1 На правах рукописи Лобачев Денис Александрович

На правах рукописи
Лобачев Денис Александрович
РЕГУЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОНТОГЕНЕЗА КАРТОФЕЛЯ
ПРИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИИ СХЕМЫ ПЕРВИЧНОГО
СЕМЕНОВОДСТВА В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ ПОВОЛЖЬЯ
Специальность 06.01.05 – селекция и семеноводство
сельскохозяйственных растений
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
КИНЕЛЬ – 2010
2
Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ульяновская
государственная сельскохозяйственная академия»
Научный руководитель:
кандидат сельскохозяйственных наук,
доцент Авдиенко Владимир Глебович
Официальные оппоненты:
доктор сельскохозяйственных наук, профессор,
заслуженный работник сельского хозяйства РФ
Кшникаткина Анна Николаевна
кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий лабораторией биотехнологии сельскохозяйственных культур
Милёхин Алексей Викторович
Ведущая организация:
ГНУ «Ульяновский научно-исследовательский
институт сельского хозяйства»
Защита диссертации состоится «22» декабря 2010 года в 10 00 часов на
заседании диссертационного совета Д.220.058.01 при ФГОУ ВПО
«Самарская государственная сельскохозяйственная академия»
Адрес: 446442, Самарская область, г. Кинель, пгт Усть-Кинельский,
ФГОУ ВПО Самарская ГСХА, ул. Учебная, 1, диссертационный совет
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО
«Самарская государственная сельскохозяйственная академия»
Автореферат разослан и размещен на сайте ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия» http://www.ssaa.ru/
« 19 » ноября 2010 года.
Ученый секретарь
диссертационного совета, кандидат
биологических наук, профессор
Г.К. Марковская
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В последние годы наблюдается хотя и незначительный, но все же подъем в отрасли картофелеводства в Ульяновской
области. К сожалению, основная нагрузка на производство товарного картофеля по-прежнему ложится на хозяйства населения и мелкотоварные фермерские хозяйства. Поэтому производство элитного картофеля в больших
объемах является нерентабельным вследствие его дороговизны и отсутствия
устойчивого спроса.
В этой связи актуальными являются вопросы изучения и совершенствования методов ускоренного размножения высокопродуктивных сортов картофеля, причем наряду с высокотехнологичными методами размножения следует совершенствовать и более простые, доступные для
многих товаропроизводителей, способы ускоренного размножения.
Используемые методы ускоренного размножения оздоровленного
материала позволяют быстро размножить необходимые сорта для производства и сократить схему выращивания семенного материала, что способствует снижению зараженности семенного картофеля вирусными болезнями за счет уменьшения периода контакта с окружающей средой.
Одним из методов ускоренного размножения оздоровленных сортов
картофеля является получение ростковых черенков, с последующим выращиванием полученной рассады в условиях закрытого грунта, и посадка
исходного материала в открытый грунт.
В плане совершенствования технологии выращивания оздоровленного материала картофеля, в Средневолжском регионе актуальным
направлением является применение регуляторов роста, способствующих
сглаживанию негативных факторов окружающей среды и получению высококачественного семенного материала.
Цель работы. Совершенствование технологии производства оригинального семенного материала картофеля в условиях Средневолжского
региона РФ.
Задачи исследований:
– разработать приемы ускоренного размножения, позволяющие при
малых затратах, практичности применения значительно увеличить коэффициент размножения оздоровленного картофеля;
– изучить и провести сравнительную оценку регуляторов роста на
этапах регенерации ростковых черенков и в период вегетации;
– провести совершенствование отдельных элементов оригинального
семеноводства картофеля для увеличения количества оригинальных семян
без снижения качества;
– выявить перспективность использования мини-клубней в богарных условиях Среднего Поволжья;
– дать экономическое обоснование приемам ускоренного размножения картофеля на этапе оригинального семеноводства.
4
Научная новизна.
– проведены исследования по совершенствованию схемы семеноводства на этапе производства оригинальных семян;
- разработаны методы ускоренного размножения мини-клубней и
клубней клонового отбора без увеличения зараженности вирусной инфекцией;
- изучены способы оптимальных условий выгонки ростков из миниклубней и выявлены условия и режимы освещения;
- выполнена сравнительная оценка испытанных и малоизученных
регуляторов роста на этапах регенерации ростковых черенков, предпосадочной подготовки мини-клубней в богарных условиях и в период вегетации;
- экономически обосновано внедрение в производство совершенствованных схем семеноводства в условиях Средневолжского региона.
Практическая значимость. Изученные и совершенствованные методы ускоренного размножения картофеля на этапе оригинального семеноводства позволяют увеличить коэффициент размножения оздоровленного картофеля без снижения его качества и увеличить рентабельность
производства семян первой полевой репродукции до 63,4 %.
Предлагаемые методы совершенствования семеноводства картофеля
практичны и могут быть при соблюдении определенных условий стерильности, применены в условиях хозяйств различной формы собственности.
Положения выносимые на защиту:
- клоновый отбор и регуляторы роста Эпин и Циркон способствуют
увеличению продуктивности мини-клубней;
- снижение зараженности в 1,6-2,0 раза, увеличение продуктивности
тепличных растений в 3,0-3,4 раза благодаря клоновому отбору на этапе
выгонки ростков и регенерации ростковых черенков;
- выращивание мини-клубней картофеля в богарных условиях эффективно при обработке семян и вегетирующей ботвы регуляторами роста
Мивал-агро, Альбит и Циркон;
- использование клонового отбора, методов ускоренного размножения и регуляторов роста при совершенствовании схем семеноводства экономически целесообразно.
