Особенности доращивания ex vitro растений клюквы болотной (Vaccinium oxycoccos L.) с закрытой корневой системой

Автор: Нечипоренко И.В., Акимова С.В., Казаков П.О.

Рубрика: Садоводство, овощеводство, виноградарство и лекарственные культуры

Статья в выпуске: 5 (73), 2023 года.

Бесплатный доступ

Актуальность. Предпосылки к выращиванию клюквы болотной (Vaccinium oxycoccos L.) в промышленных насаждениях влечёт за собой рост спроса на высококачественный посадочный материал, получаемый методом клонального микроразмножения (in vitro). Были проведены исследования по доращиванию ex vitro растений клюквы с использованием различных минеральных удобрений и типов освещённости в условиях защищенного грунта. Методы. Объектами исследований служили ex vitro растения отборной формы клюквы болотной (Vaccinium oxycoccos L.), полученные при помощи технологии клонального микрорамножения. Высадку опытных адаптированных растений клюквы проводили в контейнеры объёмом 0,5 л в торфяной субстрат ‘Veltorf’ с кислотностью не менее pH 3,5-4,0, в который по вариантам добавляли минеральные удобрения: APAVIVA N15P15K15(S10) 0,08 и 0,16 г/л, Сульфоаммофос N16P20(S12) 0,072 и 0,144 г/л, N12P52 0,1 и 0,2 г/л, контроль без удобрений. Растения размещали в условиях с различным видом освещённости: под светодиодными фитолампами (UnionPowerStar - 40W-T) с фотопериодом 16 часов и при естественном освещении (без использования дополнительного освещения) в тепличных условиях. Результаты. Установлено, что при доращивании в контейнерах ex vitro растения клюквы болотной отборной формы (Vaccinium oxycoccos L) выявлено преимущество светодиодных фитоламп, при применении которых во всех опытных вариантах на 42-й день доращивания морфометрические показатели развития растений были почти в 2 раза выше, чем у растений, доращиваемых при естественном освещении. Тип минеральных удобрений и уровень освещенности достоверно повлияли на суммарную длину побегов (82,9+13,74107,4+35,95 см против 58,6±20,92 см в контроле) и площадь листовой поверхности (41,1+6,46-54,1+4,67 см2 против 22,9+9,63 см2 в контроле). Заключение. Полученные нами результаты способствовали лучшему представлению условий доращивания ex vitro растений клюквы болотной (Vaccinium oxycoccos L.) с использованием различных типов освещения (фитоосвещение с 16-часовым фотопериодом и естественным освещением - без добавления дополнительного освещения) и подбора оптимальных доз минерального питания. Лучшими, при светодиодном освещении, вариантами были N16P20(S12) в концентрации 0,072 г/л и N15P15K15(S10) в концентрации 0,16 г/л.

Еще

Клюква болотная, ex vitro, доращивание, светодиодное освещение, минеральные удобрения

Короткий адрес: https://sciup.org/140301909

IDR: 140301909 | DOI: 10.18619/2072-9146-2023-5-49-61

Список литературы Особенности доращивания ex vitro растений клюквы болотной (Vaccinium oxycoccos L.) с закрытой корневой системой

