Эффективность адаптации сортов ежевики на этапе ex vitro в зависимости от типов субстрата

Funding: funding was carried out within the framework of the implementation of the agreement on the provision of a subsidy to a federal budgetary or autonomous institution for financial support for the accomplishment of a state assignment for rendering public services (performance of work) N 082-03-2025-216 dated 01.23.2025.

Введение. Микроклональное размножение является одним из наиболее эффективных вегетативных способов размножения плодовых и ягодных культур, позволяющих в кратчайшие сроки вырастить большой объем качественных безвирусных саженцев [1]. Отсутствие заражения вирусными и микроплазменными инфекциями является сегодня важным фактором, позволяющим с уверенностью закладывать новые насаждения, не опасаясь значительных выпадов при проявлении данных инфекций [2, 3]. Основной ягодной культурой в России является земляника, однако в последние годы значительно возрос спрос у потребителей на другие сезонные ягоды [4, 5]. Как показал анализ рынка, за последние 5 лет спрос на ягоды ежевики увеличился более чем на 30 % по отношению к предыдущему периоду, что рождает необходимость расширения площади данной культуры, а для этого нужно удовлетворить спрос качественными саженцами [6–8]. Решением данной задачи является применение технологии микро-клонального размножения, однако в данной технологии, как показывает опыт, ежевика предъявляет особые требования к качеству субстратов, применяемых на этапе адаптации микрорастений [9]. При использовании традиционного торфяного субстрата, чаще всего ис- пользуемого на этапе ex vitro, отмечается значительный выпад микрорастений [10]. Наряду с этим большое значение имеет выбор сорта для выращивания. В настоящее время среди внесенных в Реестр селекционных достижений, допущенных к использованию на территории Российской Федерации, присутствуют как отечественные, так и иностранные сорта, прошедшие все необходимые процедуры сортоизуче-ния и сортоиспытания [11]. При этом выбор сорта часто оказывает решающее влияние на спрос со стороны потребителей. В то же время, как и у большинства плодово-ягодных культур, у сортов ежевики отмечаются значительные сортовые особенности при выращивании как посадочного материала, так и товарного урожая [12]. В этой связи определение наиболее эффективного типа субстрата, отличающегося низкой себестоимостью и высокой эффективностью при выращивании различных сортов ежевики по технологии микроклонального размножения на этапе ex vitro, имеет большое научное и практическое значение [13].

Цель исследования – определить эффективность различных субстратов на этапе адаптации микрорастений сортов ежевики при выращивании безвирусного посадочного материала с применением технологии микроклонально-го размножения.

Задачи: определить влияние типов субстрата на активность корнеобразования сортов ежевики (среднее количество и длину корешков), а также на развитие высоты растений и прирост вегетативной массы.

Объекты и методы. Исследования по представленной теме проводились в условиях Научнопроизводственного центра питомниководства плодово-ягодных культур Ставропольского государственного аграрного университета в 2024– 2025 гг.

Объектом исследований являлись растения-регенеранты ежевики. Для адаптации отбирали однородные микрорастения с высотой розетки в среднем 30–35 мм. Растения-регенеранты после этапа in vitro высаживали в кассеты, с ячейками объемом по 50 мл, заполненные субстратом. Процесс адаптации микрорастений ежевики был проведен на накрытых полиэтиленовой пленкой стеллажах в условиях теплиц.

Параметры микроклимата теплиц при адаптации растений: температурный режим (23 ± 2) °С, влажность воздуха 60–70 %. Высаженные расте- ния регулярно поливали. Продолжительность периода адаптации микрорастений составила 28 дней.

Опыт двухфакторный: фактор А – различные виды субстратов, фактор В – сорта ежевики.

Согласно разработанной схеме опыта на этапе адаптации изучалась эффективность следующих субстратов: 1 – торф (контроль); 2 – торф (50 %) + перлит (20 %) + цеолит (10 %) + рисовая шелуха (20 %); 3 – торф (60 %) + диатомит (25 %) + рисовая шелуха (15 %); 4 – торф (40 %) + перлит (20 %) + вермикулит (30 %) + лузга подсолнечника (10 %); 5 – торф (70 %) + цеолит (20 %) + вермикулит (10 %); 6 – торф (50 %) + лузга подсолнечника (50 %).

На приведенных типах субстратов производилась адаптация сортов ежевики: Агатовая, принятого за контроль; Миднайт и Натчез.

Повторность опыта – 4-кратная. В качестве варианта опыта были приняты 3 кассеты по 90 ячеек. Адаптацию микрорастений проводили в условиях обогреваемой остекленной теплицы. Учеты морфометрических и биометрических параметров анализируемых растений проводили на 28-е сут после перевода микрорастений на этап ex vitro . В соответствии с разработанной методикой опыта к концу периода адаптации проводили учеты морфометрических показателей корневой системы и надземной части. Оценка качества посадочного материала была проведена по ГОСТ Р 53135-2008. Результаты исследований статистически были обработаны с помощью использования программы MS Excel.