Личный вклад соискателя. Соискателем лично разработана программа исследований, проведены полевые и лабораторные эксперименты, сделаны анализ и обобщение полученного материала, а также выводы и рекомендации производству.
Апробация работы и публикации. Результаты исследований доложены на Международной научно-практической конференции «Научное
обеспечение агропромышленного производства» (Курск, 20–22 января,
2010 г.); на II Международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50летию образования РУДН (Москва, 24–26 марта, 2010г.); на научно-
5
практической конференции «Картофель-2010» «Актуальные проблемы
современной индустрии производства картофеля» (Чебоксары, 18–19 февраля, 2010 г.); на II Международной научно-практической конференции
«Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт,
проблемы и пути их решения» (Ульяновск, 8–10 июня, 2010 г.); во Всероссийской школе молодых учёных и специалистов «Перспективные технологии для современного сельскохозяйственного производства» (Ульяновск, 5–7 июля, 2010 г.).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 8 работ,
в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 159
страницах компьютерного текста. Состоит из введения, 6 глав, выводов и
предложений производству, включает 31 таблицу, 5 рисунков, 13 таблиц в
приложении. Список литературы включает 182 источника отечественных и
зарубежных авторов.
Автор выражает глубокую признательность и благодарность научному руководителю кандидату сельскохозяйственных наук, доценту
Авдиенко Владимиру Глебовичу и всему коллективу кафедры растениеводства и селекции, а также студентам-дипломникам, принимавшим участие в проведении опытов, за поддержку и помощь в выполнении работы.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Глава 1. Обзор литературы
Проведен анализ отечественных и зарубежных исследований и изложены методы и способы получения оздоровленного исходного материала. Описано применение регуляторов роста в семеноводстве картофеля и
дана характеристика способов размножения и выращивания оздоровленного картофеля в защищенном грунте.
Глава 2. Объекты, методы и условия проведения исследований
Объектом исследований служили оздоровленные сорта картофеля
Ильинский, Жигулевский, Удача и Крепыш, пользующиеся большой популярностью и спросом у хозяйств населения и фермерских хозяйств.
Предмет исследований – ускоренное размножение оригинальных
семян с использованием регуляторов роста и клонового отбора.
Оценка метеорологических условий за 2008–2010 гг. показала значительную вариабельность суммы осадков, как за вегетационный период, так и
в целом за год. Наибольшая сумма осадков за вегетационный период наблюдалась в 2008 г. – 235,8 мм, наименьшая в 2010 г. – 45,8 мм. При этом распределение осадков по месяцам было неравномерным. Среднесуточная
температура за вегетационный период составляла от 16,2 оС в 2008 г. до
17,9 оС в 2010 г.
Почва опытного поля – чернозем выщелоченный среднемощный
среднесуглинистый, по содержанию гумуса относится к среднегумусным
6
– от 4,3 до 4,8%. Реакция среды в пахотном слое почвы слабокислая –
рНсол. – 5,8–6,5, содержание подвижного фосфора повышенное – 105–150
мг/кг, обменного калия – высокое 137–200 мг/кг. Степень насыщенности
основаниями составляет 96,4–97,9%, сумма поглощенных оснований
25,5–27,8 мг.-экв./100 г почвы. Общие показатели удовлетворяют потребностям культуры картофеля.
Схемы и методика проведения опытов
Опыт 1. В первом опыте отбирались наиболее продуктивные клоны
1-го полевого поколения, и проводилось ускоренное размножение их
ростковыми черенками и дальнейшим выращиванием в теплице.
Схема опыта:
Исходный материал – клоны 1-го полевого поколения.
Концентрации растворов: Эпин 0,25 мг/л, Циркон 0,03 мг/л, Рибав 0,1
мг/л, Альбит 0,25 мг/л, Мивал-агро 0,35 гр./л.
Переменное освещение 7 дней 1 тысяча люкс 12 часов и 7 дней без
освещения. Инфракрасное освещение лампами ИКЗ 215-225-250-2.
1. Без освещения (БО)
контроль
2. Эпин + БО
3. Циркон + БО
4. Рибав + БО
5. Альбит + БО
6. Мивал-агро + БО
7. Переменное освещение (ПО) контроль
8. Эпин + ПО
9. Циркон + ПО
10. Рибав + ПО
11. Альбит + ПО
12. Мивал-агро+ПО
13. Инфракрасное освещение (ИО) контроль
14. Эпин + ИО
15. Циркон + ИО
16. Рибав + ИО
17. Альбит + ИО
18.Мивал-агро + ИО
Опыт 2. Во втором опыте отбирались наиболее продуктивные мини-клубни
по показателям энергии прорастания, скорости регенерации ростковых черенков и
развитости рассады, которая в дальнейшем выращивалась в условиях теплицы.
Схема опыта:
Исходный материал – мини-клубни, имеющие высокую энергию роста и
клоновый отбор на этапе размножения ростковыми черенками – наиболее развитой рассады. Схема выгонки ростков аналогична схеме 1.
Опыт 3. В третьем опыте проводилось стимулирование энергии прорастания мини-клубней для выращивания их в богарных условиях Среднего Поволжья.