Karlsons A., Osvalde A., Čekstere G., Pormale J. Research on the mineral composition of cultivated and wild blueberries and cranberries. Agronomy Research. 2018;16(2):454-463. https://doi.org/10.15159/AR.18.039
Курлович Т.В., Филипеня В.Л. Голубика для любителей и профессионалов. М.: DELIBRI; 2021. 168 с.
Sater H.M., Bizzio L.N., Tieman D.M., Muñoz P.D. A review of the fruit volatiles found in berry and other Vaccinium species. J. Agric. Food Chem. 2020;68(21):5777-5786. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.0c01445
Song G.Q., Hancock J.F. In: Kole S. (Eds.). Vaccinium. Wild crop relatives: Genomic and Breeding resources. Springer, Berlin, Heidelberg; 2011. pp. 197- 221. https://doi.org/10.1007/978-3-642-16057-8_10
Gorbunov A., Tyak G., Makeev V., Kurlovich T. The introduction and breeding of Vaccinioideae in Russia. BIO Web of Conferences. Northern Asia Plant Diversity: current trends in researcher and conservation 2021. 2021;38(6):1-6. https://doi.org/10.1051/bioconf/20213800038
Stang E.J. The north American cranberry industry. V International Symposium on Vaccinium Culture. 1993;(346):284-298. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.1993.346.38
Stang E.J. The emerging cranberry industry in Chile. VI International Symposium on Vaccinium Culture. 1997;(446):159-164. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.1997.446.23
Mackiewicz M. Information about cranberry growing in Poland. III International Symposium on Vaccinium Culture. 1985;(165):303-304. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.1985.165.43
Lehmushovi A., Hokkanen H., Hiirsalmi H. Cranberry breeding in Finland. V International Symposium on Vaccinium Culture. 1993;(346):322-326. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.1993.346.44
Сидорович Е.А., Титов И.В., Рубан Н.Н., Шерстеникина А.В. Культура клюквы крупноплодной в Белоруссии. Брусничные в СССР: Ресурсы, интродукция, селекция: Сб. науч. тр. Новосибирск: Наука. Сибирское отделение; 1990. С. 166-167.
Курлович Т.В. Особенности выращивания и лекарственные свойства клюквы крупноплодной. Материалы второй Международной научно-практической интернет-конференции «Лекарственное растениеводство: от опыта прошлого к современным технологиям». Полтава; 2013. С. 51-55.
Jurikova T., Skrovankova S., Mlcek J., Balla S., Snopek L. Bioactive compounds, antioxidant activity, and biological effects of European cranberry (Vaccinium oxycoccos). Molecules. 2019;24(24):1-21. https://doi.org/10.3390/molecules24010024
Česonienė L., Daubaras R., Jasutienė I. Selection of the European cranberry in Lithuania. Agronomijas Vēstis. 2009;(12):13-18.
Горбунов А.Б., Кукушкина Т.А. Динамика химического состава ягод интродуцированных сортов и форм клюквы в условиях Центрального сибирского ботанического сада СО РАН. Химия растительного сырья. 2021;(4):241-249. https://doi.org/10.14258/jcprm.2021048977. EDN WJPXPY.
Макаров С.С., Кузнецова И.Б., Упадышев М.Т., Родин С.А., Чудецкий А.И. Особенности клонального микроразмножения клюквы болотной (Oxycoccus palustris Pers.). Техника и технологии пищевых производств. 2021;51(1):67-76. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-1-67-76. EDN YIWJCE.
Крышняя С.В., Кордюков А.В. Клюква на юге острова Сахалин. ЮжноСахалинск: ИМГиГ ДВО РАН; 2018. 127 с.
Тяк Г.В., Курлович Л.Е., Макеев В.А., Макеева Г.Ю., Тяк А.В. Выращивание клюквы и голубики на землях лесного фонда, вышедших изпод торфодобычи. Лесохозяйственная информация. 2015;(1):72-78. EDN TXKXIB.
