Субтропические культуры России: экобезопасность, биология, селекция, биотехнологии (к 120-летию ВНИИЦИСК). Рубрика в журнале - Сельскохозяйственная биология
Статья научная
Проблема размножения посадочного материала всегда стоит на первом плане при внедрении новой культуры в практику промышленного плодоводства. Известно, что Actinidia deliciosa (A. Chev.) C.F. Liang et A.R. Ferguson (киви) относится к числу культур, размножение которых связано с определенными сложностями. На мировом рынке спрос на киви удовлетворяется не полностью, сохраняется тенденция к расширению площадей под этой культурой. В статье обобщены результаты 17-летних экспериментов по изучению влияния стимуляторов роста на процесс размножения актинидии деликатесной зелеными и одревесневшими черенками. Объектами исследований стали сорта Haywаrd, Haywаrd К-10, Bruno, Monty, Kivaldi, Allison, Matua, Tomuri. Рассмотрено действие разных концентраций индолил-3-масляной (ИМК - 50, 70, 100 мг/л) и индолил-3-уксусной (ИУК - 50, 100, 200 мг/л) кислот, циркона (1,0 мг/л), гумата калия (1,0 мг/л), ризопона (ростовая пудра). Средняя по сортам укореняемость зеленых черенков в контроле составляла 20 %, стимуляторы роста повышали ее в 1,9-3,2 раза. Лучший результат наблюдается при применении ИМК в концентрации 100 мг/л и ростовой пудры ризопон, укоренение по сортам составляет от 50 % (у сорта Эллисон) до 78 % (у сорта Monty). Для одревесневших черенков средняя по сортам укореняемость в контроле равнялась 26 % и возрастала под влиянием стимуляторов роста в 1,5-2,5 раза. Пробуждение почек происходило через 12-15 сут после посадки, на 25-30-е сут начинали образовываться придаточные корни, через 120 сут укоренившиеся черенки были готовы к пересадке в контейнеры. Побеги укорененных черенков достигали высоты 15,2-35,0 см, имели 10-16 листьев и диаметр штамбика 1,6-1,8 мм. При обоих способах черенкования самые высокие показатели обеспечивали ИМК в концентрации 100 мг/л и ризопон. Наилучшую способность к укоренению проявляют сорта Monty, Bruno и Haywаrd как в случае зеленого черенкования, так и при размножении одревесневшими черенками.
Бесплатно
Возделывание субтропических культур на Черноморском побережье России: эколого-агрохимические аспекты
Статья научная
Последние 25 лет исследования по агрохимии и почвоведению в условиях российских влажных субтропиков во Всероссийском НИИ цветоводства и субтропических культур (ВНИИЦиСК, г. Сочи) направлены на изучение эколого-агрохимических особенностей возделывания чая ( Camellia sinensis L.), лимона ( Citrus limon ), актинидии сладкой ( Асtinidia deliciosa ), азимины ( Asimina triloba Dunаl.). На основе изучения потребности растений в биогенных элементах, их биологического и хозяйственного выносов, результатов полевых опытов с оценкой эффективности применения различных видов и доз минеральных удобрений разработаны элементы систем удобрения этих субтропических культур (диагностика обеспеченности растений элементами питания, сроки и дозы применения минеральных удобрений). Изучены некоторые особенности микробно-растительных ассоциаций субтропических культур (состав и структура микробного сообщества, его ответная реакция на агрохимикаты), позволяющие судить о роли этих компонентов в устойчивости агроценоза. Для наиболее хозяйственно значимой культуры чая разработана научная концепция оптимизации плодородия и применения минеральных удобрений - система подходов и критериев, обеспечивающая реализацию принципа комплексного индивидуально дифференцированного возделывания для агроэкосистемы чайной плантации с учетом возраста насаждений, потенциального и эффективного плодородия почв, урожайности сорта, качества сырья, метеорологических условий, степени агрогенной трансформации почв, экономической эффективности, экологической безопасности применяемых агрохимикатов.
