Новый биотехнологический прием обеззараживания посадочного материала винограда

Введение . Виноградарство является интенсивным агропромышленным комплексом, который в южных районах дает более 35 % всех доходов, получаемых от реализации сельскохозяйственной продукции. Данная отрасль – доходная, высокоинтенсивная и одновременно капиталоемкая.

Виноград является одной из ценных многолетних сельскохозяйственных культур, возделываемых человеком на протяжении многих столетий. Такое внимание к винограду объясняется тем, что в ягодах содержится большое количество антиоксидантов, а также ряд органических кислот: яблочная, винная, янтарная, лимонная и другие [1, 2].

Поскольку в последние годы площади под виноградными насаждениями в Российской Федерации значительно сократились, возникла необходимость в скорейшем размножении этой ценной культуры. Использование новых научных подходов имеет важное значение для дальнейшего успешного развития отрасли виноградарства, а также для повышения ее эффективности в новых рыночных отношениях. Необходимо создать условия для устойчивого функционирования производства винограда и вина. В нынешних рыночных отношениях отрасль виноградарства должна в первую очередь сосредоточиться на устойчивом производстве винограда для промышленной переработки и потребления в свежем виде. В то же время производимая продукция должна соответствовать ведущим мировым стандартам качества [3].

Кроме того, в последние годы существенно изменяется сортовой состав насаждений. Большая роль в отрасли виноградарства принадлежит сорту, так как он служит не только основой для выбора зоны и технологии возделывания, но и для повышения урожая, качества и долговечности насаждений [4, 5]. При этом предпочтение отдается сортам винограда интенсивного типа: пластичным¸ высокопродуктивным и качественным, отзывчивым на улучшение условий питания, которые должны стать основой стандартного сортимента [6].

Следует отметить, что современное виноградарство РФ должно основываться на производстве высококачественного посадочного материала сортов винограда, которые должны быть свободны от наиболее вредоносных известных вирусов, что будет являться основой долговечности и рентабельности многолетней культуры [7].

В связи с этим улучшение сортимента насаждений, в том числе внедрение в производство новых высокопродуктивных сортов, устойчивых к неблагоприятным факторам внешней среды, создает предпосылки для их ускоренного размножения [8, 9].

Виноград в культуре размножается половым (семена) и вегетативным (черенки, отводки, прививки) способами. Вегетативному способу размножения в промышленном производстве отдают большее предпочтение, так как при таком способе легче сохранить свойства данного сорта. Наиболее востребованы именно привитые саженцы за счет своей высокой устойчивости к абиотическим и биотическим факторам окружающей среды.

Для улучшения выхода саженцев в производстве используют приемы, обеспечивающие высокую укореняемость виноградных черенков и, следовательно, повышающих выход высококачественных саженцев, наиболее эффективным из которых является обработка их ростовыми веществами. Использование ростовых веществ активизирует регенерационные процессы у черенков винограда и улучшает их приживаемость в школке [10, 11].

Изучением влияния ростовых веществ на виноградные растения занимались многие ученые и установили их положительную роль. Однако в последние годы появилось много современных и перспективных биологических стимуляторов роста, действие которых на растения пока еще слабо изучено.

Достичь повышения эффективности биологических препаратов можно путем совместного их использования с регуляторами роста растений. В настоящее время разрабатываются биопрепараты для растений системного действия, которые производятся на основе натуральных, природ- ных веществ, не наносящих вреда окружающей среде [12, 13].

Из-за особенностей поражения болезнями и вредителями широкое применение биологических препаратов в виноградарстве ограничено [14, 15]. Например, заболевание Botrytis Bunch Rot, возбудителем которого является гриб Botrytis cinerea , интенсивно развивается на отмерших частях растений и распространяется конидиями. На растительных остатках и в почве гриб Botrytis cinerea живет в виде мицелия, некоторые его формы образуют зимующие склероции. Гриб Botrytis cinerea способен паразитировать после гибели растения. На виноградных насаждениях гриб Botrytis cinerea поражает молодые побеги и почки, вызывая тем самым пятнистость листьев. Botrytis cinerea обладает высокой скоростью роста, паразитируя на растениях, вызывает серую гниль различных органов, тем самым ослабляя растения и значительно снижая количественные и качественные показатели урожайности. Кроме того, на отмерших и плохо вызревших частях куста винограда образуются стойкие долговременные формы возбудителя Botrytis cinerea [16–19].