Конюхова О.М., Хуртина А.В. Урожайность клюквы болотной в Республике Марий Эл. Плодоводство, семеноводство, интродукция древесных растений: материалы XIV Международной научной конференции. Красноярск, СибГТУ; 2011. С. 61-63.
Растительные ресурсы. Большая российская энциклопедия; 2019 [процитировано 2 февраля 2023]. Доступно: https://old.bigenc.ru/geography/text/5564496
Черкасов А.Ф., Буткус В.Ф., Горбунов А.Б. Клюква. Москва: «Лесная промышленность»; 1981. 214 с.
Курлович Т.В., Павловская А.Г. Требования к саженцам клюквы крупноплодной. Актуальные проблемы размножения ягодных культур и пути их решения: материалы Международной научно-методическая дистанционная конференция. 2010. С. 151-155.
Сидорович Е.А., Рубан Н.Н., Шерстеникина А.В. Интродукция и опыт выращивания клюквы крупноплодной, голубики высокой и брусники. Минск: БелНИИНТИ, 1991. 52 с.
Ostrolucká M.G., Gajdošová A., Libiaková G., Hrubíková K., Bežo M. In: Jain, S.M., Häggman, H. (Eds). Protocol for micropropagation of selected Vaccinium spp. Protocols for Micropropagation of Woody Trees and Fruits. Dordrecht;2007. pp. 445-455. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-6352-7_41
Debnath S.C. Propagation and cultivation of Vaccinium species and less known small fruits. Agronomijas Vēstis. 2009;(12):22-29.
Черемных Е.Н., Леконцева Т.Г., Худякова А.В., Фёдоров А.В. Клональное микроразмножение клюквы болотной (Vaccinium oxycoccos L.) в Удмуртской Республике. Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2021;22(1):57-66. https://doi.org/10.30766/2072-9081.2021.22.1.57-66
Высоцкий В.А. Клональное микроразмножение плодовых растений и декоративных кустарников. Микроразмножение и оздоровление растений в промышленном плодоводстве и цветоводстве: Сб. научн. тр. ВНИИС им. И.В. Мичурина. 1989. C. 3-8.
Акимова С.В., Раджабов А.К., Бухтин Д.А., Киркач В.В., Аладина О.Н., Деменко В.И., Белошапкина О.О. Адаптация к нестерильным условиям растений винограда укорененных in vitro на питательной среде, обогащенной кремнийорганическими соединениями. Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии..2019;(5):34-53. https://doi.org/10.34677/0021-3420-2019-5-34-53. EDN WBTOUQ.
Kozai T. In: Bajaj Y.P.S. (Ed.) Acclimatization of micropropagated plants. Biotechnology in Agriculture and Forestry, Vol. 17 High-Tech and Micropropagation I. Spinger-Verlag Berlin Heidelberg; 1991. pp. 127-140. https://doi.org/10.1007/978-3-642-76415-8_8
Clapa D., Fira A., Vescan L.A. Aspects regarding the in vitro culture and ex vitro rooting in Vaccinium macrocarpon cultivar ‘Piligrim’. Bulletin UASVM Animal Science and Biotechnologies. 2012;69(1-2):226-234. https://doi.org/10.15835/buasvmcn-asb:69:1-2:8489
Pospíšilová J., Tichá I., Kadleček P., Haisel D., Plzáková Š. Acclimatization of micropropagated plants to ex vitro conditions. BIOLOGIA PLANTARUM. 1999;(42):481-497. https://doi.org/10.1023/A:1002688208758
Рупасова Ж.А., Игнатенко В.А., Русаленко В.Г., Рудаковская Р.Н. Развитие и метаболизм клюквы крупноплодной в Белорусском Полесье. Мн.: Наука и техника, 1989. 205 с.
Hazarika B.N. Acclimatization of tissue-cultured plants. CURRENT SCIENCE. 2003;85(12):1704-1712.
Божидай Т.Н., Кухарчик Н.В. Укоренение in vitro и ex vitro голубики сорта Duke. Опыт и перспективы возделывания голубики на территории Беларуси и сопредельных стран: материалы международной научной конференции, 17-18 июля 2014 г., г. Минск. 2014. С. 15-21.