Схема опыта:
Исходный материал – мини-клубни сортов Ильинский, Жигулевский, Удача
и Крепыш.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Контроль – обработка водой;
Эпин, 20 мл/т, расход 5 л/т;
Циркон, 15 мл/т, расход 5 л/т;
Рибав, 1 мл /т, расход 10 л/т;
Альбит, 100 г/т, расход 10 л/т;
Мивал-агро, 0,2 г/т, расход 10 л/т.
Площадь учетной делянки 4,2 м2, расположение делянок систематическое. Агротехника общепринятая для селекционно-семеноводческих участков
картофеля с использованием расчетной дозы удобрений.
Повторную обработку растений картофеля растворами рострегулирующих препаратов проводили в период вегетации ручным опрыскивателем.
7
Схема опыта:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Контроль – обработка водой;
Эпин, 0,25 мг/л;
Циркон, 0,03 мг/л;
Рибав, 0,1 мг/л;
Альбит, 0,25 г/л;
Мивал-агро, 0,35 гр/л.
В исследованиях основывались на "Методику исследований по защите картофеля от болезней, вредителей, сорняков и иммунитету" (Воловик А.С. и др.,
1995). Методике физиолого-биохимических исследований картофеля (Кирюхин
В.П. и др.,1989 г.) и ГОСТ 29268-91. «Методике исследований по культуре картофеля» (1967 г.); устойчивость растений к фитофторозу – согласно «Методам
оценки оздоровленных сортов и меристемных линий в элитном семеноводстве
картофеля» (1991г.); визуальная оценка зараженности вирусной инфекцией в
периоды бутонизации, цветения, перед скашиванием ботвы «Контроль качества
и сертификация семенного картофеля» (Практическое руководство 2003 г.).
Определение зараженности вирусами в процессе послеуборочного контроля проводили методом иммуноферментного анализа (Методические указания по иммуноферментному анализу диагностики вирусов, 1990). Урожай учитывался поделяночно. При определении структуры урожая в послеуборочных
пробах, клубни распределяли по фракциям согласно ГОСТ 7001-91 и 26545-89.
Расчеты экономической эффективности – на основе технологических карт по
действующим нормативам и расценкам.
Глава 3. Сравнительное изучение способов применения рострегулирующих препаратов (РРП) с целью увеличения количества ростковых черенков на клубнях клонового отбора.
3.1Формирование ростков на клубнях клонового отбора под влиянием РРП
Исследования показали, что использование инфракрасного теплового
освещения увеличило выход ростковых черенков с клубня в 4 раза в сравнении
с вариантом без освещения, и в 2 раза с дополнительным освещением интенсивностью 1 тысяч люкс. Обработка клубней регуляторами роста привела к увеличению
выхода ростковых черенков с клубня в среднем на 3–25 шт. Наилучшими оказались
варианты с применением препаратов циркон и эпин, выход ростковых черенков от
их использования увеличился по отношению к контролю на 20–25 шт.
3.2. Интенсивность регенерации ростковых черенков картофеля под
влиянием регуляторов роста и условий освещения
В опыте изучали не только влияние регуляторов роста на ускорение регенерационных процессов, но и условия благоприятно влияющие на них.
Установлено, что использование дополнительной подсветки лампами
ЛДЦ-80 усилило эффективность влияния регуляторов роста на регенерационные процессы и качество получаемой рассады. Инфракрасное тепловое освещение, как и доращивание на рассеянном свету ухудшило качество рассады.
8
Наилучшее влияние на формирование рассады оказали регуляторы роста Эпин,
Циркон и Рибав.
3.3. Последействие рострегулирующих препаратов при получении
рассадной культуры картофеля
После регенерации ростковых черенков в растеньица их доращивали в
растильнях с целью подготовки к высадке в теплицу.
Последействие регуляторов роста оценивали по показателям приживаемости, количеству и длине корешков, высоты и выравненности рассады. Доказано,
что все изучаемые регуляторы роста и в последействии оказывали положительное
влияние на интенсивность развития рассадной культуры. Приживаемость увеличилась на 17-20 %, количество корешков в 1,9-2,2 раза. Высота рассады составляла
4,8-5,6 см, в контроле 3,1 см. Выравненность развития рассады возросла на 15-23 %.
Лучшее последействие оказали препараты Эпин и Циркон.
3.4. Приживаемость и интенсивность развития регенерированной
рассады под влиянием РРП
Выявлено что растения, регенерированные с применением регуляторов
роста Эпин, Мивал-агро и Циркон, имели лучшую приживаемость, превышающую контроль на 5–15 % (таблица 1). Высаженные в условия теплицы
растения отмеченных вариантов отличались большей облиственностью и
толщиной стебля. Очевидно, положительное влияние на растения оказали
росторегуляторы, восполнившие недостаток биологически активных соединений и сгладившие негативное действие окружающей среды.
Таблица 1 – Приживаемость и интенсивность роста и развития растений картофеля сорта Ильинский в условиях защищенного грунта (среднее за 2008–2010 гг.)