Бесплатно
Статья научная
Вопрос оценки устойчивости культур, для возделывания которых зона влажных субтропиков России считается относительно благоприятной, имеет огромное значение, поскольку многие факторы, обусловленные климатическими особенностями региона (например, засухи, высокие или, наоборот, низкие температуры, туманы и пр.), проявляют себя здесь как стрессоры. Нами впервые выполнены 20-летние комплексные исследования физиолого-биохимических реакций растений, их органов, тканей и систем на действие абиотических стрессоров с целью выявления специфических механизмов адаптации субтропических, южных плодовых, декоративных культур и чая к условиям внешней среды. Изучены особенности водного режима и работы фотосинтетического аппарата (базовые физиологические функции), активность фермента каталазы и содержание каротиноидов (протективные компоненты оксидантно-антиоксидантной системы растений). Отобранные в результате физиолого-биохимические показатели (величина водного дефицита, концентрация клеточного сока, активность каталазы, содержание каротиноидов и др.) позволили оценить состояние фундука Corylus pontica C. Koch, персика Prunus persica (L.) Batsch, киви Actinidia deliciosa Chevalier, чая Camellia sinensis (L.) Kuntze, красивоцветущих кустарников Hydrangea macrophylla Ser., Weigela ½ wagneri L.H. Bailey и др. и их устойчивость к абиотическим стрессорам. Определены закономерности изменения физиологических параметров в ответ на влияние неблагоприятных условий и предложены критерии, шкалы и методики оценки адаптивного потенциала изучаемых культур. Показаны особенности динамики накопления фотосинтетических пигментов по всем изучаемым культурам и выявлен характер зависимости этого процесса от основных региональных почвенно-климатических факторов; определены параметры водного режима и коэффициенты засухоустойчивости; установлено влияние гидротермических факторов на изменение ферментативной активности, а также корреляционная зависимость между активностью фермента и абиотическими факторами среды. Описано влияние микроэлементов на повышение адаптивных свойств растений (на примере чая). В итоге разработаны рекомендации по внекорневой подкормке микроэлементами для молодых чайных плантаций и полновозрастных растений чая, диагностике потребности растений в микроэлементах, по применению показателей устойчивости растений чая к стресс-факторам, а также по оценке засухоустойчивости гидрангеи крупнолистной ( Hydrangea macrophylla Ser.). Определены и рекомендованы для выращивания сорта субтропических, южных плодовых, декоративных культур и чая, характеризующиеся повышенной устойчивостью к стрессовым факторам влажных субтропиков России (для киви - сорт Monty из Новой Зеландии, для фундука - сорт Президент селекции Всероссийского НИИ цветоводства и субтропических культур, для персика - сорта Донецкий желтый, Медин ред, Эрли ред, Эрли блоу, Лариса, Славутич и Red Haven, для гидрангеи крупнолистной - Mariesii Perfecta, Draps Wonder и Madame Maurice Hamard). В широком смысле полученные данные связаны с фундаментальными исследованиями физиологических основ адаптации к стрессовым условиям, и в частности ее особенностей в специфических условиях российских субтропиков.
Бесплатно
Статья научная
Получение качественного посадочного материала в цветоводстве и садоводстве связывают с необходимостью применять высокие технологии оздоровления и тестирования. Как известно, методы микроразмножения также широко используются селекционерами для ускоренной репродукции ценного материала и служат важным способом поддержания существующего биоразнообразия в случае с видами, занесенными в Красные книги. Однако для ряда цветочно-декоративных, и особенно субтропических плодовых культур, редких исчезающих видов растений дикой флоры еще не описаны надежные приемы получения и размножения растений-регене-рантов in vitro. В настоящей работе представлены результаты разработки и усовершенствования методов микроклонального размножения чая Camellia sinensis (L.) Kuntze, лимона Citrus limon (L.) Burm, камелии японской Camellia japonica L. и Lilium caucasicum Miscz. ex Grossh. (исчезающий эндемичный вид Западного Кавказа). Для вышеперечисленных субтропических и декоративных растений выявлены особенности получения стерильной культуры и сезонные сроки (май-октябрь) их введения в культуру in vitro. Оптимизированы питательные среды и условия культивирования для микроклонального размножения изучаемых культур. Так, для чая культивирование эксплантов на питательной среде WPM (Woody Plant Media), дополненной фиторегуляторами 6-бензиламинопурином (6-БАП, 3,0 мг/л) и аденином (0,9 мг/л), способствовало индукции многочисленных адвентивных микропобегов. Активный рост микропобегов для камелии японской был отмечен также на питательной среде WPM с фиторегуляторами 6-БАП и индолил-3-уксусной кислотой (ИУК) в концентрации соответственно 2 мг/л и 0,5 мг/л. Для сортов лимона надежным способом размножения оказалась микропрививка. Выявлено, что после 3-го цикла микропрививки коэффициент размножения микрочеренков в 2 раза превышал аналогичный показатель для микропобегов из пазушных почек растений-доноров и составил 4,6 шт/побег. У L. caucasicum использование различных частей луковичных чешуй показало, что эффективность индукции морфогенеза in vitro зависела от того, какая часть использовалась в качестве экспланта. Через 48 сут в стерильных условиях из базальной и медиальной частей чешуй развивались преимущественно адвентивные побеги, реже происходил каллусо- и ризогенез, в то время как в культуре апикальных частей преобладал каллусогенез. В доступной литературе мы не нашли данных о возможности получения культуры тканей у L. caucasicum. Таким образом, нами впервые разработан протокол для размножения in vitro этого исчезающего эндемика Западного Кавказа.