Pico-Mendozá J.N., Garcia-Gonzales R., Quiroz K., Chong B., Pino H., Carrasco B. In vitro propagation of Gaultheria pumila (L.f.) D.J. Middleton (Ericaceae), a Chilean native berry with commercial potential. International Journal of Agriculture and Natural Resources. 2021;48(2):83-96. https://doi.org/10.7764/ijanr.v48i2.2310
Meneses L.S., Morillo L.E., Vásquez-Castillo W. In vitro propagation of Vaccinium floribundum Kunth from seeds: promissory technology for mortiño accelerated production. Canadian Science Publishing. 2022;102(1):216-224. https://doi.org/10.1139/CJPS-2020-0290
Sutter E. Use of Humidity tends and antitranspirants in the acclimatization of tissue cultured plants to greenhouse. Sci. Hort. 1984;(23):303-312.
Darnell R.L., Stutte G.W., Martin G.C., Lang G.A., Early J.D. In: Janick J. (Ed.). Development physiology of rabbiteye blueberry. Horticultural Reviews Vol. 13. John Wiley & Sons, Inc.; 1992 pp. 339-406 https://doi.org/10.1002/9780470650509.ch9
Макаров С.С., Родин С.А., Кузнецова И.Б., Макеева Г.Ю., Макеев В.А. Укоренение в культуре in vitro и адаптация клюквы болотной (Oxycoccus palustris Pers.) к нестерильным условиям. Лесохозяйственная информация. 2020;(4):105-112. https://doi.org/10.24419/LHI.2304-3083.2020.4.11. EDN INJJWT.
Kim J.K., Shawon M.R.A., An J.H., Yun Y.J., Park S.J., Na J.K., Choi K.Y. Influence of substrate composition and container size on the growth of tissue culture propagated apple rootstock plants. Agronomy. 2021;11(12):1-12. https://doi.org/10.3390/agronomy11122450
Wright R.D., Niemiera A.X. In: Janick J. Nutrition of container-grown woody nursery crops. Horticultural Reviews Vol. 9. Van Nostrand Reinhold Company;1987 pp. 75-102. https://doi.org/10.1002/9781118060827.ch3
Brix, H., van den Driessche R. In: Tinus R.W., Stein W.I., Balmer W.E. (Eds.). Mineral nutrition of container-grown tree seedlings. Proceedings of the North American Containerized Forest Tree Seedling Symposium. Denver, Colorado, August 26-29; 1974. pp. 77-84.
Акимова С.В. Новые элементы в технологии черенкования садовых растений. Применение регуляторов роста для базальных и внекорневых обработок; получение материла с изолированной корневой системой. LA LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG;2012. 260 с.
Agrawal S.B., Singh S., Agrawal M. Role of light plant development. International Journal of Plant and Environment. 2015;1(1): 43-56. https://doi.org/10.18811/ijpen.v1i1.7113
Jaakola L., Tolvanen A., Laine K., Hohtola A. Effect of N6-isopentenyladenine concentration on growth initiation in vitro and rooting of bilberry and lingonberry. Plant Cell Tiss. Org. Cult. 2001;(66):73-77. https://doi.org/10.1023/A:1010602726215
Dutta Gupta S., Agarwal A. In: Dutta Gupta S. (Eds.). Influence of LED Lighting on in vitro plant regeneration and associated cellular redox balance. Light Emitting Diodes for Agriculture: Smart Lighting. Springer Singapore;2017. pp. 273-303. https://doi.org/10.1007/978-981-10-5807-3_12
Lloyd G., McCown B. Commercially-feasible micropropagation of mountain laurel, Kalmia latifolia, by use of shoot-tip culture. Proceedings of the International Plant Propagator’s Society. 1980;30:421-426.
Зонтиков Д.Н., Зонтикова С.А., Малахова К.В., Марамохин Э.В. Влияние состава питательных сред и регуляторов роста при клональном микроразмножении некоторых полиплоидных форма рода Vaccinium L. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2019;21(2):39-44.
Marcotrigiano M., McGlew S.P. A two-stage micropropagation system for cranberries. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 1991;116(5):911-916. https://doi.org/10.21273/JASHS.116.5.911