Высота растений
Площадь
Средняя
Осталось
(см), через
листовой
масса
Варианты
растений к
поверхности, 1 растения,
30
45
60
уборке, %
м2/ м2
грамм
дней дней дней
Контроль. Вода
73
28,9 32,5
38,2
2,2
97,5
Эпин
78
44,3 49,8
55,6
2,7
126,7
Циркон
88
32,0 45,2
50,3
2,4
120,3
Рибав
73
39,5 47,4
53,7
2,9
123,4
Альбит
75
38,8 46,5
52,3
2,5
121,1
Мивал-агро
84
43,8 51,4
58,2
3,1
131,4
После повторной обработки ботвы этими же регуляторами роста и измерений высоты ботвы, выполненные через 45 и 60 дней после высадки рассады,
показали, что на варианте с обработкой растений Цирконом рост ботвы замедлился и лишь на 12,1 см превышал контрольный вариант. Данное явление можно объяснить ветвлением стеблей, однако существенного увеличения площади листовой
пластинки не наблюдалось. На остальных изучаемых вариантах прирост ботвы
составил (14,1–20 см), а площадь листовой поверхности превосходила контрольный вариант на 0,3–0,9 м2/ м2.
9
3.5. Оценка зараженности рассады оздоровленного картофеля
Установлено, что при использовании методов ускоренного размножения
на мини-клубнях лишь в 2010 году наблюдались явные признаки наличия вирусной инфекции. В основном отмечается наличие крапчатости листьев и лишь
отдельные растения имели признаки «мозаичного» заболевания. Наибольшее
количество растений выявлено в контрольном варианте –7 % (таблица 2).
Таблица 2 – Оценка зараженности растений болезнями выращиваемых в условиях защищенного грунта (в сумме за 3 года).
СкруОбыкно- Поло- ЗакручиВ
КрапчиваX+S+
Варианты
венная
счатая
вание
сумчатость
ние лиM+F
мозаика мозаика листьев
ме
стьев
Контроль
5
2
0
0
0
7
3
Эпин
1
0
0
0
0
1
1
Циркон
1
1
0
0
0
2
1
Рибав
0
0
0
0
0
0
1
Альбит
1
0
0
0
0
1
2
Мивал-агро
1
0
0
0
0
1
2
В вариантах с регуляторами роста заболеваемость была незначительной и
выявлена лишь на отдельных растениях. Очевидно действие регуляторов роста,
стимулирующих ускоренное развитие рассады скрыло развитие заболевания, то
есть вирусы находились в латентной форме.
Вместе с тем имелась вероятность ошибочной оценки, т.к. растения в
2010 году росли в условиях близких к экстремальным.
Для получения более достоверной информации на вариантах изучения регуляторов роста провели иммуноферментный анализ на наличие вирусной инфекции по комплексу заболеваний (X+S+M+F). Выявлено, что из всех растений, взятых для анализа на наличие вирусов, лишь у 1–4 % подтвердилось
наличие вирусной инфекции. Результаты ИФА показали, что при визуальной
оценке выявлено большее количество заболевших растений. Очевидно часть
растений, которые мы приняли за растения с наличием вирусов имели другие
функциональные заболевания, вызванные, в том числе и экстремально высокими температурами.
3.6. Качественный и количественный выход оздоровленных семенных клубней, полученных в условиях защищенного грунта
Наибольшую прибавку урожая оказали обработки растений препаратами
Эпин и Циркон. В среднем за 3 года она увеличилась в 2,6–2,7 раза по отношению к контролю (таблица 3). Регулятор роста Эпин в отличие от других
РРП давал существенные и стабильные по годам прибавки урожая. Мы объясняем это более быстрым укоренением и развитием рассады, интенсивным ее
ростом и более ранним началом формирования клубневой массы.
10
Регулятор роста Циркон наиболее эффективно сработал лишь в 2010, году,
несмотря на экстремальные погодные условия, сложившиеся в данном году.
Рибав напротив, оказывал лучшее стимулирующее действие на продукционные процессы в более благоприятных условиях, хотя по конечному результату урожайности – уступал действию препарата Эпин.
Таблица 3 – Влияние регуляторов роста на выход оздоровленных мини-клубней
картофеля в условиях закрытого грунта
Вариант
Контроль
Эпин
Циркон
Рибав
Альбит
Мивал-агро
НСР05
2008
ПродукПритивность бавка,
г/раст.
грамм
19,0
43,2
39,8
25,0
26,0
29,3
1,48
–
24,2
20,8
6,0
7,0
10,3
2009
ПродукПритивность бавка,
г/раст.
грамм
11,1
45,4
28,4
37,6
23,5
19,5
1,88
–
34,3
17,3
26,5
12,4
8,4
2010
ПродукПритиность
бавка,
г/раст.
грамм
16,2
19,7
45,3
13,0
14,0
15,7
2,18
–
3,5
29,1
–3,2
–2,2
–0,5
Продуктивность
(в среднем
за 20082010)
15,4
36,1
37,8
25,2
21,2
21,5
Наибольшее количество мини-клубней под кустом (2,3 шт.) сформировалось под растениями обработанными регулятором роста Циркон. В этом
случае в гнезде накапливались клубни, средняя масса которых составляла 16,6
г, а выход мини-клубней с 1 м2 защищенного грунта превышал контрольный
вариант в 2,7 раза.
На варианте с обработкой растений картофеля препаратом Эпин, выход
мини-клубней с 1 м2 теплицы превышал контрольный вариант в 2,6 раза, а
средняя масса 1 мини-клубня составила 17,4 г.
