич Сергеев

Научно-исследовательский институт садоводства и лекарственных растений «Жигулёвские сады»

Email: maksim3011@mail.ru

исполняющий обязанности директора, старший научный сотрудник

Россия, г. Самара

Екатерина Дмитриевна Быстрова

Научно-исследовательский институт садоводства и лекарственных растений «Жигулёвские сады»

Автор, ответственный за переписку.
Email: gribcaterina@yandex.ru

научный сотрудник

Россия, г. Самара

Мария Васильевна Мальцева

Научно-исследовательский институт садоводства и лекарственных растений «Жигулёвские сады»

Email: mri94@mail.ru

научный сотрудник

Россия, г. Самара

Список литературы

Дополнительные файлы