Akimova S.V., Kirkach V.V., Demenko V.I., Malevannaya N.N. Recultivation of micro-plants of perpetual raspberry after deposition in the culture room conditions on the nutrient media with the use of modifications of the Superstim product in low and ultra-low doses. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2021;(663):1- 6. https://doi.org/10.1088/1755-1315/663/1/012002
Кухарчик Н.В., Кастрицкая М.С., Семенас С.Э., Колбанова Е.В., Красинская Т.А., Волосевич Н.Н., Соловей О.В., Змушко А.А., Божидай Т.Н., Рудня А.П., Малиновская А.М. Размножение плодовых растений в культуре in vitro; под общей ред. Кухарчик Н.В. Минск: Беларуская навука; 2016. 208 с.
Guang-jie Z., Zhan-bin W., Dam W. In vitro propagation and ex vitro rooting of blueberry plantlets. Plant Tissue Cult. & Biotech. 2008;18(1):187-195. https://doi.org/10.3329/ptcb.b18i2.3650
Erst A., Gorbunov A., Karakulov A. Rooting and acclimatization of in vitro propagated microshoots of the Ericaceae. Journal of Applied Horticulture. 2018;20(3):177-181. https://doi.org/10.37855/jah.2018.v20i03.31
Исачкин А.В., Крючкова В.А. Основы научных исследований в садоводстве: учебник для вузов; под редакцией А.В. Исачкина. Санкт-Петербург: Лань; 2020. 420 с.
Zhang F., Wei Z., Jeranyama P., DeMoranville C., Hou H.J.M. A significant loss in photosynthetic activity associated with the yellow vine syndrome of cranberry. HortScience. 2011;46(6):901-907. https://doi.org/10.21273/HORTSCI.46.6.901
Кусибаб Т. Критерии подбора растительного материала для размножения in vitro и закладки ягодных плантаций на примере голубики садовой. Ягоды России: научно-практический журнал для профессионалов ягодной отрасли. 2022;(2(6)):18-21.
Debnath S.C., Vyas P., Goyali J.C., Igamberdiev A.U. Morphological and molecular analyses in micropropagated berry plants acclimatized under ex vitro conditions. Canadian Journal of Plant Science. 2012;92(6):1065-1073. https://doi.org/10.4141/cjps2011-194
Debnath S.C. Strategies to propagate Vaccinium nuclear stocks for the Canadian berry industry. Canadian Journal of Plant Science. 2007;87(4):911- 922. https://doi.org/10.4141/P06-131
Tejada-Alvarado J.J., Meléndez-Mori J.B., Vilca-Valqui N.C., Huaman-Huaman E., Lapiz-Culqui Y.K., Neri J.C., Prat M.L., Oliva M. Optimizing factors influence micropropagation of ‘Bluecrop’ and ‘Biloxi’ blueberries and evaluation of their morpho-physiological characteristics during ex vitro acclimatization. Journal of Berry Research. 2022;12(3):347-364. https://doi.org/10.3233/JBR-211565
Clapa D., Bunea C., Borsai O., Pintea A., Hârța M., Ştefan R., Fira A. The role of Sequestrene 138 in highbush blueberry (Vaccinium corymbosum L.) micropropagation. HortScience. 2018;53(10):1487-1493. https://doi.org/10.21273/HORTSCI13269-18
Akimova S., Radzhabov A., Esaulko A., Samoshenkov E., Nechiporenko I., Kazakov P., Voskoboinikov Yu., Matsneva A., Zubkov A., Aisanov T. Improvement of ex vitro growing completion of highbush blueberry (Vaccinium corymbosum L.) in containers. Forests. 2022;13(10):1550. https://doi.org/10.3390/f13101550
Jacquemart A-L. Vaccinium oxycoccos L. (Oxycoccus palustris Pers.) and Vaccinium microcarpum (Turcz. ex Rupr.) Schmalh. (Oxycoccus microcarpus Turcz. ex Rupr.). Journal of Ecology. 1997;85(3):381-396. https://doi.org/10.2307/2960511