Таким образом, препарат Эпин увеличил на 70,1 % выход клубней с единицы
защищенного грунта по сравнению с применением регулятора роста Рибав.
Аналогичная ситуация наблюдалась и в вариантах с обработкой растений
препаратами Альбит и Мивал-агро.
Глава 4. Клоновый отбор на этапе ускоренного размножения картофеля ростковыми черенками из мини-клубней с использованием регуляторов роста
4.1. Интенсивность развития рассадной культуры картофеля сорта
Ильинский под влиянием клонового отбора и регуляторов роста
Результаты выполненных учетов, анализов и наблюдений показали, что
клоновый отбор на этапе выгонки ростков и отбор наиболее развитых ростковых черенков имел преимущества по всем изучаемым показателям (приживаемость, количество и длина корешков, высота и выравненность рассады).
4.2. Влияние клонового отбора регенерированной рассады и регуляторов роста на интенсивность развития картофеля
11
Оценка развития растений в теплице показала, что использование линий
клонового отбора на начальном этапе семеноводства имеют неоспоримые преимущества. Так, укореняемость и приживаемость рассады от клонового отбора
(контроль–1) возросла на 12 %, интенсивность роста и развития ботвы ускорилась, что отразилось в показателях высоты, массы ботвы и площади ассимиляционной поверхности.
Опрыскивание ботвы регуляторами роста вначале ее отрастания увеличило эффективность клонового отбора. Так, приживаемость возросла на 4–11 %.
Преимущества РРП в сравнении с контролем-2 составляли 16–23 %, то есть к
уборке развивалось и продуцировало на 6–9 растений больше. Наиболее активно на приживаемость влияли препараты Эпин и Рибав.
Активность роста ботвы, более равномерное ее развитие и лучшая облиственность получена на варианте опрыскивания ботвы Эпином. Из других
изучаемых РРП препаратов незначительные преимущества имели препараты
Рибав и Мивал-агро.
4.3. Влияние клонового отбора на раннем этапе размножения на
зараженность картофеля
Установлено, что в годы исследований незначительный процент больных
растений отмечался от поражения вирусными болезнями в легкой форме –
крапчатость и обыкновенная мозаика. Однако в 2010 году признаки наличия
вирусной инфекции были более явно выражены.
В варианте без применения клонового отбора наблюдалось наибольшее
количество пораженных растений – 5 %, использование клонового отбора позволило сократить число пораженных растений до 3 %. На вариантах с применением регуляторов роста наблюдалось значительное снижение растений с явными признаками заболеваний. Очевидно, сказалось опосредованное действие регуляторов роста сокративших фенофазы развития растений, что и скрыло признаки заболевания. В данном опыте лучший эффект наблюдался от применения
препарата Мивал-агро. При визуальной оценке на наличие вирусной инфекции,
пораженных растений отмечено не было.
Однако для получения более достоверной информации на вариантах изучения регуляторов роста провели иммуноферментный анализ клубней на наличие вирусной инфекции по комплексу заболеваний (X+S+M+F). Выявлено, что
из всех растений, прошедших клоновый отбор и взятых для анализа на наличие
вирусов лишь у 1–2 % подтвердилось наличие вирусной инфекции.
4.4. Качественный и количественный выход оздоровленных семенных клубней полученных в условиях защищенного грунта с применением
клонового отбора
Благодаря клоновому отбору количество клубней в контроле–1 (таблица 4)
возросла на 17 %, средняя масса клубней на 13 %, а общий выход мини-клубней с
1 м2 на 36 % по количеству и на 55,5 % по массе.
Таким образом, только за счет клонового отбора, даже при загущенной
(10×10 см) схеме выращивания картофеля с 1 м2 теплицы было получено на 48
клубней больше, причем лучшего качества.
12
Результаты полученных исследований свидетельствуют о том, что практически все способы применения регуляторов роста на картофеле выращиваемом в защищенном грунте, положительно сказались на увеличении урожайности.
Таблица 4 – Влияние регуляторов роста на выход мини-клубней картофеля в
условиях защищенного грунта с использованием элементов клонового отбора
Клубней Средняя
Всего Выход клубней, кг/м2
Варианты
с 1 расте- масса 1 собрано
технолония,
клубня, клубней, общий
гичных
шт.
гр.
шт./м2
Контроль-1
2,1
12,3
180
2,24
1,85
Контроль-2
1,8
10,9
132
1,44
1,13
К.О.+ Эпин
2,8
22,4
271
6,14
5,49
К.О.+ Циркон
2,5
18,7
226
4,24
3,71
К.О.+ Рибав
2,3
19,3
215
4,22
3,68
К.О.+ Альбит
2,2
16,2
197
3,20
2,83
К.О.+ Мивал-агро
2,2
17,1
202
3,47
3,24
Глава 5. Стимулирование энергии прорастания мини-клубней для
выращивания их в богарных условиях
5.1. Прорастание мини-клубней под влиянием регуляторов роста.
Несмотря на то, что проращивание мини-клубней происходило в благоприятных условиях, сорта неодинаково образовали ростки и не все миниклубни образовали одинаковое число ростков. Так, в контрольных вариантах
наиболее активное пробуждение почек отмечено на сортах Жигулевский и
Удача – 42,2–43,8 % от среднего числа глазков. В меньшей степени отмечена
активизация прорастания почек на сорте Ильинский.
Обработка мини-клубней регуляторами роста показала различную реакцию сортов на изучаемые препараты.