Результаты и их обсуждение. Адаптация микрорастений является вторым этапом выращивания посадочного материала в технологии микроклонального размножения. Для хорошего и качественного прохождения адаптации и формирования высококачественных саженцев необходимо, чтобы субстрат удовлетворял основные потребности растений: создавал благоприятные условия воздухо- и водопроницаемости, способствовал улучшению структуры почвы и поддерживал стабильный уровень реакции раствора субстрата.

При выращивании посадочного материала ежевики большинство размножаемых сортов предъявляют различные требования к параметрам субстрата и по-разному реагируют на различные грунты. В большинстве случаев на этапе адаптации применяется торфяной субстрат либо используются сборные многокомпонент- ные субстраты. Однако у монокомпонентных субстратов имеется ряд недостатков, которые значительно влияют на эффективность адаптации микрорастений и их биометрические пара- метры.

С целью повышения эффективности процесса адаптации микрорастений сортов ежевики была проведена сравнительная оценка различ- ных субстратов на основе традиционного торфяного с добавлением различных органических и минеральных компонентов.

Согласно полученным данным, введение рассматриваемых компонентов в состав традиционных торфяных субстратов способствовало повышению эффективности процесса размножения саженцев (табл. 1).

Таблица 1

Среднее количество корешков у сортов ежевики в зависимости от типа субстрата, шт. Average number of roots for blackberry varieties depending on substrate type, pcs.

Субстрат, А	Сорт, В			А, НСР 05 =2,5
	Агатовая (контроль)	Миднайт	Натчез
Торф (контроль)	5,2	5,9	4,7	5,3
Торф (50 %) + перлит (20 %) + цеолит (10 %) + рисовая шелуха (20 %)	4,9	5,4	4,4	4,9
Торф (60 %) + диатомит (25 %) + рисовая шелуха (15 %)	12,9	13,8	12,3	13,0
Торф (40 %) + перлит (20 %) + вермикулит (30 %) + лузга подсолнечника (10 %)	15,7	16,8	15,0	15,8
Торф (70 %) + цеолит (20 %) + вермикулит (10 %)	10,2	11,0	9,7	10,3
Торф (50 %) + лузга подсолнечника (50 %)	2,3	2,8	2,0	2,4
В, НСР 05 =0,4	8,5	9,3	8,0	НСР 05 =3,2 Sx=4,2 %

Математическая обработка полученных результатов показала, что изучаемые в опыте варианты субстратов оказывали значительное влияние на эффективность адаптации микрорастений сортов ежевики. В среднем по рассматриваемым сортам наибольшее среднее число корешков в опыте формировалось на варианте с использованием четырехкомпонентного состава субстрата, содержащего торф, перлит, вермикулит и лузгу подсолнечника. На данном варианте отмечалось наиболее активное корнеобразова-ние, и среднее количество корешков на саженец к концу периода адаптации существенно превышало показатели как контрольного торфяного субстрата (на 10,5 шт.), так и остальных анализируемых субстратов (на 2,8–13,4 шт.). Полученная результативность отмеченного варианта обусловлена комплексным составом данного субстрата, компоненты которого создают благоприятные условия для развития микрорастений, позволяя им эффективно переносить адаптационный период после переноса из изолированной среды лаборатории на этап ex vitro .

Наряду с данным вариантом достаточно высокую эффективность показало применение субстрата с более высокой долей торфа (60 %) и добавлением диатомита и рисовой шелухи. В данном субстрате наряду с достаточно высокой насыщенностью естественными элементами питания, содержащимися в торфе, добавление диатомита способствует улучшению структуры субстрата, насыщению его кремнием и повышает влагоудерживающую способность.

Наряду с лучшими вариантами необходимо отметить и субстраты с самой низкой корнеобразовательной способностью. Из рассматриваемых в опыте вариантов наименьшее среднее число корешков у микрорастений на этапе укоренения отмечалось у вариантов «торф + перлит + цеолит + рисовая шелуха», а также «торф + лузга подсолнечника». Полученные результаты показали, что наименьшее среднее количество корешков у микрорастений в среднем по размножаемым сортам отмечалось при адаптации в равнокомпонентном субстрате «торф + лузга подсолнечника», показатель ко- торого был достоверно ниже, чем на контрольном, – на 2,9 шт.