Комплекс современных агрохимических приемов не способен в полной мере решить проблему защиты виноградных растений от Botrytis Bunch Rot, особенно при выращивании привитых саженцев винограда [20, 21].

Цель исследований. Разработка нового технологического элемента в получении оздоровленного посадочного материала винограда методом подавления гриба Botrytis cinerea в период стратификации подвоя и привоя термотерапией с применением биопрепарата «Альбит».

Объекты и методы исследований. Исследования проведены с использованием экспериментальной установки [22] в г. Новочеркасске, 2017–2019 гг. Объекты исследований – сорт Памяти Смирнова (привой) и классический подвой Берландиери × Рипариа Кобер 5 ББ, системный препарат «Альбит».

Методологической основой исследований являлось теоретическое и экспериментальное обоснование нового технологического метода по выращиванию оздоровленных саженцев винограда. В зависимости от изучаемых приемов учеты и наблюдения проведены согласно общепринятым методикам (Субботович А.С., Малтабар Л.М., Бондарева В.П. и Захарова Е.И.).

Результаты и их обсуждение. При проведении исследований была испытана сконструированная экспериментальная установка (рис. 1).

Рис. 1. Схема экспериментальной установки:

1 – системный блок управления; 2 – поверхность теплицы; 3 – электронагревательный кабель; 4 – датчик температуры субстрата; 5 – корпус теплицы; 6 – просеянный песок (высота слоя –

15 см); 7 – автоблоки влажности воздуха; 8 – электропарогенераторы; 9 – паропровод

Использование пара с температурой 25 °С и влажностью воздуха 90 % служит для провокации развития fungi Botrytis cinerea . Показателем прорастания fungi Botrytis cinerea было образование зеленого конуса из глазка подвоя и привоя высотой 2–3 см. После прорастания гриба последовательно стали повышать температуру пара в экспозиции от 45 и до 50 °С. В течение 10

минут выдерживали температуру пара 46 °С. Такая комбинация времени и температуры явилась критической границей для наступления гибели fungi Botrytis cinerea . Для ускорения выведения и нейтрализации вредных грибков и микробов, а также для улучшения регенерационных процессов черенков винограда был использован биопрепарат «Альбит» в концентрации 0,2 % (рис. 2).

■ Выход прививок с круговым каллусом и развившимися глазками, %

□ Выход больных саженцев, пораженных серой гнилью, после обработки, %

Рис. 2. Влияние метода термотерапии и 0,2 % «Альбита» на гибель Botrytis cinerea (сорт Памяти Смирнова, подвой Берландиери × Рипариа Кобер 5ББ)

При насыщении саженцев винограда 0,2 %-м раствором комплексного биопрепарата «Альбит» при термотерапии 45–50 °С в течение 10 минут отмечался самый высокий выход прививок с круговым каллусом. Выход их был выше на 16,7 % по сравнению с контролем, где обработку саженцев провели 0,1 %-м раствором хинозола трижды. Кроме того, полученные данные в ходе проведенного опыта показали эффективность от совместного применения 0,2 %-го препарата «Альбит» с термотерапией. Как метод лечения, термотерапия в экспозиции температуры пара 45–50 °С и 10 минут дает возможность освободить растения от Botrytis cinerea. Также использование системного биопрепарата «Альбит» улучшило качественные показатели растений винограда: отмечались лучшее каллусообразование у привитых компонентов, наиболее интенсивный рост побегов, большая листовая поверхность.