Сорт Удача за 15 дней проращивания увеличил количество ростков лишь
при опрыскивании мини-клубней препаратами Эпин (57 %) и Рибав (43 %). Регуляторы роста Циркон, Альбит и Мивал-агро напротив, оказали ингибирующее действие.
Наиболее активное влияние на пробуждение почек мини-клубней сортов
Удача и Крепыш оказали препараты Эпин и Рибав. На данных вариантах активизировалось прорастание почек на 36–57 %.
На сорте Ильинский, напротив, во все годы исследований более эффективно работали регуляторы роста Альбит и Мивал-агро. Увеличение количества проросших почек составило 64–79 %, тогда как после применения препарата Эпин проросших почек увеличилось в сравнении с контролем на 36 %. На
сорте Жигулевский наиболее эффективным оказался так же препарат Мивалагро.
5.2. Регулирование процессов онтогенеза мини-клубней картофеля
при выращивании в богарных условиях
13
Обработанные различными регуляторами роста мини-клубни картофеля
сортов Ильинский, Жигулевский, Крепыш и Удача ускорили интенсивность
прорастания. На всех изучаемых сортах полные всходы мини-клубней отмечены на 2–3 дня раньше, чем в контрольном варианте.
Образование бутонов на сортах Ильинский, Жигулевский и Крепыш
наблюдались уже на 20–23 день после появления всходов. На сорте Удача межфазовый период в контроле составил всего 19 дней.
Использование регуляторов роста оказало различное влияние на прохождение межфазовых периодов, особенно в первой половине вегетации. Так, на сортах
Жигулевский, Крепыш и Удача наступление фазы бутонизации задержалось на 1–
3 дня, однако в последующем, к фазе цветения, произошло ускорение развития
растений и разница в зависимости от сорта и используемого регулятора роста составила 2–7 дней. Наиболее активно оказалось последействие препарата Эпин.
Так, на сорте Удача ускорение развития до фазы цветения составило 7 дней, тогда
как по другим препаратам – 2–5 дней. На сорте Крепыш во все годы исследований
ускорял прохождение межфазовых периодов в фазу цветения препарат Циркон.
По остальным сортам и изучаемым регуляторам роста различия были несущественны.
5.3. Развитие ассимиляционной поверхности картофеля из миниклубней под влиянием регуляторов роста
Установлено, что в период вегетации сорта отличались по высоте. Повторное опрыскивание ботвы ускорило ее развитие. Наибольшее влияние оказали регуляторы роста Рибав, Альбит и Мивал-агро. Увеличение высоты ботвы в сравнении с контролем на сорте Ильинский составили 137,7-150,7 %, на сорте Жигулевский 116,5-125,1 %. Сорта Удача и Крепыш слабо отреагировали на действие регуляторов роста.
Выявлено, что в богарных условиях при учете стеблестоя проявляется сортовая реакция на изучаемые регуляторы роста. На сортах Ильинский и Жигулевский наиболее активное влияние оказали регуляторы роста Мивал-агро и Альбит
128,6-147,6 %. На сортах Крепыш и Удача увеличилось количество стеблей под
влиянием Эпина и Рибава на 31,8-37,5 %.
Наибольшая площадь листовой поверхности по отношению к другим исследуемым сортам отмечается на сорте Жигулевский. Площадь листовой поверхности составляла 40–42 тыс. м2/га, в зависимости от используемых препаратов, тогда как в контрольном варианте данный показатель составлял 32,2 тыс. м2/га.
Наибольший прирост ботвы за годы исследований обеспечил регулятор роста
Мивал-агро. Однако в засушливый и жаркий 2010 год, данный препарат не в полной мере сработал в сторону увеличения размеров листовой пластинки. Увеличение в сравнении с контролем составило 5,2–6,1 тыс. м2/га.
Сорт Крепыш, как и Ильинский положительно отзывались на обработки
препаратами Эпин, Рибав и Мивал-агро, увеличение площади ассимиляционной
поверхности составило 2,6–4,6 тыс. м2/га.
5.4. Устойчивость оздоровленных растений картофеля к болезням в
питомнике 1–го полевого поколения в зависимости от применения регуляторов роста
14
В условиях открытого грунта развитие фитофтороза зависело от погодных условий. Наибольшая устойчивость ботвы отмечена в 2008 году на сортах
Удача – 6,5 балла, Жигулевский, Ильинский и Крепыш – 4,5 балла.
Регуляторы роста Эпин, Рибав и Мивал-агро повысили устойчивость ботвы к
фитофторозу.
В 2009 и 2010 годах фитофтороз на растениях практически отсутствовал.
5.5. Поражение растений вирусными заболеваниями в питомнике
1–го полевого поколения
Использование регуляторов роста в питомнике 1-го полевого поколения
сдерживало накопление вирусной инфекции в сравнении с контролем. Предполагаем, что изучаемые регуляторы роста не выполняют антивирусную функцию, однако снижение зараженности растений объясняем ускорением общего
развития растений, более быстрого огрубения тканей листа.
Таблица 5 – Зараженность вирусами по результатам ИФА (средняя) по сортам
Ильинский, Удача, Жигулевский, Крепыш
Количество растений зараженных вирусами, %.
Вариант
2008 г.
2009 г.
