Способ размножения облепихи крушиновидной (hippophae rhamnoides l.) зелеными черенками

Изобретение относится к области биотехнологии. В способе размножения облепихи крушиновидной (Hippophae rhamnoides L.) зелеными черенками, включающем нарезку черенков годичного прироста, обработку базальной части черенков водным раствором стимулятора корнеобразования и последующую посадку их в твердый субстрат, новым является то, что в качестве стимулятора роста придаточных корней и образования клубеньков используют раствор индолил-3-уксусной кислоты с коллоидными наночастицами биогенных гидроксидов железа с последующей посадкой черенков в твердый субстрат с добавлением минерального источника азота. А также тем, что используют коллоидные наночастицы биогенных гидроксидов железа с примесью гетита. А также тем, что используют коллоидные наночастицы биогенных гидроксидов железа с примесью алюминия. А также тем, что используют коллоидные наночастицы биогенных гидроксидов железа с примесью кобальта. Изобретение позволяет увеличить окореняемость зеленых черенков облепихи крушиновидной и улучшенное развитие корневой системы черенков с повышенной способностью к симбиотрофному питанию. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к области садоводства, и может быть использовано при размножении зелеными черенками плодовых и декоративных культур.

Общий подход в технологии размножения растений черенкованием основан на подборе состава твердого субстрата окоренения и выращивания саженцев. Например, известен способ окоренения зеленых черенков легкоразмножаемых ягодных и декоративных кустарников [Патент РФ №2367140, МПК A01G 1/00, опубл. 20.09.2009], при реализации которого зеленые черенки без предварительной обработки высаживают в искусственный субстрат, приготовленный из нейтрализованного верхового торфа, перлита и обезвоженных стабилизированных осадков городских сточных вод, срок хранения которых не превышает одного года. Искусственный твердый субстрат содержит все необходимые для роста растений питательные элементы, а также соединения с гормональной активностью.

Недостатком данного способа являются дополнительные затраты на микробиологическую очистку обезвоженных стабилизированных осадков городских сточных вод, приготовление и применение сложных твердых субстратов, что не рационально для использования при масштабном черенковании ягодных и декоративных кустарников.

Значимость состава твердого субстрата и почвы при окоренении черенков высока и не вызывает сомнений. Вместе с этим установлено, что индукторами ризогенеза служат фитогормоны, в первую очередь ауксинового ряда. Использование синтетических фитогормонов также представляет собой общий принцип разработки технологий ускоренного окоренения черенков и размножения декоративных и садовых растений [Плодоводство: учебник / Под редакцией В.А. Потапова, Ф.Н. Пильщикова. - М.: Колос, 2000. - С. 150-153; Аладина О.Н. Известия ТСХА, 2013, Вып. 4, С. 5-22].

Например, известен способ зеленого черенкования камелии японской (Camellia japonica L.) путем размножения зеленых черенков годичного прироста [Патент РФ №2475016 С2, МПК A01G 1/00, опубл. 2013.02.20]. По этому способу черенки обрабатывают водным раствором физиологически активных веществ, содержащим в одном литре рабочего раствора 10 мг индолил-3-масляной кислоты, 1 мг кинетина, 0,5 мг гиббереллина A3, по 5 мг аскорбиновой кислоты и тиамина хлорида. Экспозиция обработки 1 час. Недостатком данного способа является применение широкого набора стимуляторов роста, что экономически невыгодно при масштабном производстве. Кроме того, результаты, полученные с композицией стимуляторов подобранной для черенков камелии японской, могут не подойти для окоренения других культур.

Известен способ размножения растений зелеными черенками [RU №2540586 С2, МПК A01G 1/00, опубл. 2015.02.10] включающий нарезку черенков, обработку нижней части черенков перед укоренением слабоконцентрированным водным раствором β-(3-Индолил)-пропионовой кислоты в концентрации 100 или 400 мг/л. Экспозиция обработки 12-24 час. Способ проверен на двух видах растений - вишне обыкновенной и можжевельнике казацком. Недостаток данного технического решения, предлагаемого для размножения растений широкого спектра видов, в том, что фактически оно также является видоспецифичным.

Известен способ повышения окореняемости зеленых черенков плодовых культур [RU 2430508 C1, МПК A01G 1/00, опубл. 2011.10.10], сущность которого в обработке черенков стимулятором роста (корневином - препарат на основе индол-3-ил масляной кислоты) и фунгицидами. Предварительно черенки в течение 1,5-2 недель выдерживают на свету и воздействуют искусственным туманом.

Недостатком данного способа является удлинение периода подготовки черенков на 1,5-2 недели, что приводит к дополнительным затратам и увеличению себестоимости саженцев при масштабном производстве. Кроме того, в климатических условиях Сибири с коротким периодом вегетации удлинение периода подготовки черенков приводит к риску не окоренения черенков или их вымерзания в зимний период из-за невызревания тканей.