	азот, %	фосфор, %	калий, %	цинк, мг/кг	бор, мг/кг	кобальт, мг/кг	марганец, мг/кг
■ Контроль без обеспечения сажс н не в «Альбитем », обработка 0.1 % раствором хинозола (трижды)	0,8	0,11	0,6	1,04	10,8	0,02	1,35
в Обеспечение саженцев «Альбитом» при t 45-50 °C в течение 1 0 минут	0,9	0,13	0,8	1,23	12,7	0,03	1,83
■ Обеспечение саженцев « Альб и том» при t 60 ■ (? и течение 30 минут	0,9	0,13	0,7	1,21	11,9	0,02	1,71
□ Обеспечение саженцев « Альб и том » п ри t 60 °C в течение часа	0,8	0,12	0,5	1,2	11,7	0,02	1,68

Рис. 3. Влияние температурных режимов и системного препарата «Альбит» в концентрации 0,2 % на содержание неорганических веществ в саженцах винограда (сорт Памяти Смирнова)

На рисунке 3 показано, что при обработке прививок 0,2 %-м «Альбитом» в экспозиции 10 мин с температурой 45–50 °C содержание в них азота (N) увеличилось на 0,1 %, фосфора (P) на 0,02 % и калия (K) на 0,2 % в сравнении с трехкратной обработкой раствором хинозола (контроль). При применении системного препарата «Альбит» в обработке прививок значительно варьировало содержание микроэлементов. Так, повышение в сравнении с контролем составило: цинка (Zn) – 0,19 мг/кг; бора (B) – 1,9; кобальта (Co) – 0,01; марганца (Mn) – 0,48 мг/кг. В дальнейшем насыщение макро- и микроэлементами саженцев винограда сорта Памяти Смирнова простимулировало увеличению морфологических показателей и способствовало лучшей приживаемости на плантации.

При термотерапии 60 °С в течение одного часа были повреждены проводящие ткани черенков подвоя и привоя. Выход привитых саженцев сорта Памяти Смирнова составил всего 13 %. Термотерапия 60 °С и экспозиция времени 30 минут также привели к ожогу тканей саженцев винограда паром. Непосредственно 3-кратная обработка 0,1 %-м раствором хинозола оказалась малоэффективной – большое количество прививок было поражено Botrytis cinerea и выход составил всего 32 %, в то же время в предлагаемом способе при экспозиции 10 минут обработка t 45–50 °С обеспечила выход вегетирующих саженцев 86 %. По новому технологическому методу получения оздоровленного посадочного материала винограда приживаемость саженцев на плантации составила 91 %, что выше на 23 % в сравнении с общепринятой технологией производства саженцев (рис. 4).

Рис. 4. Влияние температурных режимов и 0,2 % Альбита на выход и приживаемость саженцев винограда (сорт Памяти Смирнова, подвой Берландиери × Рипариа Кобер 5 ББ)

□ Длина корневой системы, см                  ★ Площадь листовой поверхности, см²

Рис. 5. Морфологические показатели развития саженцев винограда сорта Памяти Смирнова

Всесторонняя оценка влияния термотерапии с раствором препарата «Альбит» показала ухудшение морфологических показателей развития однолетних привитых растений винограда сорта Памяти Смирнова (рис. 5).

Таким образом, установлено, что при насыщении сорта Памяти Смирнова препаратом «Альбит» при температуре 45–50 °С длительностью 10 минут улучшаются все агробиологические показатели: длина побега – 173,3 см, что больше контроля на 50,3 см, или в 3,4 раза; длина корневой системы – 89,0 см, что на 70,4 см, или в 1,3 раза, больше 1-го варианта опыта, на 66,1 см, или в 3,9 раза, больше 2-го варианта опыта, и что на 24,0 см, или в 1,4 раза, больше 4-го (контрольного) варианта опыта.

Выводы . В ходе экспериментальной работы было установлено, что температурный режим 45–50 °С в экспозиции 10 минут в сочетания с 0,2 %-м «Альбитом» позволяет обеззараживать саженцы винограда от Botrytis cinerea .

Экспериментальная установка может быть рекомендована при проведении термотерапии как одного из метода получения безвирусного вегетативного потомства от зараженных материнских кустов винограда.