Кучеров И.Б., Кутенков С.А. Олиготрофные сфагновые и сфагново-зеленомошные ельники Европейской России и Урала. Ботанический журнал. 2019;104(1):12-40. https://doi.org/10.1134/S000681361901006X. EDN VWWJAL.
Сидорович Е.А., Кудинов М.А., Рубан Н.Н., Шерстеникина А.В., Рупасова Ж.А., Шапиро Д.К., Горленко С.В. Клюква крупноплодная в Белоруссии. Мн.: Наука и техника;1987. 238 с.
Hagerup O. Studies on the significance of polyploidy (IV. Oxycoccus). Hereditas. 1940;26(3-4):399-410. https://doi.org/10.1111/j.1601-5223.1940.tb03244.x
Esposti M.D.D., de Siqueira D.L., Pereira P.R.G., Venegas V.H.A., Salomão L.C.C., Filho J.A.M. Assessment of nitrogenized nutrition of citrus rootstock using chlorophyll concentration in the leaf. Journal of Plant Nutrition. 2003;26(6):1287- 1299. https://doi.org/10.1081/PLN-120020371
Davenport J. DeMoranville C. Nitrogen management in cranberry status. Cranberry Station Best Management Practices Guide - 2000 Edition;1997 pp. 1-2.
Medappa K.C., Dana M.N. Influence of pH, calcium, iron, and aluminum on the uptake of radiophosphorus by cranberry plant. Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 1968;32(3):381-383. https://doi.org/10.2136/sssaj1968.03615995003200030032x
Scagel C.F. Mycorrhizal status of sand-based cranberry (Vaccinium macrocarpon) bogs in Southern Oregon. Small Fruits Review. 2003;2(1):31-41. https://doi.org/10.1300/j301v02n01_04
Wei X., Zhang W., Zulfiqar F., Zhang C., Chen J. Ericoid mycorrhizal fungi as biostimulants for improving propagation and production of ericaceous plant. Front. Plant Sci. 2022;1-14. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1027390
Чижик О.В., Решетников В.Н., Филипеня В.Л., Горбацевич В.И., Картыжова Л.Е., Алещенков З.М. Влияние микроорганизмов на адаптацию клонированного посадочного материала древесно-кустарниковых видов рода Vaccinium. Физиология и биохимия культурных растений. 2013;45(3):254-259. EDN VUNNPU.
Lareau M.J. Rooting and establishment of in vitro blueberry plantlets in the presence of mycorrhizal fungi. III International Symposium on Vaccinium Culture. 1985;(165):197-202. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.1985.165.26
Rodriguez-Saona C., Vorsa N., Singh A.P., Johnson-Cicalese J., Szendrei Z., Mescher M.C., Frost C.J. Tracing the history of plant trains under domestication in cranberries: potential consequences on anti-herbivore defences. Journal of Experimental Botany. 2011;62(8):2633-2644. https://doi.org/10.1093/jxb/erq466
Макеев В.А., Черкасов А.Ф. Роль минеральных удобрений в выращивании клюквы на плантациях. Экологические свойства брусничных ягодных растений в природе и культуре. Тезисы докладов Межреспубликанского совещания. 1989. С. 92-93.
Gómez C., Poudel M., Yegros M., Fisher P.R. Radiation intensity and quality affect indoor acclimatization of blueberry transplants. HortScience. 2021;56(12):1521-1530. https://doi.org/10.21273/HORTSCI16189-21
Brazaityté A., Ulinskaité R., Dochovskis P., Samuoliené G., Siksnianienė J.B., Jankauskiené J., Sabqieviené G., Baranouskis K., Staniené G., Tamulaitis G., Bliznikas Z., Zukauskas A. Optimization of lighting spectrum for photosynthetic system and productivity of lettuce by using light-emitting. V Itenational Symposium on Artificial Lighting in Horticulture. 2006;(711):183-188. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2006.711.22
Wen X., Xu L., Wei R. Research on control strategy of light and CO2 in blueberry greenhouse based on coordinated optimization model. Agronomy. 2022;12(12):1-16. https://doi.org/10.3390/agronomy12122988

Еще

Статья научная