Высокая значимость фитогормонов роста индолил-уксусной и индолил-масляной кислот (ИУК и ИМК) в размножении зелеными черенками облепихи описана в работе [«Технология культивирования облепихи», Ташкент, 2016, Издатель: Главное управление лесного хозяйства при министерстве лесного и водного хозяйства Республики Узбекистан]. Технология разработана в рамках региональной программы Германского общества по международному сотрудничеству [Deutsche Gesellschaftflir Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH) «Устойчивое землепользование с учетом изменения климата для экономического развития в Центральной Азии». Программа выполняется по заказу Федерального министерства экономического сотрудничества и развития Германии (BMZ)].

Наиболее близок к заявленному способу размножения облепихи зелеными черенками патент на регулятор роста облепихи [CN 103518775 A, Int.Cl. A01N 59/08, опубл. 2016.02.24 (прототип)], сущность которого заключается в использовании для обработки черенков раствором стимулятора роста - индолил-масляной кислоты в композиции с салициловой кислотой, хлоридом кальция (Са²⁺) и аскорбиновой кислотой. Дополняющие ИМК ингредиенты известны как биологически активные агенты. Они поддерживают реакцию растений на воздействие гормона и способствуют окоренению зеленых черенков облепихи. Недостаток данного технического решения в том, что показателем его эффективности авторы рассматривали только один параметр - окореняемость черенков облепихи. Развитая корневая система, которая определяется количеством и длиной образовавшихся придаточных корней, для облепихи недостаточный показатель качества саженцев. Особенность облепихи в том, что обеспеченность азотом у нее в значительной степени зависит от количества на корнях клубеньков, которые обеспечивают симбиотрофное питание растения.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение окореняемости зеленых черенков облепихи крушиновидной и улучшенное развитие корневой системы черенков с повышенной способностью к симбиотрофному питанию.

Технический результат достигается тем, что в способе размножения облепихи крушиновидной (Hippophae rhamnoides L.) зелеными черенками, включающем нарезку черенков годичного прироста, обработку базальной части черенков водным раствором стимулятора корнеобразования и последующую посадку их в твердый субстрат, новым является то, что в качестве стимулятора роста придаточных корней и образования клубеньков используют раствор индолил-3-уксусной кислоты с коллоидными наночастицами биогенных гидроксидов железа с последующей посадкой черенков в твердый субстрат с добавлением минерального источника азота. А также тем, что используют коллоидные наночастицы биогенных гидроксидов железа с примесью гетита. А также тем, что используют коллоидные наночастицы биогенных гидроксидов железа с примесью алюминия. А также тем, что используют коллоидные наночастицы биогенных гидроксидов железа с примесью кобальта.

Таким образом, заявляемый способ размножения облепихи крушиновидной (Hippophae rhamnoides L.) зелеными черенками отличается от прототипа тем, что в качестве стимулятора роста придаточных корней и образования клубеньков используют раствор индолил-3-уксусной кислоты с коллоидными наночастицами биогенных гидроксидов железа с последующей посадкой черенков в твердый субстрат с добавлением минерального источника азота. Наночастицы гидроксида железа инициируют образование примордиев и прорастание придаточных корней. Подкормка в начальный период окоренения черенков в виде легко усвояемого органического азота способствует ускоренному росту придаточных корней. В результате уже в начальный период окоренения образуется корневая система, которая в большей степени подготовлена для заселения симбиотрофными микроорганизмами и формирования большого числе клубеньков.

Перечисленные выше отличительные от прототипа признаки позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна».

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данных и смежных областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».

Способ осуществляется следующим образом.

Черенки годичного прироста длиной 15-20 см с 10-18 почками и 5-10 целыми листьями погружают в 0,03-0,1% водный раствор ИУК, в который вносится также коллоидный раствор биогенных наночастиц гидроксида железа (0,5-3,5 мг/л). Время экспозиция черенков в растворе 6-24 часа. После обработки раствором черенки высаживали в субстрат, состоящий из смеси торфа и песка в соотношении 1:1 с добавлением сапропеля 2 кг/м² грунта и аммиачной селитры в дозе N20 - N50.

Примеры осуществления предлагаемого технического решения.

Все варианты испытаний технического решения проводились по единой схеме, которая включает общую и индивидуальную части.

Общая часть. Зеленые черенки облепихи крушиновидной, мужского и женского типов нарезали с маточных растений в утреннее время в первой декаде июля. Черенки нарезали длиной 15-20 см с 10-18 почками и 5-10 целыми листьями, связывали в пучки по 30 штук и погружали базальной частью на 6-24 часа в водный раствор индолил-3-уксусной кислоты (ИУК) и коллоидных наночастиц биогенного гидроксида железа. Черенки контрольного варианта обработки также погружали базальными частями на 6 -24 часа в раствор ИУК, но без внесения наночастиц.