X+S+M
Y
L
Всего X+S+M
Y
L
Всего
Контроль
1,5
1,0
0
2,5
4,0
1,25
0,25
5,5
Эпин
0
0
0
0
1,25
0,5
0
1,75
Циркон
0,25
0,25
0
0,5
2,0
0,25
0
2,25
Рибав
0,25
0,25
0
0,5
2,0
0,75
0
2,75
Альбит
1,25
0,25
0
1,5
2,0
0,75
0
2,75
Мивал-агро
0,5
0
0
0,5
1,25
0,5
0
1,75
На опытных делянках при визуальных наблюдениях не обнаружили
наличие вирусов. Лишь проведение иммуноферментного анализа выявило
наличие вирусной инфекции (таблица 5). Наибольшее количество вирусов проявилось на сортах Удача и Крепыш (6-7 %) в контрольных вариантах, без использования регуляторов роста, причем в основном встречались вирусные заболевания в легкой форме.
Регуляторы роста сдерживали распространение вирусов, причем более
эффективное влияние оказал лишь препарат Эпин. При анализе влияния других
регуляторов роста на снижение вирусной инфекции, общей тенденции обнаружено не было, хотя все они снижали инфекционную нагрузку в 1,6-5 раз.
5.6. Влияние регуляторов роста на урожайность и количественный
выход оздоровленного семенного материала
С учетом того, что 2010 год отмечается как экстремальный, в исследованиях мы провели анализ урожайности за 2008–2009 годы и отдельно за 2010
год, как год нетипичный, но имеющий важное значение, так как в изучаемых
вариантах отдельные регуляторы роста положительно повлияли на урожайность и товарность картофеля первого полевого поколения.
Варианты с применением регуляторов роста практически во всех вариантах дали существенные прибавки урожайности у исследуемых сортов (таблица 6).
15
На сорте Ильинский применение Циркона привело к снижению урожайности. В среднем за 3 года урожайность была ниже контрольного варианта без
обработки в среднем на 1,2 т/га. Наибольшая прибавка10,0 т/га была получена в
варианте с применением препарата Эпин.
Сорт Удача оказался наиболее отзывчивым на действие препаратов Мивал-агро, Рибав и Эпин. Прибавка урожайности составила 10,8–7,9 т/га.
Крепыш,
т/га
Жигулевский,
т/га
Удача,
т/га
Ильинский,
т/га
Таблица 6 – Урожайность картофеля в зависимости от применения регуляторов
роста
Вариант
1.Контроль
2.Эпин
3.Циркон
4.Рибав
5.Альбит
6.Мивал-агро
НСР05
1.Контроль
2.Эпин
3.Циркон
4.Рибав
5.Альбит
6.Мивал-агро
НСР05
1.Контроль
2.Эпин
3.Циркон
4.Рибав
5.Альбит
6.Мивал-агро
НСР05
1.Контроль
2.Эпин
3.Циркон
4.Рибав
5.Альбит
6.Мивал-агро
НСР05
2008 г.
19,9
30,2
16,3
21,8
21,4
24,1
0,46
16,9
23,1
19,1
23,5
18,5
26,8
1,06
20,2
31,4
26,3
25,6
24,1
29,8
0,63
13,3
23,5
21,0
20,0
18,5
24,3
0,71
2009 г.
16,5
26,3
17,8
20,5
19,8
22,7
0,97
11,5
20,9
17,4
22,6
19,6
23,1
1,17
17,7
28,2
23,4
25,9
22,2
25,8
0,66
12,1
23,2
18,5
20,8
16,9
21,0
1,04
Среднее за 2 года
18,2
28,2
17,1
21,1
20,6
23,4
14,1
22,0
18,3
23,1
19,1
24,9
18,9
29,8
24,9
25,8
23,1
27,8
12,7
23,4
19,8
20,4
17,7
22,7
2010 г.
10,2
13,2
12,9
11,5
12,3
13,4
1,26
8,6
12,1
10,3
12,7
10,5
12,1
1,38
13,1
15,3
14,4
13,2
13,6
13,8
0,92
0,13
0,16
0,16
0,13
0,16
0,15
0,02
Сорт Жигулевский показал лучшую реакцию к изучаемым регуляторам
роста. Урожайность на всех вариантах с обработкой значительно превышала
контрольный вариант. Наилучшее действие оказали препараты Эпин и Мивалагро обеспечившие прибавку урожайности на 10,9–8,8 т/га.
Сорт Крепыш, максимально отреагировал на обработку препаратами Эпин
и Мивал-агро, прибавка по отношению к контролю составила 9,9–10,7 т/га.
Глава 6. Экономическое обоснование внедрения в производство совершенствованных схем семеноводства, на этапе производства миниклубней и первого полевого поколения
16
Экономический анализ выполненный на основе расчетов приближенных
к производственным показал, что в условиях Средневолжского региона использование общепринятой схемы семеноводства картофеля экономически невыгодно, так как получена отрицательная рентабельность вследствие низкого коэффициента размножения.
Совершенствование схемы семеноводства путем применения методов
ускоренного размножения и совместного использования регуляторов роста и
клонового отбора позволило увеличить количество оздоровленного материала в
4-6 раз. В результате чего первичное семеноводство из убыточного становится
прибыльным при рентабельности 36,8-98,8 %.
Используемые методы размножения не требуют больших материальных
затрат, а основные этапы размножения приходятся на менее загруженный по
сельскохозяйственным работам период.