Бесплатно
О селекции тюльпанов и пеларгонии для выращивания во влажных субтропиках России
Статья научная
Возделывание большинства цветочных культур, в том числе тюльпана и пеларгонии, во влажных субтропиках России базируется на импортном сортименте. При этом у зарубежных сортов проявляется ряд недостатков, связанных с иными условиями произрастания по сравнению с теми, где они были выведены. Необходим более совершенный сортимент (для открытого и защищенного грунта, срезочные и горшечные, крупные и мелкие, ярких и пастельных тонов и т.д.), устойчивый к распространенным в регионе болезням и местным климатическим условиям (высокая влажность воздуха в осенне-зимне-весенний период, летняя засуха). Получая высокодекоративные, адаптированные к местным условиям и различным направлениям применения формы, мы основывались на генетическом разнообразии, создаваемом при отдаленной гибридизации. В цитологических исследованиях с применением метода люминесцентной микроскопии были раскрыты особенности роста пыльцевых трубок в пестиках у разных генотипов тюльпана при межвидовых и разноплоидных скрещиваниях. Установлено, что данные, полученные при цитологическом изучении совместимости родительских форм в прогамной фазе, могут использоваться для прогнозирования перспективности скрещиваний задолго до вызревания семенных коробочек и служить основой для выбора приемов преодоления нескрещиваемости. В результате в Реестр селекционных достижений РФ в течение 1997-2013 годов включено 13 отечественных сортов, выведенных во Всероссийском НИИ цветоводства и субтропических культур (г. Сочи), в том числе девять сортов тюльпанов ( Tulipa L.) и четыре сорта пеларгонии крупноцветковой ( Pelargonium L. Her. еx Ait.).
Бесплатно
Частота и спектр хромосомных аберраций у сортов и форм чая при спонтанном мутагенезе
Статья научная
Растения чая Camellia sinensis (L.) Kuntze в природных условиях проявляют свойства пластичной культуры, что позволяет проводить отбор ценных для селекции форм. Повышению генетической изменчивости чая способствует высокий фон радиации, температурные шоки, нагрузка пестицидами, удобрениями и др. Мы оценили изменение структуры хромосом у различных сортов и форм чая по наличию хромосомных аберраций. Объектом исследования были сорта Колхида (эталон по продуктивности и качеству), Кимынь (крупнолистные китайские разновидности) и местная популяция (смесь китайской, индийской и японской разновидностей), выращиваемые в трех районах промышленного возделывания чая - Гудаутском, Сухумском, Очамчирском (Республика Абхазия, 2003-2007), а также их мутантные формы с отклонениями по фенотипическим признакам (размер, форма, окраска и пузырчатость листа, полностью измененные растения). Собранные в сентябре-октябре семена проращивали в термостате при температуре 27-30 °С. При анализе спектра аберраций использовали только семена с растений, произрастающих в Сухумском районе, где наблюдалась самая высокая частота появления соматических мутаций - 3,95±0,20 % (для сравнения наименьшую регистрировали в Очамчирском районе - 2,00±0,03 %). В меристематических клетках корешков в анафазах I митоза учитывали частоту хромосомных перестроек. Наибольшую частоту отмечали у сорта Кимынь (от 2,18±0,20 до 5,92±0,47 % в зависимости от места произрастания; число просмотренных анафаз составляло по вариантам от 2501 до 5580). У сорта Кимынь (Р
Бесплатно
Статья научная
Начало исследований в области защиты растений во влажных субтропиках России было положено в конце XIX века. Климатические условия региона таковы, что большинство вредителей и болезней растений могут развиваться здесь практически круглогодично. Использование пестицидов первых поколений привело к значительному загрязнению объектов окружающей среды. В наших исследованиях выделяются три взаимосвязанных приоритетных подхода: формирование оптимизированного ассортимента пестицидов, характеризующихся высокой эффективностью в сочетании с низкими нормами расхода; использование фитоактиваторов элиситорного действия с целью повышения неспецифического иммунитета плодовых культур к фитопатогенам; определение экотоксического действия пестицидов на природные защитные механизмы почвенной микробиоты для оценки допустимой пестицидной нагрузки, соответствующей адаптивным возможностям биотического компонента почвы. В статье показана экологическая целесообразность использования в защите плодовых культур современных пестицидов с низкой нормой расхода и незначительной токсичностью. К ним относятся оксадиазины, пиретроиды, антраниламиды, неоникотиноиды, авермектины, регуляторы роста и развития насекомых. Существенное значение в защите плодовых культур занимают синтетические половые феромоны. Их рекомендуется использовать не только для фитосанитарного мониторинга и сигнализации сроков проведенных химических обработок, но также для создания «самцового вакуума» и дезориентации бабочек восточной плодожорки. Предложено использование оригинальных методов оценки экотоксического действия пестицидов с учетом состояния природных защитных механизмов почвенной микробиоты. Негативное действие пестицидов может быть существенно снижено при их совместном применении с иммуномодуляторами (альбит, иммуноцитофит, агропон). Разрабатывается новое направление исследований, связанное с элиситорным действием указанных адаптогенов. Включение в системы защиты плодовых культур химических препаратов с учетом представленных подходов позволит не только снизить пестицидную нагрузку на агроценоз, но и повысить его устойчивость к фитопатогенам и ксенобиотикам в результате активации защитных механизмов.
Бесплатно