Индивидуальная часть представляет собой описание конкретных вариантов опытов, которые различались только видом наночастиц, внесенных в раствор ИУК. Испытано 4 вида биогенных наночастиц гидроксида железа - ферригидрит чистый и с примесью гетита (Feh), ферригидрит с примесью алюминия (Feh_Al), кремния (Feh_Si) или кобальта (Feh_Co). Концентрацию наночастиц задавали в диапазоне 0,5-3,5 мг/л. В субстрат для помещения черенков, обработанных стимуляторами роста, вносили минеральный азот в форме аммиачной селитры в концентрации N20 - N50. Концентрация источника азота, вносимого в твердый субстрат, зависит от содержания азота в торфе и сапропеле. Конкретные дозы выбираются в пределах указанных диапазонов с учетом наличия азота в торфе и сапропеле. Время экспозиции черенков в растворе при высокой концентрации наночастиц выбирается меньшее из указанного диапазона. При низкой концентрации наночастиц в растворе время экспозиции увеличивается.

Черенки, обработанные в растворах стимуляторов роста, высаживали в теплицу по схеме 5×7 см. Субстрат представлял собой смесь торфа и песка в соотношении 1:1 с добавлением сапропеля 2 кг/м² грунта и аммиачной селитры в дозе N20 - N50. Глубина посадки 7 см. Влажность субстрата поддерживалась системой орошения с мелкодисперсным распылением воды на уровне 80% наименьшей влагоемкости.

Стимулирующее действие коллоидных наночастиц в композиции со стимулятором корнеобразования в виде ИУК и подкормкой азотом в виде аммиачной селитры оценивали, сравнивая с контрольными опытами, выполненными по общепринятой технологии размножения облепихи крушиновидной черенкованием с использованием для стимулирования корнеобразования и окоренения черенков фитогормона ауксинового ряда. В контроле и каждом варианте испытания предлагаемого способа в растворах обрабатывали и высаживали в твердый грунт по 30 черенков в 3-х кратной повторности.

Пример 1. Зеленые черенки облепихи крушиновидной мужского типа, сорт Алей заготавливали с маточных растений пятилетнего возраста. Заготовку, обработку и высадку черенков на твердый субстрат проводили в соответствии с описанием общей части опытов. Черенки опытных вариантов обработки готовили к высадке в грунт в соответствии с описанием индивидуальной схемы опытов (Таблица 1).

Пример 2. Зеленые черенки облепихи крушиновидной женского типа, сорт Чуйская, заготавливали с маточных растений пятилетнего возраста. Заготовку, обработку и высадку черенков на твердый субстрат проводили в соответствии с описанием общей части опытов. Черенки опытных вариантов обработки готовили к высадке в грунт в соответствии с описанием индивидуальной схемы опытов (Таблица 1).

Влияние коллоидных наночастиц биогенного гидроксида железа на ризогенез зеленых черенков облепихи крушиновидной представлено в таблице 1.

Примечание: все результаты представляют собой средние значения, полученные при разных дозах наночастиц и времени экспозиции черенков в растворах; на придаточных корнях у окорененных черенков сорта Чуйская, обработанных только гормоном роста (контроль), образование клубеньков не наблюдалось, поэтому изменение количества клубеньков по отношению к контролю не определялось. Испытаны концентрации наночастиц - 0,5; 1,5 и 3,5 мг/л, время экспозиции черенков в растворах - 6, 12 и 24 часа.

Из приведенных в Таблице 1 данных следует, что все типы наночастиц ферригидрита оказывают положительный результат на окоренение, длину адвентивных корней и количество клубеньков. Черенки всех опытных вариантов мужского и женского типа сформировали качественные саженцы облепихи крушиновидной.

Для испытанных сортов наилучшие результаты получены с наночастицами ферригидрита допированного кремнием или кобальтом. Влияние наночастиц биогенного ферригидрита, допированного кобальтом, выразилось в повышении окореняемости зеленых черенков облепихи мужского типа (сорт Алей) на 33,3-61,1%, суммарной длины корней первого порядка ветвления в 1,9-2,9 раз и 5-ти кратное увеличение количества клубеньков. Окореняемость черенков обработанных наночастицами ферригидрита допированного кремнием и кобальтом достигла 100%.

На корнях контрольных черенков облепихи женского типа (сорт Чуйская) клубеньки не образовались. В то же время они образовались на всех корнях и у всех вариантов опытных черенков. При этом длина придаточных корней у опытных черенков возросла на 30-86%, а окореняемость увеличилась кратно и достигла 90% и более.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет получать до 90-100% окорененных черенков с развитой корневой системой и повышенным содержанием корневых клубеньков.

1. Способ размножения облепихи крушиновидной (Hippophae rhamnoides L.) зелеными черенками, включающий нарезку черенков годичного прироста, обработку базальной части черенков водным раствором стимулятора корнеобразования и последующую посадку их в твердый субстрат, отличающийся тем, что в качестве стимулятора роста придаточных корней и образования клубеньков используют раствор индолил-3-уксусной кислоты с коллоидными наночастицами биогенных гидроксидов железа с последующей посадкой черенков в твердый субстрат с добавлением минерального источника азота.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют коллоидные наночастицы биогенных гидроксидов железа с примесью гетита.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют коллоидные наночастицы биогенных гидроксидов железа с примесью алюминия.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют коллоидные наночастицы биогенных гидроксидов железа с примесью кобальта.