ВЫВОДЫ
1. Клоновый отбор и регуляторы роста, используемые при выгонке ростков,
способствовали увеличению продуктивности мини-клубней на 227-412 %.
Наиболее продуктивные растения получены после стимулирующей обработке
клубней и ботвы регуляторами роста Эпин и Циркон.
2. Для увеличения коэффициента размножения, повышения качества оздоровленных мини-клубней и их продуктивных свойств эффективно проводить
клоновый отбор на этапе выгонки ростков и регенерации ростковых черенков.
Зараженность сократилась в 1,6-2,0 раза, продуктивность тепличных растений
увеличилась в 3,0-3,4 раза.
3. Для выращивания мини-клубней картофеля в богарных условиях Среднего Поволжья эффективна предпосадочная обработка семян и вегетирующей
ботвы регуляторами Мивал-агро, Альбит и Циркон, которые стимулировали
увеличение количества ростков на 31-79 %, урожайности на 82-183 %.
4. Используемые методы ускоренного размножения при совершенствовании
схемы оригинального семеноводства картофеля практичны, не требуют больших материальных затрат и при определенных навыках черенкования ростков и
соблюдении условий стерильности могут использоваться хозяйствами населения
и фермерскими хозяйствами для ускоренной сортосмены и сортообновления.
5. Экономический анализ совершенствованных схем семеноводства на этапе
оригинального семеноводства показал, что лишь при использовании элементов
клонового отбора, методов ускоренного размножения и регуляторов роста
обоснованно приобретение материала оздоровленных мини-клубней различных
сортов.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1. Для быстрой сортосмены и сортообновления картофеля лабораториям
первичного семеноводства и другим хозяйствам различной формы собственности рекомендуем на этапе размножения мини-клубней использовать метод размножения ростковыми черенками с элементами клонового отбора и регуляторов роста.
17
2. Для улучшения стартового развития мини-клубней выращиваемых в богарных условиях Среднего Поволжья, а так же повышения коэффициента размножения эффективна предпосадочная и повсходовая обработка картофеля регуляторами роста Эпин, Мивал-агро и Рибав.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
В ведущих рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ
1. Лобачев Д.А. Применение эпина-экстры при размножении картофеля эффективно / Д.А. Лобачев, В.Г. Авдиенко // «Картофель и овощи». - №1. – 2010. – С.29.
2. Авдиенко В.Г. Как ускоренно размножить хорошие сорта картофеля / В.Г.
Авдиенко, О.В. Авдиенко, Д.А. Лобачев, А.В. Зайцев // «Картофель и овощи» №6. – 2010. – С.26-27.
3. Лобачев Д.А. Применение регуляторов роста при ускоренном размножении оздоровленного картофеля в культуре in vivo / Д.А. Лобачев // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. – 2010. № 8. - С.21-22.
Научные статьи, тезисы
1. Авдиенко В.Г. Выращивание здорового семенного картофеля в условиях
Ульяновской области /В.Г. Авдиенко, Д.А. Лобачев // Материалы Международной научно-практической конференции «Научное обеспечение агропромышленного производства». – Курск. – 2010. ч.3. – С.132-135.
2. Авдиенко В.Г. Эффективность применения рострегулирующих препаратов на картофеле в питомнике 1-го полевого поколения / В.Г. Авдиенко, Д.А.
Лобачев // Материалы II Международной научно-практической конференции
преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50летию образования РУДН «Инновационные процессы в АПК». – Москва. –
2010. – С.6-8.
3. Авдиенко В.Г. Применение методов ускоренного размножения при возделывании картофеля в условиях Ульяновской области / В.Г. Авдиенко, О.В.
Авдиенко, Д.А. Лобачев // Материалы научно-практической конференции
«Картофель-2010» «Актуальные проблемы современной индустрии производства картофеля» - Чебоксары. - 2010. - С.109-110.
4. Авдиенко В.Г. Регуляторы роста растений в технологии ускоренного размножения оздоровленного картофеля / В.Г. Авдиенко, Д.А. Лобачев // Материалы II Международной научно-практической конференции «Аграрная наука и
образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения» - Ульяновск. - 2010. - С.83-86.
5. Авдиенко В.Г. Организация первичного семеноводства картофеля для
внутрихозяйственного использования / В.Г. Авдиенко, Д.А. Лобачев // Материалы Всероссийской школы молодых учёных и специалистов «Перспективные
технологии для современного сельскохозяйственного производства» - Ульяновск. - 2010. - С.109-111.
6. Авдиенко В.Г. Влияние клонового отбора регенерированной рассады и
регуляторов роста на интенсивность развития картофеля / В.Г. Авдиенко, Д.А.
18
Лобачев // Материалы III Международной научно-практической конференции
молодых ученых «Молодежь и наука XXI» - Ульяновск. – 2010. Т.1. – С. 25-29.
Подписано в печать 18.11.2009 г.
Формат 60×84.
Бумага офсетная.
Гарнитура Таймс.
Печать офсетная.
Усл.печ.л 1,00 Тираж 100 экз. Заказ № 680.
Изготовитель: ООО "МТ-типография" ИНН 7325066021.
Лицензия: Серия ПД №7-0196 от 14 августа 2004 г.
Адрес: 432027, Россия, Ульяновская обл., г. Ульяновск,
Ул. Симбирская, д. 7А, корп. 2.