На интенсивность корнеобразования также оказывали влияние сортовые особенности ежевики. Наибольшее среднее количество корешков микрорастений в среднем по типам субстратов в опыте отмечалось у сорта Миднайт, существенно превосходившего показатели контрольного сорта Агатовая (на 0,8 шт.), и второго сравниваемого сорта – на 1,3 шт.

В то же время учет длины образовавшихся в опыте корешков показал несколько иную картину. Самая высокая длина корешков в опыте от-

Таблица 2

Средняя длина корешков у сортов ежевики в зависимости от типа субстрата, мм Average root length for blackberry varieties depending on substrate type, mm

мечалась на вариантах с применением 3-компонентного субстрата «торф + диатомит + рисовая шелуха», а также варианта «торф + перлит + цеолит + рисовая шелуха», результаты которых находились практически на одном уровне. Данные варианты достоверно превысили результаты контрольного варианта на 16–18 мм. В то же время необходимо отметить, что оба варианта с добавлением лузги подсолнечника показали крайне низкую корнеобразовательную способность, это негативно характеризует данный продукт в качестве компонента субстрата (табл. 2).

Субстрат, А	Сорт, В			А, НСР 05 =10
	Агатовая (контроль)	Миднайт	Натчез
Торф (контроль)	37	44	31	37
Торф (50 %) + перлит (20 %) + цеолит (10 %) + рисовая шелуха (20 %)	52	61	45	53
Торф (60 %) + диатомит (25 %) + рисовая шелуха (15 %)	54	62	48	55
Торф (40 %) + перлит (20 %) + вермикулит (30 %) + лузга подсолнечника (10 %)	38	48	35	40
Торф (70 %) + цеолит (20 %) + вермикулит (10 %)	31	41	27	33
Торф (50 %) + лузга подсолнечника (50 %)	27	38	21	29
В, НСР 05 =5	40	49	35	НСР 05 =16 Sx=4,1 %

Анализ сортовой отзывчивости по изучаемым показателям свидетельствует, что у укореняемых микрорастений ежевики наибольшая длина корешков в среднем по всем типам субстрата опыта была получена у сорта Миднайт, существенно превысив данные других сортов на 9–14 мм.

Учет высоты микрорастений спустя 28 дней после начала процесса адаптации показал, что все рассматриваемые варианты уступали показателю контрольного варианта на 2–57 мм. При этом следует отметить, что, несущественно уступая контрольному варианту, из анализируемых типов субстрата наибольшая высота микрорастений в среднем по опыту отмечалась на варианте «торф + цеолит + вермикулит». Как известно, вермикулит относится к минералам из категории гидрослюд и способен удерживать положительно заряженные ионы калия, магния и других питательных элементов за счет высокой ионообменной способности. Свойства вермику- лита как адсорбента способствуют снабжению растений необходимыми элементами, улучшая условия минерального питания (табл. 3).

Из анализируемых сортов ежевики наибольшую силу роста растений на этапе адаптации показал Миднайт, результат которого в среднем по опыту достоверно превзошел показатели остальных сортов на 6–10 мм. Сравнительный анализ показателей остальных двух сортов математически обоснованной разницы не выявил.

На основании полученных результатов необходимо отметить вариант с самым низким потенциалом продуктивности в части развития микрорастений на этапе адаптации. В среднем по размножаемым сортам наименьшая высота растений в опыте отмечалась при использовании смеси субстратов «торф + перлит + цеолит + рисовая шелуха», показатель которой достоверно уступал результатам контроля и остальных сочетаний субстратов на 44–57 мм.

Таблица 3

Средняя высота микрорастений у сортов ежевики в зависимости от типа субстрата, мм Average microplant height for blackberry varieties depending on substrate type, mm

Субстрат, А	Сорт, В			А, НСР 05 =9
	Агатовая (контроль)	Миднайт	Натчез
Торф (контроль)	91	95	89	92
Торф (50 %) + перлит (20 %) + цеолит (10 %) + рисовая шелуха (20 %)	34	40	32	35
Торф (60 %) + диатомит (25 %) + рисовая шелуха (15 %)	85	91	81	86
Торф (40 %) + перлит (20 %) + вермикулит (30 %) + лузга подсолнечника (10 %)	82	90	77	83
Торф (70 %) + цеолит (20 %) + вермикулит (10 %)	89	96	84	90
Торф (50 %) + лузга подсолнечника (50 %)	78	86	73	79
В, НСР 05 =5	77	83	73	НСР 05 =15 Sx=4,1 %

Совокупным показателем, позволяющим сделать обобщающий вывод по эффективности изучаемых типов субстрата, является учет вегетативной массы микрорастений к концу периода адаптации. Данный показатель позволяет сделать итоговый вывод на основании учета всех частей микрорастений. Согласно полученным данным, наиболее высокая вегетативная масса растений в опыте была отмечена при применении торфа в сочетании с вермикулитом и цеолитом. Данные компоненты, благодаря своему природному происхождению, естественным образом улучшали структуру образованного субстрата, а также способствовали мобилизации элементов питания из торфа и повышали их доступность для микрорастений.

Благодаря этому, на варианте «торф + цеолит + вермикулит» была наиболее высокая вегетативная масса микрорастений, превысившая результаты остальных типов субстрата в среднем по опыту на 11–65 мг. Из рассматриваемых сортов ежевики, согласно полученным данным, в среднем по анализируемым данным наибольшая масса вегетативных частей микрорастений была отмечена у сорта Миднайт, показатель которого был достоверно выше результатов контрольного сорта на 12 мг, и сорта Натчез – на 19 мг (табл. 4).

Таблица 4

Учет вегетативной массы микрорастений у сортов ежевики в зависимости от типа субстрата, мг

Increase in vegetative mass of micro plants in blackberry varieties depending on the type of substrate, mg

Субстрат, А	Сорт, В			А, НСР 05 =18
	Агатовая (контроль)	Миднайт	Натчез
Торф (контроль)	246	258	240	248
Торф (50 %) + перлит (20 %) + цеолит (10 %) + рисовая шелуха (20 %)	204	215	197	205
Торф (60 %) + диатомит (25 %) + рисовая шелуха (15 %)	251	264	242	252
Торф (40 %) + перлит (20 %) + вермикулит (30 %) + лузга подсолнечника (10 %)	258	269	251	259
Торф (70 %) + цеолит (20 %) + вермикулит (10 %)	268	281	262	270
Торф (50 %) + лузга подсолнечника (50 %)	229	241	222	231
В, НСР 05 =6	243	255	236	НСР 05 =26 Sx=4,2 %

Согласно оценке полученных результатов, максимальная вегетативная масса микрорастений ежевики среди изучаемых вариантов эксперимента была зафиксирована у сорта Миднайт при адаптации на комплексном субстрате «торф + цеолит + вермикулит» – 281 мг, данное значение существенно превысило другие варианты опыта на 13–84 мг. При этом минимальная вегетативная масса микрорастений в исследованиях была зарегистрирована у сорта Натчез при адаптации на субстрате, состоящем из органических и минеральных компонентов (торф + перлит + цеолит + рисовая шелуха), показатель которого был ниже остальных представленных субстратов на 7–84 мг.

Заключение. Наряду с применяемым сегодня чаще всего торфяным субстратом все большее распространение принимают субстраты с сочетанием нескольких компонентов. Их преимуществом перед монокомпонентными субстратами является более сбалансированный состав, позволяющий повысить эффективность адаптации микрорастений при переводе их из асептических условий на этап ex vitro. Проведенными исследованиями было установлено, что при выращивании оздоровленного посадочного материала сортов ежевики методом микроклональ-ного размножения изучаемые типы субстратов на этапе ex vitro оказывали различное влияние на развитие микрорастений. Учитывая полученные данные, в среднем по сортам ежевики наибольшее число корешков, сформированных у растений, было при выращивании на 4-компонентном субстрате «торф + перлит + вермикулит + лузга подсолнечника», показатель которого был существенно больше значений остальных субстратов на 2,8–13,4 шт. Это было дос- тигнуто благодаря свойствам применяемых здесь компонентов. Перлит в составе данного субстрата обеспечил лучшее влагоудерживающее свойство субстрата, а вермикулит как адсорбент способствовал снабжению растений необходимыми элементами, обеспечивая минеральное питание. Однако учет средней длины образовавшихся корешков у микрорастений показал несколько иную картину. Наибольшая средняя длина корешков у микрорастений отмечалась в среднем по опыту при адаптации на торфяном субстрате с добавлением диатомита и рисовой шелухи, показатель которого превысил результаты остальных вариантов на 2–26 мм.

Учет высоты микрорастений после 4 недель адаптации показал, что в среднем по опыту наибольший результат был отмечен на контроле, показатель которого составил 90 мм, разница относительно различных сочетаний субстратов в опыте была на уровне 2–57 мм.

Обобщающим критерием эффективности изучаемых субстратов является учет вегетативной массы микрорастений при завершении периода адаптации. Принимая во внимание данные опыта, было установлено оптимальное сочетание органических и минеральных компонентов в субстрате «торф + цеолит + вермикулит», которое обеспечило наиболее активное развитие микрорастений ежевики. Адсорбирующая способность указанных составных частей субстрата позволяла повысить доступность элементов питания из торфяного субстрата и улучшить структуру субстрата. Благодаря этому, на данном варианте отмечалась самая высокая вегетативная масса микрорастений, превысившая результаты остальных вариантов опыта на 11–65 мг.